沖擊試驗的小常識知識

時間：2013/10/17閱讀：828

　　沖擊試驗一般是確定軍民用設備在經(jīng)受外力沖撞或作用時產(chǎn)品的安全性、可靠性和有效性的一種試驗方法。
　　
　　一種動態(tài)力學性能試驗，主要用來測定沖斷一定形狀的試樣所消耗的功，又叫沖擊韌性試驗。
　　
　　根據(jù)試樣形狀和破斷方式，沖擊試驗分為彎曲沖擊試驗、扭轉(zhuǎn)沖擊試驗和拉伸沖擊試驗三種。橫梁式彎曲沖擊試驗法操作簡單，應用zui廣。
　　
　　沖擊試樣世界各國常用的彎曲沖擊試樣如圖2所示。中國有關標準規(guī)定采用橫梁式試驗法，所用標準試樣以U形缺口試樣和V形缺口試樣為主。
　　
　　沖擊試樣所消耗的功,稱為沖擊功Ak。將Ak除以缺口處橫截面積F，則得沖擊韌度ak，單位為J/cm2。ak值沒有明確物理意義，因為沖擊功并非沿著缺口處截面積均勻消耗。因此，ak值不能直接用于設計計算。同一種金屬材料，缺口越尖越深，則塑性變形體積愈小，吸收功也愈小，材料的韌性也就愈低。因此，對于不同尺寸和缺口的試樣，所得結果不能互相換算和比較。
　　
　　彎曲沖擊試驗是20世紀初夏比（G.Charpy）提出的，以后獲得廣泛使用。在工程上主要是用它評定冶金質(zhì)量和加工工藝質(zhì)量，以及測定韌性－脆性轉(zhuǎn)變溫度。如試樣上預制疲勞裂紋,用示波圖或其他方法求出載荷-時間曲線和載荷-位移曲線,還可測得動態(tài)開裂發(fā)生的斷裂韌度KId和已擴展裂紋停止擴展的斷裂韌度KIA等。
　　
　　韌性－脆性轉(zhuǎn)變是金屬材料隨溫度降低由韌性狀態(tài)過渡到脆性狀態(tài)致使沖擊韌度急劇降低的現(xiàn)象。金屬材料典型的沖擊功與溫度的關系曲線。從韌性角度選材，zui重要的是要知道韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度Tk（℃）。Tk通常是根據(jù)沖擊功（或沖擊韌度）、斷口形貌特征、變形特征與溫度的關系求得。其方法是：①選取一定沖擊功所對應的溫度為Tk；②若用夏比V形缺口試樣，則對應于沖擊功為15英尺-磅（20.34J）的Tk用V15TT表示;③或用斷口面積上出現(xiàn)50%結晶狀斷口時的溫度為Tk,以50%FATT表示;④還有以沖擊功曲線開始上升的溫度來定義Tk，為零塑性轉(zhuǎn)變溫度,用NDT表示。顯然,Tk因選用標準不同而異,使用Tk時，一定要注意定義Tk的標準。
　　
　　其他試驗傳統(tǒng)的彎曲沖擊試樣過小，不能反映實際構件中的應力狀態(tài)，所以不能滿足特殊要求。50年代起,先后提出了落錘試驗和動態(tài)撕裂試驗等方法,實際上都是使用大型夏比試樣的彎曲沖擊試驗。落錘試驗（DWT）主要用于測定金屬鋼板的NDT,試樣的厚度與實際使用的板厚相同，并且寬度加大。動態(tài)撕裂試驗（DT）用來測定動態(tài)撕裂功和NDT。
　　
　　根據(jù)落錘試驗和動態(tài)撕裂試驗求得的NDT,可以建立表征應力、缺陷和工作溫度關系的斷裂分析圖。
　　
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