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如何選用擺錘沖擊試驗系統(tǒng)

從產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量控制的角度而言,，抗沖擊性能是最重要的屬性之一,，同時也是材料生產(chǎn)商經(jīng)濟(jì)高效的評估方法之一,。由于零部件在臨界斷裂應(yīng)力以下會發(fā)生故障,，因此有必要準(zhǔn)確地測定沖擊損傷的擴(kuò)展特性。在 CEAST 的經(jīng)驗基礎(chǔ)之上,，Instron® 目前擁有 50 多年的擺錘沖擊試驗系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗,。

您需要測試什么？
CEAST 9000 系列設(shè)計用于按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對從條狀材料/啞鈴到管材等各種樣品進(jìn)行簡支梁,、懸臂梁,、拉伸沖擊和 Dynstat 沖擊試驗。

您的樣品預(yù)期的沖擊強(qiáng)度是多少,？
測定試樣在特定條件下（例如試樣尺寸,、缺口形狀和擺錘沖擊能量）發(fā)生斷裂所必須的能量值至關(guān)重要。

試樣缺口
精確銑缺口對沖擊試驗來說是非常關(guān)鍵的步驟,，Instron® 能很好地滿足您的需求,。

哪一款更適合您？
我們的擺錘沖擊試驗機(jī)有手動,、氣動釋放和電動歸位選項,，便于您選擇更符合您需求的產(chǎn)品。

在不同的溫度條件下進(jìn)行試驗,？
選用擺錘沖擊試驗機(jī)時,，在不同的溫度條件下進(jìn)行全面的沖擊特性鑒定對于材料應(yīng)用來說非常重要。

您需要什么結(jié)果？
從沖擊結(jié)果的質(zhì)量控制到自動計算結(jié)果,、可視化曲線表示,，擺錘沖擊試驗機(jī)可配備儀器化系統(tǒng)來滿足您的需求。

試驗類型

簡支梁沖擊試驗

此三點(diǎn)式彎曲試驗需要標(biāo)準(zhǔn)的缺口樣條或無缺口樣條,，試驗時對樣條較寬或較窄的表面用力,，記錄下試樣斷裂所需施加的能量，然后計算出相應(yīng)的沖擊強(qiáng)度,。遵循的試驗標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了試樣和配件的尺寸,、沖擊速度以及擺錘尺寸，這些測試標(biāo)準(zhǔn)包括 ISO 179,、ASTM D6110,、DIN 53453、DIN 53753 和 BS 7413,。
金屬制品可依據(jù) DIN 50115 以及 ASTM E23,。擺錘能量范圍為 0.5 到 50 J (0.37 到 36.9 ft-lbs)。簡支梁夾具可安裝對中裝置以便沿邊緣方向或水平方向定位缺口,、無缺口,、雙缺口試樣。

懸臂梁沖擊試驗

在懸臂梁試驗中,，試樣一端用夾具固定,，另一端懸臂位置受到?jīng)_擊。此試驗方法比簡支梁試驗?zāi)墚a(chǎn)生更高的應(yīng)力,。記錄下試樣斷裂所需施加的能量,，然后計算出相應(yīng)的沖擊強(qiáng)度。最常見的試驗標(biāo)準(zhǔn)中對試樣的尺寸,、擺錘的幾何形狀以及沖擊速度作了明確的規(guī)定,，例如 ISO 180、ASTM D256 以及 ASTM D4812,。
為了更準(zhǔn)確地調(diào)整并控制懸臂梁夾具的夾持力,，您可以使用扭矩扳手，或安裝一個帶腳踏板的氣動夾具系統(tǒng),，這對于控制夾持力來說是至關(guān)重要的,。

拉伸沖擊試驗

拉伸沖擊試驗適用于較薄或在斷裂前表現(xiàn)出較高延展性的材料。ISO 8256 方法 A,、 ISO 8256 方法 B 和 ASTM D1822 等試驗標(biāo)準(zhǔn)中明確給出了擺錘幾何形狀,、沖擊能量、試樣形狀以及尺寸,。試樣既可以固定在平穩(wěn)的鐵砧上 (ISO 8256 方法 A),，也可以直接與擺錘相連 (ISO 8256 方法 B 和 ASTM D1822）。擺錘能量范圍為 0.5 到 50 J (0.37
到 36.9 ft-lbs)，具體取決于試驗的類型,。拉伸沖擊夾具可以安裝在橫梁上,，并通過配備額外選件以確保試樣的對中。

