高分子材料冲击试验(精品文档)
高分子材料性能测试实验报告

高分子材料性能测试实验报告一、实验目的本实验旨在对常见的高分子材料进行性能测试,以深入了解其物理、化学和机械性能,为材料的选择和应用提供科学依据。
二、实验材料与设备1、实验材料聚乙烯(PE)聚丙烯(PP)聚苯乙烯(PS)聚氯乙烯(PVC)2、实验设备电子万能试验机热重分析仪(TGA)差示扫描量热仪(DSC)硬度计冲击试验机三、实验原理1、拉伸性能测试高分子材料在受到拉伸力作用时,会发生形变。
通过测量材料在拉伸过程中的应力应变曲线,可以得到材料的拉伸强度、断裂伸长率等性能指标。
2、热性能测试TGA 用于测量材料在加热过程中的质量损失,从而分析材料的热稳定性和组成成分。
DSC 则可以测量材料在加热或冷却过程中的热量变化,用于研究材料的相变温度、玻璃化转变温度等。
3、硬度测试硬度是衡量材料抵抗局部变形的能力。
硬度计通过压入材料表面一定深度,测量所施加的力来确定材料的硬度值。
4、冲击性能测试冲击试验机通过施加冲击载荷,测量材料在冲击作用下的吸收能量,评估材料的抗冲击性能。
四、实验步骤1、拉伸性能测试将高分子材料制成标准哑铃状试样。
安装试样到电子万能试验机上,设置拉伸速度和测试温度。
启动试验机,记录应力应变曲线。
2、热性能测试称取一定量的高分子材料样品,放入 TGA 和 DSC 仪器的样品盘中。
设置升温程序和气氛条件,进行测试。
3、硬度测试将试样平稳放置在硬度计工作台上。
选择合适的压头和试验力,进行硬度测量。
4、冲击性能测试制备标准冲击试样。
将试样安装在冲击试验机上,进行冲击试验。
五、实验结果与分析1、拉伸性能聚乙烯(PE):拉伸强度较低,断裂伸长率较高,表现出较好的柔韧性。
聚丙烯(PP):拉伸强度较高,断裂伸长率适中,具有一定的刚性和韧性。
聚苯乙烯(PS):拉伸强度较高,但断裂伸长率较低,脆性较大。
聚氯乙烯(PVC):拉伸强度和断裂伸长率因配方不同而有所差异。
2、热性能TGA 结果显示,不同高分子材料的热分解温度和分解过程有所不同。
冲击实验报告

冲击实验报告一.实验目的1.掌握常温下金属冲击试验方法;2.了解冲击试验机结构、工作原理及正确使用方法。
二.实验设备JBW-300冲击试验机及20#钢试样和40Cr试样。
三.实验原理:冲击试验是根据许多机器零件在工作时受到冲击载荷作用提出来的。
冲击载荷是动载荷,它在短时间内产生较大的力,在这种情况下往往对材料的组织缺陷反映更敏感。
在冲击试验中,我们认为材料存在截面突变、即缺口,冲击动能在零件内的分布是不均匀的,在缺口处单位体积内将吸取较多的能量,从而使该处的应力、应变值增大。
因此,Ak或ak 值都是代表材料缺口敏感度。
冲击载荷与静拉伸的主要区别在于加载速度不同。
拉伸速度一般在10-4~10-2mm/s,而冲击速度为102~104mm/s,静载荷作用于构件,一般不考虑惯性力的影响,而冲击载荷作用下惯性的作用不可忽视。
四﹑试样的制备若冲击试样的类型和尺寸不同,则得出的实验结果不能直接比较和换算。
本次试验采用U型缺口冲击试样。
其尺寸及偏差应根据GB/T229-1994规定,见图1-2。
加工缺口试样时,应严格控制其形状﹑尺寸精度以及表面粗糙度。
试样缺口底部应光滑﹑无与缺口轴线平行的明显划痕。
五﹑实验原理冲击试验利用的是能量守恒原理,即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。
试验时,把试样放在图1-2的B处,将摆锤举至高度为H的A处自由落下,冲断试样即可。
摆锤在A处所具有的势能为:E=GH=GL(1-cosα) (1-1)冲断试样后,摆锤在C处所具有的势能为:E1=Gh=GL(1-cosβ)。
