结构冲击试验技术
金属结构材料冲击性能参数测试与评估
金属结构材料冲击性能参数测试与评估金属结构材料的冲击性能是评估其在受到冲击载荷下的抗破坏能力的重要指标。
通过测试和评估冲击性能参数，可以科学地设计和选择金属材料，以满足不同工程应用的需求。
本文将介绍金属结构材料冲击性能参数的测试方法与评估方法，为工程师和科研人员提供参考。
一、冲击性能参数的测试方法1. 冲击试验机冲击试验机是测试金属结构材料冲击性能的常用工具。
通过对材料施加冲击载荷，可以测量材料在冲击载荷下的位移、应力和变形等参数。
冲击试验机通常具有高精度的测量系统和可调节的冲击能量，可以模拟不同冲击条件下的实际工作环境。
2. 冲击试验样品制备在进行冲击试验之前，需要制备符合规范要求的试样。
通常，试样要具有代表性，并且能够保证测试结果的可靠性和准确性。
试样的形状和尺寸应根据具体要求进行设计，并进行加工和处理，以确保其与实际工程中的使用条件相似。
3. 冲击试验方法冲击试验方法可以根据具体需要选择。
常见的冲击试验方法包括冲击弯曲试验、冲击拉伸试验和冲击压缩试验等。
每种试验方法都有其特定的应用范围和测试指标。
在进行冲击试验时，需要合理设计试验方案，并确保测试过程中的可重复性和可比性。
4. 冲击性能参数的测量与记录在冲击试验过程中，需要实时测量和记录冲击性能相关的参数。
这些参数通常包括试样的位移、应变、变形和断裂能力等。
通过测量和记录这些参数，可以评估金属结构材料在冲击载荷下的受力状态和破坏机制，为后续的数据分析和评估提供依据。
二、冲击性能参数的评估方法1. 冲击强度评估冲击强度是评估金属结构材料在冲击载荷下抗破坏能力的重要指标。
通过测量冲击试验中试样的吸收能量和最大负荷等参数，可以评估材料的冲击强度。
冲击强度越高，说明材料具有更好的抗冲击破坏能力。
2. 断裂韧性评估断裂韧性是评估金属结构材料在冲击载荷下的抗断裂能力的重要指标。
通过测量冲击试验中试样的裂纹扩展行为和断裂韧性参数，可以评估材料的断裂韧性。
混凝土抗冲击性能试验方法
混凝土抗冲击性能试验方法一、前言混凝土结构是现代化建筑的重要组成部分，而在各种天气和环境条件下，混凝土结构不可避免地会遭受各种力的冲击，如风暴、地震、交通事故等，因此混凝土结构的抗冲击性能是极其重要的。
本文旨在介绍混凝土抗冲击性能试验方法。
二、混凝土抗冲击性能试验方法的定义混凝土抗冲击性能试验方法是指通过实验测试，以确定混凝土结构抵御冲击荷载的能力的方法。
三、试验设备1. 冲击试验机：能够提供冲击荷载，并能够测量荷载大小和冲击时间。
2. 圆柱形或正方形模具：用于制备混凝土试件。
3. 混凝土搅拌机：用于混合混凝土试件的原材料。
4. 金属筛子：用于筛选混凝土试件的原材料。
5. 电子天平：用于称量混凝土试件的原材料。
6. 温度计：用于测量混凝土试件的温度。
四、试验样品的制备1. 混凝土试件的尺寸应符合国家规定的标准，一般为直径150mm、高300mm的圆柱形试件或边长150mm、高300mm的正方形试件。
2. 混凝土试件的配合比应符合国家规定的标准，应根据试验要求和试验目的来确定。
3. 混凝土试件的制备应按照相关标准的规定进行，制备好的混凝土试件应进行表面处理，确保表面平整，无明显缺陷。
五、试验步骤1. 将混凝土试件放置在冲击试验机的冲击台上，确保试件与台面平稳接触。
2. 设置冲击荷载大小和冲击时间，根据试验要求和试验目的来确定。
3. 开始进行冲击试验，记录混凝土试件在冲击过程中的变形情况，并记录荷载大小和冲击时间。
4. 重复进行多次试验，以获得更准确的试验结果。
5. 在试验过程中，应注意对试验设备的维护和保养，确保试验的准确性和可靠性。
六、试验结果的分析与评价1. 根据试验数据，计算混凝土试件的冲击强度和冲击韧性，进行分析和评价。
2. 根据试验结果，评估混凝土结构的抗冲击性能，为混凝土结构的设计和施工提供参考。
七、后续工作1. 根据试验结果，优化混凝土结构的设计和施工方案。
2. 进一步研究混凝土抗冲击性能的影响因素，不断提高混凝土结构的抗冲击性能。
冲击试验作业指导书
冲击试验作业指导书一、任务背景和目的冲击试验是一种常用的实验方法，用于评估材料、产品或者结构在受到冲击力作用时的性能和耐久性。
本次冲击试验作业指导书的目的是为了提供一份详细的操作指南，确保试验能够准确、安全地进行，得到可靠的试验结果。
二、试验设备和材料1. 冲击试验机：型号XXX，最大承载力XXX，冲击能量范围XXX。
2. 试样：材料为XXX，尺寸为XXX，数量为XXX。
3. 测量仪器：包括XXX测量仪、XXX测量仪等，用于测量试验过程中的各项参数。
三、试验准备1. 检查冲击试验机的状态，确保其正常工作。
2. 准备试样，按照规定的尺寸和数量进行切割和加工。
3. 根据试验要求，设置冲击试验机的冲击能量和冲击速度。
4. 安装试样，确保其固定坚固，避免试样在试验过程中挪移或者脱落。
5. 连接测量仪器，确保其正常工作并能够准确记录试验数据。
四、试验步骤1. 打开冲击试验机的电源，确保其正常启动。
2. 设置试验参数，包括冲击能量、冲击速度等。
3. 将试样放置在冲击试验机的夹具上，并进行固定。
4. 启动冲击试验机，进行试验。
