錘擊韌性試驗

沖擊試驗分成三種：1、規(guī)定脈沖試驗方法，采用正弦波進行試驗；2、沖擊譜試驗方法；3、規(guī)定試驗機試驗方法。

因試驗溫度不同而分為常溫、低溫和高溫沖擊試驗三種；若按試樣缺口形狀又可分為"V"形缺口和"U"形缺口沖擊試驗兩種。

常溫沖擊試驗，在常溫下進行試驗，一般在23±5℃的范圍內(nèi)。

低溫沖擊試驗；在低溫介質(zhì)下保存一定時間，使溫度達到要求后快速取出完成沖擊試驗。

1. 使用介質(zhì)可為冰水混合物（0攝氏度）

2. 其他溫度可用低溫槽，根據(jù)不同的溫度，可選用酒精或液氮進行試樣的保溫。

Charpy impact test 是用以測定金屬材料抗缺口敏感性(韌性)的試驗。制備有一定形狀和尺寸的金屬試樣，使其具有U形缺口或V形缺口，在夏比沖擊試驗機上處于簡支梁狀態(tài)，以試驗機舉起的擺錘作一次沖擊，使試樣沿缺口沖斷，用折斷時擺錘重新升起高度差計算試樣的吸收功，即為Aku和Akv?？稍诓煌瑴囟认伦鳑_擊試驗。吸收功值(焦耳)大，表示材料韌性好，對結構中的缺口或其他的應力集中情況不敏感。對重要結構的材料近年來趨向于采用更能反映缺口效應的V形缺口試樣做沖擊試驗。 2100433B

錘擊韌性試驗是一種動態(tài)力學性能試驗，主要用來測定沖斷一定形狀的試樣所消耗的功，又叫沖擊韌性試驗。

根據(jù)試樣形狀和破斷方式，沖擊試驗分為彎曲沖擊試驗、扭轉沖擊試驗和拉伸沖擊試驗三種。橫梁式彎曲沖擊試驗法操作簡單，應用最廣。中國有關標準規(guī)定采用橫梁式試驗法，所用標準試樣以U形缺口試樣和V形缺口試樣為主。

沖擊試樣所消耗的功稱為沖擊功Ak。將Ak除以缺口處橫截面積F，則得沖擊韌度ak，單位為J/cm2。ak值沒有明確物理意義，因為沖擊功并非沿著缺口處截面積均勻消耗。因此，ak值不能直接用于設計計算。同一種金屬材料，缺口越尖越深，則塑性變形體積愈小，吸收功也愈小，材料的韌性也就愈低。因此，對于不同尺寸和缺口的試樣，所得結果不能互相換算和比較。

彎曲沖擊試驗是20世紀初夏比(G.Charpy)提出的，以后獲得廣泛使用。在工程上主要是用它評定冶金質(zhì)量和加工工藝質(zhì)量，以及測定韌性－脆性轉變溫度。如試樣上預制疲勞裂紋，用示波圖或其他方法求出載荷-時間曲線和載荷-位移曲線，還可測得動態(tài)開裂發(fā)生的斷裂韌度KId和已擴展裂紋停止擴展的斷裂韌度KIA等(見金屬的強化)。

韌性－脆性轉變是金屬材料隨溫度降低由韌性狀態(tài)過渡到脆性狀態(tài)致使沖擊韌度急劇降低的現(xiàn)象。從韌性角度選材，最重要的是要知道韌性-脆性轉變溫度Tk(℃)。Tk通常是根據(jù)沖擊功(或沖擊韌度)、斷口形貌特征、變形特征與溫度的關系求得。其方法是：①選取一定沖擊功所對應的溫度為Tk；②若用夏比V形缺口試樣，則對應于沖擊功為15英尺-磅(20.34J)的Tk用V15TT表示；③或用斷口面積上出現(xiàn)50%結晶狀斷口時的溫度為Tk，以50?TT表示；④還有以沖擊功曲線開始上升的溫度來定義Tk，為零塑性轉變溫度，用NDT表示。顯然，Tk因選用標準不同而異，使用Tk時，一定要注意定義Tk的標準。

