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冲击性能测试


塑料冲击性能测试

第二组:丘文海,石超杰,刘文 彬,刘旭航,吕细敏

一、概念和原理
? 冲击性能测试
冲击试验是一种实用性试验,一般用来评价材料在高速载 荷下的韧性或断裂的抵抗能力的试验。

? 冲击性能测试设备分类
1、摆锤式(简支梁式和悬臂梁式)试验 2、落锤式试验 3、高速拉伸式试验

一、概念和原理
1、试样时把摆锤抬高,摆锤杆的中心线与通过摆锤杆轴中 心的铅垂线成一角度为α的扬角 2、摆锤自由落下,式样断裂成两部分消耗了摆锤的冲击能 并能使其大大减速 3、摆锤的剩余能量使摆锤上升一定高度为β

摆锤所做的功A=Ml(cosβ-cosα)

一、慨念和原理
? 测试原理——简支梁冲击和悬臂梁冲击
1、简支梁冲击试验是摆锤打击简支梁式样的中央 2、式样受到冲击而断裂,式样断裂是单位面积或单位宽度 所消耗的冲击功即为冲击强度

一、慨念和原理
1、悬臂梁冲击试验是用摆锤打击有缺口的悬臂梁的自由端 2、式样受到冲击而断裂,式样断裂是单位面积或单位宽度 所消耗的冲击功即为冲击强度

一、慨念和原理
基本慨念
(1)、冲击强度:在冲击负荷作用下,试样破坏时吸收的冲击 能量与试样原始横截面积之比J/㎡ (2)、试样破坏形式 1、完全破坏:经过一次冲击使试样分成两段或机段 2、部分破坏:指一种不完全破坏,即缺口试样或缺口试样 的断面至少断开90%的破坏 3、无破坏:指一种 不完全破坏,即无缺口试样或缺口试样 的断面 断开部分小于90%的破坏

二、摆锤式冲击试验机
1、摆锤式冲击试验机一般由摆锤、 摆杆、机体、试样之座和指示机 构等组成 2、按显示方可分为指针式、液晶 电子显示和微机控制的试验机 3、每台机器都配有不同大小的试 验摆锤,可以根据试样破坏时所 需的能量选择适合的摆锤,并使 消耗的能量在摆锤总能量的 10%~80%内

三、简支梁冲击试验
(1)、简支梁冲击试验按《GB/T1043.1-2008塑料简支 梁冲击性能测定第一部分非仪器化冲击试样》进行 (2)试样制备、形状与尺寸 试样有1、2、3种类,试样尺寸(厚度h、宽度b和长度l) 应符合h≤b<1 试样分缺口试样和无缺口试样 试样类型 1 2 3 长度l 80±0.2 25h 11h或13h 宽度b 10.0±0.2 10或15 10或15 厚度h 4.0±0.2 3 3 跨距l 62±0.2 20h 6h或8h

三、简支梁冲击试验

三、简支梁冲击试验
? 板材试样
优先选择厚度为4mm,如果试验有样板机切取其厚度应为 板材的原厚,最大为10.2mm。从厚度大于10.2mm的制品 上切取试样时,如果板材厚度均匀并仅含一种均匀分布的 增强材料,试样应单面加工到10.2mm。

? 试样制备
模塑成型、机械加工方法等。

? 试样组数
每组试验至少测试10个试验,如果要在垂直和平行方向试验, 每个方向应测试10个试样。

三、简支梁冲击试验
? 测试步骤
冲击试验前,试样按GB/T2918规定的温度和相对湿度的条 件下调试16h以上。摆锤冲击试验机达到规定的冲击速度 为2.9m/s或3.8m/s。 1、测量每个试样中部的厚度h和 宽度b,精确至.02mm。对 于缺口试样应仔细测量剩余宽度b ,精确至0.02mm。 2、按消耗的能量处在标称能量的10%~80%的范围内选取摆 锤。如果符合要求的摆锤不止一个时,应使用具有最大能 量的摆锤。 3、先检查和调整是样机的零点,把试样按规定放在试验机 冲击位置,如有缺口应对准摆锤。
N

三、简支梁冲击试验
4、将摆锤挂在规定的机架上,然后释放摆锤记录试样吸收 的冲击能量E ,并检查试样的断面情况。(试样必须完全 断裂或部分断裂才能取值。)
C

? 试验结果
以每10个式样的算数平均值表示冲击强度a
c

四、悬臂梁冲击试验
(1)悬臂梁冲击试验采用GB/T 1843-2008 标 准方法。 (2)试样形状与尺寸。 测试方法 2008/U 2008/A 2008/B 试样/mm 缺口类型 缺口底部半 缺口宽度 径r /mm b /mm L=80±0.2 无缺口
N N

b=10±0.2 D=4±0.2

A B

0.25±0.05 1.00±0.05

8.0±0.2 8.0±0.2

四、悬臂梁冲击试验
(3)缺口类型

四、悬臂梁冲击试验
? 样板试样
1、如果试样有需要是可以将试样的长度减之63.5mm 2、对于长纤维增强的材料或材料推荐试样厚度h为4mm 3、从厚度大于10.2mm的制品上切取试样时,如果板材厚度 均匀并仅含一种均匀分布的增强材料,试样应单面加工到 10.2mm。 4、悬臂梁试样的缺口总是平行于厚度h 5、对于模塑和挤出材料优选缺口类型是A型

? 试样制备
模塑成型、机械加工方法等。

四、悬臂梁冲击试验
? 试样组数
每组试验至少测试10个试验,如果要在垂直和平行方向试 验,每个方向应测试10个试样。

测试步骤
试样应在冲击前在GB/T2019-1998规定的温度23℃和相对 湿度50%的条件下调节16h 1、测量每个试样中部的厚度d和 宽度b,精确至.02mm。对 于缺口试样应仔细测量剩余宽度b ,精确至0.02mm。 2、按消耗的能量处在标称能量的10%~80%的范围内选取摆 锤。如果符合要求的摆锤不止一个时,应使用具有最大能 量的摆锤。
N

四、悬臂梁冲击试验
3、先检查和调整是样机的零点,把试样按规定放在试验机 冲击位置,如有缺口应对准摆锤。 4、将摆锤挂在规定的机架上,然后释放摆锤记录试样吸收 的冲击能量Ec,并检查试样的断面情况。(试样必须完全 断裂或部分断裂才能取值。)

?试验结果
以每10个式样的算数平均值表示冲击强度ai 缺口冲击强度aiU 缺口冲击强度a
iN

五、摆锤冲击试验影响因素
1、冲击过程影响 冲击过程是个能量吸收的过程,当能量 达到产生裂纹和裂纹增展所需能量时,试样就会 被破坏。 2、试样制备影响 冲击式样可以直接用模具成型,也可以 从板材或制备截取再加工制备,这些都会影响 冲击试样 结果。 3、试样环境的温度和湿度影响 塑料的冲击强度依赖温度。 4、试样的缺口、厚度和跨度度影响 试样在弯曲冲击时,受 到拉伸、压缩、剪切等应力作用,如果局部截面受到三轴 应力的作用,则材料对冲击失效更为明显。


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