塑料简支梁冲击试验.doc

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1、塑料简支梁冲击试验(一)实验目的掌握塑料简支梁冲击试验方法理和基本结构。(二)实验原理本方法的原理是将试样安放在简支梁冲击机的规定位置上，然后利用摆锤自由落下，对试样施加冲击弯曲负荷、使试样破裂。用试样单位截面积所消耗的冲击功来评价材料的耐冲击韧性。图1所示为摆锤式简支梁冲击试验机的工作原理。(三)实验仪器及试祥1．实验仪器　　以国产XJJ—5摆锤式简支梁冲击机为例。　　该机主要技术参数符台GB1043—93和ISO179—1982标准的要求。图１　摆锤式简支梁冲击试验机原理示意图(1)机体结构及性能见图1，本试验机由机体、试样安放架、冲击锤、操纵机构及读数装置等五个部分组成。①机体部分—

2、包括机体、操纵机构、测量机构、摆轴和试样安放架组成，为确保安装平稳、准确，在机体上面设有水准泡17，方便调试。②试样安放架一—由固定支座1、紧固螺钉2、活动试样支座3、支承刀刃4组成。试验前，应调整好活动试样支座间的距离，将试样紧靠在支座刀刃的支承面上。③冲击锤———由摆轴8、上连接套12、摆杆13、调整套14、摆体15、冲击刀刃16等件组成。该机共有五种能量摆锤供选用，其冲击储能分别为2．7J、7．5J、15J、25J、50J。④操纵机构——由手柄9、挂钩l０等件组成。当冲击摆扬起所需角度(160°)时，挂钩将摆上的调整套钩住。搬动手柄时，挂钩脱开，冲击摆自由落下，对试样进行冲击试验。⑤

3、测量装置—一其作用是将试样受冲击后所消耗的能量指示出来，试样所消耗的冲击功数值按下式计算。式中Pd—一冲击摆的冲击常数　α——冲击前摆锤扬角　β一一冲击后摆锤升角　　该机由于冲击摆常数和扬角均为常数，因此，只要测出试样冲断后摆锤的升角，就可计算出试样冲断时所消耗的能量。该机读数刻度盘就是根据此原理来设计刻度的。试验时，可以直接从度盘上读取冲断功，度盘上有五种能量范围的刻度。2．试验试样图２　简支梁冲击试样形状(a)无缺口试样(b)缺口试样试样的形状如图2，其尺寸见表1。表１　简支梁冲击试样尺寸　　　　　　　　　　　单位：mm试样、摆锤刀、支座支座三者的相互关系如图3。图３　试样摆锤刀、支座

4、三者的相互关系(四)实验步骤1.按GBl039—92规定调节试验环境并处理试样。2.测量试样尺寸。试验前对每个试样的尺寸要进行仔细测量，带缺口的试样要测量缺口处的剩余厚度，准确至0．05mm，每个试样的宽度、厚度尺寸各测量三点，取其算术平均值，每三个试样为一组。1.根据试样的抗冲击韧性，选用适当的能量摆锤，所选的摆捶应使试样断裂所消耗的能量在摆锤总储量的10％一80％范围内。2.安装冲击摆杆并调整好指针(如图1)。安装好摆锤后，为使冲击后指针能正确指示，应使摆锤处于铅垂位置，检查指针被动针5是否与主动针6靠紧，被动针所指示的位置是否于最大能量处。如不重合则需松开紧固螺母7，将被动指针指在最

5、大能量处，然后将螺母7拧紧。3.空击试验。托起冲击摆，使其固定在160°扬角位置，调整被动指针与主动指针重合，搬动手柄，让冲击摆自由落下，此时，被动指针应被拨到“零”位置，若超过误差范围，则应调整机件间的摩擦力，一直至指针示值在误差范围之内。4.根据试样规格，调整活动支座3间的距离(如图1)，可使用机中配套的对中板来调整，其方法是：松开紧固螺针2，将对中样板放在两活动支座的平面上，使对中样板的两侧面与支承刀刃相接触，摆锤冲击刀刃对准样板中心的V型缺口，保证上述条件到位后拧紧螺钉2、通过固定座1将活动支座3固定在正确位置上。该机对中样板跨度的规格有四种，分别为：40mm、60mm、70mm和

6、95mm。5.放置试样。试样应放置在两活动支座的上平面上，其测面与支撑承刀刃靠紧，测试带有缺口的试样，把冲锤放下，让冲击刀刃对正缺口的背面，再把冲锤回复到扬角位置挂住。6.冲击试验。完成上述准备工作后，便可以进行正式冲击试验。首先检查冲击摆是否处于所需的扬角位置，调整好废盘上的被动指针与主动指针互相接触。然后搬动手柄9，摆锤即自由落下，冲断试样。当摆锤在空中瞬时静止时应及时接住，使其止动并读取度盘上被动指针的指示数值。7.能量损失的修正。当摆锤最大冲击能量小于或等于4J时，能量损失除达到有关标准要求的规定外，还必须进行修正。修正后的能量值压(即试样断裂所吸收的能量)按下式计算：式中FＬ——

7、摆锤力距，N·m　α——摆锤预扬角实测值(°)α'——摆锤空击后的升角(°)β——试样断裂后摆锤的升角(°)①为了计算方便，该仪器这一档的修正值已制成表格。试验时，只需从度盘上读取试样断裂后的数值，就可以从能量损失修正表中查修正后的能量值Ｅ。②当摆锤冲击能量大于4J时，能量值Ｅ从读数盘上直接读取。(五)实验结果与数据处理1.无缺口试样简支粱冲击强度σn(KJ／m2)由下式求得：式中E一一试样吸收的冲击能，Ja——试样的厚