其他試驗：傳統(tǒng)的彎曲沖擊試樣過小，不能反映實際構件中的應力狀態(tài)，所以不能滿足特殊要求。50年代起，先后提出了落錘試驗和動態(tài)撕裂試驗等方法，實際上都是使用大型夏比試樣的彎曲沖擊試驗。落錘試驗(DWT)主要用于測定金屬鋼板的NDT，試樣的厚度與實際使用的板厚相同，并且寬度加大。動態(tài)撕裂試驗(DT)用來測定動態(tài)撕裂功和NDT。

根據(jù)落錘試驗和動態(tài)撕裂試驗求得的NDT，可以建立表征應力、缺陷和工作溫度關系的斷裂分析圖(FAD)。

錘擊試驗 chuíjī shìyàn

[hammer test] 從逐漸增加的高度落下重錘,一直到重錘產(chǎn)生一種特定的撓度為止的沖擊試驗

已有許多研究人員用各種不同的方法試驗了鋼材的缺口韌性。下表列出了用于評定缺口韌性的典型方法，大體可分成四類：

1．小試件的沖擊試驗；

2．小試件的靜載試驗，

3．焊件動載斷裂試驗；

4．寬板拉伸試驗。

有些研究所的試驗重點在研究解理裂紋的起裂，而另外一些則放在阻止解理裂紋的擴展。但幾乎所有的試驗都包含這樣的內(nèi)容，即試樣開有缺口并在試驗溫度降低時觀察其脆性行為。既然每一種試驗側重于脆性斷裂過程的不同特征，則用不同的方法去評定材料阻止解理斷裂的能力就不足為奇了。這些試驗幾乎總能確定一個轉變溫度，低于這個轉變溫度在試驗條件下就會發(fā)生解理斷裂。

下面僅介紹一種試驗原理——小試樣的擺錘沖擊試驗

試驗的原理是將試樣置于擺錘沖擊刃所經(jīng)路徑的最低點處。開始時將擺錘提到某一高度然后釋放，擺錘就橫擊試樣并使之斷裂。此時擺錘繼續(xù)前進，并升至試樣另一邊的某一高度（小于初始的高度），兩個高度之差乘以擺錘的質(zhì)量就相當于試樣斷裂時所吸收的能量。斷口表面的現(xiàn)象（晶狀斷面百分率）和試樣的變形情況對評價斷口的脆性提供了補充線索。

一般是在不同溫度下對一系列試樣進行這類試驗，以考察溫度對其它變數(shù)的影響。

通常采用兩種試驗機進行試驗。在艾索德（Izod）試驗機中，試樣夾在虎鉗內(nèi)，成為懸臂粱伸入擺錘所經(jīng)路徑中。因試樣及虎鉗須同時保持所要求的試驗溫度，故控制溫度比較困難。這種裝置不如卻貝（Charpy）試驗機好，目前很少使用。

研究了鋼筋混凝土梁在各級損傷狀態(tài)下的錘擊試驗結果，提取了跨中位移、跨中加速度和跨中附近加加速度響應向上和向下的最大值，分析了三種信號最大值與加載等級之間的關系，通過比較發(fā)現(xiàn)，錘擊試驗梁向下位移最大值、向上加速度最大值、加加速度向上和向下最大值隨加載等級增加，整體上表現(xiàn)出單調(diào)地上升或下降趨勢，因此可以用這三種信號的最大值來判斷結構的損傷程度。向下位移最大值與加載等級之間的關系曲線接近直線，因而，在這幾種最大值中用向下位移最大值來判斷結構的損傷程度效果最好。錘擊試驗數(shù)據(jù)的傅立葉變換和時頻分析表明，頻率與加載等級之問是曲線關系，而向下位移最大值與加載等級之間接近直線關系，因此用梁向下位移最大值判斷結構的損傷程度與用頻率變化判斷結構損傷程度的方法相比較更加方便。2100433B