摆锤冲击测试仪

一、引言在材料科学领域，特别是在复合膜材料的性能测试中，冲击试验是评估材料抗冲击性能的重要手段。然而，对于复合膜这类特殊的材料，为何选择摆锤冲击试验机而非落镖冲击试验机，这背后有着一系列的科学依据和实际应用考量。二、摆锤冲击试验机与落镖冲击试验机的区别首先，我们需要了解摆锤冲击试验机和落镖冲击试验机的基本工作原理和区别。摆锤冲击试验机是通过释放预先设定高度的摆锤，使其自由下落并撞击试样，通过测量摆锤回弹的高度或试样破坏程度来评估材料的抗冲击性能。而落镖冲击试验机则是利用重力使落镖自由下落，通过调整落镖的质量和下落高度来模拟不同冲击能量，从而测试材料的抗冲击性能。三、复合膜的特性及其对冲击试验的需求复合膜是由两种或两种以上不同材料通过特定工艺复合而成的薄膜材料，具有优异的物理、化学和机械性能。由于其独特的结构和应用环境，复合膜对冲击试验有着特殊的需求。一方面，复合膜在实际使用中可能会遭受到来自各个方向的冲击，因此需要对其进行全方位的冲击性能测试；另一方面，复合膜的材料组成和结构特点决定了其对冲击能量的响应方式，需要采用能够准确模拟实际冲击情况的试验设备。四、摆锤冲击试验机在复合膜测试中的优势全方位冲击模拟：摆锤冲击试验机可以通过调整摆锤的释放角度和高度，实现不同方向和能量的冲击模拟，从而全面评估复合膜的抗冲击性能。高精度测量：摆锤冲击试验机采用高精度的传感器和控制系统，能够准确测量摆锤的回弹高度和试样的破坏程度，为复合膜的性能评估提供可靠的数据支持。可重复性高：摆锤冲击试验机的操作过程简单、稳定，试验结果的可重复性高，有利于对复合膜的性能进行准确、可靠的评估。五、落镖冲击试验机在复合膜测试中的局限性相比之下，落镖冲击试验机在复合膜测试中存在一定的局限性。首先，落镖冲击试验机主要模拟的是垂直向下的冲击情况，无法全面评估复合膜在多个方向上的抗冲击性能。其次，落镖冲击试验机的冲击能量调节范围有限，可能无法准确模拟复合膜在实际使用中遭受到的各种冲击情况。最后，落镖冲击试验机的操作过程相对复杂，试验结果的可重复性较低，不利于对复合膜的性能进行准确、可靠的评估。六、结论综上所述，摆锤冲击试验机在复合膜测试中具有明显的优势，能够全面、准确地评估复合膜的抗冲击性能。因此，在复合膜材料的性能测试中，摆锤冲击试验机是更为合适的选择。当然，在实际应用中，我们还需要根据具体的测试需求和环境条件来选择合适的试验设备和方法，以确保测试结果的准确性和可靠性。

塑料的冲击强度通常采用摆锤冲击的形式测试，但因多种因素影响，摆锤冲击测试往往很难获得变异系数 ＜5% 的测试结果。针对测试设备和试样材质等固有性能对冲击强度的影响，可点击链接查看详情：摆锤冲击强度的影响因素（上）。本文将对人员操作对冲击强度的影响进行分享和讨论。在确定测试设备和材料后，摆锤冲击的流程为：试样成型、缺口加工、测试。从裂纹萌生和裂纹扩展角度看，成型工艺、缺口加工、测试细节是决定试样断裂过程吸收能量的关键因素。 成型工艺的影响大部分摆锤冲击样条都是通过注塑成型，或模压成型以及挤出成型后裁切得到。成型方式的不同会导致样品在结晶、取向、内应力上产生很大的区别。模压成型的材料几乎是各向同性的，内应力较小；注塑成型一般会在流动方向上取向，也可通过控制注射速度、模温、保压压力等参数，结合模具设计，控制结晶度与内应力；挤出成型的样品在通过模具后往往会采用骤冷的方式，因此取向很明显，但结晶度较差。注塑成型模压成型挤出成型三种成型工艺中，最常用的是注塑成型，但不同的注塑工艺也会对样品微观结构造成很大影响。