5. 在试验过程中，及时记录试验数据，包括冲击力、变形程度等。
6. 根据试验要求，进行多次试验，确保结果的可靠性。
五、试验安全措施1. 操作人员必须穿戴好个人防护装备，包括安全帽、防护眼镜、防护手套等。
2. 在试验过程中，禁止站在试验机的工作区域内，以免发生意外伤害。
3. 在试验前，确保试样固定可靠，避免试样在试验过程中脱落。
4. 在试验过程中，严禁将手部或者其他身体部位挨近试样和试验机的运动部件。
5. 在试验结束后，及时关闭冲击试验机的电源，并进行设备的清理和维护。
六、试验结果和数据分析1. 根据试验过程中记录的数据，绘制相应的曲线图或者表格，以展示试验结果。
2. 对试验结果进行分析，评估试样在受到冲击力作用时的性能和耐久性。
3. 根据试验结果，提出相应的改进措施或者建议，以优化产品或者结构的设计和创造。
材料冲击实验
5、描述材料和结构冲击的实验技术,包括测试手段和试验方法，并分别简单介绍其用途、优缺点。
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K A 和冲击韧性值K ∂的一种实验方法。
冲击试验是材料性能不可缺少的检验项目。
冲击功能够直观反应材料的冲击韧性。
1 材料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1a 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1b ）。
然后将具有一定重量的摆锤举至一定的高度1H ，使其获得一定位能1mgH 。
释放摆锤冲断试样，摆锤的剩余能量为2mgH ，则摆锤冲断试样失去的势能为21m g -H mgH 。
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：K A 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K A 除以试样缺口底部的横截面积N S (cm 2)，即可得到试样的冲击韧性值K ∂（J/cm 2）：对于Charpy U 型缺口和V 型缺口试样的冲击吸收功分别用KU A 和KV A 表示，它们的冲击韧性值分别用KU ∂和KU ∂表示。
K ∂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K ∂值产生很大的影响，因此K ∂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 实验设备2.1 冲击试验对试验机砧座和支座的要求2.1.1 支座的两个支撑面应平行，且相差不应超过0.05mm 。
支座应使试样的轴线与摆锤轴线的平行度在3/1000以内。
2.1.2 砧座两个支撑面应平行，且相差不应超过0.05mm 。
支座两个支撑面所在平面和砧座两个支撑面所在平面之间的夹角应为90±0.1°。
2.1.3 砧座曲率半径1mm 。
简支梁冲击试验原理
简支梁冲击试验原理1. 引言简支梁冲击试验是一种常用的结构动力学试验方法，用于研究结构在冲击载荷下的响应特性。
该试验原理基于简支梁的振动理论和冲击力学原理，通过施加冲击载荷并测量梁的振动响应，得到结构的动力学特性参数，如固有频率、阻尼比和模态形态等。
2. 简支梁的基本原理简支梁是指两端固定，只在中间支承的梁结构。
在冲击试验中，梁的自由度主要为弯曲振动，可以通过横向位移和转角来描述。
通过施加冲击载荷，梁会发生振动，振动的幅值和频率与冲击载荷的大小和形状、梁的刚度和阻尼等因素有关。
3. 冲击载荷的施加冲击载荷是指在极短时间内突然作用在结构上的载荷，可以通过冲击锤、冲击器或爆炸等方式施加。
冲击载荷的大小、形状和作用时间等参数会直接影响梁的振动响应。
4. 梁的振动响应测量在冲击试验中，需要测量梁的振动响应，常用的方法包括加速度传感器和位移传感器。
•加速度传感器：通过测量梁上某一点的加速度来获取梁的振动响应。
加速度传感器通常采用压电传感器或惯性传感器，可以将加速度信号转换为电信号进行采集和分析。
•位移传感器：通过测量梁上某一点的位移来获取梁的振动响应。
位移传感器可以采用线性变送器、光电编码器或激光测距仪等，可以直接测量梁的位移或间接测量梁的位移。
5. 数据采集与处理在冲击试验中，需要对加速度或位移信号进行采集和处理，以获取梁的动力学特性参数。
•数据采集：可以通过数据采集卡或振动分析仪等设备，将传感器测得的信号转换为数字信号进行采集和存储。
•数据处理：通过对采集到的信号进行时域分析、频域分析和模态分析等处理，可以得到梁的固有频率、阻尼比和模态形态等动力学参数。
6. 动力学参数的计算与分析通过对冲击试验得到的数据进行计算和分析，可以得到梁的动力学参数。
•固有频率：可以通过频域分析得到梁的固有频率，即梁在没有外力作用下的自由振动频率。
•阻尼比：可以通过模态分析得到梁的阻尼比，即梁在振动过程中能量耗散的程度。
•模态形态：可以通过模态分析得到梁的模态形态，即梁在不同固有频率下的振动形态。
冲击试验实验目原理及步骤方法
按照冶金工业部的部颁布标准制作。故测
定验α，其k值冲的击冲试击件实形验状实如质图上所是示一。种比较性实
