塑料冲击强度实验.

实验3 塑料冲击强度实验

一、实验目的

1、加深对塑料冲击强度概念的理解，

2、学会简支梁冲击实验机的使用及塑料冲击强度的测量方法。

二、实验原理

冲击试验是用来量度材料在高速冲击状态下的韧性或对断裂的抵抗能力的。对研究塑料在经受冲击载荷时的力学行为有一定的实际意义。

简支梁冲击实验工作原理示意图

实验设备为简支梁冲击实验机（如原理图），本试验机的基本构造由机身、试样支座、冲击摆、测量装置及操纵机构五部分组成。其基本原理是把摆锤抬高置挂于机架的扬臂上以后，此时扬角为α，如图所示，它便获得了一定的位能。当摆锤自由落下，则位能转化为动能将试样冲断。冲断试样后，摆锤仍以剩余能量升到其一高度，升角为β，在整个冲击试验过程中，按照能量守恒定律，试样所消耗冲击能量按下式计算：

E = Pd(cosβ-cosα)

式中：Pd —冲击摆摆力矩（常数）

α—冲击摆摆锤扬角

β—冲击实验后摆锤升起的角度

本实验机中由于摆的冲击常数Pd、冲击前摆锤扬角均为常数，因此只要测出冲断试样后的摆锤升角，即可根据上述公式计算出试样冲断时所消耗的能量来，本实验机刻度盘的刻度就是根据上述原理进行计算的，因此我们实验时就可以直接从刻度盘中读出冲击能量。注意，本公式只适用于最大冲击能量大于5焦耳。

这种冲击试验方法仪器简单，操作方便，在生产和科研部门广泛采用。

三、实验设备、用具及试样

1、 简支梁冲击实验机

2、 聚丙烯标准试样5条，规格：120×15×10mm

四、实验步骤

（一）、试样设备及处理

1、按标准要求制备冲击试样。缺口试样加工时要特别小心，缺口尺寸及角要严格控制

o

2、按力学测试总要求对试样进行预处理。

3、测量试样中间部位的宽和厚，准确至0.05毫米，缺口试样测量缺口的剩余厚度。

4、每组试样不少于五个。

（二）、测试

1、校验冲击试验机的零点，且每做一组试样校准一次。

2、按标堆方法规定调节好跨度，放好试样，试样宽面紧贴在支座上。

3、一切准备好之后，进行冲击。由刻度盘读取冲断试样所消耗的功。凡试样未被冲断

或未断在三等分中间部分或缺口处，该试样作废，另补试样试验。

（三）、 数据处理

1、无缺口实验冲击强度 A = 1000

)(∙⨯d b E （千焦/平方米） 式中：

E ：试样吸收的冲击能量

b ：试样宽度mm

d ：试样厚度mm

2、有缺口实验冲击强度 Ak = 1000

)(∙⨯dk b Ek （千焦/平方米） 式中：

Ek ：试样吸收的冲击能量

b ： 试样宽度mm

dk ：缺口试样缺口处剩余厚度mm

3、侧向缺口实验冲击强度 Ak = 1000

)(∙⨯d bk Ek （千焦/平方米） 式中：

Ek ：试样吸收的冲击能量

bk ：侧向缺口试样缺口处剩余宽度mm

d：试样厚度mm

五、实验注意事项

1、当摆动轴承定期未清洗摆动不灵活时，造成能量损失超差，是用前应清洗并加油。

2、当冲击试样定期磨损引起刀刃钳口变形时，应更换其磨损件。

3、在实验中经常出现打死现象，摆杆容易出现弯曲变形，影响测试精度，故对测定材

料能量的大小选用相应能量等级的冲击摆尽量避免打死现象。

六、实验报告要求

1、简述实验原理。

2、明确操作步骤和注意事项。

3、观察实验现象，做好原始记录，计算实验结果。

4、思考题：当实验中最大冲击能量小于或等于5焦耳时，计算试样消耗的冲击能量时

还应考虑哪几个方面的影响？

七、预习要求

1、搞清实验原理；

2、了解设备结构，操作规程及注意事项（来实验室进行）。

3、写好预习报告，准备记录表格。