Ударное испытание
Ударные испытания представляют собой кратковременные испытания, предоставляющие информацию о свойствах разрушения материалов и готовых изделий при быстром нагружении и переменной температуре. Системы для этих испытаний - маятниковые копры или копры с падающим грузом.
Все материалы в повседневности используются при переменных температурах. Т.к. свойства разрушения зависят также от температуры, то испытания материалов часто проводятся во всем диапазоне температур использования. При этом выясняется, при какой температуре и до какой степени материал, подверженный температурному воздействию, становится хрупким.
На примерной диаграмме показано, что падение прочности конструкционной стали при -40 °C составляет 25 % по сравнению с прочностью при 0 °C. Подобные свойства (как правило, значительно сильнее выраженные) проявляют также пластмассы. Их также часто испытывают на удар при различных температурах.
Ударные испытания на маятниковых копрах Ударные испытания на копрах с падающим грузом Ударные испытания на высокоскоростных испытательных машинах
Какая разница между ударными испытаниями по Шарпи и Изод?
Чаще всего проводятся ударные испытания по Charpy или Изод. Испытания по Шарпи регламентированы в стандартах ISO 179-1 и ASTM D6110. Инструментированные испытания по Шарпи согласно ISO 179-2. Испытания по Изод проводятся согласно стандартам ISO 180, ASTM D256, ASTM D4508, а также „Unnotched cantilever beam impact“ по ASTM D4812.
Испытание на ударный изгиб по Шарпи
Шарпи по ISO 179-1 представляет собой предпочтительный метод испытания пластмасс в рамках стандарта для одноточечных характеристик ISO 10350-1. При этом предпочтительно проводятся испытания образцов без надреза, удар проводится по узкой стороне (1eU). Если образец в процессе испытания не разрушился, то следующие испытания проводятся на образцах с надрезом. При этом сопоставимость результатов испытаний не возможна. Если образец с надрезом все еще не разрушается, то применяется метод ударного растяжения.
Инструментированное испытание на ударный изгиб по Шарпи
Благодаря регистрации кривой усилия/времени, можно посредством двойной интеграции при качественно высокоценной измерительной технике получать диаграмму усилия/перемещения с превосходной точностью. Полученные данные можно использовать по-разному:
- Дополнительные характеристики, позволяющие лучше понять свойства материала
- Характеристики механики разрушения
- Автоматическое, не зависимое от оператора определение типа разрушения на основе прохождения кривой на диаграмме усилия/перемещения
С одной стороны, кривые измеренных значений всегда показывают характерные колебания. Эти колебания исходят от образца, их частота находится в определенной функциональной связи с геометрией и размерами образца, а также значением модуля полимера. Большой диапазон измерения - еще одно важное преимущество инструментирования. При этом измеряются усилия, а не энергия, как на традиционных маятниковых копрах. Т.к. электроника обеспечивает точные измерения уже при 1/100 номинального усилия, то нижний конец измеряемой энергии удара определяется, как правило, по длительности испытания и по собственной частоте измерительных элементов. Благодаря этому, двух инструментированных молотов маятника хватает на весь диапазон измерения, указанный в стандарте ISO 179-2.
Испытание на ударный изгиб по Изод
В американском стандарте ASTM преимущественно используется метод испытания по Изод, регламентированный в ASTM D256. В пределах этого стандарта реализованы все ударные испытания образцов с надрезом. Если возможно изготовление только маленьких образцов, то можно использовать метод "Chip-impact" по ASTM D4508, являющийся копией испытания на ударный изгиб Dynstat.
Испытания на удар с помощью высокоскоростных испытательных машин
Высокоскоростные испытательные машины HTM находят универсальное применение при испытаниях пластмасс, т.к. обладают как очень большим диапазоном скорости испытания и усилия, так и высокой чувствительностью в области растяжения и сжатия. Установка термокамер позволяет проводить испытания в широком температурном диапазоне.
