相對沖擊強度簡介

relative impact strength

同一材料的缺口試樣與無缺口試樣，或兩種不同缺口形狀的試樣所得沖擊強度值之比。

這是材料作簡支梁[font color=#0000cc]沖擊試驗[/font]或懸臂梁沖擊試驗時研究缺口敏感程度的一種度量方法。2100433B

抗沖擊強度簡支梁抗沖擊強度與懸臂梁抗沖擊強度

簡支梁沖擊強度與懸臂梁沖擊強度表示的是材料單位面積內(nèi)吸收的能量，吸收的越多，就表示材料抗沖能力越好。如右圖1所示，是兩種沖擊的示意圖。

在這兩種實驗中，抗沖擊強度可用以下式子表示：

從計算公式可以知道，試驗時所選擇試樣的規(guī)格（厚度、寬度、有無缺口等）對試驗結(jié)果會有影響；更進一步探討的話，試驗時的溫度、選擇的沖擊能量、沖擊速度、跨距等等都會影響試驗結(jié)果；理論上來說，所用試樣的寬度、厚度越大，所吸收的沖擊能量A（單位：J）越大，但是相應(yīng)的b×d（沖擊面積）也大（沖擊面積與沖擊能量的關(guān)系比較復(fù)雜，影響因素較多，不是成線性正比的關(guān)系），這樣得出的沖擊強度在不同厚度之間雖然有偏差，但不會很大，而且不一定是厚度厚的試樣沖擊強度就高（沖擊強度只是反映材質(zhì)本身，判斷材料某一個厚度的抗沖能力，可以比較其所吸收的沖擊能量A的大小）。

同時，對于剛性材料來說，在某一程度的厚度及支撐跨距下，存在結(jié)構(gòu)彈性，對沖擊試驗結(jié)果影響比較大，因此國標也作出規(guī)定：厚度小于3mm的試樣一般不做簡支梁或懸臂梁沖擊試驗，厚度上限一般不超過10mm；試驗推薦采用4mm的厚度。對試驗的沖擊速度、跨距、厚度等也沒有很明確的規(guī)定，只是提供方案推薦。

綜上，比較材料（簡支梁和懸臂梁）的抗沖性能，只有在相同時間段、相同試樣厚度，選擇相同的試驗條件（跨距、沖擊速度、同樣的缺口類型等）下，才能進行。而且由于材料抵抗沖擊能量的影響因素很復(fù)雜，簡支梁或懸臂梁反映的抗沖能力只是一個片面，所以簡支梁或懸臂梁多作為輔助參考，判斷材料抗沖性能一般需要結(jié)合多種檢測項目（斷裂伸長率、彈性模量、沖擊強度等等）綜合判定。如：某些芯層發(fā)泡的材料，做簡支梁或懸臂梁沖擊，數(shù)據(jù)極低，但做落球沖擊時數(shù)據(jù)并不比相類的材料的差。

抗沖擊強度落球或落錘式抗沖擊試驗

落球沖擊和落錘沖擊反映的是產(chǎn)品本身的抗沖性能（一個產(chǎn)品的抗沖能力由材質(zhì)、厚度、形狀結(jié)構(gòu)等多種因素決定）。將樣品放在一定形狀的一定尺寸的支撐跨距上，用一特定形狀和重量的球（或錘），從一定的高度自由落下對樣品進行沖擊，通過改變球（或錘）的重量或落下高度，和一定數(shù)量的樣品，多次試驗，從而定性判斷或定量得出樣品被破壞所需的能量。

國標規(guī)定一般推薦樣品支撐跨度選擇直徑75mm的圓形跨距；一些行標、地標等也有根據(jù)產(chǎn)品的實際使用情況選擇一些其他要求的跨距，如50×500mm的方形支撐跨距等。一般來說跨距也小，相同球重和高度下受到的沖擊力越大，樣品也越容易被破壞。落球（錘）沖擊強度一般采用在某一試驗條件下，材料是否被破壞，或破壞的數(shù)量來定性判斷；也可以采用樣品被破壞時的落球（錘）的重力勢能來定量判斷。試驗及計算方法可參照標準進行。

落球和落錘的區(qū)別在于球和錘的形狀，球截面是圓形的，錘截面是圓頭方形的。落球（錘）沖擊強度同樣受到所選擇的支撐跨距、樣品厚度、樣品形狀的影響。在相同的跨距、相同的材質(zhì)下，通常厚度厚的樣品落球（錘）沖擊強度高；相同的跨距、相同的材質(zhì)、相同厚度下，通常落球（錘）沖擊點是平面結(jié)構(gòu)的樣品比異型結(jié)構(gòu)的樣品較易被破壞（與受力時力的分解有關(guān)，由于力的分解，異形樣品受力截面上所受的力小了）。

計算方法

讀取沖擊能量值A(chǔ)

1）無缺口試樣（簡支梁）沖擊強度a（kJ/m2）,由下式計算：

a=（A/b*d）*10^3

A:試樣吸收的沖擊能J；

b：試樣的b尺寸（厚度）mm；

d：試樣的d尺寸（寬度或高度）mm；

2）有缺口試樣（簡支梁）沖擊強度ak（kJ/m2）由下式計算：

ak=（Ak/dk*b）*10^3

Ak：試樣吸收的沖擊能J；

dk：試樣的dk尺寸（剩余厚度）mm；

b：試樣的b尺寸（寬度）mm；2100433B

抗沖擊強度是直接反映、評價或判斷一種材料（或者產(chǎn)品）的抵抗沖擊能力（脆性、韌性程度）的指標，常用三種方法進行測量：簡支梁沖擊（也稱Charpy沖擊）、懸臂梁沖擊（也稱Izod沖擊）和落球（或者落錘）沖擊。簡支梁和懸臂梁方法可用來判斷材質(zhì)本身在沖擊性能方面的好壞，這兩者的區(qū)別在于懸臂梁的沖擊程度厲害一點，用簡支梁沖不斷的材料一般會選用懸臂梁沖擊；而落球或落錘沖擊反映的是產(chǎn)品本身的抗沖性能（一個產(chǎn)品的抗沖能力由材質(zhì)、厚度、結(jié)構(gòu)等多種因素決定）。

這三種沖擊由于所選用的試驗條件的不同（如試樣規(guī)格、跨距形式、沖擊方式、沖擊速度、缺口類型等），又引發(fā)出多種試驗項目，如：低溫沖擊、高溫沖擊、無缺口沖擊、缺口沖擊、貫層沖擊等等。