55±2
10±0.1
1±0.1 10±0.1
40±0.5
图 3-1
五、实验方法与步骤
z 1．测量试件尺寸，要测量缺口处的试件 尺寸。
料的冲击韧度值αk
αk
=
W A
=
N −m mm2
z W — 冲断试件时所消耗的功 z A — 试件缺口横截面积
图 3-2
六、注意事项
z 在实验过程中要特别注意安 全，绝对禁止把摆锤举高后安放试 件，当摆锤举高后，人就离开摆锤 摆动的范围，在放下摆锤之前，应 先检查一下有没有人还未离开，以 免发生危险。
实验三
冲击实验
z 在实际工程机械中，有许多 构件常受到冲击载荷的作用,机器 设计中应力求避免冲击波负荷,但 由于结构或运行的特点,冲击负荷 难以完全避免，为了了解材料在冲 击载荷下的性能，我们必须作冲击 实验。
一、实验目的
z 1. 了解冲击实验的意义，材料在冲击 载荷作用下所表现的性能。
z 2. 测定低碳钢和铸铁的冲击韧度验中，还可以揭
示了静载荷时，不易发现的某结构特点和工作
条件对机械性能的影响（如应力集中，材料内
部缺陷，化学成分和加荷时温度，受力状态以
及热处理情况等），因此它在工艺分析比较和
科学研究中都具有一定的意义。
四、冲击试件
z 工程上常用金属材料的冲击试件一般 在带缺口槽的矩形试件，做成制品的目的 是为了便于揭露各因素对材料在高速变形 时的冲击抗力的影响。缺口形状和试件尺
z 2. 调整冲击试验机指针调到“零点”根据试 件材料估计所需破坏能量，先空打一次， 测定机件间的摩擦消耗功。
冲击试验 a类
冲击试验 a类
冲击试验A类
冲击试验A类是一种常见的实验方法，用于评估材料或结构在冲击载荷下的性能。
通过这种试验，我们可以了解材料的抗冲击能力，为工程设计和产品开发提供可靠的依据。
在冲击试验A类中，我们通常会选择适当的试验装置和冲击载荷，以模拟实际工况下的冲击情况。
试验过程中，我们将材料或结构暴露在冲击载荷下，并记录下载荷-位移曲线或载荷-时间曲线，以评估其性能。
冲击试验A类可以用于评估不同材料的抗冲击性能，比如金属、塑料、复合材料等。
通过这种试验，我们可以了解不同材料在冲击载荷下的变形、破坏行为及其影响因素，为相关工程项目提供科学依据。
在冲击试验A类中，我们还可以评估结构的抗冲击性能。
比如，汽车碰撞试验就是一种常见的冲击试验A类。
通过这种试验，我们可以了解汽车在碰撞中的变形和破坏情况，以评估其安全性能。
冲击试验A类在工程领域中有着广泛的应用。
通过这种试验，我们可以提前评估材料和结构在冲击载荷下的性能，为工程设计和产品开发提供科学依据。
同时，冲击试验A类也是一种重要的安全评估方法，可以帮助我们提高产品的安全性能。
冲击试验A类是一种重要的实验方法，可以评估材料和结构在冲击载荷下的性能。
通过这种试验，我们可以了解材料和结构的抗冲击能力，为工程设计和产品开发提供可靠的依据。
冲击试验A类在工程领域中有着广泛的应用，具有重要的意义。
冲击响应谱试验技术
冲击响应谱试验技术冲击响应谱试验技术是现代结构工程领域常用的一种试验方法，主要用于评估建筑、桥梁和其他大型工程结构在地震等冲击载荷下的抗震性能。
以下是关于该技术的一些详细介绍：试验原理：冲击响应谱试验技术是通过在结构体系的某一部位施加正弦波冲击负载，并记录结构响应中的两个参数：加速度和速度。
根据加速度与速度之间的线性关系，可以计算出该结构在不同频率下的响应加速度和速度。
对于特定频率下的响应，可以使用标准的地震响应谱进行比较和分析，从而评估结构的抗震能力。
试验步骤：1. 在结构上确定测试点、传感器和冲击负载位置。
2. 安装传感器并测试基准响应。
这意味着在施加冲击之前，记录结构的加速度和速度响应。
3. 施加冲击载荷，并记录结构响应中的加速度和速度数据。
4. 分析测试数据并绘制冲击响应谱。
5. 基于冲击响应谱结果进行结构抗震能力评估。
试验优势：1. 对于大型结构以及在恶劣条件下进行测试的可能性较小的结构来说，冲击响应谱试验是几种试验中最适合的模拟方法。
2. 在特定频率范围内，响应结果可以准确描述结构的动态性能。
3. 通过比较实测冲击响应谱和标准地震响应谱，可以评估结构在地震条件下的实际行为。
4. 通过收集结构的响应数据，可以优化模型并验证数值模型的准确性。
试验限制：1. 试验过程中，冲击载荷必须施加在结构的合适位置，不能施加在结构刚度过大或过小的区域。
2. 如果测试点数量不够，会影响数据的准确性。
3. 在横向载荷下，结构可能会出现非线性的响应，这时候响应谱分析的准确性可能会受到一定程度的影响。
结论：随着科学技术的不断发展，冲击响应谱试验技术在结构工程领域中得到了广泛的应用。
通过冲击响应谱试验，工程师们可以更好地了解结构抗震能力，优化结构的响应性能，并提高结构在地震等重要冲击载荷下的安全性和可靠性。
ASTM A673-A673M-05a 结构钢冲击试验取样方法技术条件
ASTM A673-A673M-05a 结构钢冲击试验取样方法技术条件美国材料与实验协会标准结构钢冲击试验取样方法A673/A673M-05a1 范围1.1本标准规定了结构钢纵向夏比V型缺口试验取样方法，包括两种试验频率。
同一炉或同一坯料钢材的冲击性能是不同的，这是由热轧、控制轧制或热处理过程造成的。
