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). При этом сравнимость результатов испытаний не возможна.
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.
