這次介紹一下常見的幾種沖擊試驗(yàn)機(jī)。沖擊試驗(yàn)機(jī)就是讓試樣高速加載，然后測(cè)試其變化。一般時(shí)間的破壞分兩步：首先，沖擊能量使試件產(chǎn)生裂紋，其后，試件承受更大的沖擊力使裂紋擴(kuò)大并損壞。沖擊試驗(yàn)機(jī)主要有兩種基本類型，一類是擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)，另一類是落錘試驗(yàn)。
1.落錘試驗(yàn)機(jī)
包括傳統(tǒng)的加德納尖頭落錘以及機(jī)械式下落塔，用于測(cè)量導(dǎo)致飾板、薄板，薄膜，管子，箱體以及模壓制品等產(chǎn)生破壞的總能量。最簡(jiǎn)單和最便宜的是適用于剛性塑料的 Gardner 落錘試驗(yàn) (ASTM D5054) 機(jī)，以及適用于薄膜和彈性薄板的尖頭落錘試驗(yàn) (ASTM D1709) 機(jī)。這種裝置在塊狀或尖狀錘頭的端部放置有一定重量的物體，把錘頭舉到一定的高度后自由落向固定好的試樣。對(duì)基本裝置，最常用的錘頭重量是 2 、 4 和 8 磅，機(jī)械式下落塔所用的錘頭重量是 50 磅或更多。試驗(yàn)程序很多，每組試驗(yàn)要有 30 個(gè)之多的典型試樣。能量計(jì)算主要涉及 ft-lb 和 in.-lb ，或者是克 (g) 和沖擊頭的半徑，即 ∶ 錘頭重量，沖擊高度。沖擊高度和錘頭形狀的選取還沒有規(guī)范化， Instron 公司的 Lio 認(rèn)為 ∶ “ 具體數(shù)值可以根據(jù)聚合物的應(yīng)變速率決定。 10 磅的重物從 2 英尺高度落下的能量，與 2 磅的重物從 10 英尺高度落下的能量相同。但是，由于沖擊速度不同，它們產(chǎn)生的效果并不一樣。 ” 大型薄膜制造廠及他們的樹脂供應(yīng)廠商大量使用尖頭落錘試驗(yàn)機(jī)。
2.擺錘試驗(yàn)機(jī)
現(xiàn)在市場(chǎng)上最常見的 沖擊試驗(yàn)機(jī)是擺錘式的。多數(shù)試驗(yàn)機(jī)配有不同的附件 ( 錘頭和試樣夾具 ) ，從而可以完成伊佐德試驗(yàn)，卡畢試驗(yàn)，以及拉伸 — 沖擊試驗(yàn)。伊佐德驗(yàn)和卡畢試驗(yàn)有很多相似之處。兩種試驗(yàn)使用的試樣都可以由模壓得到，或從一個(gè)大 “ 八字 ” 形拉伸試樣上切出來(lái)。伊佐德試驗(yàn)用的試樣尺寸是 2.5x0.5 in ，而卡畢試驗(yàn)用的試樣尺寸是 5x0.5 in 。兩種試驗(yàn)用試樣的厚度均取決于被測(cè)材料的規(guī)格 ( 在 Izod 試驗(yàn)中，最常用的厚度是 1/8 in). 試驗(yàn)前，要給試樣切口，并把試樣調(diào)整到所要求的溫度和濕度。每組試驗(yàn)最少要有 10 個(gè)試樣，試驗(yàn) 結(jié)果 取其平均值。伊佐德試驗(yàn)的單位是 lt-lb/in ，卡畢試驗(yàn)的單位是 joule/m2 。
在過(guò)去十年里，傳統(tǒng)試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)也有了改進(jìn)。比如在擺錘試驗(yàn)機(jī)中，原來(lái)的刻度盤已逐步向數(shù)字讀出器轉(zhuǎn)變，很多試驗(yàn)項(xiàng)目已經(jīng)自動(dòng)化。但是大多數(shù)在用系統(tǒng)仍然沒有改進(jìn)。很多革新把機(jī)械式落錘和擺錘試驗(yàn)機(jī)合二為一了。但是，除了少數(shù)每天要做數(shù)百個(gè)試驗(yàn)的試驗(yàn)室外，能夠自動(dòng)給試樣加載的全自動(dòng)系統(tǒng)還很少。
目前，通過(guò)儀器化和“真實(shí)”沖擊試驗(yàn)得到的成熟數(shù)據(jù)，主要在原料供應(yīng)商及配混廠商內(nèi)部使用。加工商及其客戶要求的原材料規(guī)格數(shù)據(jù)，仍然以傳統(tǒng)的伊佐德及鏢沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)為主。事實(shí)上，一些資料表明，越來(lái)越多的塑料加工商更愿意自行進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，以確保其產(chǎn)品性能保持一致，而不僅僅依賴于原材料供應(yīng)商所提供的數(shù)據(jù)。
雖然傳統(tǒng)試驗(yàn)不能提供壞機(jī)理或使成品發(fā)生破壞的原因，但是足以勝任控制質(zhì)量的目的。而且，傳統(tǒng)試驗(yàn)只能測(cè)量使試件產(chǎn)生破裂所需的能量，儀器化沖擊試驗(yàn)提供高速應(yīng)力/應(yīng)變數(shù)據(jù)生成的曲線，通過(guò)它們可以區(qū)分韌性、脆性破壞，還可以區(qū)分造成裂紋起始的能量和傳遞的能量。以上幾種常見的沖擊試驗(yàn)機(jī)，可以提供更多的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 |