因此，需方应当了解，在一张钢板、一根棒材或型钢上取样进行试验，不能保证同一炉号所有的钢板、棒材或型钢与试验钢材具有相同的韧性。
正火或淬火加回火的产品将减少这正波动的程度。
1.2当有规定时，本标准可作为结构钢的补充标准、1.3本标准不一定适用于所有产品标准，因此，对于要求或供货产品的冲击试验能量吸收值和最低试验温度值，应与生产厂或加工厂协商。
1.4规定了两种试验频率（P和H）1.5用英制单位或SI单位表示的数值都应视为标准值，在本标准中，SI单位的数值用括号示出，每种单位制所表示的数值并非完全相等，因此，每种单位制必须单独使用，混用两种单位制的数值可能导致与本标准不相符合。
2 引用标准2.1 ASTM标准A6/A6M 热轧结构钢板、型钢、板桩和棒材一般要求A370 钢产品力学试验方法和定义3 订货信息3.1询价和订货时应指出下列内容：3.1.1试验频率(P)或(H)3.1.2试验温度（见4.5和4.6）3.1.3最小平均吸收能量值（见4.1和4.6）3.14如果需要，宽度超过24in[600mm]的钢板，冲击试验横向取样方向（见4.2.2）3.1.5（略）3.16状态（热轧、消除应力、正火、正火加消除应力或淬火加回火）4 试验4.1冲击试验应符合A370《试验方法和定义》。
一组冲击试验应包括三个试样，试样应取自同一试验样坯或同一试验部位；三个试样的平均值不应低于需方订单中规定的最小平均吸收能值，对于全尺寸试样，任何情况下都不应低于7ft-lbf（10J）。
4.2除4.3之规定外，板材/棒材的冲击试样取样位置应与拉伸试样取样位置相邻。
冲击谱试验方法
冲击谱试验方法
冲击谱试验是一种用于评估结构物或材料抗冲击性能的实验方法。
其基本步骤如下：
1. 定义试验目标：确定试验的目的和要求，例如评估结构物对冲击载荷的反应、材料的抗冲击性能等。
2. 设计试验装置：设计并搭建适合试样的冲击试验装置，包括冲击加载系统、测量系统和数据采集系统等。
3. 准备试样：根据试验目标选择合适的试样，并根据需要进行加工和准备，确保试样符合规范和要求。
4. 进行试验：将试样放置在试验装置中，施加冲击载荷，用合适的冲击源（例如冲击锤或冲击器）对试样进行冲击加载。
5. 数据采集与分析：使用合适的传感器和测量仪器，采集冲击过程中的应变、位移、速度等数据。
通过分析这些数据，评估结构物或材料的冲击响应和性能。
6. 结果报告：根据试验数据和分析结果，撰写试验报告并提供相应的结论和建议。
需要注意的是，冲击谱试验方法的具体步骤可能会根据试验目标、试样类型和试验装置的差异而有所不同。
因此，在进行冲击谱试验前，需要仔细查阅相关的国际或行业标准，以确保试验过程的准确性和可靠性。
冲击试验的实验目的原理与步骤方法
按照冶金工业部的部颁布标准制作。故测
定验α，其k值冲的击冲试击件实形验状实如质图上所是示一。种比较性实
பைடு நூலகம்
55±2
10±0.1
1±0.1 10±0.1
40±0.5
图 3-1
五、实验方法与步骤
z 1．测量试件尺寸，要测量缺口处的试件 尺寸。
z
此外在金属材料的冲击实验中，还可以揭
示了静载荷时，不易发现的某结构特点和工作
条件对机械性能的影响（如应力集中，材料内
部缺陷，化学成分和加荷时温度，受力状态以
及热处理情况等），因此它在工艺分析比较和
科学研究中都具有一定的意义。
四、冲击试件
z 工程上常用金属材料的冲击试件一般 在带缺口槽的矩形试件，做成制品的目的 是为了便于揭露各因素对材料在高速变形 时的冲击抗力的影响。缺口形状和试件尺
二、实验设备和仪器
z 摆式冲击试验机 z 游标卡尺
三、基本原理
z
冲击实验是研究材料对于动荷抗力的一种
实验，和静载荷作用不同，由于加载速度快，
使材料内的应力骤然提高，变形速度影响了材
料的机构性质，所以材料对动载荷作用表现出
另一种反应。往往在静荷下具有很好塑性性能
的材料，在冲击载荷下会呈现出脆性的性质。
料的冲击韧度值αk
αk
=
W A
=
N −m mm2
z W — 冲断试件时所消耗的功 z A — 试件缺口横截面积
图 3-2
六、注意事项
z 在实验过程中要特别注意安 全，绝对禁止把摆锤举高后安放试 件，当摆锤举高后，人就离开摆锤 摆动的范围，在放下摆锤之前，应 先检查一下有没有人还未离开，以 免发生危险。
冲击试验作业指导书
冲击试验作业指导书一、引言冲击试验是一种常见的测试方法，用于评估材料、产品或结构在受到冲击载荷时的性能和可靠性。
本作业指导书旨在提供冲击试验的详细步骤和操作指南，以确保试验的准确性和可重复性。
二、试验目的本次冲击试验的目的是评估产品的耐冲击性能，以确定其能否在实际使用中承受冲击载荷。
试验将通过模拟产品在运输、搬运或使用过程中可能遇到的冲击情况，来检验其结构的强度和稳定性。
三、试验设备和材料1. 冲击试验机：型号XYZ-123，额定冲击力1000N。
2. 试验样品：使用标准尺寸的产品样品，数量为5个。
3. 数据采集系统：用于记录试验过程中的冲击力和位移数据。
4. 安全设备：包括护目镜、手套、安全鞋等。
四、试验步骤1. 样品准备：a. 检查样品是否符合试验要求，并记录样品的基本信息，如尺寸、重量等。
