Laboratorní pevnostní a životnostní zkoušky Dynamická zkušebna Škoda-auto a.s

Laboratorní pevnostní a životnostní zkoušky

Dynamická zkušebna Škoda-auto a.s.

14.3.2008

0352

1

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. - vybudována na přelomu 70. a 80. let minulého století v rámci státního úkolu - montovaná hala, původní strojní vybavení kompletně od firmy Inova Praha - do současné doby se z původního vybavení zachovaly pouze základové desky - vybavení průběžně obměňováno, modernizováno a doplňováno. Prostory kanceláří a budova též modernizovány. - současné organizační začlenění v rámci vývoje Škoda – auto:

T (Technický vývoj) TZ (Vývoj celého vozu) TZD (Dlouhodobé zkoušky) TZD-2 (Dynamická zkušebna) Ing. Květoslav Zdražil, ŠKODA-AUTO A.S., odd. TZD

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Hlavní úkol dynamické zkušebny: - provádění laboratorních pevnostních a životnostních zkoušek materiálových vzorků, komponent a celých vozů včetně jejich vyhodnocení Další nezbytné související činnosti: - měření provozního namáhání, měření tuhostí, deformací, zrychlení, mechanického napětí …. - provádění odpovídajících analýz

Vše možno shrnout termínem

Mechanické vlastnosti materiálů a struktur

Ing. Kvě Kv ětoslav Zdraž Zdraž il, ŠKODA KODA--AUTO A.S., odd. TZD

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Podmínky pro bezchybné fungování dynamické zkušebny 1. Spolehlivá zařízení pro provádění zkoušek (hardware i software), průběžně modernizovaná a obměňovaná 2. Odborný, vyškolený a neustále se zdokonalující personál na všech úrovních (příslušné vzdělání, školení, účast na konferencích, kontakty s obdobnými pracovišti , ústavy….) 3. Spolehlivě fungující infrastruktura – mechanická dílna, rozvod hydraulického oleje + péče o olejové hospodářství, elektrické rozvody bez rušení, bezproblémová počítačová síť, kalibrace meřících zařízení …. 4. rychlý a spolehlivý tok informací od zadavatelů zkoušek do zkušebny a zpět + fundovaný partner u zadavatele (specifikace úlohy, osobní jednání, vysvětlování, společné řešení problému, zkušební protokol ….) 5. Odpovídající pracovní prostředí a ekologicky přijatelný provoz (ochrana proti hluku a vibracím, opatření proti úniku hydraulického oleje , odpadní teplo ….) 6. Systém řízení jakosti (ISO 9001, 14001)

Ing. Květoslav Zdražil, ŠKODA-AUTO A.S., odd. TZD

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Zadavatelé zkoušek pro dynamickou zkušebnu - TKS

- Vývoj svařené karoserie

- TKO

- Vývoj okované karoserie

- TKI

- Vývoj interieru

- TM

- Vývoj elektriky a elektroniky

- TP

- Vývoj podvozku a agregátu

- GQ

- Kvalita sériové výroby

četnost

- externí zadavatelé z koncernu VW i mimo koncern Nezanedbatelný podíl práce (neustále se zvyšující) tvoří úkoly pro odd. TKV (technické výpočty)

Většina zkoušek se neopakuje – stále nové úkoly! Ing. Květoslav Zdražil, ŠKODA-AUTO A.S., odd. TZD

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Experimentální podpora technických výpočtů (spolupráce s odd. TKV) Podpora výpočtů

- tuhosti - životnosti - vibrací - crash

Podíl na stavbě virtuální modelu vozu

- materiálová data - deformační charakteristiky - frekvenční charakteristiky - verifikace modelů

Nutný vzájemný respekt a výměna informací mezi výpočtáři a laboratoří Nejhorší varianta: Výpočtář se bojí zkušebny (odhalí, že jeho analýza není správná) a zkušební technik ignoruje výsledky výpočtů (nikdy nemohou odpovídat realitě) Ing. Květoslav Zdražil, ŠKODA-AUTO A.S., odd. TZD

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Současná skladba personálu v dynamické zkušebně (včetně měřící skupiny) - střední odborné vzdělání:

5 pracovníků

- střední odborné vzdělání s maturitou:

