关于摆锤式冲击弯曲试验冲击载荷精确测定的研究.docx

关于摆锤式冲击弯曲试验冲击载荷精确测定的研究
摆锤式冲击弯曲试验是一种常用的材料性能测试方法，主要用于测量材料在冲击载荷作用下的弯曲性能。该试验在材料及构件设计、制造、选择、使用及检验等方面具有广泛的应用。但是在实际试验中，精确测定冲击载荷是一个难点，因此本文就摆锤式冲击弯曲试验冲击载荷精确测定这一问题进行研究。
一、摆锤式冲击弯曲试验简介
摆锤式冲击弯曲试验是一种常用的材料性能测试方法，主要通过在一定的冲击能量下对材料进行弯曲试验，得到材料在冲击载荷下的弯曲性能指标，如断裂弯曲应力、断裂弯曲应变等。该试验常用于金属材料、合金材料、非晶态材料、高分子材料、陶瓷材料等的测试。
摆锤式冲击弯曲试验的基本原理是：物体受到冲击载荷后，在一定范围内发生弹性变形。当冲击力达到某一值时，物体将发生塑性变形。当冲击力达到材料的极限弯曲应力时，物体将发生断裂。在试验时，将待测材料制成标准试样，然后将其固定在试验机具有支承和夹紧作用的支承柱和夹紧板上，并从上面施加冲击力，使其受到一个垂直于试样坐标系的冲击载荷，从而进行弯曲试验。
二、冲击载荷的精确测定方法
冲击载荷是摆锤式冲击弯曲试验中最重要的参数之一，直接影响试验结果的准确性。在实际试验中，业界常用以下几种方法测定冲击载荷。
1.位移法：位移法是指利用金属规或量仪测量冲击头与试件之间位移的方法。该方法简单易行，但其准确度较低，容易受环境和试验条件的影响。
2.应变计法：应变计法是指在试样表面安装应变计，通过测量填装应变计的态势和变化来测量冲击载荷的方法。该方法准确度较高，但在实际试验中应用较为复杂，需要考虑试样的应变分布、应变计的精度以及应变计的悬挂方式等。
3.力传感器法：力传感器法是指在试验机的冲击头或支承柱位置安装力传感器，通过测量力传感器输出信号来测量冲击载荷的方法。该方法准确度较高，但其成本较高，且测试过程较为复杂。
4.数值模拟法：数值模拟法是指利用有限元或其他计算软件模拟试验过程，通过计算模拟后得出冲击载荷的方法。该方法可较好地解决试验中测量冲击载荷的问题，但其前提是必须建立合理的模型和准确的材料力学参数。
三、冲击载荷的计算与校准
除了测量冲击载荷，还需要计算出在试验中，冲击头所受的冲击能量以及材料所受的应力、应变等参数。具体计算方法可参考材料力学的基本公式和相关规范标准。
在试验过程中，需要对冲击载荷进行校准。校准的目的在于保证试验过程中所测得冲击载荷的准确性。校准时需要进行多次试验，在不同冲击载荷下，测量并记录试验数据。然后根据计算公式得出每次试验中所得的冲击能量、冲击载荷、应力、应变等参数，并求出其平均值。最终确定试验装置和测量仪器的误差范围和准备度。
四、结论
摆锤式冲击弯曲试验是一种常用的材料性能测试方法，在实际试验中，冲击载荷的精确测定是提高试验结果准确性的关键之一。目前业界常用的测量方法主要有位移法、应变计法、力传感器法和数值模拟法。无论采用何种方法进行测量，都需要对冲击载荷进行校准以保证准确性。因此，在进行摆锤式冲击弯曲试验时，应选择适当的测量方法，并进行严格的校准和准备工作，以保证试验结果的可靠性。