b. 清洁样品表面，确保无任何杂质和污垢。
c. 为每个样品安装测量点，以便记录试验过程中的位移数据。
2. 设定试验参数：a. 打开冲击试验机的电源，确保其正常工作。
b. 根据试验要求，设定冲击试验机的冲击力和冲击速度。
c. 设置数据采集系统，以便记录试验过程中的冲击力和位移数据。
3. 进行试验：a. 将样品放置在冲击试验机的工作台上，并确保其固定稳定。
b. 启动冲击试验机，开始进行冲击试验。
c. 在试验过程中，及时记录冲击力和位移数据，并确保数据的准确性和完整性。
d. 根据试验要求，进行多次冲击试验，以获取可靠的试验结果。
4. 数据分析：a. 收集试验数据，包括冲击力和位移数据。
b. 对试验数据进行统计和分析，计算平均值、标准差等指标。
c. 根据试验结果，评估样品的耐冲击性能，并进行结论和建议的总结。
五、安全注意事项1. 在进行冲击试验前，确保所有操作人员都接受了相关的安全培训，并严格遵守安全操作规程。
2. 在试验过程中，必须佩戴护目镜、手套和安全鞋等防护设备，以确保人员的安全。
3. 在试验过程中，严禁触摸试验设备和样品，以免发生意外伤害。
冲击试验的实验目的原理及步骤方法
z
此外在金属材料的冲击实验中，还可以揭
示了静载荷时，不易发现的某结构特点和工作
条件对机械性能的影响（如应力集中，材料内
部缺陷，化学成分和加荷时温度，受力状态以
及热处理情况等），因此它在工艺分析比较和
科学研究中都具有一定的意义。
四、冲击试件
z 工程上常用金属材料的冲击试件一般 在带缺口槽的矩形试件，做成制品的目的 是为了便于揭露各因素对材料在高速变形 时的冲击抗力的影响。缺口形状和试件尺
寸保对证材实料验的结冲果击能韧进度行值比α较，k的试影件响必极须大严，格要
按照冶金工业部的部颁布标准制作。故测
定验α，其k值冲的击冲试击件实形验状实如质图上所是示一。种比较性实
55±2
10±0.1
方法与步骤
z 1．测量试件尺寸，要测量缺口处的试件 尺寸。
二、实验设备和仪器
z 摆式冲击试验机 z 游标卡尺
三、基本原理
z
冲击实验是研究材料对于动荷抗力的一种
实验，和静载荷作用不同，由于加载速度快，
使材料内的应力骤然提高，变形速度影响了材
料的机构性质，所以材料对动载荷作用表现出
另一种反应。往往在静荷下具有很好塑性性能
的材料，在冲击载荷下会呈现出脆性的性质。
实验三
冲击实验
z 在实际工程机械中，有许多 构件常受到冲击载荷的作用,机器 设计中应力求避免冲击波负荷,但 由于结构或运行的特点,冲击负荷 难以完全避免，为了了解材料在冲 击载荷下的性能，我们必须作冲击 实验。
一、实验目的
z 1. 了解冲击实验的意义，材料在冲击 载荷作用下所表现的性能。
z 2. 测定低碳钢和铸铁的冲击韧度值 αk。
料的冲击韧度值αk
αk
冲击试验作业指导书
冲击试验作业指导书一、试验目的和背景冲击试验是一种常用的测试方法，旨在评估材料、产品或者结构在受到冲击载荷时的性能和耐久性。
本次试验旨在通过对样品进行冲击试验，评估其抗冲击性能，并为后续设计和生产提供参考依据。
二、试验方法和设备1. 试验方法本次试验采用自由落体冲击试验方法，即将样品从一定高度自由落体，使其受到冲击载荷。
2. 试验设备（1）冲击试验机：具备控制落体高度、记录冲击力及位移等参数的功能。
（2）支撑台：用于放置样品，确保其在冲击过程中保持稳定。
（3）测量仪器：用于测量样品的冲击力、位移等参数。
三、试验样品本次试验的样品为（样品名称），其主要特征为（特征描述）。
四、试验步骤1. 样品准备（1）按照样品的要求进行准备，包括尺寸、形状、材料等。
（2）确保样品表面清洁，无明显损伤或者缺陷。
2. 试验参数设置（1）根据试验要求，确定冲击试验机的落体高度。
（2）根据样品的要求，设置冲击试验机的冲击速度。
3. 样品安装（1）将样品放置在支撑台上，并确保其稳定。
（2）根据需要，使用夹具或者固定装置固定样品。
4. 试验执行（1）启动冲击试验机，使其开始工作。
（2）记录试验过程中的冲击力、位移等参数。
（3）根据试验要求，进行多次试验，以获取可靠的试验数据。
5. 数据分析和结果评估（1）根据试验数据，分析样品在冲击过程中的性能表现。
（2）评估样品的抗冲击性能，包括破坏形式、损伤程度等。
6. 结果报告根据试验结果，编写试验报告，包括试验目的、方法、样品描述、试验步骤、数据分析和结果评估等内容。
五、安全注意事项1. 试验前应子细阅读设备操作手册，并按照要求正确操作设备。
2. 在试验过程中，应佩戴个人防护装备，如安全帽、护目镜等。
3. 禁止在试验区域内进行其他活动，以免造成人员伤害。
4. 如遇设备故障或者异常情况，应即将住手试验并进行处理。
六、试验结果的应用本次试验结果可用于以下方面：1. 产品设计和改进：根据试验结果，优化产品设计，提升产品的抗冲击性能。
金属结构材料冲击性能参数测试与评估
金属结构材料冲击性能参数测试与评估概述:金属结构在工程领域中具有广泛的应用，如建筑、航空航天、汽车制造等。
为了确保金属结构的安全性和可靠性，冲击性能参数的测试与评估是必不可少的。
本文将介绍金属结构材料冲击性能参数的测试方法及其评估标准，为金属结构材料的设计与选型提供参考。
