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擺錘VS落錘,到底哪個才是合適的選擇?

更新時間:2023-05-20瀏覽:338次

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材料在實際使用過程中,既會受到拉伸、彎曲、壓縮等靜態力,也會經歷跌落、撞擊等情況產生的沖擊力。沖擊測試是評估材料/部件的耐沖擊性能的重要方法之一。在實驗室級別的測試中,擺錘沖擊和落錘沖擊測試是兩種較為普遍的試驗方法。

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擺錘沖擊

擺錘沖擊測試是指錘頭以一定高度釋放,通過擺臂擺動后水平撞擊到樣品上,撞擊之后擺錘繼續升高,通過擺錘釋放與最終位置的角度差,依據能量轉換以及能量守恒定律即可得到樣品受沖擊的吸收能量,用于評估樣品的耐沖擊性能。


此外,如果在錘頭安裝力值傳感器,還可以記錄樣品受沖擊過程中的力,通過力和位移曲線積分的方式計算樣品沖擊強度,同時曲線形狀能用來評估樣品的韌性。


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落錘沖擊

落錘沖擊試驗則是錘頭以一定高度自由或加速落下,以自由狀態垂直沖擊樣品;通過力值、試樣變形、破壞情況以及沖擊曲線量化來評估材料的抗沖擊性能或結構穩定性。


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落錘沖擊與擺錘沖擊有何不同?

由于結構及原理的區別,擺錘沖擊測試沖擊速度以及沖擊能量范圍往往較小,更偏向于原材料級別的性能研究


落錘沖擊試驗機可通過添加高能系統,以高達 1800J 的沖擊強度、24m/s 的沖擊速度對零部件級別的樣品進行沖擊測試,并實現測試區域的環境控制。因此,落錘沖擊系統除了原材料級別的測試外,也可兼顧材料、產品的整體抗沖擊能力的研究。


在沖擊能量滿足測試需求的情況下,使用擺錘沖擊和落錘沖擊試驗機進行的測試推薦指數如下:


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如何選擇擺錘或落錘試驗系統?

01
看實驗目的

擺錘沖擊測試效率高于落錘沖擊測試,但落錘沖擊測試能獲得更多精細信息。


如果測試結果用于類似石化行業產線質量控制擺錘則是很好的選擇。如果用于科研或項目研發落錘往往更合適。


02
看執行標準

比如 ISO 179/180 等標準對擺錘角度、速度以及能量有明確要求,則建議首先選擇擺錘沖擊試驗,以便更符合標準;如果已有落錘, 為了拓展實驗能力,額外購置配件以完成相關試驗的橫向對比則是一個經濟的選擇。


但標準的起草有其歷史的局限性,比如 ISO 11343 全文示例圖一直沿用擺錘,但膠粘劑的沖擊應用下往往需要在線低溫環境,所以用戶執行這一標準時通常會選擇采購落錘。


在新的國家標準 GB/ T36877 中意識到這個問題后改為優選落錘,一方面符合實際操作,另一方面更便于理解沖擊過程。


03
看沖擊條件

沖擊測試往往有沖擊速度和沖擊能量要求


擺錘沖擊測試結構簡單且操作方便,但沖擊能量范圍較窄,并且沖擊速度往往是固定的,在極個別的設備中只能做到有限的速度調節。


落錘沖擊試驗機的速度可以做到無極設置,能量范圍比擺錘沖擊試驗機更廣,更適用于一些特殊的條件的測試。


04
看試樣幾何尺寸

實際應用中存在制樣或尺寸效益等因素,必須采用大尺寸樣品,落錘測試倉往往可以容納更大尺寸的樣品,為大尺寸樣品測試帶來更多可能性以及便捷性。


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汽車保險杠測試


05
看是否需要穩定的溫度環境

從結構設計來看,擺錘由于其扁窄型設計無法容納在測試過程中自動打開和關閉的在線測試倉。


而 Instron 落錘設計了一體式環境測試倉,可以在測試過程中自動關閉和打開,實現精確的控溫和保溫。同時可以增加半自動或全自動系統,,提升了低溫測試的效率和減少頻繁開關門導致的液氮或干冰消耗,從而節約成本。


Instron 落錘一體式環境測試倉


Instron 應用解決方案



Instron 9400 系列落錘試驗機具備高達 1800J 的能量和 24m/s 的沖擊速度,可滿足各類材料的測試能力需求。此外,多樣的夾具以及沖頭、優異的環境箱控制系統、高速攝像機、自動進樣系統和大尺寸底座,讓測試更加高效且應用廣泛。


Instron 擺錘試驗機采用一體化鑄造成型的機架、底座,最大限度減少結構性震蕩導致的能量損失;經專門設計的一體化成型擺錘可減少能量損失及風阻造成的能量損失;在線式低溫冷卻系統,讓低溫測試數據更加精準;穩定的機架讓設備在滿足高達 50J 的擺錘沖擊的同時,也讓小能量沖擊結果更準確。



 

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