沖擊試驗是一種適用性試驗,一般用于評價材料在高速載荷下的韌性或抗斷裂能力。分為擺錘沖擊試驗(包括簡支梁和懸臂梁)、跌落沖擊試驗(落球)和高速拉伸沖擊試驗。不同的材料和不同用途的產品可以選擇不同的測試方法。
擺錘沖擊試驗方法是評價硬質熱塑性模塑和擠出材料、硬質熱固性模塑材料、纖維增強熱固性和熱塑性復合材料等非金屬材料沖擊韌性的重要手段。擺錘沖擊試驗的原理是將樣品放置在沖擊試驗機規定的位置,使一定高度的擺錘自由下落,樣品受到錘子的沖擊而損壞。沖擊強度用試樣損壞時單位面積吸收的沖擊能量來表示,以此來衡量材料的沖擊韌性。
經過大量的市場調研和分析,擺錘沖擊試驗結果往往會偏離以下因素。
沖擊過程和測試儀器的影響
沖擊過程的影響
撞擊過程是一個能量吸收的過程。當能量達到裂紋產生和裂紋擴展所需的能量時,試樣開始斷裂,直至斷裂成兩部分。但是,單擺沖擊試驗機很難測出試樣斷裂所需的能量(吸收能)。在整個沖擊試驗過程中,通常會產生以下幾種能量:
(1)使樣品發生彈性和塑性變形所需的能量。
(2)使試樣裂紋和裂紋擴展斷裂所需的能量。
(3)樣品斷裂后飛出所需的能量。
(4)擺錘與支撐軸、擺錘葉片與樣品之間的摩擦損失的能量。
⑤擺錘運動時試驗機固有的能量損失,如空氣阻尼、機械振動、指針旋轉摩擦等。
① ②測試中要測兩項,④ ⑤兩項屬于儀器本身的系統誤差,所以測試機需要很好的維護和校正,測試中可以忽略。(3)第(3)項中樣品的飛行能量有時在試驗結果中占相當大的比重。例如,對于聚甲基丙烯酸甲酯材料的標準樣品,斷裂后的飛功約占沖壓樣品所消耗能量的50%,酚醛塑料約占40%。同時,對于相同的跨度,樣品越厚,飛出功越大。因此,需要對這部分能量進行修正,尤其是對于沖擊能耗較低的脆性材料。
沖擊儀器本身系統誤差的影響
沖擊儀的沖擊速度、擺錘的截面角、支架的截面角、擺錘的能量精度、擺錘軸承處的摩擦損失等技術指標對測試結果有重要影響。
要想做好,先要磨刀霍霍——無論是懸臂梁沖擊試驗還是簡支梁沖擊試驗,科學準確的試驗設備是保證試驗準確性的基礎。
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