冲击性能参数的测试方法:1.冲击试验机：使用冲击试验机可以模拟实际应力条件下的冲击情况。
常见的冲击试验机有冲击落锤试验机和冲击压缩试验机。
通过监测冲击过程中的力学参数，如载荷、位移和时间等，可以得到金属结构材料的冲击性能参数。
2.冲击试样的准备：将金属结构材料制备成规定的试样形状，常用的试样形状有V型、U型和I型等。
根据实际需求选择适当的试样形状，以保证测试结果的准确性。
3.冲击试验的过程：将试样固定在冲击试验机上，根据实际要求施加冲击载荷，在规定的条件下进行冲击试验。
通过实时监测和记录冲击试验过程中的力学参数，可以获得金属结构材料的冲击性能数据。
4.数据处理与分析：基于冲击试验获得的力学参数数据，通过适当的数学方法和统计分析，可以得到金属结构材料的冲击性能参数，如冲击强度、冲击韧性和能量吸收能力等。
冲击性能参数的评估标准:1.冲击韧性：冲击韧性是衡量金属结构材料耐冲击能力的重要参数，它反映了材料在受冲击载荷作用下的断裂能力。
常用的冲击韧性评估标准有各种缺口冲击试验方法，如夏比克冲击试验、IZOD冲击试验和查理打击试验等。
2.冲击强度：冲击强度是指金属结构材料在受到冲击载荷时能够承受的最大应力。
通过测量试样破坏前的最大载荷和试样的几何参数，可以计算得到冲击强度。
常用的冲击强度评估方法有嵌入式冲击试验、弯曲冲击试验和拉伸冲击试验等。
3.能量吸收能力：能量吸收能力是指金属结构材料在冲击载荷下能够吸收的能量。
通常采用冲击试验中的能量吸收曲线来评估。
能量吸收能力越大，材料的抗冲击能力越强。
冲击性能参数的重要性:1.安全性评估：金属结构材料在受冲击载荷作用下的表现直接关系到工程结构的安全性。
冲击回波法检测混凝土结构
冲击回波法检测混凝土结构目前常用的探测混凝土结构内部缺陷（空洞、剥离层、疏松层、裂缝等）的无损检测方法主要是超声法，该法可以穿透（传播）较远距离，且安全方便，但这种穿透测试，需要两个相对测试面，而且必须测试多个测点，通过相对比较，以统计概率法来处理数据，才能做出判断。
对于单面结构，如道路、底板、隧道衬砌、喷射混凝土等则难于运用。
另外这些结构往往还需要测量厚度，而现有的测量混凝土结构厚度的方法，包括超声脉冲法都还存在一些问题。
冲击回波法是单面反射测试，测试方便、快速、直观，且测一点即可判断一点。
特别适合于单面结构，包括喷射混凝土的检测。
测试系统由：冲击器、接收器、采样系统（主机）、笔记本电脑组成。
它们共同完成整个测试工作。
它的流程如图1：图1 冲击回波法试验流程（1）产生冲击首先在混凝土表面施加一瞬时冲击，产生一应力脉冲。
冲击必须是瞬间的。
冲击的力时间曲线可大致看成一个半周期正弦曲线。
施加的应力脉冲宽度，即冲击持续时间t （与混凝土表面的接触时间）决定了所产生的应力脉冲的频率成分。
冲击持续时间决定了冲击试验所能检测的缺陷和厚度的尺寸。
冲击持续时间应选择得使发生的脉冲所包含的波长大致等于或小于被探测缺陷或界面的横向尺寸及被测后的的2倍（2h）。
（2）接收信号由冲击所产生的响应由接收器接收。
接收器由顶端的换能元件及内部放大器组成，通过电缆与系统主机相连。
接收点应尽量靠近冲击点。
接收器的输出与表面垂直位移成比例。
接收器底部的铝箔用来完成换能元件的电路联结和接收器与被测表面的省耦合。
测量时首先调整好电脑和主机，然后将接收器对准接收点。
按下接收器手柄，让锥形换能元件与冲击点表面接触，按下放大器开关，再用冲击器弹击试体表面。
由冲击引起的混凝土表面位移响应被接收器顶端的换能元件接收，经放大后传到主机。
（3）采集波形主机的主要功能就是采集波形。
由接收器送来的位移响应波形由采样板采集并传输给计算机。
采集波形中的各种参数由计算机预先设定。
冲击实验标准
冲击实验标准一、冲击实验目的冲击实验的目的是为了评估材料在冲击载荷下的力学性能、结构完整性和安全性，以及研究冲击作用下材料的动态性能和变形机制。
冲击实验可以暴露材料在冲击载荷下的弱点，为材料的优化设计和结构改进提供依据。
二、冲击实验程序1.确定实验样品：根据研究目的和要求，选择适合的实验样品，如金属材料、复合材料、橡胶材料等。
2.安装实验装置：根据实验样品的特点，选择合适的冲击实验装置，如落锤冲击试验机、摆锤冲击试验机和空气炮冲击试验机等。
3.确定冲击速度：根据实验目的和要求，选择合适的冲击速度，确保实验样品能够承受冲击载荷并产生变形。
4.确定冲击次数：根据实验目的和要求，选择合适的冲击次数，以评估材料在多次冲击下的性能变化。
5.进行冲击实验：按照设定的程序进行冲击实验，记录实验数据，如冲击力、变形量、时间等。
6.数据处理与分析：对实验数据进行处理和分析，计算材料的冲击韧性、吸收能量、变形机制等参数。
7.结果评估：根据实验结果，评估材料的力学性能、结构完整性和安全性，以及研究冲击作用下材料的动态性能和变形机制。
8.编写报告：整理实验数据和结果，编写冲击实验报告，包括实验目的、样品信息、实验装置、实验数据及分析等内容。
三、冲击实验环境条件1.温度：确保实验室温度稳定，避免温度变化影响实验结果。
2.湿度：保持实验室湿度在一定范围内，避免湿度变化影响实验结果。
3.清洁度：保持实验室清洁，避免灰尘和污染物影响实验结果。
