ما هو الكلال الاهتزازي؟
اختبار كلال الاهتزاز هو اختبار يتم فيه تعريض العينة على شاكر إلى اهتزاز جيبي أو عشوائي لفترة ممتدة، وتقييم ضرر الكلال والتدهور الناجم عن الرنين.
الغرض من الكلال الاهتزازي
والغرض من ذلك هو تمثيل الاهتزاز الذي سيواجهه أحد المكونات العاملة على مركبة أو طائرة أو آلة، بطريقة سريعة، طوال فترة خدمته، والتحقق من قوته.
على أي منتجات يُطبَّق الكلال الاهتزازي؟
- إلكترونيات السيارات والسحابات
- وحدات إلكترونيات الطيران الفضائية
- معدات مركبات السكك الحديدية
- وحدات البطارية
- أجهزة الاستشعار والموصلات
في أي قطاعات يُستخدم الكلال الاهتزازي؟
المواصفات المتعلقة بـ الكلال الاهتزازي
- IEC 60068-2-6اختبار الاهتزاز الجيبية امتحان
- IEC 60068-2-64اختبار الاهتزاز العشوائي امتحان
- ISO 16750-3الأحمال الميكانيكية على معدات المركبات امتحان
- MIL-STD-810 طريقة 514
- RTCA DO-160 القسم 8
شروط الكلال الاهتزازي
- نوع الاهتزاز
- جيبية الاجتياح، عشوائي، أو جيبية على عشوائي
- حساب تعريفي
- يتم تعريف نطاق التردد والسعة/PSD في المواصفات
- المدة
- المدة لكل محور كما هو محدد (حسب ترتيب الساعات)
- عدد المحاور
- عموما بشكل منفصل في ثلاثة محاور متعامدة
جهاز الكلال الاهتزازي
- شاكر الكهروديناميكي ومضخم الطاقة
- مقاييس التسارع ونظام التحكم في الاهتزاز
- تركيب التثبيت
- جهاز مراقبة الوظائف
متطلبات العينة لـ الكلال الاهتزازي
- يجب أن يتم تركيب العينة بمثبت يمثل طريقة التثبيت الفعلية
- يجب أن يقع رنين التركيبة خارج نطاق الاختبار
- يجب إجراء بحث الرنين قبل الاختبار
- يجب تحديد طريقة مراقبة الوظيفة
مدة الكلال الاهتزازي
ونظراً للمدة المحددة لكل محور وثلاثة محاور، فإن المدة الإجمالية تكون عموماً عدة أيام.
إجراء الكلال الاهتزازي
- 1يتم تثبيت العينة على الجهاز ويتم وضع مقاييس التسارع.
- 2يتم إجراء بحث الرنين لتحديد الترددات الحرجة.
- 3يتم تحميل ملف تعريف المواصفات ويتم التحقق من التحكم.
- 4يتم تطبيق الاهتزاز لمدة محددة في كل محور.
- 5يتم فحص الوظيفة أثناء الاختبار وبعده.
- 6يتم تقييم تحول التردد من خلال بحث الرنين النهائي.
معايير قبول الكلال الاهتزازي
يتم تحديد معيار القبول في المواصفات: عدم وجود ضرر هيكلي، واستمرارية الوظيفة، وعدم وجود تحول في تردد الرنين خارج الحد المحدد.
تقييم النتائج
تتم مقارنة عمليات البحث بالرنين قبل وبعد الاختبار؛ يشير تحول التردد إلى ارتخاء هيكلي أو صدع. يتم تقييم الفحص البصري واختبار الوظيفة معًا.
تقرير الكلال الاهتزازي
- المعيار المطبق والملف الشخصي
- نطاق التردد والسعة/PSD والمدة
- معلومات المحور ووصف المباراة
- نتائج بحث الرنين (قبل / بعد)
- حالة الوظيفة والفحص البصري
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- UNECE R10 ومواصفات OEM للسيارات
- متطلبات المعدات الفضائية
Mekanik Testler — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار الكلال الاهتزازي؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تقيس الاختبارات الميكانيكية كيفية تصرف مادة أو قطعة تحت القوة. وتمتد العائلة من الحمل الساكن (الشد والانضغاط والانحناء) إلى السلوك المرتبط بالزمن (الإجهاد والزحف)، ومن الصلادة والتآكل إلى متانة الكسر.
القاسم المشترك بين هذه الاختبارات هو أن النتيجة تُبلَّغ كخاصية للمادة. فمقاومة الخضوع أو الصلادة ليست قرار مطابقة؛ بل بيانات رقمية سيقارن بها التصميم ومعيار المنتج. لذا تكون تقارير الاختبار الميكانيكي عادة مدخلًا لقرار هندسي لا لاعتماد منتج — اختيار المادة، معامل الأمان، تقدير العمر.
