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什么是冲击试验(简支梁冲击强度)?

2024-11-19 11:23:51 admin

什么是冲击试验(简支梁冲击强度)?


夏比冲击试验、悬臂梁冲击试验和拉伸冲击试验是摆锤冲击试验的类型。

这是利用摆锤(锤子)对试件施加冲击载荷的试验方法,用于评价塑料材料的耐冲击性、韧性、脆性等。

通常,在试件上切一个缺口以集中应力。 

测试方法考试概述
测试标准
简支梁冲击试验
  • 支撑试样的两端,评价用锤子敲击缺口背面使其断裂时的冲击强度。

  • 这是目前塑料冲击试验的主流试验方法。

图片关键词
  • JIS K 7111

  • ISO 179

  • ASTM D6110

悬臂梁冲击试验
  • 该方法评价将试样一端拉紧固定,用锤子敲击有缺口的一侧使其断裂时的冲击强度。

  • 固定时的紧固压力是造成误差的原因之一,因此如有必要,请使用扭矩扳手等将紧固压力调整至恒定水平。

图片关键词

  • JIS K 7110

  • ISO 180

  • ASTM D256

拉伸冲击试验

(拉伸冲击试验)

  • 这是对试验片施加拉伸方向的冲击,并以一定的冲击速度测定拉伸断裂时的能量的方法。

  • 有十字头中头类型(ASTM、ISO、JIS)和底座类型(ISO、JIS)。

  • 可适用于因太软、太薄或冲击值太高而难以进行简支梁冲击试验或悬臂梁冲击试验的材料。

图片关键词

  • JIS K 7160

  • ISO8256

  • ASTM D1822

 

原则

首先,将试件从锤子的升角α处落下而破碎,利用剩余的能量将其摆动到另一侧,测量角度β,并计算使试件破碎所需的能量。
因此,锤子的初始能量E1和试件断裂后锤子向上摆动时的能量E2可以用下式表示。

E1=WR(1-cosα) (1)
E2=WR(1-cosβ) (2)

此时使试件断裂所需的能量E为

E=E1 - E2=WR (cosβ - cosα) (3)

α:锤子的升角(150°)
β:试样断裂后锤子的摆动角度
E:破碎试样所需的能量(J)
WR:锤子绕旋转轴的力矩(N·m)

 

* 理论上,测试件的断裂能是使用上述(3)计算得出的,但实际上锤轴承中存在阻力损失和风阻损失,因此修正公式如下所示。

设L为锤轴承的阻力损失能量和风阻损失,

E−L=WR {(cosβ−cosα)−(cosα′−cosα)(α+β/α+α′)}(4)

β: 试样断裂后从提升角度向下摆动并向上摆动到相反一侧的角度
α: 提升角度
α': 试件从角度 α 向下摆动并向上摆动到相反一侧的角度试样断裂后的一侧

影响值为

Ak=E/A 或 Ak=(EL)/A (5)

A:试件截面积
Ak:冲击值(kJ/㎡)

在拉伸冲击试验中也进行十字头校正。

 

测试标准

简支梁冲击试验

日本工业标准K 7111-1塑料 - 如何确定简支梁冲击性能 - 第 1 部分:非仪器冲击试验
K 7111-2塑料 - 如何确定简支梁冲击性能 - 第 2 部分:仪器化冲击试验
国际标准化组织
179-1塑料 — 夏比冲击性能的测定 — 第 1 部分:非仪器冲击试验
179-2塑料 — 夏比冲击性能的测定 — 第 2 部分:仪器化冲击试验
美国材料试验协会D6110测定塑料缺口试样夏比冲击强度的标准试验方法

 

悬臂梁冲击试验

日本工业标准K7110塑料悬臂梁冲击强度试验方法
国际标准化组织180塑料 — 悬臂梁冲击强度的测定
美国材料试验协会D256测定塑料悬臂梁摆冲击强度的标准试验方法

 

简支梁冲击试验

1.试件  

 标准长度(升)宽度(b)厚度(h)缺口后剩余宽度 (bN)
  • JIS K 7111

  • ISO 179

80±2毫米10.0±0.2毫米4.0±0.2毫米8.0±0.2毫米
  • ASTM D6110

124.5~127mm12.70±0.15毫米3.0~12.7毫米10.16±0.05毫米

 

2.锤

 标准锤头容量冲击速度冲击刀尖
  • JIS K 7111

  • ISO 179

0.5J2.9m/秒。R2mm,30°
1J
2J
4J
5J
7.5J3.8m/秒。
15J
  • ASTM D6110

1J3.46m/秒。R3.17mm,45°
2J
3J
6J
8J
15J

 

