如何選用擺錘沖擊試驗系統(tǒng)

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

您需要測試什么？
CEAST 9000 系列設計用于按照相關標準對從條狀材料/啞鈴到管材等各種樣品進行簡支梁、懸臂梁、拉伸沖擊和 Dynstat 沖擊試驗。

您的樣品預期的沖擊強度是多少？
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重要。

試樣缺口
精確銑缺口對沖擊試驗來說是非常關鍵的步驟，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品。

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

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

試驗類型

簡支梁沖擊試驗

此三點式彎曲試驗需要標準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，然后計算出相應的沖擊強度。遵循的試驗標準中明確規(guī)定了試樣和配件的尺寸、沖擊速度以及擺錘尺寸，這些測試標準包括 ISO 179、ASTM D6110、DIN 53453、DIN 53753 和 BS 7413。
金屬制品可依據 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沖擊。此試驗方法比簡支梁試驗能產生更高的應力。記錄下試樣斷裂所需施加的能量，然后計算出相應的沖擊強度。最常見的試驗標準中對試樣的尺寸、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。
為了更準確地調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 等試驗標準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度時使用，以獲得在使用條件下有關斷裂行為的信息。根據 ISO 7628 和 ISO 9854，您可在擺錘沖擊試驗機中利用類似于簡支梁試驗的三點彎曲配置對整段或小段管材進行試驗。
按照 ISO 標準的規(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

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到內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確表征的關鍵環(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果，并為最終的產品性能提供可靠的數據。
此過程需通過下述多種樣品制備技術得以實現(xiàn)，使其適用于絕大多數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；
• 試樣的缺口可以產生應力集中區(qū)域，從而促進脆性而非韌性破壞的發(fā)生
為什么準確的試驗缺口制備至關重要？
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沖擊強度結果
• 切割速度、切刀的鋒利程度、切割深度以及缺口制樣機的品質也會產生影響
切刀類型
缺口制樣機適用可替換的刀具，可滿足以下標準：
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

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

特點

電動切刀運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，用于將標準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，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 以及管材試驗標淮。

標準功能包括：
• 主機一體式鑄造
• 內置觸摸屏電腦
• 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據
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)新型擺錘產品線是為了滿足對精度和剛性兩方面的需求而設計的，獲得zhuan利*的擺錘結構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摩擦而導致的能量損失。

為了優(yōu)化質量分布、正確找準重心以及有效長度，我們采用了 3D CAD 設計和無限元模型化（FEM）計算方式。由于采用了這種可靠的設計方法，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)，可以在校準過程中對有效長度、90°重量以及垂直位置進行微調。
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成，工作時由儀器的光學系統(tǒng)進行讀取。在校淮和整個試驗期間，儀器都將對擺錘進行識別。

觸摸屏界面

本儀器配有功能強大的嵌入式電腦，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提供了一個開放的架構，可以通過以太網接口連接電腦網絡 (LAN)，借助 U 盤交換數據并可以直接在標配的 USB 打印機上進行打印。通過 LAN 接口，用戶可以存儲并輕而易舉地將數百個結果導出到 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。對于大多數聚合物應用，找到韌脆轉變溫度至關重要。
CEAST 9050 擺錘沖擊試驗機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行溫度調控。通過用于溫度控制的獨立控制器，可以在沖擊作業(yè)前設置低溫箱的內部溫度。

結果...

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果？

非儀器化
非儀器化擺錘沖擊試驗機提供斷裂試樣所需要的能量，以此計算出沖擊強度。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信息。

儀器化

儀器化擺錘和數據采集系統(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。