通常注射温度过高会导致应力松弛，解取向增加，而注射温度过低会影响流动，产生熔接痕；注射速度过低则流动取向降低，过高会导致剪切加强，引起熔体破裂甚至样品烧伤等不适的情况；保压压力过高会产生飞边，过低会导致样品无法充满；保压时间太短，样品会产生变形，保压时间过长，样品内部甚至会产生负压；模温过低，样品冷却过快，内应力过大，模温太高，解取向增大。结晶度越高、球晶尺寸越大，试样越脆，冲击强度越小；取向冻结度高，断裂需要破坏的主价键的比例提高，冲击强度越大；内应力越大，越容易产生裂纹，冲击强度往往越小。在 Instron 的测试经验中曾遇到某种 HDPE，注塑成型试样的冲击强度是模压成型试样的冲击强度相差4倍，主要原因是注塑过程能很好地在流动方向上产生冻结取向，断裂时需要破坏的主价键比例大大增加。模压成型的试样没有取向，也没有控制好冷却过程，样品结晶度更高，断裂时需要破坏的主价键比例降低。缺口制备的影响绝大部分材料都采用缺口冲击测试，高质量的缺口是确保冲击实验结果正确可靠的基础。模塑缺口试样冲击强度往往大于机械加工的缺口试样，并且模塑的缺口试样和缺口尺寸还会受到成型工艺、模具收缩率等因素的影响，因此行业内通常采用机械加工的方式制备缺口。前面提到高结晶度的材料对缺口更加敏感，因此此类材料的缺口制备过程需要更加精细的控制。 根据刀片的运动方式，目前主流的缺口加工方式为线切割和旋转切割。缺口的加工，一方面要考虑获得尺寸标准且稳定的缺口，另一方面要减少摩擦生热。稳定的缺口通常需要分多次精细切割，并且需要较低的给进速度。现代线切割方式的机器大都采用刀尖接触试样，并且一些高端机器退刀过程刀片和样品无摩擦，因此发热量大大减少。旋转切割由于较慢的给进速度，摩擦生热往往比线切割更严重，因此更需要很好的降温措施，才能获得更好的缺口。好的缺口与烧焦的缺口大部分材料都可以参考 ISO 2818 提供的参数做相应调整，以获得最佳的缺口制备效果。测试细节的影响在确保设备、样品都满足测试需求后，实际的测试过程还会受测试细节的影响。锤头的选择ISO 标准要求锤头吸收能量在 10%~80% 之间，并且几个锤头都满足需求的情况下，尽量用能量较高锤头。ASTM 标准则要求尽量用能量较小的锤头，并且吸收能量 85%。能量较高的锤头冲击过程中速度降低较少，试样断裂过程应变速率变化较小，更容易脆性断裂。小能量锤头测试过程速度降低较多，容易引起韧性断裂。在极端情况下，锤头的选择会引起测试结果巨大的变化。*同时满足的情况下，按标准要求应选择能量更大的摆锤。例如有缺口冲击能量 30kJ/㎡，应选择 7.5J 摆锤。*同时满足的情况下，按标准要求应选择能量更大的摆锤。例如有缺口冲击能量 30kJ/㎡，应选择 5.5J 摆锤。试样摆放的影响注塑试样因为存在脱模角，侧面实际上是梯形。简支梁冲击时，试样朝上和朝下摆放，会造成测试结果一定的偏差，在冲击强度较小的样条上尤其明显。Instron 团队曾做过一种样条，两种摆放方式测冲击强度分别为1.3kJ/㎡ 和 1.2kJ/㎡。试样的对中也会明显影响测试结果，摆放试样时更应注意。温度影响温度升高，冲击强度提高，温度降低，冲击强度则降低。在常温测试中，抓取样条的时候要避免手接触试样缺口附近的位置，以免热传导引起升温。Instron 团队曾做过一项测试，将样条放手里握 10s 后测试，发现冲击强度提高了 20%。此外，在低温冲击中，尤其是悬臂梁冲击，样条有一半夹在夹具内，夹具对试样的热传导不可忽视，需要将夹具也降低到测试温度，才能保证数据的准确性。 