隨著汽車工業的快速發展,儀表盤已從簡單的信息顯示裝置演變為集安全性、舒適性和智能化于一體的關鍵部件。科準測控小編團隊認為,在汽車被動安全領域,儀表盤的結構強度直接影響碰撞事故中乘員的保護效果。據統計,約15%的乘員傷害事故與儀表盤組件失效有關。因此,對儀表盤進行系統的拉伸性能測試具有重要的工程意義。
本文科準測控小編將結束如何通過模擬實際工況下的受力情況,驗證儀表板部件間連接的牢固程度,為產品設計和改進提供科學依據。
一、測試原理
拉伸測試是評估材料力學性能的基礎方法,其核心原理是通過施加軸向拉力來測定試樣的抗拉強度和變形特性。對于汽車儀表盤這類復合組件,測試重點在于:
界面結合強度:評估不同材料(如塑料、金屬、復合材料)之間的連接性能
失效模式分析:觀察斷裂位置(母材斷裂、粘接面失效或機械連接失效)
能量吸收能力:通過載荷-位移曲線下面積計算組件吸收能量的能力
測試過程中,我們特別關注彈性變形階段、屈服點和斷裂點三個關鍵階段的力學表現,這些數據直接影響儀表盤在碰撞事故中的能量管理策略。
二、測試標準
本試驗嚴格遵循以下國內外標準:
1、國際標準
ISO 527-1:2019《塑料-拉伸性能的測定》
SAE J2749《汽車內飾部件機械性能測試方法》
2、國家標準
GB/T 1040.1-2018《塑料拉伸性能的試驗條件》
QC/T 15-201X《汽車儀表板總成技術條件》
3、特殊要求
試樣應在標準環境(23±2℃,50±5%RH)下調節24小時
每組測試至少5個有效樣本
測試速度偏差控制在±10%以內
數據采集頻率不低于10Hz
三、檢測設備
1、KZ-DSC-50萬能拉力試驗機
(示意圖:萬能拉力試驗機可搭配不同夾具做不同力學試驗)
2、定制工裝夾具
梯形工作臺:采用45#鋼淬火處理,硬度HRC50-55
模塊化設計:可快速更換不同規格的夾持部件
防滑處理:接觸面采用激光刻紋工藝,摩擦系數≥0.4
自對中結構:確保載荷施加方向與試樣軸線重合
3、試驗條件
樣品名稱:汽車儀表盤
試驗溫度:室溫
試驗速度:5mm/min
四、測試條件詳細說明
1、試樣信息
材料組成:ABS基體+PC面板+金屬支架
連接方式:機械卡扣(4處)+結構膠粘接
典型尺寸:長600±5mm,寬200±3mm,厚度變化3-8mm
2、環境控制
溫度:23±2℃(使用空調系統維持)
濕度:50±5%RH(配備除濕機)
大氣壓:86-106kPa(實驗室標準條件)
3、測試參數
初始載荷:50N(消除裝配間隙)
測試速度:5mm/min(準靜態條件)
終止條件:載荷下降至峰值的80%或位移達到50mm
五、測試流程
1. 預處理階段
試樣在標準環境下調節24小時
檢查試樣外觀(無劃痕、氣泡等缺陷)
標記測量基準線(間隔50mm)
2. 設備準備
試驗機預熱30分鐘
力傳感器清零(空載狀態)
校準位移測量系統
3. 試樣安裝(關鍵步驟)
將梯形工作臺安裝在試驗機底座上,用扭矩扳手緊固(扭矩值25N·m)
試樣下端定位:
使用專用定位銷確保對中
分步擰緊四個M8螺栓(對角順序,扭矩15N·m)
上夾具安裝:
手動降低橫梁至合適位置
同樣采用對角緊固方式
預加載50N,檢查各連接點無異常
4. 測試執行
設置測試程序(速度5mm/min)
啟動測試,系統自動記錄:
實時載荷值(精度±0.5%)
位移量(分辨率0.001mm)
時間同步數據
5. 后處理
取出斷裂試樣(佩戴防護手套)
拍攝斷口形貌(多角度)
清理夾具接觸面
測試結果分析
6、典型數據
最大載荷:3425±85N
斷裂位移:18.6±2.1mm
初始剛度:285N/mm
7、失效模式
主要失效位置:塑料卡扣根部斷裂(占比80%)
次要失效模式:金屬支架塑性變形(20%)
無界面剝離失效發生
8、曲線特征
載荷-位移曲線呈現典型的三階段特征:
線性上升段(彈性變形)
平臺段(塑性發展)
快速下降段(斷裂失效)
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