WEDGELOCK THERMISCHE & KLEMKRACHT LEVENSCYCLUS TESTMETHODOLOGIE
Elke SolidWedge wordt getest onder een 100 Cyclustest bestaande uit vier thermische tests en 96 stressanalyse (klemkracht) tests. Hieronder staat hoe WaveTherm deze tests uitvoert.
Thermische testmethodologie
Thermische tests worden uitgevoerd om de totale thermische weerstand te bepalen over de contactoppervlakken van een testplaat en wigvergrendeling op een koude muur.
Er is een meetbare temperatuurdaling wanneer thermische energie over het contactoppervlak van twee oppervlakken stroomt. Door het temperatuurverschil tussen de twee oppervlakken te meten en de thermische energie te kennen die in de testplaat wordt ingebracht, kan een berekening van de thermische weerstand van de verbinding worden berekend.
Parallelle weerstandstheorie
Er zijn drie manieren waarop de warmte van de testplaat kan worden afgevoerd. Van de drie zijn er twee parallelle paden waarmee rekening moet worden gehouden bij het berekenen van de totale thermische weerstand van de testplaat en het wigvergrendelingssysteem:
Terminologie
In deze testprocedure worden de volgende termen gebruikt:
Om te voorkomen dat het te testen warmteframe in contact komt met de "bodem" van het kanaal en zo een derde oppervlak vormt om thermische energie over te dragen, is er een afstandhouder van ongeveer 0,5 inch breed en ongeveer 0,040 inch dik gemaakt van een niet-thermisch geleidend plastic zoals ABS, of iets dergelijks, en geplaatst aan de basis of niet-contactzijde van de koude wandsleuf. Deze afstandhouder wordt verwijderd nadat de testplaat op zijn plaats is vergrendeld.
𝑇𝑒𝑠𝑡 𝑃𝑙𝑎𝑡𝑒 𝑇ℎ𝑖𝑐𝑘𝑛𝑒𝑠𝑠 = 𝐶𝑜𝑙𝑑 𝑊𝑎𝑙𝑙 𝑆𝑙𝑜𝑡 𝐻𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡 − 𝑊𝑒𝑑𝑔𝑒𝑙𝑜𝑐𝑘 𝐻𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡 − 𝑊𝑒𝑑𝑔𝑒𝑙𝑜𝑐𝑘 𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝐸𝑥𝑝𝑎𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛
Hier is een voorbeeldberekening met een standaard VITA 48 koude wand met een 0,225” hoge wedgelock met een nominale uitzetting van 0,025”:
𝑇𝑒𝑠𝑡 𝑃𝑙𝑎𝑡𝑒 𝑇ℎ𝑖𝑐𝑘𝑛𝑒𝑠𝑠 = 0,525 − 0,225 − 0,025 = 0,275𝑖𝑛
Materiaal voor zowel de koude wand als de testplaten is 6061-T6 aluminium met een oppervlakteafwerking gespecificeerd als 16 µin (RMS) in de contactgebieden met de wigvergrendeling en tussen de testplaat en de koude wand.
- Testplaat (TP) - De temperatuur van de testplaat wordt bepaald door het gemiddelde van vier thermokoppelmetingen te nemen. De locaties van het thermokoppel zijn gelijkmatig verdeeld over de lengte van de testplaat, ten minste een inch (1,0 inch) van beide uiteinden. De thermokoppels bevinden zich tussen de warmtebron en de wigvergrendeling, zo dicht mogelijk bij de wigvergrendeling (meestal 0,100” – 0,200” vanaf het midden van het thermokoppelgat tot de rand van de wigvergrendeling).
- Cold Wall Frame Side (TCWF) - De temperatuur aan de kant van het koude muurframe wordt bepaald door het gemiddelde van twee thermokoppelmetingen te nemen. De locaties van het thermokoppel zijn gecentreerd langs de lengte van de koude muur, ten minste een inch (1,0 inch) vanaf elk uiteinde. De thermokoppels bevinden zich zo dicht mogelijk bij de frame-koude muurinterface (meestal 0,100” – 0,200” vanaf het midden van het thermokoppelgat tot de gespecificeerde interface).
- Koudwandige wigzijde (TCWW) - De temperatuur aan de koude wandwigzijde wordt bepaald door het gemiddelde van twee thermokoppelmetingen te nemen. De locaties van het thermokoppel zijn gecentreerd langs de lengte van de koude muur, ten minste een inch (1,0 inch) vanaf elk uiteinde. De thermokoppels bevinden zich zo dicht mogelijk bij de interface van de wigvergrendeling en de koude muur (meestal 0,100” – 0,200” van het midden van het thermokoppelgat tot de gespecificeerde interface).
Om de totale weerstand van het systeem te berekenen, wordt eerst de thermische weerstand van elk pad afzonderlijk berekend. De totale weerstand van het systeem kan dan worden berekend met dezelfde methode als parallelle weerstanden in een elektrisch circuit:
- Thermische weerstand aan framezijde (RF) - De thermische weerstand van de testplaat tot de framezijde van de koude muur kan worden berekend als het temperatuurverschil tussen de testplaat en de koude muurframezijde, gedeeld door de hoeveelheid gedissipeerd vermogen door dat pad.
- Thermische weerstand aan de wigzijde (RW) - De thermische weerstand van de testplaat tot de wigzijde van de koude wand kan worden berekend als het temperatuurverschil tussen de testplaat en de koude wandwigzijde, gedeeld door de hoeveelheid gedissipeerd vermogen door dat pad.
- Totale thermische weerstand (RT) -De totale thermische weerstand van de twee parallelle paden kan op dezelfde manier worden berekend als twee parallelle weerstanden in een circuit.
Vermogensniveaus
Klemkrachttest
Abstract
Het testen van de klemkracht wordt uitgevoerd op de WaveTherm SolidWedge en op andere verschillende wedgelocks om de uitgangskracht te vergelijken die wordt gegenereerd door een bepaald ingangskoppel. De wedgelocks worden vastgezet op de bijbehorende montageplaten en de montageplaat wordt in de klemkrachttesteenheid gestoken. Loadcellen in het samenstel worden gebruikt om de klemkracht van het apparaat af te lezen bij een gespecificeerd koppel. Er is specifieke software die met de datalezer wordt gekoppeld (OM-DAQ-USB-2401, Omega Data Acquisition Module) die de ponden weergeeft die op de loadcellen van de testopstelling worden toegepast wanneer de test begint.
Test opstelling
De testopstelling vereist een testplaat met de juiste afmetingen die zijn gecorreleerd met de grootte van het testexemplaar en de testopstelling zoals hieronder te zien is. In combinatie moeten het testmonster en de testplaat .525” zijn. De breedte van de testopstelling met het standaard lastoverdrachtblok is .600”. De klemkracht testopstelling is bedoeld om een echt chassis te simuleren. De momentsleutel wordt gebruikt om de toepassing in de echte wereld na te bootsen SwarenINedge toegepast binnen een embedded systeem. Elk monster moet een cyclus hebben van 2-24, 26-49 en 51-99 klemkrachtcycli voor een totaal van 96 cycli. De 1e, 25e, 50e en 100e cyclus zijn de thermische tests. Alle gegevens voor elke test worden verzameld in afzonderlijke Excel-bestanden en vervolgens geconsolideerd in één algemene spreadsheet.
Figuur 3: Spanningsanalyse-armatuur