冲击性能

1 Zi (M i M a ) M
i
为落锤质量等级顺序号； ni为落锤质量为 Mi 破坏或不
破坏的试样数； Zi为从 M0 开始质量增加的次数。
例 题
固定试验高度H＝ 1.5m ，落锤质量改变△M=0.2Kg,对20个试样 进行冲击试验，结果如图示：
计算A、N等值如表
i 1 2 3 4(=k) 锤的质量 Kg 1.6 1.4 1.2 1.0 ni （0） 0 2 6 3 11 (n0) ni， （X） 1 5 3 0 9 (nx) ni 1 5 3 0 9 (N=nx) zi 3 2 1 0 nizi 3 10 3 0 16 (A)

使用范围
拉伸剪切都适用于胶接材料；
单面和双面压缩剪切适用于层压材料和取向材料； 短梁剪切适用于各种纤维材料和层压材料；
一、概念及原理
（一）测试原理

试样在受剪切力作用时，作用在试样两侧面上外力的合力大 小相等，方向相反，作用线相隔较远，并将各自推着所作用 的试样部分沿着与合力作用线平行的受剪面发生位移，直至
试样制备

试样可以模塑成型或机械加工制备。
各向异性的板材试样，纵横各特征方向切割样条；

1型板材试样
厚度大于10.2mm，单面加工成(10.0±0.2)
mm；

2型板材试样
厚度小于12.9mm时，取原厚度试验； 厚度大于12.9时，单面加工成（12.7±0.2）mm。

试验时加工面背向冲锤。
ｈ——试样的厚度，mm
ｂ——试样宽度或缺口试样的剩余宽度，mm
（四）影响因素
（1）冲击过程的能量消耗

当能量达到产生裂纹和裂纹扩展所需要的能量时，试样便开始破裂直到完
全断裂。

在冲击试验过程中有以下几种能量消耗。
①
② ③ ④
试样发生弹性和塑性形变所需的能量。
使试样产生裂纹和裂纹扩展断裂所需的能量。 试样断裂后飞出所需的能量。 摆锤和支架轴、摆锤刀口和试样相互摩擦损失的能量。
实现冲击过程中的动态检测——仪器化冲击试验。
在试验过程中，系统检侧并精确地记录了整个冲击情况。
从加速作用开始到开始冲击，塑料开始弯曲，裂纹引发、
扩展、一直到完全损坏全过程。

给出在整个破坏过程中作用于试样上的载荷变化，得到试样 在一个完整历程中的力－时间、力－形变和能量－时间曲线，
通过微处理技术，计算出如冲击速率、屈服力和位移、断
试验步骤与结果计算

测量标准试样中部的厚度和宽
度或缺口的剩余宽度，

用适宜的夹持力把试样固定在 夹持台上，

挂摆、冲击试样，读取结果

选用摆锤冲击试验机，指示
值应在试验机的容量的
10%～80%范围内，否则要 换用摆锤试验。
结果计算

悬臂梁冲击强度 KJ/m2
W 3 i 10 h b
式中：Ｗ——试样破裂所消耗的能量，J
在固定质量下改变高度

E50 H g M 50
E50 M g H 50
（二）测试方法

试验标准：GB/T 14153—1993 试验仪器 落锤、落管、支架
落锤的冲头半径有５mm、10mm、30mm， 锤的质量有２、３、４、５、10、15Kg

试样：制品不同，其尺寸要求不一样。
裂、屈服和损坏能量等许多有用的数据。
（三）跌落冲击试验

常用于包装袋（薄膜袋、编织袋）、中空容器（油罐、塑料
桶、塑料瓶）和箱壳内制品（周转箱、塑料船体、浴缸）。

试验时，在制品中封入与内袋材料质量相当的重物（视制品 不同，可选用实际盛装物品、水、砂、砂袋或其他重物），
从规定的高度坠落在混凝土地板上，检查破损情况，测出导
对干燥的状态下冲击强度很低。
（ 3 ）试样尺寸
( 4 ）冲击速度
二、落锤式冲击试验
（一）测试原理

把球、标准的重锤或投掷枪由已知高度自由落下对试样进
行冲击，测定使试样刚刚破裂时所需能量的一种方法。
以测定出占试样数的50%试样被破坏时的冲击破坏能E50
表示冲击强度。

在固定高度下改变质量（优先选用）
⑤ 摆锤运动时，试验机固有的能量损失。
（2）温度和湿度

冲击强度随温度的降低而降低。 在低温下，冲击强度急剧降低；接近玻璃化温度时，冲击强度的降低则 更为明显；在较高的测试温度下，冲击强度有明显的提高；
湿度对材料的冲击强度有影响

增塑作用机理
尼龙类塑料在湿度较大时，其冲击强度大大增加，在绝
试验结果以每组10个试样的算术平均值表示 如果试验中出现不同破坏类型的试样时，要分别计算每种
破坏类型的平均值和百分数
（三）悬臂梁冲击试验方法

