Che cos’è il Test di Shock Meccanico (e di Vibrazione)

Su queste pagine parliamo spesso di test ambientali su prodotti e materiali.

Per i test su batterie e accumulatori, scopri la camera climatica per test su batterie, progettata per prove in condizioni controllate.

Ma una classe molto ampia e importante di test su prodotti e materiali è quella dei test meccanici.

I test di shock meccanico e vibrazione sono fondamentali all’interno di questa classe di test e oggi vedremo in cosa consistono.

Come funziona il Test di Shock Meccanico (e di Vibrazione)

I test di shock meccanico e di vibrazione condividono molti dei loro scopi in quanto costituiscono la pietra angolare di tutti i test meccanici su prodotti e materiali; ma presentano anche importanti differenze.

Il test di shock meccanico serve a valutare la capacità di un oggetto di sopportare impatti improvvisi o i colpi che un oggetto potrebbe subire in situazioni reali. 

Ci sono vari tipi di test meccanico, come quelli da caduta e quelli da urto. In generale l’oggetto viene sottoposto a un’accelerazione o decelerazione brusca e rapida che si conclude con un impatto.

Invece il test di vibrazione valuta le conseguenze di una sollecitazione lieve ma sottile, che chiamiamo appunto vibrazione. Le situazioni del mondo reale che causano vibrazioni sono molteplici ma pensiamo soprattutto al trasporto delle merci che sottopone le stesse a una vibrazione continua. In laboratorio quella condizione viene simulata con l’uso di specifici strumenti.

Esegui Test di
Prova Estremi

Scopri la nuova serie di Camere Ambientali per il test climatico controllato Scopri di più

A cosa serve il Test di Shock Meccanico (e di Vibrazione)

Considerata l’universalità della possibilità di urti, così come la presenza di vibrazioni per lo meno nella fase di trasporto, non c’è davvero un settore industriale risparmiato dal test di shock meccanico e di vibrazione.

Tuttavia, possiamo individuarne tre che ne sono particolarmente investiti e sono:

• Settore militare e aerospaziale: per ovvie ragioni, sia i veicoli e le strumentazioni militari sia quelle aerospaziali devono dimostrare un’elevata resistenza a diversi tipi di shock meccanici e intensità molto alte di vibrazioni.

• Settore automobilistico: sebbene di intensità inferiore, le automobili sono sottoposte a vibrazioni continui e purtroppo anche a urti. Il test di shock meccanico, come quello di vibrazione, è tra i più importanti del settore automobilistico.

• Settore elettronico: per motivi diversi, anche l’elettronica è interessata da test di shock meccanico e di vibrazioni. Qui non è in gioco la frequenza o l’intensità di vibrazioni e urti quanto piuttosto la fragilità di congegni così sofisticati. 

Le specifiche per condurre i test di shock meccanico e di vibrazione in ciascuno di questi settori sono indicate in una serie di standard internazionali tra i quali possiamo citare: MIL-STD-750,  MIL-STD-883, ASTM D3332/D3332M, ISO 16750, e AEC-Q100.

Camere Ambientali e Test di Shock Meccanico

I test meccanici e i test climatici sono le due principali categorie di test su materiali e prodotti ma sono lungi dall’essere compartimenti stagni.

Nel mondo reale che questi test cercano di simulare con la maggiore precisione possibile nulla accade nel vuoto. Per questo in molti test meccanici sono indicate le temperature in cui eseguire il test, o per meglio dire, cui condizionare il campione da testare.

Questo è particolarmente vero per l’ultimo settore che abbiamo citato, cioè la componentistica elettronica che è particolarmente sensibile alle condizioni ambientali in cui si trova e alti valori di temperatura e/o umidità relativa incidono significativamente sulla reazione di questi componenti a shock e vibrazioni.

Per questo le camere ambientali giocano un ruolo in diverse procedure in cui sono indicati range di temperatura e umidità relativa entro cui mantenere il campione prima del test.

