衝擊試驗機

衝擊試驗機

衝擊試驗機(英文名稱:impact testing machine)是指對試樣施加衝擊試驗力,進行衝擊試驗的材料試驗機。衝擊試驗機分為手動擺錘式衝擊試驗機、半自動衝擊試驗機、數顯衝擊試驗機、微機控制衝擊試驗機、落錘衝擊試驗機以及非金屬衝擊試驗機等。可以通過更換擺錘和試樣底座,可實現簡支梁懸臂樑兩種形式的試驗。

擺錘式衝擊試驗機是衝擊試驗機的一種,是用於測定金屬材料在動負荷下抵抗衝擊的性能,從而判斷材料在動負荷作用下的質量狀況的檢測儀。落錘衝擊試驗機是衝擊試驗機的另一種,適用於鐵素體鋼(尤其是各種管線鋼)的落錘衝擊試驗。

衝擊概念


衝擊是指一個結構系統受到瞬時的載荷,也可以看成能量從外界傳遞到一個結構系統的短暫過程。
衝擊試驗法分成三種:1、規定脈衝試驗方法,採用正弦波進行試驗;2、衝擊普試驗方法;3、規定試驗機試驗方法。前兩種屬於無損檢測,后一種屬於破壞性檢測。我們經常使用的就是第三種試驗方法,而它採用的就是我們的衝擊試驗機。
擺錘式衝擊試驗機是衝擊試驗機的一種,是用於測定金屬材料在動負荷下抵抗衝擊的性能,從而判斷材料在動負荷作用下的質量狀況的檢測全自動儀。半自動擺錘衝擊機,完全滿足GB/T229-2007《金屬材料 夏比擺錘衝擊試驗方法》中對試驗設備的要求,只需按動按鈕即可完成“取擺”、“送料”、“退銷”、“衝擊”等一系列動作,並得出試驗數據,完成整個衝擊試驗。當衝擊試驗完成後可自動取擺為下一次衝擊試驗做準備,操作方便、性能可靠。該設備大大提高了擺錘衝擊試驗的效率和安全性。落錘衝擊試驗機試驗標準:GB/T6803-2008《鐵素體鋼的無塑性轉變溫度落錘試驗方法》。

功的概念


功,也叫機械功,是物理學中表示力對距離的累積的物理量。與機械能相似的是,功也是標量,國際單位制單位為焦耳。
應用範圍
1、選材及新材料研製
2、冶金產品檢查控制
3、工藝質量監督
4、各種條件下韌性評定
5、冶金產品交貨重要指標之一
很多機器零件在工作時要受到衝擊載荷(衝擊力)的作用,比如說沖床、鍛錘、鑿岩機鉚釘槍等都是在衝擊載荷下工作的,日常生活中也很常見,比如汽車在啟動、剎車以及速度突然改變的情況下都要受到衝擊。另一方面國家需要對某些特殊設備進行強檢比如:壓力鍋爐、壓力容器等,必須要用到衝擊試驗機,另外也用到萬能試驗機和硬度計

發展歷史


衝擊試驗自1905年左右問世以來發展很快,已經成為材料性能不可缺少的檢查項目,最初的試驗方法各種各樣,但是隨著時代的發展:夏比鎖形衝擊試驗、夏比V型衝擊試驗和夏比梅氏衝擊試驗得到重視。1968年之前美國都是採用夏比鎖形衝擊試驗方法,但是這種試驗方法有個缺點:由於鎖形缺口過鈍,由此來確定脆性轉變溫度低於結構的脆性斷裂溫度,因此68年以後,在ASTM規範中就改用採用標準夏比V型試樣,所以採用V型式樣和梅氏衝擊試樣的比較多。總體來說歐美採用夏比V型缺口較多,而俄羅斯則採用夏比梅氏試樣。
我國的衝擊試驗,解放前幾乎沒有,解放以後全面學習蘇聯,直到1963年才出現第一個衝擊試驗標準GB229-1963,我們現在是用的最新的標準是GB/T229-2007《金屬材料夏比擺錘試驗方法》,這個標準也適用於美標和歐標。
衝擊試驗機的原理就是能量守恆定律,按照擺錘打斷衝擊試樣后損失多少計算衝擊功。但是這種試驗方法天生就有一個缺點,不能像拉伸試驗機那樣直接顯示里和位移的曲線,因為我們測量出來的結果只能是衝擊功,衝擊功是能量單位,他的單位是焦耳,而能量的公式是:
W =FS 即 衝擊功=力*位移,所以這兩個變數無論哪一個發生變化都回引起衝擊功的變化,尤其是位移。所以衝擊功這一數值不能直接說明材料的韌性如何,不能描述材料在打擊過程中產生的變化,只能作為一個參考。為了解決這個問題人們發明了儀器化衝擊試驗方法.