3.样品支撑架

图片关键词

 


支点间距离
  • JIS K 7111

  • ISO 179

62毫米
  • ASTM D6110

101.6毫米

 

悬臂梁冲击试验

1.试件  


长度(升)宽度(b)厚度(h)缺口后剩余宽度 (bN)
  • JIS K 7110

  • ISO 180

80±2毫米10.0±0.2毫米4.0±0.2毫米8.0±0.2毫米
  • ASTM D256

63.5±2.0毫米 12.7±0.2毫米3.0~12.7毫米10.16±0.05毫米

 

2.锤

 标准锤头容量冲击速度冲击刀尖
  • JIS K 7110

  • ISO 180

0.5J3.5m/秒。
R0.8mm
1J
2.75J
5.5J
11J
22J
  • ASTM D256

1J3.46m/秒。R0.8mm
2J
3J
6J
8J
15J

 

3.标本固定架

图片关键词

标准试样固定台顶面与冲击刃之间的距离
  • JIS K 7110

  • ISO 180

22毫米
  • ASTM D256

 

缺口加工

JIS K 7144、ISO 2818等规定了试件的缺口切割方法。

在切割切口试验片和使用具有切口的模具成型的试验片(成型切口试验片)之间不能获得相同的试验结果。

JIS K 7111/ISO 179 根据缺口尖端半径将形状分类为 A、B 和 C。


缺口形状A缺口形状B缺口形状C
缺口尖端半径:rN0.25mm±0.05mm1.00mm±0.05mm0.10mm±0.02mm

 

 

通过使用下面介绍的自动切口加工机(Notching Tool®),可以进行高精度的切口切割。

 

No.628 开槽工具®

图片关键词

这是一种缺口加工机,可自动在夏比冲击试件和悬臂梁冲击试件上切割缺口。可以进行毛刺少的高精度切口加工。

特征:

  • 该加工机根据规定了缺口加工条件的 JIS K 7144 和 ISO 2819 对夏比悬臂梁冲击试验片进行缺口切削。

  • 加工条件(每次切削的切削深度、进给速度等)可以根据试件的材料进行设定和注册。

  • 使用脉冲电机可以以 0.01mm 为增量进行高精度切口切割。

  • 样品夹中可放置25个样品(4mm)。

  • A-4型除冲击试样缺口切割外,还可切割JIS K 7139和ISO 3167多用途试验的冲击、弯曲、蠕变等试样(两端切片/侧切)标本(A型哑铃)。

  • 使用轮廓测量机检查和控制切口刀具的尖端尺寸以及实际切割样品的切口尺寸和形状。

 

自动测量

我们拥有尺寸测量装置,可以自动测量冲击试验样品的“厚度”和“剩余宽度”,并将其传输并设置到冲击试验机和PC*。(*电脑是可选的)

图片关键词

No.138 缺口试件测量装置(夏比/伊佐德试件尺寸测量装置)

  • 自动测量夏比悬臂梁冲击试样的“厚度”和“剩余宽度”。

  • 本机测量的“厚度”和“剩余宽度”会自动传输并输入冲击测试仪和数据处理软件*。(*选项)

  • 这样就无需测量样本尺寸并输入数值,有助于提高测量工作的效率。

 

低温测试

我们拥有配备低温室的冲击试验机,可以在-40℃环境下进行简支梁冲击试验。

 

526号冰箱冲击试验机

526_带冰箱冲击试验机

特征:

  • 可在低至-40℃的低温下对塑料进行夏比冲击试验、悬臂梁冲击试验、拉伸冲击试验(仅限基内法)和冲击剥离试验。

  • 低温恒温器上门的打开和锤子的落下是自动的。

  • 当试件在低温恒温器中冷却后,可以通过手套箱将其放置在试件支撑台上,从而可以保持浴槽内的恒温。

  • 您可以选择水冷式和风冷式冰箱。

  • 悬臂梁冲击试验的试样固定台为气紧式,因此不存在个体差异。

 

全自动夏比冲击试验

我们拥有全自动夏比冲击试验机,可连续测试多达300个试件。

图片关键词

 

特征:

  • 从运输试件到完成冲击试验所需的平均时间约为10秒。

  • 通过采用左轮式6盒,提高了测试过程中的样本识别和中断测试等可操作性。

  • 数据文件采用高度通用的数据格式,因此可以轻松地被其他应用程序使用。


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