1、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l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。l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摆锤所做的功A=Ml(cos-cos)一、慨念和原理l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
2、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
3、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hb1试样分缺口试样和无缺口试样试样类型长度l宽度b厚度h跨距l1800.210.00.24.00.2620.2225h10或15320h311h或13h10或1536h
4、或8h三、简支梁冲击试验三、简支梁冲击试验l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。l试样制备模塑成型、机械加工方法等。l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l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
5、.02mm。对于缺口试样应仔细测量剩余宽度bN,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。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。)l试验结果以每10个式样的算数平均值表示冲击强度ac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。测试方法试样/mm缺口类型缺口
6、底部半径rN/mm缺口宽度bN/mm2008/UL=800.2无缺口-2008/Ab=100.2A0.250.058.00.22008/BD=40.2B1.000.058.00.2四、悬臂梁冲击试验(3)缺口类型四、悬臂梁冲击试验l样板试样1、如果试样有需要是可以将试样的长度减之63.5mm2、对于长纤维增强的材料或材料推荐试样厚度h为4mm3、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h5、对于模塑和挤出材料优选缺口类型是A型l试样制备模塑成型、机械加工方法等。四、悬臂梁冲击试验l试
7、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16h1、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bN,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。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。)l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aiN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。