沖擊概念
沖擊是指一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)受到瞬時(shí)的載荷,也可以看成能量從外界傳遞到一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的短暫過程。
沖擊試驗(yàn)法分成三種:1、規(guī)定脈沖試驗(yàn)方法,采用正弦波進(jìn)行試驗(yàn);2、沖擊普試驗(yàn)方法;3、規(guī)定試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)方法。前兩種屬于無損檢測,后一種屬于破壞性檢測。我們經(jīng)常使用的就是第三種試驗(yàn)方法,而它采用的就是我們的沖擊試驗(yàn)機(jī)。
擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)是沖擊試驗(yàn)機(jī)的一種,是用于測定金屬材料在動(dòng)負(fù)荷下抵抗沖擊的性能,從而判斷材料在動(dòng)負(fù)荷作用下的質(zhì)量狀況的檢測全自動(dòng)儀。半自動(dòng)擺錘沖擊機(jī),完全滿足GB/T229-2007《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》中對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的要求,只需按動(dòng)按鈕即可完成“取擺”、“送料”、“退銷”、“沖擊”等一系列動(dòng)作,并得出試驗(yàn)數(shù)據(jù),完成整個(gè)沖擊試驗(yàn)。當(dāng)沖擊試驗(yàn)完成后可自動(dòng)取擺為下一次沖擊試驗(yàn)做準(zhǔn)備,操作方便、性能可靠。該設(shè)備大大提高了擺錘沖擊試驗(yàn)的效率和安全性。[1] 落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):GB/T6803-2008《鐵素體鋼的無塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗(yàn)方法》。
功的概念
功,也叫機(jī)械功,是物理學(xué)中表示力對(duì)距離的累積的物理量。與機(jī)械能相似的是,功也是標(biāo)量,國際單位制單位為焦耳。
應(yīng)用范圍
1、選材及新材料研制
2、冶金產(chǎn)品檢查控制
3、工藝質(zhì)量監(jiān)督
4、各種條件下韌性評(píng)定
5、冶金產(chǎn)品交貨重要指標(biāo)之一
很多機(jī)器零件在工作時(shí)要受到?jīng)_擊載荷(沖擊力)的作用,比如說沖床、鍛錘、鑿巖機(jī)、鉚釘槍等都是在沖擊載荷下工作的,日常生活中也很常見,比如汽車在啟動(dòng)、剎車以及速度突然改變的情況下都要受到?jīng)_擊。另一方面國家需要對(duì)某些特殊設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)檢比如:壓力鍋爐、壓力容器等,必須要用到?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī),另外也用到萬能試驗(yàn)機(jī)和硬度計(jì)。
發(fā)展歷史
沖擊試驗(yàn)自1905年左右問世以來發(fā)展很快,已經(jīng)成為材料性能不可缺少的檢查項(xiàng)目,最初的試驗(yàn)方法各種各樣,但是隨著時(shí)代的發(fā)展:夏比鎖形沖擊試驗(yàn)、夏比V型沖擊試驗(yàn)和夏比梅氏沖擊試驗(yàn)得到重視。1968年之前美國都是采用夏比鎖形沖擊試驗(yàn)方法,但是這種試驗(yàn)方法有個(gè)缺點(diǎn):由于鎖形缺口過鈍,由此來確定脆性轉(zhuǎn)變溫度低于結(jié)構(gòu)的脆性斷裂溫度,因此68年以后,在ASTM規(guī)范中就改用采用標(biāo)準(zhǔn)夏比V型試樣,所以采用V型式樣和梅氏沖擊試樣的比較多??傮w來說歐美采用夏比V型缺口較多,而俄羅斯則采用夏比梅氏試樣。
我國的沖擊試驗(yàn),解放前幾乎沒有,解放以后全面學(xué)習(xí)蘇聯(lián),直到1963年才出現(xiàn)第一個(gè)沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB229-1963,我們現(xiàn)在是用的最新的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T229-2007《金屬材料夏比擺錘試驗(yàn)方法》,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)也適用于美標(biāo)和歐標(biāo)。
沖擊試驗(yàn)機(jī)的原理就是能量守恒定律,按照擺錘打斷沖擊試樣后損失多少計(jì)算沖擊功。但是這種試驗(yàn)方法天生就有一個(gè)缺點(diǎn),不能像拉伸試驗(yàn)機(jī)那樣直接顯示里和位移的曲線,因?yàn)槲覀儨y量出來的結(jié)果只能是沖擊功,沖擊功是能量單位,他的單位是焦耳,而能量的公式是:
W =FS 即 沖擊功=力*位移,所以這兩個(gè)變量無論哪一個(gè)發(fā)生變化都回引起沖擊功的變化,尤其是位移。所以沖擊功這一數(shù)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(chǎn)生的變化,只能作為一個(gè)參考。為了解決這個(gè)問題人們發(fā)明了儀器化沖擊試驗(yàn)方法.
