ストレステスト

私は部品が視覚検査を通過したが、現場で失敗した例を見てきた。顧客が製品を返品し、突然誰もがなぜか尋ねる。ストレステストは顧客よりも前に失敗を発見します。それでは、どうやって使うのかを説明します。

キーポイント

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ストレステストの理解

ストレステストの目的

目的応用設計の確認部品の性能証明材料の確認材料選定の確認失敗防止失敗モードの発見安全保証重要なアプリケーション顧客の要件契約義務

ストレステストの種類

ストレステストタイプそれがテストするもの典型的な方法引張軸方向強度引張試験曲げ曲げ強度3ポイント曲げ衝撃衝撃耐性Izod/Charpyクリープ長期負荷持続負荷疲労繰り返し負荷環境現実的な条件環境チャンバー

機械的試験方法

引張試験

標準ASTM D638ISO 527試験片タイプType I-V1A, 1B試験速度0.2-20 in/min1-500 mm/min結果強度、伸び、弾性率強度、伸び、弾性率

曲げ試験

標準ASTM D790ISO 178構成3ポイント、4ポイント3ポイントスパン対深さ16:1通常16:1通常結果強度、弾性率、ひずみ強度、弾性率、ひずみ

衝撃試験

試験標準使用IzodASTM D256ノッチ付衝撃CharpyASTM D6110ノッチ付/ノッチなしドロップウェイトASTM D3763高速度衝撃ダートドロップASTM D5628製品衝撃

疲労試験

標準ASTM D3479ISO 13003タイプ引張-引張疲労疲労周波数1-30 Hz1-100 Hz結果S-N曲線疲労寿命

試験設備

万能試験機

仕様通常範囲用途負荷容量0.1-100 kN引張、曲げ速度範囲0.001-20 in/min複数の方法精度±0.5%の読み取り値精密試験拡張計必須歪み測定

衝撃試験機

タイプ容量用途Izod0.5-5 ft-lb小規模試験片Charpy1-50 ft-lb大規模試験片ドロップタワー0.5-100 ft-lb製品試験

環境チャンバー

能力範囲用途温度-40°Cから+200°C熱サイクル湿度10-95% RH湿度暴露連合完全制御環境試験

試験片準備

試験片要求事項

方法試験片タイプ準備射出成形直接成形ASTM/ISOに従って部品から切断標準に従って損傷を避ける調整標準に従って24時間@23°C、50% RH

調整要求事項

条件温度湿度時間標準73±4°F50±10% RH40時間以上上昇Per specPer specPer spec成形後乾燥23°C<0.1%オーブン乾燥湿潤調整73°F浸漬48時間

試験片数

試験タイプ最小試験片数推奨数スクリーニング3試験片5試験片認証5試験片10試験片生産検証コントロールプランに従うPer spec

試験手順

引張試験手順

ステップアクション1試験片の調整2寸法の測定（3点、平均）3クランプに固定（平行配置）4拡張計を接続5ゼロ負荷と変位を設定6指定された速度で試験を開始7負荷対変位を記録8降伏、破断、弾性率を記録9破壊モードを記録

衝撃試験手順

ステップアクション1試験片の調整2ノッチ加工（必要な場合）3ノッチ寸法の測定4ストライカーに配置5ペダルの高さを確認6ペダルを解放7吸収エネルギーを記録8破壊を検査

曲げ試験手順

ステップアクション1試験片の調整2寸法の測定（3点）3サポートに配置（スパンは標準に従う）4ゼロ負荷と変位を設定5クロスヘッドを指定された速度で適用6負荷対変位を記録75%ひずみ時のストレスを計算8破壊モードを記録

受入基準

一般的な特性要件

特性一般的な仕様注意事項引張強度>6,000 psi (ABS)材料依存曲げ弾性率>300,000 psi (ABS)材料依存衝撃強度>3 ft-lb/in (ABS)材料依存破断時の伸び>5%柔軟性指標

産業固有の要件

産業基準キーポイント自動車GM、Ford、Chrysler仕様特定の試験方法航空宇宙ASTM、SAE仕様厳格な要件医療ISO 10993生物適合性消費者UL、CSA安全性要件

試験報告書要件

情報詳細試験日___試験担当者___材料識別グレード、ロット試験片識別部品、場所試験方法使用された標準試験機器ID、校正結果すべての測定値計算値強度、弾性率観察結果破壊モード

設計検証試験

試験計画開発

要素内容目的検証されるもの範囲テストされるもの受入基準合格/不合格基準試験方法特定の手順試験片要件数量、調整報告結果文書化

早期試験方法

目的応用高温シミュレーション長期的な影響クリープ、老化湿度暴露水分の影響環境安定性UV暴露天候への耐性屋外応用熱サイクル疲労温度極端な状態塩スプレー腐食厳しい環境

失敗分析

分析タイプ使用視覚検査破壊起源顕微鏡による分析破壊の開始破壊写真破壊メカニズム化学分析材料の確認

一般的な試験失敗

引張試験の失敗

症状可能性原因行動低強度材料劣化材料を確認低弾性率空孔、多孔質加工を確認脆い破壊低温適切に調整クランプ破壊試験片準備改善クランプ技術

衝撃試験の失敗

症状可能性原因行動低エネルギーノッチ感度ノッチ品質を確認変動結果試験片の不一致一貫性を改善脆い破壊低温適切に調整高い散乱材料変化材料を確認

疲労失敗

症状可能性原因行動早期失敗応力集中再設計低サイクル過負荷負荷を減少表面仕上げを改善進行的な損傷累積再設計

文書と記録

試験報告書テンプレート

 STRESS TEST REPORT 報告番号: __________ 日期: __________ 部品番号: __________ 材料: __________ ロット番号: __________ PURPOSE _________ 試験条件 試験日: __________ 操作者: __________ 温度: __________ 湿度: __________ 試験結果 試験1: 強度: ______, 弾性率: ______, 伸び: ______ 試験2: 強度: ______, 弾性率: ______, 伸び: ______ 試験3: 強度: ______, 弾性率: ______, 伸び: ______ 平均: 強度: ______, 弾性率: ______, 伸び: ______ 標準偏差: ______ 受入基準 規格: __________ 結果: [ ] 合格 [ ] 不合格 失敗モードの観察 _________ 備考 _________ 承認 Tested By: __________ 日期: __________ Reviewed By: __________ 日期: __________ 

チェックリスト

試験計画

試験目的を明確にし、受入基準を確立し、試験方法を選択し、試験片要件を決定し、試験計画を承認する

試験準備

設備を校正し、試験片を準備し、調整を完了し、手順をレビューし、担当者を教育する

試験実施

試験を手順に従って実施し、データを完全に記録し、失敗を文書化し、設備を確認し、結果を計算する

報告

試験報告書を完成させ、結果を基準と比較し、失敗分析を完了し、提案を提出し、報告書を承認する

結論

ストレステストはあなたの部品が動作することを検証します。それがないと、あなたは当てにしていることになります。そして、現場で部品が失敗すると、それは高価になります。正しいものをテストしてください。正しい方法でテストしてください。結果を文書化してください。それこそが、あなたの部品が動作することを証明する方法です。