Che cos'è Fatica da vibrazione?
La prova di fatica da vibrazione è una prova in cui il provino viene esposto su uno shaker a vibrazioni sinusoidali o casuali per un periodo prolungato, valutando il danno da fatica e il degrado indotto dalla risonanza.
Scopo di Fatica da vibrazione
Lo scopo è quello di rappresentare, in modo accelerato, la vibrazione che un componente operativo su un veicolo, aereo o macchina subirà nel corso della sua vita utile e di verificarne la resistenza.
A quali prodotti si applica Fatica da vibrazione?
- Elettronica automobilistica e dispositivi di fissaggio
- Unità avioniche aerospaziali
- Attrezzatura per veicoli ferroviari
- Moduli batteria
- Sensori e connettori
In quali settori si utilizza Fatica da vibrazione?
Norme relative a Fatica da vibrazione
- IEC 60068-2-6prova di vibrazione sinusoidale test
- IEC 60068-2-64test di vibrazione casuale test
- ISO 16750-3carichi meccanici sull'attrezzatura del veicolo test
- MIL-STD-810 Metodo 514
- RTCA DO-160 Sezione 8
Condizioni di Fatica da vibrazione
- Tipo di vibrazione
- Scansione sinusoidale, casuale o sinusoidale su casuale
- Profilo
- La gamma di frequenza e l'ampiezza/PSD sono definiti nelle specifiche
- Tempo
- Durata per asse come definita (nell'ordine delle ore)
- Numero di assi
- Generalmente separatamente su tre assi perpendicolari
Apparecchiatura per Fatica da vibrazione
- Agitatore elettrodinamico e amplificatore di potenza
- Accelerometri e sistema di controllo delle vibrazioni
- Dispositivo di montaggio
- Impianto di monitoraggio delle funzioni
Requisiti del campione per Fatica da vibrazione
- Il campione deve essere montato con un dispositivo che rappresenti il metodo di installazione effettivo
- La risonanza dell'apparecchio deve trovarsi al di fuori della banda di prova
- Prima del test deve essere eseguita una ricerca di risonanza
- Il metodo di monitoraggio della funzione deve essere definito
Durata di Fatica da vibrazione
A causa della durata definita per asse e tre assi, la durata totale è generalmente di diversi giorni.
Procedura di Fatica da vibrazione
- 1Il campione viene montato sull'attrezzatura e vengono posizionati gli accelerometri.
- 2Viene eseguita una ricerca di risonanza per identificare le frequenze critiche.
- 3Il profilo della specifica viene caricato e il controllo viene verificato.
- 4La vibrazione viene applicata per la durata definita in ciascun asse.
- 5Il funzionamento viene controllato durante e dopo il test.
- 6Lo spostamento di frequenza viene valutato con una ricerca di risonanza finale.
Criteri di accettazione di Fatica da vibrazione
Il criterio di accettazione è definito nella specifica: nessun danno strutturale, continuità di funzione e nessuno spostamento della frequenza di risonanza oltre il limite specificato.
Valutazione dei risultati
Vengono confrontate le ricerche di risonanza pre e post test; uno spostamento di frequenza indica un allentamento strutturale o una crepa. L'ispezione visiva e il test funzionale vengono valutati insieme.
Rapporto di Fatica da vibrazione
- Norma e profilo applicati
- Gamma di frequenza, ampiezza/PSD e durata
- Informazioni sugli assi e descrizione delle attrezzature
- Risultati della ricerca di risonanza (pre/post)
- Stato della funzione e ispezione visiva
Accreditamento
EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.
Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.
Ambito e autorizzazioniRegolamenti correlati
- UNECE R10 e specifiche OEM automobilistiche
- Requisiti delle apparecchiature aerospaziali
Mekanik Testler — Cosa copre questo ambito di prova?
La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Fatica da vibrazione; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.
Le prove meccaniche misurano come si comporta un materiale o un componente sotto forza. La famiglia va dal carico statico (trazione, compressione, flessione) al comportamento dipendente dal tempo (fatica, scorrimento viscoso), dalla durezza e usura fino alla tenacità a frattura.
Ciò che accomuna queste prove è che il risultato è riportato come una PROPRIETÀ DEL MATERIALE. Il carico di snervamento o la durezza non sono una decisione di conformità; sono dati numerici con cui verranno confrontati il progetto e la norma di prodotto. I rapporti di prova meccanica sono quindi solitamente un input per una decisione ingegneristica piuttosto che per un'approvazione di prodotto — scelta del materiale, coefficiente di sicurezza, previsione della vita.