工作原理


衝擊試驗機被衝擊的試樣在受錘衝擊的瞬間,分為手動擺錘式衝擊試驗機,半自動衝擊試驗機,非金屬衝擊試驗機,數顯半自動衝擊試驗機,微機控制衝擊試驗機。
數顯全自動衝擊試驗機通過高速負荷測量感測器產生信號,經高速放大器放大后,由A/D快速轉換成數字信號送給計算機進行數據處理,同時通過檢測角位移信號送給計算機進行數據處理,精確度高。加裝高速角位移監控系統和力檢測感測器和放大器,經計算機高速採樣,數據處理,可顯示N-T和J-T曲線,數據存檔,數據報告列印等,能瞬時測定和記錄材料在受衝擊過程中的特性曲線,通過更換擺錘和試樣底座,可實現簡支梁和懸臂樑兩種形式的試驗。

主要分類


從做試驗的材料上分:
金屬試驗機:主要是各種金屬的衝擊性能測試,通常衝擊功比較大;
非金屬試驗機:各種塑料、橡膠的衝擊性能測試,通常衝擊功較小
從試驗方式上分
擺錘衝擊試驗機和落錘衝擊試驗機
擺錘衝擊試驗機又分為:半自動擺錘衝擊試驗機,微機屏顯擺錘衝擊試驗機,常溫全自動擺錘衝擊試驗機,低溫全自動擺錘衝擊試驗機,高低溫全自動擺錘衝擊試驗機。
全自動擺錘衝擊機:由衝擊機主機、控制系統、試樣盒、送料機構、定位機構等部分組成,按動按鈕就可完成一系列動作並得出試驗數據,完成整個衝擊試驗。
低溫全自動擺錘衝擊機:由衝擊機主機,控制系統、製冷系統、試樣盒、送料機構、定位機構等部分,到達設定溫度后只需按動按鈕即可完成一系列動作,並得出試驗數據,完成整個衝擊試驗,操作方便、性能可靠。該設備大大縮短了試樣從出低溫箱到衝擊試驗完成的時間,提高了試驗的準確性、擺錘衝擊試驗的效率和安全性。低溫範圍:室溫~196℃
高低溫全自動擺錘衝擊機:由衝擊機主機、控制系統、製冷系統、高溫箱、試樣盒、送料機構、定位機構等部分,到達設定溫度后只需按動按鈕等一系列動作,並得出試驗數據,完成整個衝擊試驗,操作方便、性能可靠。該設備大大縮短了試樣從出環境箱到衝擊試驗完成的時間,提高了試驗的準確性、擺錘衝擊試驗的效率和安全性。
低溫範圍:室溫~196℃,
高溫範圍:100~900℃。
屏顯擺錘衝擊機:由電腦軟體控制衝擊機動作,直觀顯示擺錘角度和衝擊能量值等,並可記錄試驗數據並生成報表儲存和列印,大大減少了操作人員的工作量,提高了工作效率。該控制系統可任意裝備於半自動擺錘衝擊機、低溫全自動擺錘衝擊機,高低溫全自動擺錘衝擊機等,是試驗機行業高端的試驗設備。