(1-2)势能之差E-E1,即为冲断试样所消耗的冲击功A K:A K=E-E1=GL(cosβ-cosα) (1-3)式中,G为摆锤重力(N);L为摆长(摆轴到摆锤重心的距离)(mm);α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度;β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。
图1-3冲击试验原理图六﹑实验步骤1. 测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。
材料的冲击实验

实验七材料的冲击实验一、实验目的1) 掌握常温与低温下材料冲击性能的实验方法。
2) 测定金属和高分子材料的冲击吸收功(冲击韧性),观察分析两类材料的冲击断口形貌,并用能量法或断口形貌法确定金属材料的冷脆转变温度t K。
3) 熟悉冲击试验机的结构、工作原理及正确使用方法。
二、实验原理材料冲击实验是一种动态力学实验,它是将具有一定形状和尺寸的U型或V 型缺口的试样,在冲击载荷作用下折断,以测定其冲击吸收功A K和冲击韧性值α的一种实验方法。
K1)冲击实验原理冲击实验通常在摆锤式冲击试验机上进行,其原理如图2-7-1所示。
实验时将试样放在试验机支座上,缺口位于冲击相背方向,并使缺口位于支座中间(图2-7-1b)。
然后将具有一定重量的摆锤举至一定的高度H1,使其获得一定位能mg H1。
释放摆锤冲断试样,摆锤的剩余能量为mg H2,则摆锤冲断试样失去的势能为mg H1-mg H2。
如忽略空气阻力等各种能量损失,则冲断试样所消耗的能量(即试样的冲击吸收功)为:A K = mg(H1 -- H2)A K的具体数值可直接从冲击试验机的表盘上读出,其单位力J。
将冲击吸收功A K除以试样缺口底部的横截面积S N(cm2),即可得到试样的冲击韧性值αK (J/cm2):αK = A K / S N对于Charpy U型缺口和V型缺口试样的冲击吸收功分别用A KU和A KV表示,它们的冲击韧性值分别用αKU和αKV表示。
αK作为材料的冲击抗力指标,不仅与材料的性质有关,试样的形状、尺寸、缺口形式等都会对αK值产生很大的影响,因此αK只是材料抗冲击断裂的一个参考性指标。
只能在规定条件下进行相对比较,而不能代换到具体零件上进行定量计算。
2)低温系列冲击实验低温系列冲击实验是对体心立方的中、低强度结构钢的标准夏比冲击试样,从高温(通常为室温)到低温的一系列温度下进行冲击实验,以测定材料的冲击吸收功随温度变化的规律(图2-7-2),从而揭示材料的低温脆性倾向,确定材料的冷脆转变温度t K。
完整版冲击性能试验

? 两种方法都是将试样放在冲击机上规定位 置,简支梁冲击试验是摆锤打击简支梁试 样的中央;悬臂梁则是用摆锤打击有缺口 的悬臂梁的自由端。
? 试验断裂时单位面积或单位宽度所消耗的 冲击功即为冲击强度。
(二)基本概念
(1) 无缺口试样冲击强度 无缺口试样在冲击负荷作用下,破坏时所吸收的冲击能量
二、 落锤式冲击试验
三、其他冲击试验方法
? 1高速拉伸冲击试验 ? 2仪器化冲击试验 ? 3跌落冲击试验(坠落冲击试验)
横断面至少断开90%。 ? (6) 无破坏 ? 一种不完全破坏,即无缺口试样或缺口试样的
横断面断开部分小梁和悬臂梁冲击试验的试样为矩 形截面的长条形,分无缺口试样和缺口试 样,有3种不同的缺口类型和4种不同的尺 寸类型。
(七)影响因素
? (1)冲击过程的能量消耗; ? (2)温度和湿度; ? (3)试样尺寸; ? (4)冲击速度。
冲击性能试验
冲击性能试验是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,因此冲击强度 也称冲击韧性。
? 一般的冲击试验可分为以下三种:
? 摆锤式冲击试验(包括简支梁冲击和悬臂 梁冲击);
? 落球式冲击试验; ? 高速拉伸冲击试验。
一、摆锤式冲击试验
与试样的原始横截面积之比,以J/ ㎡表示。
(2)缺口试样冲击强度
缺口试样在冲击负荷作用下,破坏时吸收的冲击能量与试
样缺口处的原始横截面积之比,以J/ ㎡表示。
(3)相对冲击强度 ? 缺口试样冲击强度与无缺口试样冲击强度之比,或同类试
样A型与B型缺口冲击强度之比。
? (4) 完全破坏 ? 经过一次冲击使试样分成两段或几段。 ? (5) 部分破坏 ? 一种不完全破坏,即无缺口试样或缺口试样的
6.4 冲击性能测试

(四)试验设备
工作原理图
机架部分、 机架部分、摆锤部分和指示系统部分
14
试验时把摆锤抬高, 试验时把摆锤抬高,摆锤 杆的中心线与通过摆锤杆 轴中心的铅垂线成一角度 为α的扬角 的扬角 摆锤自由落下, 摆锤自由落下,试样断裂 成两部分, 成两部分,消耗了摆锤的 冲击能并使其大大减速 摆锤的剩余能量使摆锤又 升到某一高度,升角为β 升到某一高度,升角为β
17
摆锤冲击后回摆时,使摆锤停止摆动, 摆锤冲击后回摆时,使摆锤停止摆动,并 立即记下刻度盘上的指示值 试样被击断后,观察其断面, 试样被击断后,观察其断面,如因有缺陷 而被击穿的试样应作废 每个试样只能受一次冲击,如试样未断时, 每个试样只能受一次冲击,如试样未断时, 更换试样再用较大能量的摆锤重新进行 可更换试样再用较大能量的摆锤重新进行 试验
GB/T 1043-1993; 硬质塑料简支梁冲击试验方法 硬质塑料简支梁冲击试验方法; GB/T 13525-1992; 塑料拉伸冲击性能试验方法 塑料拉伸冲击性能试验方法; GB/T 1843-1996; 塑料悬臂梁冲击试验方法 GB/T 1697-2001; 硬质橡胶冲击强度的测定 GB/T 14153-1993; 硬质塑料落锤冲击试验方法 通则; 通则 GB/T 14152-2001; 热塑性塑料管材耐外冲击性能 时针旋转法; 试验方法 时针旋转法 GB/T 16420-1996; 塑料冲击性能小试样试验方法 GB 8809-1988; 塑料薄膜抗摆锤冲击试验方法
8
一、摆锤式冲击试验
(一)测试原理——简支梁冲击和悬臂梁冲击 测试原理 简支梁冲击和悬臂梁冲击 简支梁冲击试验是摆锤打击简支梁试样的中央 试样受到冲击而断裂, 试样受到冲击而断裂,试样断裂时单位面积或单位宽 度所消耗的冲击功即为冲击强度
冲击试验作业指导书

冲击试验作业指导书标题:冲击试验作业指导书引言概述:冲击试验是一种常见的实验方法,用于测试材料在受到冲击力作用时的性能。
为了确保试验的准确性和安全性,需要编写一份冲击试验作业指导书,以规范试验操作流程和注意事项。
一、试验前准备1.1 准备试验设备:确保冲击试验机和相关设备处于良好状态,如有损坏或异常应及时修理或更换。
1.2 校准设备:在进行试验前应对冲击试验机进行校准,以确保试验结果的准确性。
1.3 准备试样:选择合适的试样进行试验,确保试样符合试验标准要求,并做好标识。
二、试验操作流程2.1 设置试验参数:根据试验标准要求,设置冲击试验机的参数,如冲击能量、冲击速度等。
2.2 安装试样:将试样安装到冲击试验机上,确保试样位置正确、固定牢靠。
2.3 进行试验:按照设定的参数进行试验,记录试验过程中的数据和观察试样的变化。
三、试验注意事项3.1 安全防护:在进行试验时,要注意佩戴相关的安全防护用具,如护目镜、手套等,确保试验过程中的安全。
3.2 观察试验过程:在试验过程中要时刻观察试样的变化情况,及时记录数据并做好标记。
3.3 处理试验结果:试验结束后,要对试验结果进行分析和处理,得出结论并撰写试验报告。
四、试验结果分析4.1 数据处理:对试验结果进行数据处理,计算冲击强度、断裂能量等指标。