Non trovi la Camera ideale per le tue prove?

Costruisci il tuo Ambiente direttamente Online, in base alle tue specifiche esigenze Scopri di più

La Camera Ambientale FDM per Test di Shock Meccanico

Le camere ambientali FDM sono lo strumento perfetto per condizionare i campioni da sottoporre a test di shock meccanico. Adatte soprattutto al settore dell’elettronica dove vengono richiesti valori estremi di temperatura per verificare la funzionalità dei circuiti in ogni condizione. 

Inoltre i nostri tecnici sono sempre disponibili ad ascoltare le esigenze del cliente per progettare una camera ambientale personalizzata che soddisfi le sue necessità.

Per ulteriori dubbi e domande non esitate a contattarci.

Hai bisogno del Preventivo o hai domande sul prodotto?

Contattaci per ricevere altre informazioni su questo Prodotto. Contattaci

Normative di Riferimento

• IEC 60068-2-27 — Test Ea: Shock
• IEC 60068-2-6 — Test Fc: Vibration, sinusoidal
• IEC 60068-2-64 — Test Fh: Vibration, broadband random
• MIL-STD-810H Method 516.8 / 514.8 — Shock / Vibration per sistemi militari
• ISO 16750-3 — Mechanical loads (shock + vibration) automotive
• ASTM D4169 — Performance Testing of Shipping Containers (shock + vibration trasporto)
• RTCA DO-160G Section 7/8 — Operational / Crash Safety / Vibration per avionica

Fonti Autorevoli

• IEC 60068-2-27 Shock.
• ASTM D4169.
• IEST Vibration and Shock — Best practice testing meccanico.

Domande Frequenti sul Test di Shock e Vibrazione

Qual è la differenza tra shock meccanico e vibrazione?

Il shock meccanico è un impulso breve e ad alta intensità (tipicamente <30 ms) con profilo half-sine, sawtooth o trapezoid. Test standard: 50g per 11 ms (IEC 60068-2-27). Simula urti accidentali, caduta, crash. La vibrazione è oscillazione continua per minuti/ore con profilo sinusoidale (single frequency) o random (PSD spettro ampio). Test standard: 10-2000 Hz con PSD 0,04 g²/Hz (automotive). Simula trasporto, operation motor, strutture vibranti.

Come si calcola il severity di un profilo di vibrazione random?

Con la PSD (Power Spectral Density) in g²/Hz. L’accelerazione RMS complessiva è Grms = √(∫ PSD df). Profili tipici: Auto ISO 16750 27,8 Grms (broadband 10-2000 Hz), Avionica DO-160 Cat S 7 Grms, Trasporto ASTM D4169 0,4-1,2 Grms. La durata test è scelta per accumulare un fatigue damage equivalente al ciclo di vita reale (es. 3h random = 10 anni service life secondo Miner’s rule).

Posso combinare shock/vibrazione con temperatura?

Sì, camere combined environment (CET — Combined Environmental Testing) integrano shaker elettrodinamico su base piastra climatica. Range tipici: temperatura -70°C/+180°C + vibrazione fino a 70 kN thrust. Questi test sono richiesti per qualifica aerospace (RTCA DO-160G Section 8.6 Random Vibration with Thermal), automotive EV (batterie pack sotto termocicli + vibrazione mission profile) e difesa (MIL-STD-810 sequenza combined).

Qual è il ruolo del fissaggio nel test shock/vibrazione?

Il fixture (supporto meccanico del provino sulla piastra shaker) deve avere prima risonanza sopra 2x frequenza massima di test per non falsificare risultati. Materiali tipici: alluminio 7075 machined, magnesio, titanio per alta frequenza. La progettazione richiede FEM modal analysis e qualifica con laser vibrometer. Un fixture sbagliato può amplificare o attenuare localmente fino a ±10 dB, rendendo il test non riproducibile e non conforme.