冲击实验和硬度实验

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1、冲击实验实验目的1.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；2.了解测试条件对测定结果的影响。实验原理对硬质高分子材料试样施加一次冲击负荷使试样破坏，记录下试样破坏时或过程中单位试样截面积所吸收的能量，即冲击强度，来衡量材料冲击韧性。根据实验中试样受力形式和冲击物的几何形状，板、条试样的冲击实验方法可分为：简支梁冲击实验、悬臂梁冲击实验和落锤式冲击实验；薄片和薄膜试样的冲击实验方法有抗摆锤冲击或自由落镖冲击实验。所有冲击实验均应按GB2918规定，在（23±2℃）、常湿下进行试样环境调节，调节时间不少于4小时。A.简支梁

2、冲击实验原材料试样（1）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。（2）板材试样板材试样厚度在3～13mm之间时取原厚。大于13mm时应从两面均匀地进行机械加工到10±0.5mm。4型试样厚度须加工到13mm。当使用非标准厚度试样时，缺口深度与试样厚度尺寸之比也应分别满足表3.1-8的要求。当厚度小于3mm的试样不做冲击实验。试样制备（1）模塑料或挤出料按受试材料的产品标准规定制备试样。若产品标准没有规定，可另按GB5471和GB9352制备试样。I型试样可以从标准多用途试样上切取。（2）板材板材

3、试样是将板材进行机械加工制备。试样缺口可在铣床、饱床或专用缺口加工机上加工。加工刀具应无倾角，工作后角为150～200。推荐刀尖线速度约为90～185m／min，进给速率为10～130mm／min。检查刀具的锐度，如果半径和外形不在规定范围内，应以新磨的刀具更换。（3）层压材料层压材料应在使冲击方向垂直千层压方向（板面方向）和平行于层压方向（板边方向）上各切取一组试样。如果受试材料的产品标准有规定，可用带模塑缺口的试样。模塑缺口试样和机械加工缺口的试样实验结果不能相比。除受试材料的产品标准另有规定外，每组试样数应不少于10个。各向异性材

4、料应从垂直和平行于主轴的方向上各切取一组试样。本次实验试样是用多型腔模具注塑成型的共聚聚丙烯（CPP，MFR=1～5g/10min）长条试样作为无缺口试样，在CPP长条试样上用机械加工方法铣出U型缺口的长条作为缺口简支梁冲击试样。实验设备（1）实验机本实验采用IZODWJ40冲击试样机。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。（2）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。旋转轴心到摆锤打击中心的距离与旋转轴心至试样中心距离应一致，两者之差

5、不应超过后者的±1%。冲击刀o刃规定夹角为30o±1，端部圆弧半径为2.0±0.5mm。摆锤下摆时，刀刃通过两支座间的中央偏差o不得超过±0.2mm，刀刃应与试样的打击面接触。接触线应与试样长轴线相垂直，偏差不超过±2。（3）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1/20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1/200以内。两支撑块的位置应可调节，其间隔应满足要oo求。支撑刃前角为50，后角为10±1，端部弧半径为1mm。（4）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

6、和示值误差做准确的校正。（5）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。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0.02mm。缺口试样应测量缺口处的剩余厚度，测量时应在缺口两端各测一次，取其算术平均值。（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。若符合这一能量范围的不只一个摆锤时，应该用最大能量的摆锤。（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

7、空白实验，保证总摩擦损失满足要求。（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。实验数据处理宽/cm厚/cm冲击强度/Kgcm试样1.5381.01418.5无缺口试

8、样简支梁冲击强度：2a=18.5kgcm/(1.538mm×1.014mm)=11.863kgcm/mm思考题1.在实验中哪些因素会影响测定结果？答：影响实验结果的因素：仪器误差，安装位置（刀刃打击位置），