工作原理
沖擊試驗(yàn)機(jī)被沖擊的試樣在受錘沖擊的瞬間,分為手動(dòng)擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī),半自動(dòng)沖擊試驗(yàn)機(jī),非金屬?zèng)_擊試驗(yàn)機(jī),數(shù)顯半自動(dòng)沖擊試驗(yàn)機(jī),微機(jī)控制沖擊試驗(yàn)機(jī)。
數(shù)顯全自動(dòng)沖擊試驗(yàn)機(jī)通過高速負(fù)荷測量傳感器產(chǎn)生信號(hào),經(jīng)高速放大器放大后,由A/D快速轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,同時(shí)通過檢測角位移信號(hào)送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,精確度高。加裝高速角位移監(jiān)控系統(tǒng)和力檢測傳感器和放大器,經(jīng)計(jì)算機(jī)高速采樣,數(shù)據(jù)處理,可顯示N-T和J-T曲線,數(shù)據(jù)存盤,數(shù)據(jù)報(bào)告打印等,能瞬時(shí)測定和記錄材料在受沖擊過程中的特性曲線,通過更換擺錘和試樣底座,可實(shí)現(xiàn)簡支梁和懸臂梁兩種形式的試驗(yàn)。
主要分類
從做試驗(yàn)的材料上分
金屬試驗(yàn)機(jī):主要是各種金屬的沖擊性能測試,通常沖擊功比較大;
非金屬試驗(yàn)機(jī):各種塑料、橡膠的沖擊性能測試,通常沖擊功較小
從試驗(yàn)方式上分
擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)和落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)
擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)又分為:半自動(dòng)擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī),微機(jī)屏顯擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī),常溫全自動(dòng)擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī),低溫全自動(dòng)擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī),高低溫全自動(dòng)擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)。[1]
全自動(dòng)擺錘沖擊機(jī):由沖擊機(jī)主機(jī)、控制系統(tǒng)、試樣盒、送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)等部分組成,按動(dòng)按鈕就可完成一系列動(dòng)作并得出試驗(yàn)數(shù)據(jù),完成整個(gè)沖擊試驗(yàn)。
低溫全自動(dòng)擺錘沖擊機(jī):由沖擊機(jī)主機(jī),控制系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、試樣盒、送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)等部分,到達(dá)設(shè)定溫度后只需按動(dòng)按鈕即可完成一系列動(dòng)作,并得出試驗(yàn)數(shù)據(jù),完成整個(gè)沖擊試驗(yàn),操作方便、性能可靠。該設(shè)備大大縮短了試樣從出低溫箱到?jīng)_擊試驗(yàn)完成的時(shí)間,提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性、擺錘沖擊試驗(yàn)的效率和安全性。低溫范圍:室溫~196℃
高低溫全自動(dòng)擺錘沖擊機(jī):由沖擊機(jī)主機(jī)、控制系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、高溫箱、試樣盒、送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)等部分,到達(dá)設(shè)定溫度后只需按動(dòng)按鈕等一系列動(dòng)作,并得出試驗(yàn)數(shù)據(jù),完成整個(gè)沖擊試驗(yàn),操作方便、性能可靠。該設(shè)備大大縮短了試樣從出環(huán)境箱到?jīng)_擊試驗(yàn)完成的時(shí)間,提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性、擺錘沖擊試驗(yàn)的效率和安全性。
低溫范圍:室溫~196℃,
高溫范圍:100~900℃。
屏顯擺錘沖擊機(jī):由電腦軟件控制沖擊機(jī)動(dòng)作,直觀顯示擺錘角度和沖擊能量值等,并可記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)并生成報(bào)表儲(chǔ)存和打印,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(tǒng)可任意裝備于半自動(dòng)擺錘沖擊機(jī)、低溫全自動(dòng)擺錘沖擊機(jī),高低溫全自動(dòng)擺錘沖擊機(jī)等,是試驗(yàn)機(jī)行業(yè)高端的試驗(yàn)設(shè)備。
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