断裂样条动能的影响在冲击强度较小的测试中，就不能忽略试样飞出去的动能，因此 ASTM D256 的方法 C 要求将断裂的试样捡回来再冲击一次，扣除试样动能。而在平时的测试中，也应注意试样的摆放，让飞出去的试样尺寸一致，以确保动能一致。 Instron 测试解决方案Instron 的摆锤试验系统拥有如下优势： 如下一体化铸造成型的机架、底座，最大限度减少结构性震荡导致的能量损失；经专利设计的一体化成型摆锤，减少能量损失的同时，扁平化设计还能减少风阻造成的能量损失；在线式低温冷却系统，让低温测试数据更加精准；采用无线传输技术的仪器化摆锤，让仪器化冲击远离线缆连接的影响，测试结果更准确；稳定的机架，让设备能满足高达 50J 的摆锤冲击的同时，也让小能量冲击结果更准确。 全自动缺口制样机采用线性切割，最大限度减少切割发热量。通过精确的单次切割量控制、准确的切割速度控制、定制刀片冷却系统以及独特的退刀方式，配合双缺口加载器和哑铃形试样的切边等装置，在保证缺口的高度准确情况下让样品制备既节省时间又节省人力，为您的冲击试验保驾护航。*主要参考文献 [1]于杰,金志浩,周惠久.聚合物材料冲击缺口敏感性的研究[J].塑料工业,1994(4):4[2]邵景昌,吴云,付俊祺,等. 不同条件对聚碳酸酯缺口冲击强度测试结果的影响[J].工程塑料应用，2019,47(2):105–109.[3]刁鹏杰,金玉顺,李响,等. POM结晶改性技术研究进展[J]. 工程塑料应用,2023,51(3)：146&minus 151[4]肖亮,戚天银,柏莲桂,等. 注塑工艺对哑光PC／ABS 冲击性能的影响[J].工程塑料应用,2018，46(5):68–71.[5]尚盈辉.注射成型光学级PC制品的力学行为研究[D].郑州大学,2012.DOI:10.766[6]董跃,胡益林,刘俊龙.浅析简支梁冲击强度的影响因素[J].聚氯乙烯, 2007(6):22-24

材料和构件物性测试试验机制造商英斯特朗，于近日推出了全新版本的MPX系列摆锤冲击试验机，此款机器的推出将更好地满足用于进行金属夏比和伊佐德冲击试验（简支梁和悬臂梁冲击试验）的相关标准。 MPX系列具有安全、快捷、易于操作的产品特点，其能量范围可从300J至900J，标配有Fracta?软件，它可以进行精确可靠的数据采集和能量计算。如需要更高级的冲击数据采集和报告，该系统可以升级到Impulse?数据采集软件，以使其直接测量冲击力和锤头速率。 MPX的主要优势包括： 自动测试启动 当送样完毕，关闭舱门之后，MPX特别设计的自动测试启动功能将立即开启，此功能有助于快速检测和提高试验效率,同时符合非环境化测试的国际标准。该功能完全符合NIST（美国国家标准及技术研究所）第五版的二级标准，使其能在特定的时间内，在没有温度调节器的情况下，采集式样并完成测试。 可互换的摆锤重量 市场上大多数的摆锤冲击试验机仍然需要通过完全移除装配的摆锤才能更换其重量。而对于MPX，可互换的摆锤重量可以快速而便捷地随时调整冲击力量，除去了需要更换摆锤所产生的时间。 安全 MPX的特点包括整合了监控和安全控制系统以符合欧洲CE认证和ISO13849的严格要求，保证了操作人员在整个机器运行过程中的安全。英斯特朗新型MPX系列摆锤冲击试验机 关于英斯特朗： 英斯特朗 (INSTRON )是全球领先的材料和构件物性测试试验机制造商，美国五百强公司ITW集团旗下品牌，其产品被广泛运用于测试各种材料,组件和结构在不同环境下的力学性能和特性。