4 pracovníci

- vysokoškolské vzdělání:

8 pracovníků kmenových + 1 externí

Nároky na personál:

- odpovídající vzdělání - všeobecný technický přehled - odborné znalosti (mechanika, pružnost a pevnost, hydraulika, elektronika, zpracování dat, konstruování, technické výpočty…) - jazykové znalosti - ochota trvale se vzdělávat a zdokonalovat


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Používaná zkušební zařízení 1. elektrohydraulické zatěžovací stavy

- jednoosé - víceosé - víceosé simulátory vozovky

2. elektrodynamická zkušební zařízení (shakery) - za normálních klimatických podm. - za ztížených klimatických podm. 3. elektromechanická zkušební zařízení (trhací stroj) 4. magnetorezonanční zkušební zařízení (vysokofrekvenční pulsátor) 5. zařízení pro měření a záznam provozního namáhání - měřící ústředny - optická zařízení


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Elektrohydraulické zatěžovací stavy – jednoosé Základem je servohydraulický válec napojený na rozvod hydraulického oleje, vybavený vhodným servoventilem, snímačem zdvihu, snímačem síly (dráhová nebo silová zpětná vazba) a řízený spolehlivým měřícím a regulačním systémem Způsob zatěžování – harmonický

– 1 úroveň zatěžovací amplitudy (rychlé porovnávací testy) - blokové schema (více bloků s různou amplitudou a střední hodnotou)

- zatěžování náhodným procesem (uměle vytvořeným) - simulace reálných provozních podmínek (nutné měření provozních dat – většinou dráha EVP polygonu EHRA)


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Blokové schema přípravy jednoduché zkoušky simulující reálné zatěžovací podmínky


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Elektrohydraulické zatěžovací stavy – jednoosé – příklady I.

Čep zadní nápravy Škoda Fabia, zatěžování bočními silami Ing. Květoslav Zdražil, ŠKODA-AUTO A.S., odd. TZD

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Elektrohydraulické zatěžovací stavy – jednoosé – příklady II.

Zkouška torza zadní části vozu Škoda Octavia Ing. Květoslav Zdražil, ŠKODA-AUTO A.S., odd. TZD

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Elektrohydraulické zatěžovací stavy – jednoosé – příklady III.

Zk. transportních háků Fabia Sedan Ing. Květoslav Zdražil, ŠKODA-AUTO A.S., odd. TZD

Zk. bodových svarů (kalíšky)

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Elektrohydraulické zatěžovací stavy – víceosé 2 a více elektrohydraulických válců zatěžujících komponentu nebo podsestavu – většinou reálnými zatěžujícími podmínkami (nutné měření provozních dat)

2 kanálová zkouška stabilizátoru PN vozu Škoda Fabia


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Multiaxiální simulátory vozovky

- dodávány specializovanými firmami - propracované systémy po stránce mechanické, elektronické i po stránce software - náročné na přípravu zkoušky, na monitoring běhu testu i na údržbu - vysoké náklady

V dynamické zkušebně instalována tato multiaxiální zařízení: 4 kanálový vertikální simulátor vozovky MTS zatěžováno syntetickým signálem podle metodiky VW nebo reálným zatížením ze zkušební trati 14 kanálový simulátor vozovky SCHENCK, po modernizaci kompletně řízen elektronikou a software MTS. Možno zkoušet celý vůz nebo jednotlivé nápravy, testováno reálným zatížením 16 kanálový simulátor vozovky serie 329 MTS (4 DOF). Možno zkoušet celý vůz nebo jednotlivé nápravy, testováno reálným zatížením


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Multiaxiální simulátory vozovky Škoda Fabia Combi - test zadní nápravy 329 Road Simulator


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Multiaxiální simulátory vozovky Škoda Fabia Combi - test přední nápravy 329 Road Simulator


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Multiaxiální simulátory vozovky Škoda Octavia Combi - torzní test karoserie 329 Road Simulator


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Multiaxiální simulátory vozovky Škoda Octavia Combi - simulace reálného zatížení 329 Road Simulator

Další příklady budou na videozáznamech Ing. Květoslav Zdražil, ŠKODA-AUTO A.S., odd. TZD

