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如何利用沖擊試驗(yàn)機(jī)檢測材料抵抗沖擊載荷的能力

更新時間:2020-04-26   點(diǎn)擊次數(shù):1845次
 
  沖擊試驗(yàn)是把要試驗(yàn)的材料制成規(guī)定形狀和尺寸的試樣,在沖擊試驗(yàn)機(jī)上一次沖斷,用沖擊試樣所消耗的功和斷口形貌特點(diǎn),經(jīng)過整理得到規(guī)定定義的沖擊性能指標(biāo)。例如,沖擊韌度、沖擊吸收功,以及纖維斷口所占斷口面積的百分比等。沖擊試驗(yàn)所得性能指標(biāo)沒有明確的物理意義,所得性能數(shù)據(jù)也不直接用于對所測性能做定量評價或設(shè)計計算;但沖擊試驗(yàn)簡單方便,是容易獲得的材料動態(tài)性能試驗(yàn)方法,迄今已積累了大量的沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)和評價這些數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)。沖擊試驗(yàn)對材料使用中至關(guān)重要的脆性傾向問題和材料冶金質(zhì)量、內(nèi)部缺陷情況極為敏感,是檢查材料脆性傾向和冶金質(zhì)量的非常方便的辦法。因此,這種試驗(yàn)方法在產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)、產(chǎn)品設(shè)計和科研工作中仍然得到廣泛應(yīng)用。自20世紀(jì)60年代以來,斷裂力學(xué)和斷裂金屬學(xué)的飛速發(fā)展表明,沖擊試驗(yàn)得到的沖擊值與斷裂韌度有較密切的關(guān)系,可用沖擊試驗(yàn)值來估算斷裂韌度,或直接用沖擊試驗(yàn)的方法來測量動態(tài)斷裂韌度和止裂韌度;還發(fā)展了帶有沖擊示波裝置的電子計算機(jī)的沖擊試驗(yàn)機(jī),用以顯示和記錄沖擊變形過程中彈性變形、塑性變形、裂紋萌生和裂紋擴(kuò)展諸階段的能量分配,對于測定材料斷裂性能和研究斷裂過程具有重要意義。
  到現(xiàn)在為止,沖擊試驗(yàn)是工程上獲得材料動態(tài)強(qiáng)度和變形能力方便簡單的方法,所以習(xí)慣上用沖擊值來表示材料抵抗沖擊載荷能力的大小。沖擊抗力有明顯的的體積效應(yīng)和波傳導(dǎo)特點(diǎn),與載荷和變形速度有很大關(guān)系。因沖擊試驗(yàn)是在特定試驗(yàn)條件(加載速度、試樣尺寸和缺口形狀)下獲得的,所以沖擊試驗(yàn)得到的沖擊值大,并不一定是實(shí)際結(jié)構(gòu)件沖擊抗力也大;沖擊試樣的脆性轉(zhuǎn)變溫度并不是實(shí)際結(jié)構(gòu)的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。另外,沖擊值是一個能量概念,它包含著強(qiáng)度和塑性兩方面的貢獻(xiàn)。強(qiáng)度高塑性低些的材料可以有較高的沖擊值;強(qiáng)度差些而塑性較好的材料也可以有較高的沖擊值。對于前—種情況,雖然沖擊值不低,但機(jī)件在服役過程中,仍然會有不能忽視的脆性傾向。因此,用沖擊值表示沖擊抗力和脆性傾向,不能用于定量計算,有很大的條件性,并且具有明顯的經(jīng)驗(yàn)性質(zhì)。

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