Choque mecânico: o que é e como é feito o ensaio

Resposta rápida: o ensaio aplica pulsos curtos e intensos de aceleração, que simulam quedas e buracos. A severidade é dada pela forma do pulso, pela aceleração de pico (g) e pela duração (ms). Na Labmor, até 50 g com pulso de 11 ms.

Desde um módulo eletrônico automotivo até um equipamento industrial, todo produto passa por impactos no manuseio, no transporte e no uso. O choque mecânico é uma aceleração ou desaceleração súbita e intensa, capaz de causar danos estruturais e falhas em componentes internos sem deixar sinal externo. Por isso o ensaio de choque é etapa comum do plano de validação.

O que é choque mecânico?

O choque mecânico é uma mudança abrupta e não repetitiva da aceleração ou da velocidade de um corpo. Diferente da vibração contínua, é um evento transitório, de curta duração e grande intensidade. Uma caixa caindo de uma prateleira, um veículo passando por um buraco fundo, um equipamento manuseado com brusquidão: todos geram choque mecânico.

O ensaio simula essas condições de forma controlada para:

• identificar pontos fracos de projeto ou de fabricação que levam à falha sob impacto;
• avaliar a integridade estrutural, isto é, a capacidade de suportar deformações e tensões extremas;
• verificar a funcionalidade, confirmando que o produto continua operando depois dos choques;
• validar embalagens, garantindo a proteção do produto no transporte e no manuseio.

Tipos de pulso de choque

Para representar eventos diferentes, o ensaio usa formas de onda — os "pulsos" — específicas.

Pulso meia-senoidal (half-sine)

O pulso mais usado. Simula o impacto contra uma superfície com alguma capacidade de absorver energia. É comum em ensaios de impacto controlado.

Pulso dente de serra (sawtooth)

A aceleração sobe em rampa até o pico e cai rapidamente no fim do pulso. Segundo a IEC 60068-2-27, tem um espectro de resposta mais uniforme que os outros dois pulsos, o que o torna útil quando se quer excitar a peça de maneira parecida numa faixa larga de frequências.

Pulso trapezoidal

Subida curta, patamar de aceleração e descida curta. Produz resposta mais alta numa faixa de frequência mais larga que a meia-senoidal; a IEC 60068-2-27 o associa a choques severos, como os de separação de estágios em lançamentos espaciais, e observa que ele não se destina principalmente a componentes.

A escolha do pulso depende do ambiente que se quer simular e do que a norma aplicável exige.

Parâmetros do ensaio de choque

A combinação de aceleração de pico e duração define a severidade do choque. A IEC 60068-2-27, por exemplo, tabela combinações de pico e duração — entre elas 50 g por 11 ms — e deixa o número de choques por sentido para a especificação, escolhido numa lista de valores da norma; com o menor deles, 3 por sentido, são 18 choques nos seis sentidos dos três eixos. A peça é fixada num dispositivo que respeita a montagem real, e os eixos seguem a mesma lógica do ensaio de vibração (eixos e posições).

Choque no shaker ou queda livre?

O choque no shaker aplica um pulso de forma e duração controladas à peça fixada pelos seus pontos de montagem — representa o que a peça sente instalada no veículo ou no equipamento. A queda livre (drop test) solta a peça ou a embalagem de uma altura sobre uma superfície e representa o manuseio: a queda de uma bancada, de uma mão, de um palete. São ensaios complementares; a especificação diz qual se aplica.

Normas de ensaio de choque

• IEC 60068-2-27: ensaio Ea, choque, para produtos eletroeletrônicos;
• MIL-STD-810 (EUA): norma militar abrangente de ensaios ambientais, com o Método 516 para choque (516.8 na revisão H);
• ISO 16750 (veículos rodoviários): condições ambientais e ensaios para equipamentos elétricos e eletrônicos, incluindo choque — veja ISO 16750-3;
• RTCA DO-160: equipamentos aviônicos, com requisitos de choque e impacto;
• ASTM: métodos para materiais e embalagens, incluindo ensaios de choque.

Normas de montadora, como a Stellantis CS.00263 (que substituiu a CS.00056) e a VW 80000, também especificam choque mecânico para componentes eletroeletrônicos.

Experiência da Labmor

Desde 2014 a Labmor realizou mais de 100 projetos de choque mecânico, em faróis e lanternas, conectores, chicotes e módulos eletrônicos, para normas como Stellantis CS.00056/CS.00263, VW 80000 e IEC 61373. Os ensaios são feitos no shaker eletromagnético próprio de 35 kN. Conheça a página do ensaio de choque mecânico e a área de vibração.