التمييز بين السلوك الساكن والديناميكي هو مفتاح فهم هذا الميدان. فقد تبدو قطعة غير مجهدة تمامًا تحت حمل ساكن لكنها تنكسر تحت حمل متكرر؛ ويحدث كسر الإجهاد عند إجهادات أقل بكثير من مقاومة الخضوع ودون سابق إنذار. لذا لا يكفي اختبار الشد وحده كدليل للقطع الدوارة أو المهتزة أو الخاضعة لحمل دوري.
تحدد ظروف الاختبار النتيجة، وهذا أمر حاسم لوضوح التقرير: هندسة العينة وسرعة التحميل ودرجة الحرارة والتكييف وترتيب القبض. وتعطي المادة نفسها قيمًا مختلفة في ظروف مختلفة. وفي اللدائن يكون تأثير السرعة واضحًا جدًا، وفي المعادن تأثير درجة الحرارة؛ أما في المركبات فيغيّر اتجاه العينة النتيجة تمامًا.
الصلادة هي القياس الأكثر إساءة استخدام في هذا الميدان. ونظرًا لكونها سريعة وشبه غير متلفة ورخيصة، تُستخدم غالبًا بدلًا من المقاومة. وتوجد جداول تحويل من الصلادة إلى المقاومة لكنها تقريبية وتعتمد على فئة المادة؛ واستخدامها كدليل وحيد في قبول المواد خطأ.
يتطلب جانب ميكانيكا الكسر كفاءة خاصة. وتتيح قياسات متانة الكسر ومعدل نمو تشقق الإجهاد حساب المدة التي ستصمد فيها بنية متشققة؛ وهي أساس تصميم تحمل الضرر في مجالات مثل معدات الضغط وهياكل الطائرات وخطوط الأنابيب.
مجموعات الطرق في هذا المجال
الاختبارات الساكنة
الشد والانضغاط والانحناء والقص والالتواء. وتُستخرج مقاومة الخضوع ومقاومة الشد والاستطالة ومعامل المرونة.
اختبارات الصدم
صدم شاربي وإيزود المُشقوق؛ ويُحدَّد سلوك انتقال المادة من الهش إلى المطاوع بحسب درجة الحرارة.
صلابة
برينل وفيكرز وروكويل وشور والصلادة الدقيقة. وهي مفيدة لعمق المعالجة السطحية والاختلافات المحلية في المقاومة.
الإجهاد (كلال)
إجهاد محوري مضبوط بالقوة والانفعال، إجهاد الانحناء؛ منحنيات S-N وحد التحمل.
الزحف واسترخاء الإجهاد
السلوك تحت الحمل طويل الأمد عند درجة حرارة عالية؛ وهو حاسم في مواد الغلايات والتوربينات ومعدات الضغط.
ميكانيكا الكسر
متانة الكسر بالانفعال المستوي والتكامل J وCTOD ومعدل نمو تشقق الإجهاد.
التآكل والاحتكاك
تآكل تابر والأسطوانة الدوارة، وقياسات معامل الاحتكاك.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- حساب المقاومة من الصلادة تقريبي؛ ولا يمكن استخدامه كدليل وحيد في قبول المواد.
- لا تُثبت المقاومة الساكنة الكافية مقاومة الإجهاد؛ وتتطلب القطعة الخاضعة لحمل دوري اختبارًا منفصلًا.
- إذا لم يُذكر معدل الاختبار ودرجة الحرارة، فلا يمكن مقارنة النتيجة — خصوصًا في البوليمرات والمواد المركبة.
- قد لا تعطي عينة الاختبار والجزء الفعلي القيمة نفسها؛ فاتجاه القولبة وخطوط اللحام والاختلافات في المعالجة السطحية كلها لها تأثير.
- قيمة المقاومة المذكورة لمادة مركبة دون تحديد اتجاه العينة لا معنى لها.
- تقيس نظيرتا ASTM وISO الكمية نفسها لكنهما تستخدمان هندسة عينة مختلفة؛ ولا تُعامل النتائج على أنها متكافئة تمامًا.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- التحقق من التصميم واختيار المواد
- فحص المواد الواردة واعتماد المورد
- تلبية المتطلبات الميكانيكية لمعيار المنتج
- تحليل الأعطال والتنبؤ بالعمر وحساب تحمل الضرر
- التحقق من عمليات المعالجة الحرارية ومعالجة السطح
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول الكلال الاهتزازي
ما الفرق بين الاهتزاز الجيبي والعشوائي؟
يعمل الجيب على تركيز الطاقة على تردد واحد وهو فعال في تحديد الرنين. يطبق العشوائي الطاقة في وقت واحد عبر نطاق عريض ويمثل بيئة المركبات/الطائرات الحقيقية بشكل أفضل.