《工程材料的力学性能》实验指导书.docVIP

实验四 冲击实验 一、实验目的： 观察分析低碳钢和铸铁两种材料在常温冲击下的破坏情况和断口形貌，并进行比较； 测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度(k值； 了解冲击试验方法。 二、实验设备： 液晶全自动金属摆锤冲击试验机； 游标卡尺。 三、实验材料： 本实验采用GB/T 229(1994标准规定的10mm(10mm(55mm U形缺口或V形缺口试件。 四 实验原理: 按照不同的实验温度、试样受力方式等区分，冲击实验的种类繁多。现在介绍常温、简支梁式、大能量一次性冲击实验。依据是国家标准GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》。该实验装置如图1，把金属材料制成标准试样如图2。把试样安装在冲击实验机的机座上，使其受冲击而折断。记录试样折断所消耗的能量U，将U用缺口处的横截面面积A=去除，所得的数值定义为材料的冲击韧度。 冲击韧度的数值与试样的尺寸、缺口形状和支承方式有关。为便于比较，国家标准规定两种型式的试样：（1）U型缺口试样（梅氏试样），尺寸形状如图2a；（2）V型缺口试样（夏比试样），尺寸形状如图2b。两者皆为简支梁形式。试样上开有缺口是为了使缺口区形成高度应力集中，吸收更多的能量。 （a） （b） 图6.3 试样缺口示意图 五、实验步骤及注意事项： 测量试件缺口处尺寸，测三次，取平均值，计算出横截面面积。 检查回零误差和能量损失：正式试验开始前在支座上不放试件的情况下“空打”一次： 1) 取摆：按“取摆”键，摆锤逆时针转动； 2) 退销：按“退销”键，保险销退销； 3) 冲击：按“冲击”键，挂/脱摆机构动作，摆锤靠自重绕轴开始进行冲击； 4) 放摆：按“放摆”键，保险销自动退销，当摆锤转至接近垂直位置时便自动停摆； 5) 清零：按“清零”键，使摆锤角度值复位为零。注意：必须在摆锤处于垂直静止状态时方可执行此动作。 第一次“空打”后显示屏上显示的空打冲击吸收功N1即为回零误差，此值经校正后应不大于此摆锤标称能量值的0.1%。 继续“空打”五次，记下第六次空打冲击吸收功N6，则摆锤在摆动中由于空气和摩擦阻力造成的能量损失为： 此值应不大于此摆锤标称能量值的0.5%。 正式试验：按“取摆”键，摆锤逆时针转动上扬，触动限位开关后由挂摆机构挂住，保险销弹出，此时可在支座上放置试件（注意试件缺口对中并位于受拉边）。然后顺序执行以上 “取摆”、“退销”、“冲击”、“放摆”动作。显示屏上将显示该试件的冲击吸收功和相应的冲击韧度。 摆锤抬起后，严禁在摆锤摆动范围内站立、行走和放置障碍物。 R=2~2.5 R=1~1.5 16 支座 试件 机座 摆锤 轴 O 冲击方向 试样 支座 图2 实验装置示意图 10±0.1 8±0.05 10±0.1 R=1±0.07 27.5±0.3 1.6 12.5 1.6 12.5 55±0.6 0.8 0.8 22.5±1° 22.5±1° R=0.25±0.025 M10：1 I 10±0.05 8±0.05 10±0.05 12.5 12.5 27.5±0.3 55±0.6 0.8 0.8 I 图1 冲击试验机