沖擊試驗(yàn)機(jī)
沖擊試驗(yàn)機(jī)是一種測(cè)試材料抗沖擊強(qiáng)度的設(shè)備，有擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)、落球沖擊試驗(yàn)機(jī)（或者落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)）兩種，擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)又分簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)（Charpy法）和懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)（Izod法）。用于測(cè)定塑料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、增強(qiáng)尼龍、玻璃鋼、陶瓷、鑄石、塑料電器、絕緣材料等非金屬材料的沖擊韌性。
沖擊試驗(yàn)機(jī)
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沖擊試驗(yàn)機(jī)是一種測(cè)試材料抗沖擊強(qiáng)度的設(shè)備，有擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)、落球沖擊試驗(yàn)機(jī)（或者落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)）兩種，擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)又分簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)（Charpy法）和懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)（Izod法）。用于測(cè)定塑料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、增強(qiáng)尼龍、玻璃鋼、陶瓷、鑄石、塑料電器、絕緣材料等非金屬材料的沖擊韌性。
隨著行業(yè)的發(fā)展，擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)市場(chǎng)使用需求不斷變化，常見(jiàn)的有：簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)、懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)、懸簡(jiǎn)組合式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)等三種形式。擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)是化工行業(yè)、科研單位、大專院校、質(zhì)量檢測(cè)等部門理想的試驗(yàn)設(shè)備。
目前，國(guó)內(nèi)測(cè)試工程塑料抗沖擊強(qiáng)度使用較多的是簡(jiǎn)支梁法（Charpy法），而國(guó)外則大多使用懸臂梁法（Izod法）。選用抗沖擊強(qiáng)度數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)注意所采用的試驗(yàn)方法。簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)所用的試樣分為無(wú)缺口和有缺口兩種。
WKT-J5001型簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)
抗沖擊強(qiáng)度可直接反映、評(píng)價(jià)或判斷一種材料（或者產(chǎn)品）的抵抗沖擊能力（脆性、韌性程度），業(yè)界比較流行用三種方法：簡(jiǎn)支梁沖擊（Charpy沖擊）、懸臂梁沖擊（Izod沖擊）和落球（或者落錘）沖擊。前兩種方法（簡(jiǎn)支梁和懸臂梁）主要用來(lái)判斷材質(zhì)本身在沖擊性能方面的好差，這兩者沒(méi)有實(shí)質(zhì)的聯(lián)系，區(qū)別在于懸臂梁的沖擊能量大一點(diǎn)，用簡(jiǎn)支梁沖不斷的材料一般會(huì)選用懸臂梁沖擊；落球或落錘沖擊反映的是產(chǎn)品本身的抗沖性能（一個(gè)產(chǎn)品的抗沖能力由材質(zhì)、厚度、結(jié)構(gòu)等多種因素決定）。
簡(jiǎn)支梁、懸臂梁、落錘三種沖擊由于所選用的試驗(yàn)條件的不同（如試樣規(guī)格、跨距形式、沖擊方式、沖擊速度、缺口類型等），又引發(fā)出多種試驗(yàn)項(xiàng)目，如：低溫沖擊、高溫沖擊、無(wú)缺口沖擊、缺口沖擊、貫層沖擊等等。
WKT-X8001型懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)
測(cè)試工程塑料抗沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)的方法較多，主要有擺錘沖擊試驗(yàn)法、落錘沖擊試驗(yàn)法。擺錘沖擊試驗(yàn)又分簡(jiǎn)支梁法（Charpy法）和懸臂梁法（Izod法）。國(guó)內(nèi)測(cè)試工程塑料抗沖擊強(qiáng)度使用較多的是簡(jiǎn)支梁法，而國(guó)外則大多使用懸臂梁法。選用抗沖擊強(qiáng)度數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)注意所采用的試驗(yàn)方法。簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)所用的試樣分為無(wú)缺口和有缺口兩種。
（1）無(wú)缺口試樣簡(jiǎn)支梁抗沖擊強(qiáng)度：其抗沖擊強(qiáng)度是指無(wú)缺口試樣在沖擊載荷作用下，破壞時(shí)所吸收的沖擊能量與試樣的原始橫截面積之比，單位為kJ/m2。
（2）缺口試樣簡(jiǎn)支梁抗沖擊強(qiáng)度：其抗沖擊強(qiáng)度是指缺口試樣在沖擊載荷作用下，破壞時(shí)所吸收的沖擊能量與試樣缺口處的原始橫截面積之比，單位為kJ/m2。懸臂梁沖擊試驗(yàn)所用的試樣開(kāi)有缺口，以試樣破斷時(shí)單位寬度所消耗的能量來(lái)衡量，單位是J/m。如下表1，列出了一些工程塑料的懸臂梁缺口抗沖擊強(qiáng)度。
