沖擊試驗(yàn)機(jī)

　　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(guò)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(wú)損檢測(cè)，后一種屬于破壞性檢測(cè)。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(cè)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(cè)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(wú)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(guó)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(shuō)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(jiàn)，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(guó)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(wàn)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(wèn)世以來(lái)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(guó)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(guò)鈍，由此來(lái)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(lái)說(shuō)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(guó)的沖擊試驗(yàn)，解放前幾乎沒(méi)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(cè)量出來(lái)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(wú)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(shuō)明材料的韌性如何，不能描述材料在打擊過(guò)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(wèn)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(guò)高速負(fù)荷測(cè)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(guò)檢測(cè)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(cè)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(pán)，數(shù)據(jù)報(bào)告打印等，能瞬時(shí)測(cè)定和記錄材料在受沖擊過(guò)程中的特性曲線，通過(guò)更換擺錘和試樣底座，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)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(cè)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(cè)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。