冲击强度测定

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验七 冲击强度测定,（一）简支梁冲击实验,目的和要求,熟悉高分子材料冲击性能测试的方法、操作及其实验结果处理，了解测试条件对测定结果的影响。,实验原理,我国经常使用的是简支梁式摆锤冲击实验方法，基本原理是把摆锤从垂直位置挂于机架的扬臂上以后，此时扬角为,(,如图,-7-1,所示,),，它便获得了一定的位能，如任其自由落下，则此位能转化为动能，将试样冲断，冲断以后，摆锤以剩余能量升到某一高度，升角为,。,图,-7-1,摆锤式冲击实验机工作原理,在整个冲击实验中，按照能量守恒的关系可写出下式：,式中,m,冲锤质量，,kg；,冲锤冲前之扬角；,L,冲锤摆长，,m；,冲锤冲断试样后之升角；,A,冲断试样所消耗的功，,J。,式中除,外均为已知数，故根据摆锤冲断试样后升角,的大小，即可绘制出读数盘，由读数盘可以直接读出冲断试样时消耗的功的数值。,仪器、设备和材料,1,、材料试样,注塑标准试样,试样表面应平整、无气泡、裂纹、分层和明显杂质。缺口试样缺口处应无毛刺。,板材试样,板材试样厚度在,313,mm,之间时取原厚。大于,13,mm,时应从两面均匀地进行机械加工到,100.5,mm。4,型试样厚度须加工到,13,mm,试样类型和尺寸以及相对应的支撑线间的距离见表,-7-1,。试样的缺口类型和缺口尺寸见表,-7-2,。试样的优选类型为,I,型。优选的缺口类型为,A,型。,图,-7-2 A,型缺口试样及,B,型缺口试样,图,-7-3 C,型缺口试样,2,、试样制备,模塑料或挤出料,板材 板材试样是将板材进行机械加工制备。,层压材料 层压材料应在使冲击方向垂直于层压方向,(,板面方向,),和平行于层压方向,(,板边方向,),上各切取一组试样。,3,、仪器、设备,实验机 实验机应为摆锤式，并由摆锤、试样支座、能量指示机构和机体等主要构件组成。能指示试样破坏过程中所吸收的冲击能量,.,摆体 摆体是实验机的核心部分，它包括旋转轴、控杆、摆锤和冲击刀刃等部件。,试样支座 为两块安装牢固的支撑块，能使试样成水平，其偏差在,120,以内。在冲击瞬间应能使试样打击面平行于摆锤冲击刀刃，其偏差在,1200,以内。,能量指示机构 能量指示机构包括指示度盘和指针。应对量度盘的摩擦，风阻损失和示值误差做准确的校正。,机体 机体为刚性良好的金属框架，并牢固地固定在质量至少为所用最重摆锤质量,40,倍的基础上。,图-7-4,标准试样的冲击刀刃和支座尺寸,1-,试样；,2-,冲击方向；,3-,冲击瞬间摆锤位置；,4-,下支座；,5-,冲击刀刃；,6-,支撑块,实验步骤,1,、对于无缺口试样，分别测量试样中部边缘和试样端部中心位置的宽度和厚度，并取其平均值为试样的宽度和厚度。准确至,0.02,mm。,2、,根据试样破坏时所需的能量选择摆锤，使消耗的能量在摆锤总能量的,10%85%,范围内。,3,、调节能量度盘指针零点，使它在摆锤处于起始位置时与主动针接触。进行空白实验，保证总摩擦损失不超过表,-7-3,的数值。,4,、抬起并锁住摆锤，把试样按规定放置在两支撑块上，试样支撑面紧贴在支撑块上，使冲击刀刃对准试样中心，缺口试样刀刃对准缺口背向的中心位置。,5,、平稳释放摆锤，从度盘上读取试样吸收的冲击能量。,6,、试样无破坏的冲击值应不作取值，实验记录为不破坏或,NB。,试样完全破坏或部分破坏的可以取值。,7,、如果同种材料可以观察到一种以上的破坏类型，须在报告中标明每种破坏类型的平均冲击值和试样破坏的百分数。不同破坏类型的结果不能进行比较。,实验记录与处理,1,、无缺口试样简支梁冲击强度,(,kJm2),（-7-1）,式中,A,试样吸收的冲击能量，,J；,b,试样宽度，,mm;,d,试样厚度，,mm。,2、,缺口试样简支梁冲击强度,(,kJm2),（-7-2）,式中,Ak,缺口试样吸收的冲击能量，,J；,b,试样宽度，,mm；,缺口试样缺口处剩余厚度，,mm。,3,、标准偏差,S,（-7-3）,式中,X,单个测定值；,一组测定值的算术平均值；,n,测定值个数。,4,、变异系数,CV,（-7-4）,5、,如果需要计算相对冲击强度，其结果以百分比表示。,6,、计算,10,个试样实验结果的算术平均值、标准偏差和变异系数。全部计算结果以两位有效数字表示。,