Испытание образцов с надрезом на ударный изгиб по Шарпи
При испытании образца с надрезом на ударный изгиб по Шарпи его разбивают на маятниковом копре по Шарпи. Для проведения испытания образец располагают горизонтально в маятниковом копре, затем молот маятника разбивает его.
Испытание образцов с надрезом на ударный изгиб по Шарпи относится к разрушающим методам испытания, оно предназначено для определения характеристик материала при высокой скорости деформации. Это испытание подходит как для металлов, так и для пластмасс.
Испытания образцов с надрезом на ударный изгиб по Шарпи позволяют получать характеристики ударной вязкости при высокой скорости деформации в форме зависимого от площади значения энергии. Обычно испытания проводят при комнатной температуре или при низких температурах.
Образцы Стандарты Процесс испытания Характеристики Влияние температуры Оборудование Автоматизация Разница с Изод FAQ
Образцы для испытаний по Шарпи
Для испытания по Шарпи из испытываемого материала извлекают образец. Размеры образцов регламентированы в соответствующих стандартах. Образцы могут быть без надреза, также на них можно наносить надрезы V-образной или U-образной формы
Процесс испытания образца с надрезом на ударный изгиб
Испытание образца с надрезом на ударный изгиб по Шарпи проводится в конструкции для 3-точечного изгиба. В маятниковом копре образец по Шарпи укладывается по центру на опоры напротив двух упоров. Если образец обладает надрезом, то этот надрез располагается точно напротив той точки, в которой боек молота бьет по образцу.
Молот маятника с определенной энергией бьет по образцу и пробивает/разрушает его с одного удара. При разрушении образца молот отдает часть своей кинетической энергии и поэтому больше не поднимается на исходную высоту сброса. Измеренная разница высоты представляет собой размер поглощенной энергии, т.е. работу удара W в Джоулях. При инструментированных испытаниях по Шарпи используемую энергию удара определяют путем построения кривой усилия/времени или кривой усилия/перемещения.
Опоры
Опоры представляют собой горизонтальную плоскость в маятниковом копре, на которую укладывают образец по Шарпи, не закрепляя его.
Упоры
Упоры представляют собой вертикальную плоскость в маятниковом копре, к которой прилегает образец по Шарпи во время испытания.
Боек маятника
Боек молота - это элемент молота маятника, который бьет по образцу.
Точка удара
Точка удара расположена на конце бойка маятника, удар происходит точно по надрезу образца Шарпи или по центру образца (если он без надреза).
Характеристики испытания по Шарпи
Работа удара / энергия удара
Работой удара обозначают необходимую для разрушения образца Шарпи энергию. Работу удара определяют из разницы потенциальной энергии молота маятника и высоты подъема молота маятника после разрушения образца.
Ударная вязкость
Ударная вязкость (также у образцов с надрезом) предоставляет информацию о том, насколько материал способен сопротивляться ударному нагружению. Она свидетельствует о том, насколько хорошо материал может выдержать удар или толчок, не разрушаясь. Ударная вязкость образца с надрезом указывается в Дж/см².
Кривая усилия/перемещения / кривая усилия/времени
Определение кривой усилия/времени возможно только в процессе инструментированного испытания образца с надрезом на ударный изгиб. При инструментированном испытании во время удара измеряется усилие. Для этого, в зависимости от случая применения, используется пьезодатчик силы или тензометрические датчики.
При инструментированном испытании по Шарпи можно (дополнительно к неинструментированному испытанию) определять другие характеристики:
- Максимальное усилие
- Прогиб при максимальном усилии
- Энергия до максимального усилия
- Прогиб при разрушении
- Энергия при разрушении
Испытание образца с надрезом на ударный изгиб по Шарпи под воздействием температуры
Т.к. свойства разрушения зависят от температуры, то испытания образцов с надрезом на ударный изгиб по Шарпи часто проводятся во всем диапазоне температур использования. При этом выясняется, при какой температуре и до какой степени материал, подверженный температурному воздействию, становится хрупким (переход от хрупкого состояния к вязкому).
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.
Для точного получения кривой вязкости, зависимой от температуры, прошедшие термообработку образцы должны быть испытаны в пределах 5 секунд после извлечения из зоны термообработки.
Автоматизированные испытания образцов с надрезом на ударный изгиб по Шарпи
Испытания образцов с надрезом на ударный изгиб по Шарпи можно также проводить в автоматизированном режиме. Преимуществом автоматизированных испытаний является исключение таких явлений, как влияние температуры или влажности рук оператора, некорректная загрузка образца, что обеспечивает высокую степень воспроизводимости результатов испытаний. Автоматическое выравнивание образцов на опорах и запуск испытания системой также гарантируют надежность и сходимость результатов.
Роботизированная испытательная система roboTest I оказывает пользователю поддержку при проведении испытаний металлических образцов с надрезом на ударный изгиб по Шарпи. С помощью этой системы можно автоматически испытывать до 450 металлических образцов с надрезом в температурном диапазоне от -180 °C до +300 °C. Массивная изолированная термокамера обеспечивает однородную и точную температуру образцов.
На роботизированной системе roboTest H проводят автоматизированные испытания пластмассовых образцов с надрезом на ударный изгиб по Шарпи. Испытания на удар проводятся при комнатной температуре или с охлажденными образцами.
Разница между испытаниями образцов с надрезом на ударный изгиб по Шарпи и Изод
При испытании по Шарпи образец располагается в маятниковом копре горизонтально, удар осуществляется по центру. При испытании по Изод образец фиксируется в маятниковом копре вертикально, молот маятника бьет по верхней части образца.
В отличие от Изод, ударное испытание образца с надрезом по Шарпи обладает широким диапазоном применения и лучше всего подходит для испытаний материалов, проявляющих междуслойное разрушение среза или поверхностные эффекты. Кроме того, методика Шарпи предлагает преимущества при проведении низкотемпературных испытаний. Т.к. опоры образца расположены дальше от надреза, предотвращается быстрая передача тепла на критические зоны образца, что упрощает охлаждение во внешнем охладителе и последующую подачу образца в испытательный прибор.
FAQ
При испытании образцов с надрезом на ударный изгиб по Шарпи измеряют работу (энергию) удара материалов, используемую для определения ударной вязкости.
Испытание образцов с надрезом на ударный изгиб по Шарпи применяется для определения ударной вязкости образца с надрезом. Этот результат свидетельствует о способности материала сопротивляться ударным динамическим нагружениям.
Испытание образца с надрезом на ударный изгиб по Шарпи - это метод испытания материалов, при котором с помощью маятникового копра определяют ударную вязкость материалов.
Испытание образца с надрезом на ударный изгиб выдает характеристики ударной вязкости при высоких скоростях деформации в форме зависимого от поперечного сечения значения энергии. В процессе испытания измеряют работу удара по образцу с надрезом, деленную на площадь разрушения, в джоулях.
Ударная вязкость рассчитывается по следующей формуле: Ударная вязкость образца с надрезом = работа удара / (толщина образца * ширина образца)
В процессе испытания по Шарпи молот маятника бьет по образцу и разрушает его. При этом образец поглощает часть энергии удара. Эта полученная в процессе испытания по Шарпи энергия удара W измеряется в Джоулях. На энергию удара влияет ударная вязкость материала.