管材沖擊試驗

此試驗適合在研發(fā)管道材料或者測試管段及管道的沖擊強(qiáng)度時使用,，以獲得在使用條件下有關(guān)斷裂行為的信息,。根據(jù) ISO 7628 和 ISO 9854，您可在擺錘沖擊試驗機(jī)中利用類似于簡支梁試驗的三點(diǎn)彎曲配置對整段或小段管材進(jìn)行試驗,。
按照 ISO 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,，試樣的最大直徑為 25 mm (0.98 in )，擺錘能量為 7.5 到 15 J (5.6 到 11.1 ft-lbs) 或 50 J (36.9 ft-lbs),。

沖擊試驗的一切都與能量息息相關(guān)

試樣wan全斷裂需要多大的能量,？
試樣需要多大的能量才開始呈現(xiàn)出破壞形式？
試樣在沖擊期間吸收了多大的能量,？
CEAST 9000 擺錘沖擊試驗機(jī)最高可提供 50 J 的沖擊能量,，井配有一系列選件，包括基本的手動試驗機(jī)到內(nèi)置擺錘氣動釋放裝置和擺錘電動歸位功能的半自動系統(tǒng),。

試樣缺口制備

樣品的制備過程是材料準(zhǔn)確表征的關(guān)鍵環(huán)節(jié),。正確的樣品制備和缺口制備過程將影響到最終的試驗結(jié)果，并為最終的產(chǎn)品性能提供可靠的數(shù)據(jù),。
此過程需通過下述多種樣品制備技術(shù)得以實現(xiàn),，使其適用于絕大多數(shù)的材料試驗和失效分析。
為什么需要試樣缺口制備,？
• 試樣的缺口可以極大地降低由于試樣變形造成的能量損失,；
• 試樣的缺口可以產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)域，從而促進(jìn)脆性而非韌性破壞的發(fā)生
為什么準(zhǔn)確的試驗缺口制備至關(guān)重要,？
缺口的特性受以下因素影響：
• 任何缺口的弧度及深度的微小變化都將影響到?jīng)_擊強(qiáng)度結(jié)果
• 切割速度、切刀的鋒利程度,、切割深度以及缺口制樣機(jī)的品質(zhì)也會產(chǎn)生影響
切刀類型
缺口制樣機(jī)適用可替換的刀具,，可滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：
ISO 179 ASTM D256
ISO 180 ASTM D6110
ISO 8256 DIN 53435
BS 2782-359 DIN 53453

CEAST AN50 - 全自動缺口機(jī)

CEAST AN50 是專為需要進(jìn)行大量沖擊試驗的實驗室設(shè)計的。通過預(yù)設(shè)的制樣條件,，一次切割周期可同時切割高達(dá) 50 個樣品,。可選配的切刀冷卻裝置,，雙缺口載樣器,，以及可調(diào)節(jié)的切割速度，既節(jié)省了時間,，也確保了缺口制備的準(zhǔn)確性,。

特點(diǎn)

電動切刀運(yùn)動速度的程序控制范圍是 1 - 21 m/min
對一次切割深度程序控制的范圍是 0.01 - 0.25 mm

· 可以同時切割 50 個試樣
· 可選配切邊裝置，用于將標(biāo)準(zhǔn)啞鈴形樣條切割成矩形樣條
· 可選切刀的冷卻裝置
· 可選簡支梁、拉伸沖擊試驗的雙缺口制樣裝置

CEAST 9050

CEAST 9050 是一種優(yōu)良的擺錘沖擊試驗機(jī),，可執(zhí)行從非儀器化試驗到儀器化試驗,。擺錘能量分布在 0.5 到 50 J (0.37 到 36.9 ft-lbs）之間，適用于簡支梁,、懸臂梁,、拉伸沖擊、Dynstat 以及管材試驗標(biāo)淮,。

標(biāo)準(zhǔn)功能包括：
• 主機(jī)一體式鑄造
• 內(nèi)置觸摸屏電腦
• 自動擺錘識別和驗證系統(tǒng)
• 角度編碼器的測量分辦率為 0.05°
• 可快速更換的擺錘和試樣支架
• 擺錘盤式制動系統(tǒng)

可選的功能部件：
• 增高型安全罩,，適用于手動型號
• 滑環(huán)和觸發(fā)器，適用于儀器化擺錘數(shù)據(jù)
采集
• 方便操作的各種配件
ISO 179              ASTM D6110         DIN 53453