4.安全：确保实验室具备良好的通风系统和消防设施，保障实验人员的安全。
四、冲击实验样品要求1.样品形状：根据实验目的和要求，选择适合的样品形状，如矩形、圆形、哑铃形等。
2.样品尺寸：根据实验要求，确定样品的尺寸和厚度，确保样品具有足够的强度和稳定性。
3.表面处理：根据需要，对样品进行表面处理，如涂层、抛光等，以减小表面粗糙度对实验结果的影响。
4.标识与编号：在样品上进行标识和编号，以便于识别和记录实验数据。
装配式混凝土结构隔墙冲击试验
装配式混凝土结构隔墙冲击试验1、冲击体由两个轮胎、配重块和其他连接件组成，轮胎内压力宜为0.35±0.02MPa；内隔墙冲击体的总重量宜为30±0.1kg，分户隔墙冲击体的总重量宜为70±0.1kg，其组成结构如图1所示。
A A-A图1 冲击体结构示意图1—吊环；2—螺杆；3—锁紧六角螺母；4—六角螺母；5—调整垫；6—配重块；7—轮胎；8—轮圈2、冲击装置如图2所示，冲击试验设备应符合下列规定：1）悬挂冲击体的挂点应足够坚固，悬挂绳宜采用直径5mm的不锈钢钢丝；2）冲击体和悬挂绳在自由状态时，轮胎外缘与试件表面的距离宜大于5mm，且小于15mm。
冲击体的几何中心应位于被测冲击点以50mm为半径圆形的范围内；3）冲击体释放装置应能准确定位冲击体的提升高度，保持冲击体中心线和悬挂绳中心线在同一条直线上，并确保冲击体被释放后能够自由摆动。
图2 试验装置示意图1—隔墙接缝；2—悬挂绳；3—释放绳；4—冲击体；5—自动脱钩器；6—降落高度；7—冲击体与试件间距；8—悬挂绳吊环；9—释放绳吊环；10—位移计3、 冲击点应符合设计要求，当设计无要求时，可选择墙板中心位置或楼板高度1.5m 处。
4、 冲击体降落高度宜为0.45±0.02m ，每构件反复进行5次冲击，且应避免因弹性产生的二次冲击。
5、 试验报告应至少包括以下内容：1） 测试目的和测试依据；2） 工程名称、试件名称及其委托单位；3） 试件位置、类型、规格尺寸、材料、连接方式等；4） 现场试验的环境条件；5） 所用的主要仪器设备；6） 试验过程的详细情况；7） 试验数据及结论；8） 试验日期、试验人员签字及其他。
6、 冲击试验完成后，墙体出现下列情况之一的，应判为不合格：1） 板面出现肉眼可见裂缝；2） 板连接处出现明显变位；A-AA3）最大残余变形超过1mm。
- 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)。
5. 描述材料和结构冲击的实验技术,包括测试手段和试验方法，并分别简单介绍其用途、优缺点。
答：⑴测试手段：对于高应变率和冲击波传播行为，通过测试，可以得到材料基本的动力学参数（如状态方程、流动压力的应变率相关性等），并可以将这些实测参数与理论计算得到的参数进行比较。
测试手段主要包括波或粒子到达时间测试仪，用于测定单个质点位移-时间曲线的测试仪，用于记录连续质点位移-时间曲线的测试仪，用于测定应力-时间关系曲线的测试仪。
时间测试仪：电子探针法和闪光间隙法是最早的测试仪器。
电子探针法是将探针安放于离靶板表面不同距离，给这些探针充电，当与飞片接触时发生放电，于是可以在高速示波器上记录下一个微弱的电流信号。
缺点是运动飞片会压缩板前的空气，受压缩的板前区域可能会产生高压，板前空气也会发生电离并导电，致使电子探针提前“短路”。
在实验中并不希望有这种情况发生，为此可在靶板与飞片之间尽可能充入不易电离的气体（如甲烷），或干脆将板前区域抽成真空。
闪光间隙法使用一个小容器，其内部装有可电离气体，当自由表面发生撞击产生压缩可时，会使小容器内的气体电离，可用高速扫描或份幅摄影机记录下电离气体的闪光，可以测出冲击波阵面的运动，并确定出冲击波的波速。
较为先进的闪光间隙测试技术室光纤探针，装置中使用了一种玻璃微球，并将玻璃微球置于光导纤维的末端。
发光后光学信号经由光导纤维传输进入光电倍增管，或由扫描摄影机进行记录。
这种闪光间隙技术的优点是其尺寸很小。
激光干涉仪：原理是不同激光束的相互作用会呈现出干涉条
纹，分为速度干涉仪和位移干涉仪。
速度干涉仪的原理为Doppler频率漂移原理，反射光束的频率由于反射面的移动而与入射光束的频率产生了差异。
位移干涉仪是激光源所发出的光束在某点处分开，其中一半光束反射到试件的后表面；与此同时，另一半光束穿过镜片后再反射回来，第二束为参考光束，该光束在整个实验过程中不发生任何变化。
在位移干涉仪中，从条纹间距随时间的变化可得到速度。
在速度干涉仪中，从条纹间距可直接得到速度。
在速度干涉测量法中，要求光束中的一束相对另一束只延迟几纳秒。
因此直接光束与延迟光束的频率很接近，这样干涉图案就产生了。
最常用的速度干涉仪有两种类型：Sandia实验室研制的VISAR系统和Fabry-Perot系统，VISAR系统最大的优点是：它能用于对不规则的表面（疏松材料，地质材料，复合材料）测试。
该系统有极好的精确度和分辨率。
③压阻传感器：是指用那些电阻随压力而改变的材料所做成的传感器件。
优点是电阻对压力非常敏感，而对大气压下的温度不敏感，冲击产生的热效应很小。
锰铜传感器已成功用于高达30GPa的情况，甚至高达100GPa，但最佳范围为压力大于5GPa。