4.2 结果对比:将试验结果与标准要求进行对比,评估试样的性能。
4.3 结论与建议:根据试验结果得出结论,并提出相关的建议和改进措施。
五、试验报告编写5.1 报告结构:编写试验报告时,要包括试验目的、试验方法、试验结果、分析结论等内容。
5.2 报告格式:按照规定的格式编写试验报告,确保内容清晰、准确。
5.3 报告审查:在完成试验报告后,要进行审查和修改,确保报告的准确性和完整性。
结论:编写一份冲击试验作业指导书对于规范试验操作流程、确保试验结果的准确性和安全性至关重要。
只有严格按照指导书的要求进行操作,才能得到可靠的试验结果并为进一步研究提供参考。
实验五聚合物材料冲击强度的测定(定稿)

实验五 聚合物材料冲击强度的测定一、实验目的1. 了解高分子材料的冲击性能;2. 理解摆锤式抗冲击强度试验机的原理;3. 掌握冲击强度的测试方法;二、实验原理冲击强度是衡量材料韧性的一种强度指标,表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力。
通常定义为试样受冲击载荷而折断时单位面所吸收的能量。
()=/K A bh α式中,K α为冲击强度;单位为J/cm 2;A 为冲断试样所消耗的功;b 为试样宽度;h 为试样厚度。
冲击强度的测试方法很多,应用较广的有以下三种:(1)摆锤式冲击试验;(2)落球法冲击试验;(3)高速拉伸试验。
本实验采用摆锤式冲击试验法。
摆锤冲击试验,是将标准试样放在冲击机规定的位置上,然后让重锤自由落下冲击试样,测量摆锤冲断试样所消耗的功,根据上述公式计算试样的冲击强度。
摆锤冲击试验机的基本构造有3部分:机架部分、摆锤冲击部分和指示系统部分。
根据试样的按放方式,摆锤式冲击试验又分为简支梁型(Charpy 法)和悬臂梁型。
前者试样两端固定,摆锤冲击试样的中部;后者试样一端固定,摆锤冲击自由端。
如图1所示。
图1 摆锤冲击试验中试样的安放方式试样可采用带缺口和无缺口两种。
采用带缺口试样的目的是使缺口处试样的截面积大为减小,受冲击时,试样断裂一定发生在这一薄弱处,所有的冲击能量都能在这局部的地方被吸收,从而提高试验的准确性。
测定时的温度对冲击强度有很大影响。
温度越高,分子链运动的松弛过程进行越快,冲击强度越高。
相反,当温度低于脆化温度时,几乎所有的塑料都会失去抗冲击的能力。
当然,结构不同的各种聚合物,其冲击强度对温度的依赖性也各不相同。
湿度对有些塑料的冲击强度也有很大影响。
如尼龙类塑料,特别是尼龙6、尼龙66等在湿度较大时,其冲击强度更主要表现为韧性的大大增加,在绝干状态下几乎完全丧失冲击韧性。
这是因为水分在尼龙中起着增塑剂和润滑剂的作用。
试样尺寸和缺口的大小和形状对测试结果也有影响。
用同—种配方,同一种成型条件而厚度不同的塑料作冲击试验时,会发现不同厚度的试样在同一跨度上作冲击试验,以及相同厚度在不同跨度上试验,其所得的冲击强度均不相同,且都不能进行比较和换算。
材料冲击试验

材料冲击试验材料冲击试验是用来评估材料在受到冲击载荷作用时的性能和耐久性。
在工程领域中,材料的耐冲击性能是非常重要的,因为在实际使用中,材料可能会受到各种外部冲击力的作用,如撞击、碰撞、挤压等。
因此,对材料的冲击性能进行评估和测试,可以帮助工程师们选择合适的材料,确保产品在使用过程中具有足够的安全性和可靠性。
材料冲击试验通常包括冲击试验机、试样制备、试验方法和试验结果分析等内容。
冲击试验机是用来施加冲击载荷的设备,它可以模拟出各种不同类型和强度的冲击载荷,如冲击力、冲击能量、冲击速度等。
试样制备是为了保证试样的几何尺寸和质量符合要求,以便进行准确的试验。
试验方法是根据不同的标准和要求,设计出合适的试验方案和程序,以确保试验的可靠性和可重复性。