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Elektrodynamické budiče (shakery) - určeny pro provádění vibračních životnostních testů Zatěžování - sinusovým průběhem - s konstantní frekvencí (většinou rezonanční) - s proměnlivou frekvencí podle DIN, VW norem - průběhem s náhodným rozdělením (simulace průběhu PSD) podle DIN, VW norem - průběhem s náhodným rozdělením na základě měření reálného provozního zatížení - zatěžování šokovým zatížením (halfsinus) – zkoušky el. komponent dveří Možno provádět další testy – frekvenční analýzy, provozní tvary kmitů Po spojení s kluzným stolem možno testovat i ve vodorovné rovině Po spojení s klimakomorou možno provádět kombinované testy vibrační při proměnlivé teplotě a vlhkosti


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Elektrodynamické budiče – příklady I. -

Světlomet Škoda Octavia na kluzném stole shakeru LDS


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Elektrodynamické budiče – příklady II.

Zpětná zrcátka Škoda Roomster na shakeru RMS


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Elektrodynamické budiče – příklady III.

Sloupek řízení a volant Škoda Fabia na shakeru LDS


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Vysokofrekvenční pulsátor - pracuje v rezonanční frekvenci – velká efektivita zkoušek - bezobslužný provoz, velmi nízká spotřeba energie - vyžaduje relativně tuhé vzorky (materiálové vzorky, šrouby, komponenty bez pružných členů) - velká hlučnost


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Zařízení pro měření základních mechanických vlastností materiálů - trhací stroj (Re, Rm, A, deformační charakteristiky reálných komponent) - optický systém pro měření lokálních deformací Aramis (true Stress-true Strain ….)


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Jakou formou je zadáván úkol pro dynamickou zkušebnu ze strany zadavatele? Plán zkoušek prototypů – platný pro vývoj Škoda - auto Zkušební list – oficiální dokument, který kromě jiného obsahuje zadání úlohy Jakou formu mají výsledky z dynamické zkušebny? - zkušební protokol - oficiální dokument, který obsahuje: - zadání úlohy - seznam zkušebního a měřícího zařízení - popis metodiky - výsledky zkoušky (hodnoty mechanických vlastností, počty absolvovaných cyklů, fotografie poruch, tabulky, S-N křivky a další diagramy …..) - závěry a doporučení


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Výsledky – příklady I. 100

-

10

-

1 10000

100000

1000000 N /cykl/

10000000

S-N křivky materiálových vzorků 2 druhů lepidel Ing. Květoslav Zdražil, ŠKODA-AUTO A.S., odd. TZD

100000000

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Výsledky – příklady II.

M /Nm/

10 0 0

1 0 0

1 0

10000

100000

1000000

10000000

N /cykl/

Ozubené kolo vyvažovacího hřídele motoru Škoda 1,2 l S-N křivka při torzním namáhání Ing. Květoslav Zdražil, ŠKODA-AUTO A.S., odd. TZD

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Výsledky – příklady III.

Lomová plocha stabilizátoru přední nápravy Porušení nastalo za stavu 5 x převyšujícím požadovanou životnost


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Výsledky – příklady IV.

Rozložení deformací na materiálovém vzorku při tahové zkoušce těsně před porušením (optický systém Aramis) Ing. Květoslav Zdražil, ŠKODA-AUTO A.S., odd. TZD

Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s. Několik informací, které mohou být užitečné …. Obdobné zkušebny v ČR: Škoda-Výzkum Plzeň Tatra Kopřivnice ČD – VÚKV Cerhenice TU Liberec SVUM Praha Časopis o zkušebních technologiích v automobilovém průmyslu: Testing Technology International (www.ukintpress.com/recard/temcard.html) Specializovaný veletrh zkušebních technologií TESTING EXPO – každý rok, STUTTGART, příště v květnu 2008


Dynamická zkušebna Škoda – auto a.s.

Děkuji za pozornost

Zvláštní poděkování panu Ing. Z. Šecovi za kvalitní a pečlivé zpracování obrazových materiálů Ing. Květoslav Zdražil, ŠKODA-AUTO A.S., odd. TZD

Laboratorní pevnostní a životnostní zkoušky Dynamická zkušebna Škoda-auto a.s

Recommend Documents