Page 19 - 理化检验-物理分册2024年第九期

宋丽荣，等：试样支座垫片对小尺寸试样冲击试验结果的影响

表5 厚度为2.5 mm小尺寸试样的冲击吸收能量测试结果 J
冲击吸收能量
试样状态 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
加垫片 26.6 27.2 27.3 26.6 27.4 26.5 27.0 27.2 27.2 27.7 26.3 27.9 26.9 27.3 28.1
不加垫片 27.7 28.8 28.1 28.8 29.1 28.8 28.2 29.1 28.7 29.4 27.9 29.7 29.0 29.0 30.8

表6 厚度为2.5 mm小尺寸试样的冲击吸收能量F检验和t检验统计结果
试样状态 冲击吸收能量平均值/J 相对误差/% 标准偏差/J F t F 表 t 表
加垫片 27.1 6.36 0.52
0.45 7.24 2.48 1.76
不加垫片 28.9 6.36 0.77

小尺寸试样增加垫片前后的冲击吸收能量平均值分 2.5 mm的试样，增加垫片前后冲击试验结果的误差
别为28.9，27.1 J； F检验的结果为0.45， F 表 为2.48， 超过6%。对于低能量的冲击试验，用垫片使小尺寸
F<F 表 ，说明两组数据的精密度无显著性差异； t检 试样位于摆锤中心位置，可以避免额外的能量吸收。
验的结果为7.24， t 表 为1.76， t＞t 表 ，说明两组存在显 2.2 冲击垫片对断样侧膨胀值的影响
著性差异。综上所述,当厚度为2.5 mm时，增加垫 不同厚度小尺寸试样增加垫片前后的侧膨胀值曲
片对试样冲击吸收能量的结果有影响。 线如图2所示。由图2可知： 厚度为7.5，5.0 mm试样的
该试验所用的同一厚度试样均是从同一张钢板 侧膨胀值相差很小，厚度为2.5 mm试样的侧膨胀值明
上切取的，材料性能不均匀性的影响基本可以忽略。 显减小；增加垫片前后，试样的侧膨胀值变化不大。侧
综合比较表 2，4，6，可见厚度为 7.5，5，2.5 mm小 膨胀产生的原因是材料在冲击过程中受到平面应力并
尺寸试样增加垫片前后的相对误差分别为0.22%， 产生裂纹，裂纹扩展向外挤压 ，对于7.5，5 mm厚度
[3]
2.31%，6.36%，实验室对标准试样冲击试验结果 的小尺寸冲击试样，裂纹扩展能量几乎是相同的，侧膨
的允许误差为不大于6%，即厚度为7.5，5.0 mm试 胀值变化不大。对于2.5 mm厚度的小尺寸试样，冲击
样的性能比较稳定，这两种小尺寸试样的冲击吸收 吸收能量为20~30 J，属于低能量，裂纹扩展能量较小，
[1]
能量均未达到低能量冲击范围（13~20 J） ，因而 导致侧膨胀值与7.5，5 mm厚度的小尺寸试样相比减
增加垫片对整个试验结果影响不大 。对于厚度为 小。是否增加垫片对试样的侧膨胀值影响不大。
[2]

图 2 不同厚度小尺寸试样增加垫片前后的侧膨胀值曲线
2.3 冲击断口的显微组织 织形貌。由图3可知：增加垫片前后冲击试样断口附近
图3为增加垫片前后冲击试样断口附近的显微组 都有少量的珠光体和铁素体，晶粒度为9.0级，晶粒比

图 3 增加垫片前后冲击试样断口附近的显微组织形貌
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