表1一些工程塑料的懸臂梁缺口抗沖擊強(qiáng)度
| 名稱 | 懸臂梁缺口抗沖擊強(qiáng)度（J/m2） | 名稱 | 懸臂梁缺口抗沖擊強(qiáng)度（J/m2） |
| PA6 | 56 | PA1010 | 40-50 |
| PA66 | 40 | ABS | 105-215 |
| PA11 | 39 | 聚碳酸酯 | 660-880 |
| PA12 | 50 | 聚甲醛 | 60-80 |
| PA610 | 56 | 聚四氟乙烯 | 150-180 |
簡(jiǎn)支梁沖擊與懸臂梁沖擊示意圖
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簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度與懸臂梁沖擊強(qiáng)度表示的是材料單位面積內(nèi)吸收的能量，吸收的越多，就表示材料抗沖能力越好。如右圖所示，是兩種沖擊的示意圖。
在這兩種實(shí)驗(yàn)中，抗沖擊強(qiáng)度可用以下式子表示：
，其中a表示簡(jiǎn)支梁或梁或懸臂梁抗沖擊強(qiáng)度，單位：kJ/m2（千焦每平方米）；A表示試樣吸收的沖擊量，單位J；b代表試樣寬度，單位mm；d代表試樣厚度，單位mm，如果是缺口沖擊，厚度減去缺口后剩余厚度。
從計(jì)算公式可以知道，試驗(yàn)時(shí)所選擇試樣的規(guī)格（厚度、寬度、有無(wú)缺口等）對(duì)試驗(yàn)結(jié)果會(huì)有影響；更進(jìn)一步探討的話，試驗(yàn)時(shí)的溫度、選擇的沖擊能量、沖擊速度、跨距等等都會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果；理論上來(lái)說(shuō)，所用試樣的寬度、厚度越大，所吸收的沖擊能量A（單位：J）越大，但是相應(yīng)的b×d（沖擊面積）也大（沖擊面積與沖擊能量的關(guān)系比較復(fù)雜，影響因素較多，不是成線性正比的關(guān)系），這樣得出的沖擊強(qiáng)度在不同厚度之間雖然有偏差，但不會(huì)很大，而且不一定是厚度厚的試樣沖擊強(qiáng)度就高（沖擊強(qiáng)度只是反映材質(zhì)本身，判斷材料某一個(gè)厚度的抗沖能力，可以比較其所吸收的沖擊能量A的大?。?/p>
WKT-XJ8001型觸摸屏懸簡(jiǎn)組合式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)
同時(shí)，對(duì)于剛性材料來(lái)說(shuō)，在某一程度的厚度及支撐跨距下，存在結(jié)構(gòu)彈性，對(duì)沖擊試驗(yàn)結(jié)果影響比較大，因此國(guó)標(biāo)也作出規(guī)定：厚度小于3mm的試樣一般不做簡(jiǎn)支梁或懸臂梁沖擊試驗(yàn)，厚度上限一般不超過(guò)10mm；試驗(yàn)推薦采用4mm的厚度。對(duì)試驗(yàn)的沖擊速度、跨距、厚度等也沒(méi)有很明確的規(guī)定，只是提供方案推薦。
綜上，比較材料（簡(jiǎn)支梁和懸臂梁）的抗沖性能，只有在相同時(shí)間段、相同試樣厚度，選擇相同的試驗(yàn)條件（跨距、沖擊速度、同樣的缺口類型等）下，才能進(jìn)行。而且由于材料抵抗沖擊能量的影響因素很復(fù)雜，簡(jiǎn)支梁或懸臂梁反映的抗沖能力只是一個(gè)片面，所以簡(jiǎn)支梁或懸臂梁多作為輔助參考，判斷材料抗沖性能一般需要結(jié)合多種檢測(cè)項(xiàng)目（斷裂伸長(zhǎng)率、彈性模量、沖擊強(qiáng)度等等）綜合判定。如：某些芯層發(fā)泡的材料，做簡(jiǎn)支梁或懸臂梁沖擊，數(shù)據(jù)極低，但做落球沖擊時(shí)數(shù)據(jù)并不比相類的材料的差。
落球沖擊和落錘沖擊反映的是產(chǎn)品本身的抗沖性能（一個(gè)產(chǎn)品的抗沖能力由材質(zhì)、厚度、形狀結(jié)構(gòu)等多種因素決定）。將樣品放在一定形狀的一定尺寸的支撐跨距上，用一特定形狀和重量的球（或錘），從一定的高度自由落下對(duì)樣品進(jìn)行沖擊，通過(guò)改變球（或錘）的重量或落下高度，和一定數(shù)量的樣品，多次試驗(yàn)，從而定性判斷或定量得出樣品被破壞所需的能量。
國(guó)標(biāo)規(guī)定一般推薦樣品支撐跨度選擇直徑75mm的圓形跨距；一些行標(biāo)、地標(biāo)等也有根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際使用情況選擇一些其他要求的跨距，如50×500mm的方形支撐跨距等。一般來(lái)說(shuō)跨距也小，相同球重和高度下受到的沖擊力越大，樣品也越容易被破壞。落球（錘）沖擊強(qiáng)度一般采用在某一試驗(yàn)條件下，材料是否被破壞，或破壞的數(shù)量來(lái)定性判斷；也可以采用樣品被破壞時(shí)的落球（錘）的重力勢(shì)能來(lái)定量判斷。試驗(yàn)及計(jì)算方法可參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
落球和落錘的區(qū)別在于球和錘的形狀，球截面是圓形的，錘截面是圓頭方形的。落球（錘）沖擊強(qiáng)度同樣受到所選擇的支撐跨距、樣品厚度、樣品形狀的影響。在相同的跨距、相同的材質(zhì)下，通常厚度厚的樣品落球（錘）沖擊強(qiáng)度高；相同的跨距、相同的材質(zhì)、相同厚度下，通常落球（錘）沖擊點(diǎn)是平面結(jié)構(gòu)的樣品比異型結(jié)構(gòu)的樣品較易被破壞（與受力時(shí)力的分解有關(guān)，由于力的分解，異形樣品受力截面上所受的力小了）。
形狀相同的同種材料，樣條無(wú)缺口試樣的沖擊強(qiáng)度比缺口試樣大。采用帶缺口試樣的目的是使缺口處試樣的截面積大為減小，受沖擊時(shí)，試樣斷裂一定發(fā)生在這一薄弱處，所有的沖擊能量都能在這局部的地方被吸收，稱為應(yīng)力集中，從而提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
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