金属材料的力学性能(冲击韧度、疲劳强度)

山东省轻工工程学校教案

1-电机；2-皮带轮；3-摆臂；4-杆销；5-摆杆； 6-摆锤；7-试件；8-指示器；9-电源开关；10-指示灯

图1 冲击试验结构及原理图

摆锤在A 处所具有的势能为：

E=GH=GL(1-COS α) (1) 冲断试样后，摆锤在C 处所具有的势能为：

E 1=Gh=GL(1-COS β) (2) 势能之差E-E 1,即为冲断试样所消耗的冲击功A K :

A K =E-E 1=GL(cos β-cos α) (3) 式中，G 为摆锤重力（N ）；L 为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm ）；α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。

三﹑实验设备及试样

1．JB-300/150手动冲击试验机，摆锤预扬角135°，冲击速度约5m/s 。

2．游标卡尺

3．实验试样：若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结

β

α

果不能直接比较和换算。因此，实验试样应严格控制其形状、尺寸精度及表面粗糙度。试样缺口底部应光滑、无与缺口轴线平行的明显划痕。

四﹑实验步骤

1．测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。

2．根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。

3．试验前必须检查试验机是否处于正常状态，各运转部件及其紧固件必须安全可靠。

4．如下图安装试样。使试样缺口背对刀刃，平放并挨紧在两个钳口支座上，用找正板找正，使试样缺口正好位于钳口跨距中间对正冲击刀刃。

5、进行试验。将摆锤举起到高度为H处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。

值。取下试样，观察断口。试验

6、记录表盘上所示的冲击功A

KU

完毕，将试验机复原。

7、冲击试验要特别注意人身的安全。

五﹑实验结果处理

1.计算冲击韧性值α

K

.

α

K

=(J/cm2) (4)

式中，A

KU 为U型缺口试样的冲击吸收功(J)；S

为试样缺口处断

面面积(cm2)。

冲击韧性值α

K

是反映材料抵抗冲击载荷的综合性能指标，它随着试样的绝对尺寸，缺口形状，试验温度等的变化而不同。

2．比较分析两种材料的抵抗冲击时所吸收的功，以及破坏断口的形貌特征。

六、注意事项

1．安装试样前，严禁抬高摆锤。

2．摆锤抬起后，在摆锤摆动范围内，切忌站人、行走及放置任何障碍物。

3．摆锤下落尚未冲断试件前，切勿过早按制动电钮，以免提高冲击功的数值。

七﹑思考题

1．冲击韧性值α

K

为什么不能用于定量换算，只能用于相对比较？2．冲击试样为什么要开缺口？

小结

作业

课后记