Page 22 - 理化检验-物理分册2023年第三期

邢承亮, 等: 冲击试验机刀刃断裂原因及控制方法

刀刃半径测得的侧膨胀值、 剪切断面率以及韧脆转 至造成刀刃断裂。因此在手动放置试样时要对中放好
变温度也都有所不同。因此在进行冲击试验前要选 试样, 在自动送样时要经常检查自动对中装置的有效
[ 8 ]
择合适的刀刃半径, 以防止因刀刃半径选择不当而 性, 以避免冲击刀刃在试验过程中发生断裂 。
对刀刃造成损坏 [ 3 ] 。 表1 试样与砧座距离和冲击吸收能量的关系

试样尺寸( 长×宽×高)/ 试样与砧座 冲击吸收
3 冲击试验机的选择
( mm×mm×mm ) 距离 / mm 能量 / J
3.1 试验方法 55×10×10 0.0 182.3
简支梁冲击试验机是将试样水平放置且不固定 55×10×10 0.5 183.5
试样两端。该试验机释放摆锤后, 从中间对试样施 55×10×10 1.0 189.6
加冲击弯曲负荷并使试样破裂。该试验机可用于生 55×10×10 1.5 200.5
产过程中的质量控制, 也可用于比较不同材料的冲 55×10×10 2.0 210.4
击韧性 [ 4 ] 。 55×10×5 0.0 100.2
悬臂梁冲击试验机是将试样垂直放置且夹住一 55×10×5 0.5 102.1
端, 另一端接受摆锤释放的能量, 试样因受到打击而 55×10×5 1.0 110.5
产生破坏。该试验机可测定材料被摆锤冲击时的抗 55×10×5 1.5 121.0
冲击性能, 可用于快速确定材料是否符合所需冲击 55×10×5 2.0 129.6
强度的要求, 也可用于比较材料的冲击韧性。
表2 试样缺口中心偏离距离和冲击吸收能量的关系
简支梁冲击试验机和悬臂梁冲击试验机对试样
的作用力不同 [ 5 ] , 试验前要根据试验方法选择合适 试样尺寸( 长×宽×高)/ 试样缺口中心偏离 冲击吸收能量 /
( mm×mm×mm ) 距离 / mm J
的试验机, 避免因方法选择不当而对冲击刀刃造成
55×10×10 0.0 181.5
损坏。
3.2 试验机量程 55×10×10 0.5 188.3
试验前要对试样的冲击性能有一定的了解, 选 55×10×10 1.0 195.9
择合适量程的冲击试验机 [ 6 ] , 一般要求试样的冲击 55×10×10 1.5 205.7
吸收能量不超过试验机量程的80% , 以避免对冲击 55×10×10 2.0 245.1
刀刃造成损坏。当无法估计试样的冲击吸收能量 55×10×5 0.0 99.7
时, 要选择大量程试验机, 或先将试样加工得较薄一 55×10×5 0.5 104.4
55×10×5 1.0 120.5
些, 完成初步的冲击试验。
55×10×5 1.5 132.9
4 试验过程 55×10×5 2.0 159.9

4.1 试样放置 4.2 刀刃固定
试样缺口面应该与砧座面紧密贴合, 冲击刀刃 冲击刀刃是由固定螺栓和摆锤连接在一起的,
沿着缺口对面向缺口背面打击, 试样缺口对称面偏 快速载荷的冲击会对紧固螺栓施加一定的力, 并造

离两砧座间的中点距离应不大于0.5mm , 否则摆锤 成螺栓松动, 冲击刀刃受力不均匀, 导致发生断裂。
高速打击试样时会产生缓冲, 造成冲击试验结果失 因此进行冲击试验前, 要对冲击刀刃的紧固性进行
真, 试样与砧座距离和冲击吸收能量的关系如表 1 检查, 以避免螺栓出现松动。
所示。
试样缺口中心需与冲击刀刃中心重合, 否则缺 5 结论
口处裂纹的形成及扩展会变得困难, 造成冲击试验 ( 1 )试样缺口的形式、 高度、 宽度和加工精度等

结果失真 [ 7 ] , 试样缺口中心偏离距离和冲击吸收能 对试样的冲击吸收能量影响很大, 在进行试验前要
量的关系如表2所示。 严格控制试样的质量, 以防止因试样不合格而对冲
以上两种情况都会造成冲击试验的测试值大于真 击刀刃造成损坏。
实值, 较大的测试值会对冲击刀刃造成较大的危害, 甚 ( 下转第13页)
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