摆锤式冲击试验机的原理是利用能量守恒定律,通过摆锤势能与动能的转化来测定材料的冲击吸收功,进而评估材料的抗冲击性能,具体如下: - 能量转化过程:将具有一定质量的摆锤提升至预定高度,此时摆锤具有势能。释放摆锤后,使其自由落下冲击试样,摆锤的势能转化为动能。撞击试样后,摆锤剩余的动能又转化为势能。
- 冲击吸收功计算:通过测量摆锤冲击试样前后的能量变化(如摆锤摆动角度变化),计算摆锤前后的势能差,从而得到试样在断裂时吸收的总能量,即冲击吸收功。若忽略空气阻力等能量损失,摆锤的位能损失mgH1−mgH2=mg(H1−H2)就是冲断试样所需要的能量,也就是试样变形和断裂所消耗的功,即冲击吸收功Ak(公式为Ak=mg(H1−H2),其中m为摆锤质量,g为重力加速度,H1为摆锤初始高度,H2为摆锤冲击试样后上升的高度)。
- 评估材料性能:冲击吸收功越大,反映出材料的韧性越高;反之则越低。材料的韧性强弱利用其能接受这种能量的高低来衡量,材料的韧性可以用材料在冲击力的作用下,试件一次冲断时单位面积上所损耗的冲击功来表示,即冲击韧性ak=Ak/J(J为试样缺口截面的面积)。
|