La distinzione tra comportamento statico e dinamico è la chiave per comprendere il settore. Un componente può apparire del tutto non sollecitato sotto carico statico eppure rompersi sotto carico ripetuto; la rottura a fatica si verifica a tensioni ben inferiori al carico di snervamento e non dà preavviso. Per componenti rotanti, vibranti o soggetti a carico ciclico, una prova di trazione da sola non è quindi una prova sufficiente.
Le condizioni di prova determinano il risultato, ed è fondamentale per la leggibilità del rapporto: geometria del provino, velocità di carico, temperatura, condizionamento e disposizione di serraggio. Lo stesso materiale fornisce valori diversi in condizioni diverse. Nelle materie plastiche l'effetto della velocità è molto marcato, nei metalli l'effetto della temperatura; nei compositi l'orientamento del provino cambia completamente il risultato.
La durezza è la misura più utilizzata in modo scorretto nel settore. Essendo rapida, quasi non distruttiva ed economica, viene spesso usata al posto della resistenza. Esistono tabelle di conversione da durezza a resistenza, ma sono APPROSSIMATIVE e dipendono dal gruppo di materiali; usarle come unica evidenza nell'accettazione del materiale è sbagliato.
Il lato della meccanica della frattura richiede una competenza specifica. Le misurazioni della tenacità a frattura e della velocità di propagazione della cricca da fatica consentono di calcolare quanto durerà una struttura fessurata; sono la base della progettazione tollerante al danno in settori come attrezzature a pressione, strutture aeronautiche e condotte.
Gruppi di metodi in questo ambito
Prove statiche
Trazione, compressione, flessione, taglio e torsione. Si ottengono carico di snervamento e resistenza a trazione, allungamento e modulo di elasticità.
Prove d'urto
Urto con intaglio Charpy e Izod; si determina il comportamento di transizione duttile-fragile del materiale in funzione della temperatura.
Durezza
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore e microdurezza. Prezioso per la profondità del trattamento superficiale e le differenze locali di resistenza.
Fatica
Fatica assiale controllata in forza e deformazione, fatica a flessione; curve S-N e limite di fatica.
Scorrimento viscoso e rilassamento delle tensioni
Comportamento sotto carico a lungo termine ad alta temperatura; determinante per i materiali di caldaie, turbine e attrezzature a pressione.
Meccanica della frattura
Tenacità a frattura in deformazione piana, integrale J, CTOD e velocità di propagazione della cricca da fatica.
Usura e attrito
Abrasione Taber e tamburo rotante, misurazioni del coefficiente di attrito.
Confusioni frequenti in questo ambito
- Calcolare la resistenza dalla durezza è approssimativo; non può essere usato come unica evidenza nell'accettazione del materiale.
- Una resistenza statica adeguata non dimostra la resistenza a fatica; un componente soggetto a carico ciclico richiede una prova separata.
- Se la velocità e la temperatura di prova non sono riportate, il risultato non è confrontabile, in particolare per polimeri e compositi.
- Un provino di prova e il pezzo reale potrebbero non dare lo stesso valore; l'orientamento di stampaggio, le linee di giunzione e le differenze nel trattamento superficiale hanno tutti un effetto.
- Un valore di resistenza fornito per un composito senza indicare l'orientamento del provino è privo di significato.
- Gli equivalenti ASTM e ISO misurano la stessa grandezza ma usano geometrie del provino diverse; i risultati non sono considerati direttamente equivalenti.
Quali decisioni supportano questi risultati
- Verifica della progettazione e selezione dei materiali
- Controllo dei materiali in ingresso e approvazione del fornitore
- Soddisfacimento dei requisiti meccanici della norma di prodotto
- Analisi dei guasti, previsione della vita utile e calcolo della tolleranza al danno
- Verifica dei processi di trattamento termico e superficiale
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Domande frequenti su Fatica da vibrazione
Qual è la differenza tra vibrazione sinusoidale e casuale?
Il seno concentra l'energia su una singola frequenza ed è efficace per identificare le risonanze. La modalità casuale applica l'energia simultaneamente su una banda larga e rappresenta meglio l'ambiente reale del veicolo/aereo.