ISO 180              ASTM D256           DIN 53753

ISO 8256            ASTM D1822         DIN 50115

ISO 9854            ASTM E23*

ISO 7628            BS 7413

擺錘

此創(chuàng)新型擺錘產(chǎn)品線是為了滿足對精度和剛性兩方面的需求而設(shè)計的,，獲得zhuan利*的擺錘結(jié)構(gòu)由一塊金屬合金板加工而成,，堅韌無比，它緊緊地連接在編碼器軸上,，產(chǎn)生的振動可以忽略不計,。另外，扁平化外形較大程度地減少了因風(fēng)摩擦而導(dǎo)致的能量損失,。

為了優(yōu)化質(zhì)量分布,、正確找準(zhǔn)重心以及有效長度，我們采用了 3D CAD 設(shè)計和無限元模型化（FEM）計算方式,。由于采用了這種可靠的設(shè)計方法,，它們的制造精度是采用多個部件裝配而成的傳統(tǒng)擺錘所無法企及的。
每個擺錘都安裝了配套系統(tǒng),，可以在校準(zhǔn)過程中對有效長度,、90°重量以及垂直位置進(jìn)行微調(diào)。
自動識別是擺錘具有創(chuàng)新性的一大功能,，它可以確保操作人員不會出錯,。該系統(tǒng)由位于擺錘上的三根探針構(gòu)成，工作時由儀器的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行讀取,。在?；春驼麄€試驗期間，儀器都將對擺錘進(jìn)行識別,。

觸摸屏界面

本儀器配有功能強(qiáng)大的嵌入式電腦,，擁有優(yōu)良的界面、高分辨率和 6.5 英寸彩色顯示屏,。

觸摸屏技術(shù)有助于以最靈活,、直觀的方式使用本儀器，同時嵌入式電腦技術(shù)提供了一個開放的架構(gòu),，可以通過以太網(wǎng)接口連接電腦網(wǎng)絡(luò) (LAN),，借助 U 盤交換數(shù)據(jù)并可以直接在標(biāo)配的 USB 打印機(jī)上進(jìn)行打印,。通過 LAN 接口，用戶可以存儲并輕而易舉地將數(shù)百個結(jié)果導(dǎo)出到 LIMS 系統(tǒng),。

低溫沖擊試驗

溫度對沖擊性能的影響極其顯著,。在低溫條件下，塑性材料通常會表現(xiàn)出脆性,；隨著溫度的上升,，將越來越多地表現(xiàn)出韌性。對于大多數(shù)聚合物應(yīng)用,，找到韌脆轉(zhuǎn)變溫度至關(guān)重要,。
CEAST 9050 擺錘沖擊試驗機(jī)的系列選件使在不同溫度下全面測定抗沖性成為一種可能。

在線式低溫箱
冷卻系統(tǒng)：液態(tài)氮
溫度范圍：從環(huán)境溫度到 -60°C (-76°F)

Cryobox 是一種溫控箱,，它直接安裝在 CEAST 9050 上,，用于封閉試樣夾具。該可選系統(tǒng)能夠在零度以下試驗中調(diào)控最多 11 根試樣,。將懸臂梁,、簡支梁或拉伸沖擊夾具與夾緊的試樣一起進(jìn)行溫度調(diào)控。通過用于溫度控制的獨(dú)立控制器,，可以在沖擊作業(yè)前設(shè)置低溫箱的內(nèi)部溫度,。

結(jié)果...

在擺錘沖擊試驗中，您需要了解除吸收能量之外的更多信息嗎,？
查看荷載時間曲線是不是更有助于您理解試驗結(jié)果,？

非儀器化
非儀器化擺錘沖擊試驗機(jī)提供斷裂試樣所需要的能量，以此計算出沖擊強(qiáng)度,。不同的材料吸收的能量可能相同,，但是斷裂過程可能不盡相同。對此,，只能通過儀器
化的試驗才能收集到相關(guān)信息,。

儀器化

儀器化擺錘和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (DAS) 的引入能夠讓工程師“查看"以前不清楚的各類信息，包括斷裂類型和韌脆性能,。通過儀器化,，系統(tǒng)能夠按照時間順序持續(xù)地記錄試樣的受力，與非儀器化試驗中收集單一能量值相比,，這種方法對試驗的描述更為全面。