悬臂梁冲击试验的标准：GB/T 1843—1996
试样类型和尺寸表6－15

分缺口试样和无缺口试样；

缺口分A型和B型

标准推荐使用1类试样A型缺口
始横截面积之比，J/m2

结果判断


完全破坏，经过一次冲击使试样分成两段或几段。
部分破坏，指一种不完全破坏，即无缺口试样或缺口试样的横断面断开面 至少断开90％的破坏。 无破坏，指一种不完全性破坏，即无缺口试样或缺口试样的横断面断开面 断开部分小于90 ％的破坏。

试样制备、形状与尺寸试样

试样制备

确认液晶控制盒与主机和针式打印机的电源 连线和信号连线连接无误后，按下电源开关， 系统通电，显示屏内显示应正常。

在液晶控制箱上，选择相应的试验方法和摆 锤能量，输入试样形状、编号、温度。
使摆锤在竖直方向上静止，在液晶控制箱上 按“清零”按钮。 按“打印表头”，打印出试验报告的表头。 挂摆：逆时针旋转、弹起手柄，摆锤逆时针 扬起到底，按下手柄，牢靠地挂住摆杆。
试样破坏为止。

剪切力 F 作用于矩形试样的面积为 A ，产生的位移为 △ L ， 则剪切应力与应变的关系表示如下：

d 为试样厚度， mm
（二）概念

剪切弹性模量：在比例极限内剪应力与剪应变之比 剪切应力：试验过程中任一时刻试样单位面积上所承受的剪切 负荷。


剪切强度，试样在剪切力作用下破坏时单位面积上所能承受的


冲击：左手逆时针旋转手柄到底并迅速松开，摆锤将顺时针落下打击试
样。获得试验结果。 试验结束后，打印平均值。 试验结束后，摆锤回到铅垂位臵。切断电源，清理断裂试样。
结果计算
冲击强度
A 3 i 10 bd
式中：Ａ——冲断试样所消耗的功，J
ｂ——试样宽度，mm ｄ——无缺口试样厚度或缺口试样缺口处的剩余厚度， mm。
冲击性能

高分子材料在一般情况下，遇到冲击较易发生破裂。
同样大小的作用力，当缓慢地作用在高分子样条上时，不会
产生破裂，但当突然快速作用时，样条就会破裂。 冲击性能试验 在冲击负荷作用下测定材料的冲击强度，用来衡量高分子材
料在经受高速冲击状态下的韧性或对断裂的抵抗能力，冲击
强度也称冲击韧性。

冲击强度表现为样条或制件承受冲击的程度，通常泛指 样条在产生破裂前所吸收的能量。
直接模塑成型，压缩或注塑，
从板材或多用途试样中机械加工方法制得。

试样为矩形截面的长条形，
分无缺口试样和缺口试样。

标准中推荐1型试样和Ａ型缺口为首选。
板材试样厚度在3～13mm时取原厚试验， 大于13mm时，从两面加工到10±0.5mm， 小于3mm不做简支梁试验。
试验条件及步骤
试验机调零，空击试验，指针指示为零。

试样安放

正确安放试样，缺口背向冲锤
根据试样形状和材料性能，选择相应的垫片或者固定钳口。 试样中心对摆锤锤头的安装误差不应大于 0.5mm

摆锤的锤头与试样的整个宽度相接触，接触线与试样纵轴垂直，
误差不大于 1.8 弧度
液晶式塑料冲击试验机操作规程
类型 1 长度，L 80±2 63.5±2 宽度，b 10.0±0.2 12.7±0.2 厚度，h 4.0±0.2 12.7±0.2 6.4±0.2 3.2±0.2
2 3 4
缺口形状
试样类型 缺口类 缺口底部剩余厚度bn 缺口底部半径rn
型
1 无 A B 8.0±0.2 10.2±0.2 0.25±0.05 1.00±0.05
结果计算

E50——50%试样被破坏时的冲击破坏能，J
E50 H g M 50
M 50 A M 0 M ( 0.5) N
M0——试样破坏的最小（或不破坏的最大）质量，Kg
△Ｍ——落锤的质量增量，Kg；
N
——破坏或不破坏的试样总数，取较小者。
A
n
i 1
k
i
Zi
致破损的坠落次数或者通过改变坠落高度，侧出导致破坏的 最低高度。
通常采用水平坠落与角向坠落两种方式。
第五节 剪切试验

剪切性能试验的类型 按受力形式分
单面拉伸剪切、单面压缩剪切、双面压缩剪切和纯剪切等；

按试样方向分
平行板面剪切和垂直板面剪切；

按胶接材料分
单搭接剪切和双搭接剪切；对复合材料又有短梁剪切等。

一般冲击头都用半球状，冲头直径小则冲击破坏能低，反之则高。

试验的条件
落锤的下落高度及质量大小

试样的影响
制品的表面状况不同的，冲击点的选取对其测试结果有很
大的影响。
管材，其冲击点需在其管子外径圆周的法向位臵上，否则