试验结果分析是对试验数据进行处理和分析,得出材料的冲击性能参数和曲线,从而评估材料的耐冲击性能。
冲击试验的结果可以反映出材料在受到冲击载荷时的表现,如抗冲击强度、断裂形态、残余变形等。
这些参数和表现可以帮助工程师们了解材料的耐冲击性能,从而决定材料的使用范围和条件。
通过对不同材料的冲击试验结果进行比较和分析,可以帮助工程师们选择合适的材料,设计出更加安全和可靠的产品。
在实际工程中,材料的冲击性能往往受到多种因素的影响,如材料的类型、组织结构、加工工艺、温度和湿度等。
因此,进行冲击试验时需要考虑这些因素,并进行相应的控制和调整,以确保试验结果的准确性和可靠性。
此外,冲击试验还需要根据不同的应用场景和要求,设计出相应的试验方案和标准,以满足工程实际需求。
总之,材料冲击试验是评估材料耐冲击性能的重要手段,它可以帮助工程师们选择合适的材料,设计出更加安全和可靠的产品。
通过对材料的冲击性能进行评估和测试,可以提高产品的质量和可靠性,确保产品在使用过程中具有足够的安全性和耐久性。
因此,冲击试验在工程领域中具有重要的意义和价值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
七、高分子材料冲击试验7.1 实验目的(1)熟悉高分子材料冲击性能测试的原理、方法、操作及其实验结果处理;(2)了解测试条件对测定结果的影响。
7.2 实验原理对硬质高分子材料试样施加一次冲击负荷使试样破坏,记录下试样破坏时或过程中单位试样截面积所吸收的能量,即冲击强度,来衡量材料冲击韧性。
根据实验中试样受力形式和冲击物的几何形状,板、条试样的冲击实验方法可分为:简支梁冲击实验(GB1093)、悬臂梁冲击实验(GB1043)和落锤式冲击实验(GB11548-89)。
所有冲击实验均应按GB2918规定,在(23±2℃)、常湿下进行试样环境调节,调节时间不少于4h。
7.3 简支梁冲击实验(1)原材料试样①注塑标准试样试样表面应平整、无气泡、裂纹、分层和明显杂志。
缺口试样缺口处应无毛刺。
试样类型和尺寸以及相对应的支撑线间的距离见表7-1。
试样的缺口类型和缺口尺寸见表7-2。
试样的优选类型为I型。
优选的缺口类型为A型。
表7-1 试样类型和尺寸以及相对应的支撑线间的距离(mm)表7-2 缺口类型和缺口尺寸(mm)注:A型、B型、C型缺口的形状和尺寸分别见图7-1~图7-3。
图7-1 A型缺口试样图7-2 B型缺口试样图7-3 C型缺口试样②板材试样板材试样厚度的3~13mm之间时取原厚。
大于13mm时应从两面均匀地进行机械加工到10±0.5mm。
4型试样厚度须加工到13mm。
当使用非标准厚度试样时,缺口深度与试样厚度尺寸之比也应分别满足表7-2的要求。
当厚度小于3mm的试样不做冲击实验。
(2)试样制备①模塑料或挤出料按受试材料的产品标准规定制备试样。
若产品标准没有规定,可按GB5471和GB9352制备试样。
I型试样可以从标准多用途试样上切取。
②板材板材试样是将板材进行机械加工制备。
试样缺口可在铣床、刨床或专用缺口加工机上加工。
加工刀具应无倾角,工作后角为15°~20°。
推荐刀尖线速度约为90~185m/min,进给速率为10~130mm/min。
检查刀具的锐度,如果半径和外形不在规定范围内,应以新磨的刀具更换。
③层压材料压层材料应在使冲击方向垂直于层压方向(板面方向)和平行于层压方向(板边方向)上各切取一组试样。
如果受试材料的产品标准有规定,可用带模塑缺口的试样。
模塑缺口试样和机械加工缺口的试样实验结果不能相比。
除受试材料的产品标准另有规定外,每组试样数应不少于10个。
各向异性材料应从垂直和平行于主轴的方向上各切取一组试样。
本次试验试样是用多型腔模具注塑成型的共聚聚丙烯(C PP,MFR=1~5g/10min)长条试样作为无缺口试样,在CPP长条试样上用机械加工方法铣出U形缺口的长条作为缺口简支梁冲击试样。