当实际压力低于该压力时，可使用碳传感器。
传感器在使用时是嵌入材料之内的，而且周围要用绝缘材料保护起来。
在测试之前还要用一个脉冲电源为传感器提供电流，经过传感器的电压变化可由示波器来记录。
缺点是电阻会发热，时间长了会“烧坏”传感器，所以一般只在冲击波到达的前几毫秒才开通并提供脉冲电源。
④压电传感器：这种传感器的优点是不需要外加电源，压电材料在受压时会产生电荷，只靠传感器本身就能直接产生电流有两种不同形状的传感器，其敏感元件有厚薄之分。
厚型传感器末端的两级相互接触，当压力脉冲通过时，就会有电流产生。
薄型传感器的脉冲传输时间要比脉冲持续时间小得多。
这两种均会因两级的应力差异产生一个与之成比例的电流值。
⑤电磁速度传感器：是基于法拉第电磁感应定律，如果导体在磁场中运动，就会产生电动势。
E=LVB,若L和B已知，测定E，就能求得V，这就是电磁速度传感器的工作原理。
这种传感器已广泛用于测量绝缘材料的粒子速度。
具体应用时，可将该传感器嵌入材料中，并外加磁场。
⑥高速摄影和闪光X射线技术
阴影照相术技术，所看到的只是物体的影像，光线快速闪动，在底片上成像，就得到了物体的影像。
转镜式摄影机应用于一个气轮机来驱动高速旋转的镜面，当摄影机使用扫描模式时，在物体和中继镜头之间放置一条狭缝，条式照相可连续追踪物体，如表面运动，实施检测，但不再形成影像。
扫描摄影机可得到极好的定量数据。
电子变像摄影机是一种极为有用的科研仪器，高速电视摄影机具有高达每秒2000幅的拍摄速度。
闪光射线照相技术一直广泛应用于动态变形实验中。
优点是在含有炸药爆轰的实验中，爆红气体常常会遮盖光学摄影机的视线，闪光射线照像技术可以避免这一点。
X射线的能量高，穿透能力强，能观察的系统厚度大。
⑵实验方法
变形速度不是关键参数，而应变率是关键参数。
在高应变率下，由于波传播效应，需要考虑惯性力的影响。
对于相对较低的应变率，试件和机构中的弹性波变得非常重要。
实验所使用的是液压式、伺候液压式和气动式机构。
在高应变率下，通常使用膨胀环、Hopkinson杆和Taylor实验，这些实验的应变率范围一般为10s ~10s。
应变率在10s ~10s范围内，包括剪切波和冲击波的传播在内，要采用是能量在材料表面迅速沉积的手段，这可通过冲击或通过与材料相接触的炸药爆轰或通过激光或其他辐射来完成。
高应变率力学实验
中等应变率的气体压缩装置是将试件放置于机械砧座上，一个活
动活塞穿过汽缸，并用千斤顶将活塞“顶起”。
当支撑顶降低时，辅助汽缸受压，同事活塞向下加速落下，冲击砧座，冲击的结果是将试件收到压缩。
设备的形式其实就是“落锤”，其中重物块是自由落下的。
旋转飞轮式拉伸设备，是由电动机驱动一个大飞轮顺时针转动。
当大飞轮达到预期速度是，释放销就会松开击锤，然后，击锤撞击受拉试件的底部。
飞轮的质量要足够大才能确保其运动速度不变。
击锤的释放应与试件的位置恰好保持同步，使击锤恰好可以在撞击试件前被释放。
弹性应力杆的位移和试件底部的位移可由光学方法测得。
应力杆的位移能提供应力值，而试件底部的位移可以提供应变值。
从而可以得出连续的应力-应变曲线。
另一种设备室凸轮塑设计，它能使试件和驱动轮之间更加有效的耦合。
该设备使用特定旋转速率凸轮，将压缩试件放在弹性杆上。
某一时刻，凸轮的随动块便嵌入升降器下发。
因此，在凸轮转动一圈之内，试件就会发生变形。
该方法所得到的应变率在0.1s ~100 s之间。
Hopkinson杆
对于中等应变率的测试，Hopkinson压杆得到了普遍认可。
弹丸撞击输入杆，在输入杆中产生一个宽度比试件长度还大的脉冲。
弹性波传过输入杆，然后传入试件中。
试件夹在输入杆和输出杆之间。
弹性波的幅值足以使试件发生塑性变形。
在入射波和投射杆上都粘贴了应变片传感器，这样，可以直接测定入射脉冲、反射脉冲和透射脉冲。
值得一提的是，我们没有考虑波在试件中的传播。
事实上，当波进入试件时会产生反射，之后大约反射三个来回，试件才趋于平衡。
波阵面存在一个很有限的上升时间。
如果该上升时间与试件中波的传播时间处于同一数量级，那么上升时间就为试件中的应力逐渐上升创造条件。
Hopkinson杆还可以用于测定材料的拉伸、扭转和剪切。
膨胀环技术
由Johnson等人引入的膨胀环技术也是一项已取得实质性成功的
测试技术。
例如在钢管中心放置炸药，爆炸后，冲击波向外传播并传入金属环，沿膨胀半径
的轨迹推动金属环。
应用激光干涉法可以测定膨胀环的速度历程，从而确定在所施加应变率下膨胀环的应力-应变曲线。
应该注意到由环中反射应力脉冲产生的膨胀环的初始速度是连续下降的。
因此，应变率不停地在发生变化，必须对不同装药进行一系列的测试，才能得到同一应变率下的应力-应变曲线。
爆炸驱动装置
一是点爆轰装置转化为线形波发生器，二是通过平面波发生器将
线爆轰转化为平面爆轰。
穿孔式三角形是最为普通的线形波发生器。
穿孔式三角形在其中一个顶端处起爆，爆轰波阵面必须在孔间传播，以使弯曲轨迹D1与边界处轨迹D2相等，因而波阵面便成为直线。
该条件也决定了小圆孔直径和间隙的大小。
平面波发生器是为了向飞板或系统传入一个平面冲击波阵面，或将一点爆轰转化为所期望的平面式爆轰，这就要求要使用特定的实验结构。
⑤轻气炮系统。