悬臂梁冲击试验

悬臂梁冲击试验是对材料的脆性（或韧性）进行测量的另一种试验方法，对使用简支梁冲击试验中冲不断的材料，使用悬臂梁冲击试验就显得特别重要。

1．定义

无缺口试样悬臂梁冲击强度：无缺口试样在悬臂梁冲击破坏过程中所吸收的能量与试样原始横截面积之比，用KJ/m2表示；

缺口试样悬臂梁冲击强度：指缺口悬臂梁试验在冲击破坏过程中所吸收的能量与试样缺口处原始横截面积之比，用KJ /m2表示；

反置缺口式样悬臂梁冲击强度：指反置缺口试样在冲击破坏过程中所吸收的能量与试样缺口处原始横截面积之比，试验时摆锤的冲击方向为缺口的背面，用KJ/m2表示；

平行冲击：对层压增强材料在悬臂梁冲击试验中摆锤的冲击方向平行于板材的层压面；

完全破坏：指试样断裂成两段或多段；

铰链破坏：指断裂的试样由没有刚性的很薄表皮连在一起的一种完全破坏；

部分破坏：指除铰链破坏以外的不完全破坏；

不破坏：指试样未破坏，只是产生弯曲变形并有应力发白现象产生；

2．方法原理

由已知能量的摆锤一次冲击垂直固定成悬臂梁的试样，测量试样破坏时所吸收的能量。摆锤的冲击线与试样的夹具和试样的缺口的中心线相隔一定距离。

3．方法要点

1)试验机必须有一套可替换的摆锤，以保证吸收的能量在摆锤容量范围内；若有几个摆锤都能满足要求，应选用能量*大者；不同摆锤所测结果不能相互比较；

2)试样可用模具直接经压塑或注塑；也可从压塑或注塑的板材上经机械加工制成。试样的缺口可在铣床、刨床或专用缺口加工机上加工。

3)对于各向异性材料应分别按平行和垂直板材的某一特征方向分别切取试样。对于各向异性的材料，通常是冲击平行于板面的试样侧面。

4)试验时首先抬起并锁住摆锤，把试样放在虎钳中并按图1－1的要求夹住试样。测定缺口试样时，缺口应在摆锤冲击刃的一侧面；然后释放摆锤；记录试样吸收的冲击能并对摩擦损失进行修正。被测试样可能出现前述4种破坏类型种的某一种或一种以上，此时应把其中属于完全破坏和铰链破坏的测定值用以

计算其算术平均值；在出现部分破坏时，如果要求报告此种部分破坏的测定值，应用字母P表示；对完全不破坏的试样不报告其数值，并用NB表示。

4．结果表示

1）无缺口试样悬臂梁冲击强度按下式计算：

式中 ——悬臂梁冲击强度，KJ/m2

W——破坏试样所吸收并经修正后的能量，J;

h——试样厚度，mm；

b——试样宽度，mm

2）有缺口试样悬臂梁冲击强度按下式计算：

式中 ——缺口试样悬臂梁冲击强度，KJ/m2

W——破坏试样所吸收并经修正后的能量，J;

h——试样厚度，mm；

bn——试样缺口底部的剩余宽度，mm

冲击试验结果应以一组试样结果的算术平均值表示，并取两位有效数字。若同一组试样中出现不同的破坏类型，应注明各种破坏类型的试样数目及其算术平均值。

5．影响因素

1）温度的影响

悬臂梁冲击强度与温度的关系

2）缺口加工方式的影响

试样材料 直接注塑成型缺口 注塑试样经机械加工缺口

刨床加工 铣床加工

KJ/m2 KJ/m2 KJ/m2

PC 52.0 8.02 6.16

PS 8.34 2.14 1.72

PA-1010 27.2 6.97 6.97

ABS 28.2 —— 27

3）湿度的影响

4）试样缺口底部曲率半径的影响

—应力集中系数；

C—试样缺口深度，mm；

r—试样缺口底部的曲率半径。

5）试样夹持力的影响