(3)实验设备①实验机实验机应为摆锤式,并由摆锤、试样支座、能量指示机构和机体等主要构件组成。
能指示试样破坏过程中所吸收的冲击能量。
实验机应具备表7-3所示的特性参数。
并应定期由国家计量部门对这些参数进行检定。
表7-3 摆锤冲击实验机特性参数②摆体摆体是实验机的核心部分,它包括旋转轴、控杆、摆锤和冲击刀刃等部件。
旋转轴心到摆锤打击中心的距离与旋转轴心至试样中心距离应一致,两者之差不应超过后者的±1%。
冲击刀刃规定夹角为30°±1°,端部圆弧半径为(2.0±0.5)mm。
摆锤下摆时,刀刃通过两只座间的中央偏差不得超过±0.2mm,刀刃应与试样的打击面接触。
接触线应与试样长轴线相垂直,偏差不超过±2°。
③试样支座为两块安装牢固的支撑块,能使试样成水平,其偏差在1/20以内。
在冲击瞬间应能使试样打击面平行于摆锤冲击刀刃,其偏差在1/200以内。
两支撑块的位置应可调节,其间隔应能足表1的要求。
支撑刃前角为5°。
后角为10°±1°,端部弧半径为1mm。
标准试样冲击刀刃和支座尺寸相互关系见图7-4。
图7-4 标准试样的冲击刀刃和支座尺寸1—试样;2—冲击方向;3—冲击瞬间摆锤位置;4一下支座;5—冲击刀刃;6—支撑块④能量指示机构能量指示机构包括指示度盘和指针。
应为亮度盘的摩擦、风阻损失和示值误差做标准的校正。
⑤机体机体为刚性良好的金属框架,并牢固地固定在质量至少为所用最重摆锤质量40倍的基础上。
(4)实验步骤①对于无缺口试样,分别测量试样中部边缘和试样端部中心位置的宽度和厚度,并取其平均值为试样的宽度和厚度。
准确至0.02mm。
缺口试样应测量缺口处的剩余厚度,测量时应在缺口两端各测一次,取其算术平均值。
②根据试样破坏时所需的能量选择摆锤,使消耗的能量在摆锤总能量的10%~85%范围内。
若符合这一能量范围的不止一个摆锤时,应该用最大能量的摆锤。
③调节能量度盘指针零点,使它在摆锤处于起始位置时与主动针接触。
进行空白实验,保证总摩擦损失不超过表7-3的数值。
④抬起并锁住摆锤,把试样按规定放置在两支撑块上,试样支撑面紧贴在支撑块上,使冲击刀刃对准试样中心,缺口试样刀刃对准缺口背向的中心位置。
⑤平稳释放摆锤,从度盘上读取试样吸收的冲击能量。
⑥试样无破坏的冲击值应不作取值,实验记录为不破坏或NB 。
试样完全破坏或部分破坏的可以取值。
⑦如果同种材料可以观察到一种以上的破坏类型,须在报告中标明每种破坏类型的平均冲击值和试样破坏的百分数。
不同破坏类型的结果不能进行比较。
(5)实验结果计算和表示①无缺口试样简支梁冲击强度a (kJ/m 2)310⨯⋅=db A a (7-1) 式中 A ——试样吸取的冲击能量,J ;b ——试样宽度,mm ;d ——试样厚度,mm 。
②缺口试样简支梁冲击强度k a (kJ/m 2) kk k d b A a ⋅= (7-2) 式中 k A ——缺口试样吸收的冲击能量,J ;b ——试样宽度,mm ;k d ——缺口试样缺口处剩余厚度,mm 。
③标准偏差S1-n )(2∑-=X X S (7-3)式中 X ——单个测定值; X ——一组测定值的算术平均值;n——测定值个数。
④变异系数CV%%100⨯=XS CV (7-4) ⑤如果需要计算相对冲击强度,其结果以百分比表示。
⑥计算10个试样实验结果的算术平均值、标准偏差和变异系数。
全部计算结果以两位有效数字表示。
(6)实验报告①材料名称、规格、来源、制造厂家。
②试样的制备及缺口加工方法、取样方向。
③试样的类型、尺寸和缺口类型。
④试样状态调节。
⑤摆锤的最大能量、冲击速度。
⑥缺口试样或无缺口试样冲击强度的算术平均值、标准偏差和变异系数。
⑦试样的破坏类型及试样破坏百分率。
⑧如果同样材料观察到一种以上的破坏类型,须报告每种破坏类型的平均冲击值及破坏百分率。
⑨解答思考题。
(7)思考题①在实验中哪些因素会影响测定结果?②缺口试样与无缺口试样的冲击实验现象有何不同?哪些试样材料应采用缺口试样或有无缺口两种试样都应测试?7.4 塑料悬臂梁冲击实验(1)原材料试样 最佳试样为I 型试样,长L=80mm ,宽b=10.00mm 。
①模塑和挤塑料 应采用A 型或B 型缺口试样,如表7-4和图7-5所示。
最佳缺口为A 型±,如果要获得材料对缺口敏感性的信息,应实验A 型和B 型缺口试样。
表7-4 方法名称、试样类型、缺口类型和尺寸方法名称试样类型缺口类型缺口底部半径rN/mm缺口底部的剩余宽度bN/mmGB1843/1UGB1843/1A GB1843/1B I无缺口AB—0.25±0.051±0.05—8.0±0.28.0±0.2 A型缺口 B型缺口缺口底部半径rN =(0.25±0.05)mm 缺口底部半径rN=(1±0.05)mm 图7-5 缺口半径除受试材料标准另有规定,一组应测试10个试样,当变异系数小于5%时,测试5个试样。
②试样制备a.试样制备应按照GB5471、GB9352或材料有关规范制备试样。
I型试样可按GB11997方法制备的A型试样的中部切取。
b.板材用机械加工制备试样应尽可能采用A型缺口的I型试样。
无缺口试样的机加工面不应面朝冲锤。
c.各向异性的板材需从板材的纵横两个方向各取一组试样。
d.试样缺口可在铣床、刨床或专用缺口加工机上加工。
切削齿的形状应能将试样切削出图7-5所示缺口的形状,切削齿的剖面应与它的主轴线垂直。
推荐刀尖线速度为90~185m/min,进给率为10~130mm/min。
检查刀具的锐度,如果刀尖半径和形状不在规定的范围内,要及时更换刀具。
如果受试材料规定,可使用模塑缺口试样,测试结果同机加工试样测试结果不可比。
本次实验试样是用多型腔模具注塑成型的共聚聚丙烯(CPP,MFR=1~5g/10min)长条试样经机械加工方法铣出V型缺口的长条作为缺口悬臂梁冲击试样。
(2)实验设备①实验机 摆锤式悬臂梁冲击实验机应具有刚性结构,能测量破坏试样所吸收的冲击能量W ,其值为摆锤初始能量与摆锤在破坏试样之后剩余能量的差。
应对该值进行摩擦和风阻损失的校正(见表7-5)。
表7-5 摆锤冲击实验机的特性②摆锤 摆锤转轴中心应水平,冲击刃是半径为(0.8±0.2)mm 的圆柱面。
冲击刃的轴线应水平,并垂直于摆锤的运动平面。
摆锤在整个冲击过程中应与试样的整个被冲击面接触。
其接触线应与试样的纵轴线垂直,偏差在±2°范围内。
③摆锤旋转轴到试样中心冲击点之间的距离应在L p ±1%的范围内。
摆长L p (m )可由摆锤小振幅振动周期T 实验测定,按下式计算:22n 4g T L P ⨯=π(7-5) 式中 g n ——自由落体的标准加速度(其值为9.81m/s 2),m/s 2;T ——摆锤往复一次摆动的时间,可由至少50次连续摆动来确定(已知精度为1/2000,摆动角度离开中心每侧应小于5°)。
图7-6 缺口试样冲击处、虎钳支座、试样及冲击刃位置图=(0.8±0.2)mm;2一与试样接触的夹具面;1—冲击刃半径R1=(0.2±0.1)mm3一夹具棱圆角半径R2④试样支座为固定夹具和活动夹具组成的虎钳。
夹具的夹持面应平行,偏差在±0.025mm以内。
虎钳所夹持的试样长轴线铅直,与虎钳顶面垂直(见图7-6)。
虎钳夹具的顶棱圆角半径为(0.2±0.1)mm。
当缺口试样夹在虎钳中时,其顶部平面即为缺口角平分面,偏差在0.2mm以内。
调整虎钳,使试样位于冲击刀刃的中心,偏差在±0.5mm以内,并且刀刃中心离虎钳顶面的距离为22±0.2mm。
应避免虎钳在夹持试样和实验过程中产生松动。