冲击试验和疲劳强度实验.pdfVIP

实验十三 金属材料的冲击实验 一、实验目的 测定和比较不同金属材料的冲击韧度，并观察破坏情况。 二、实验设备 1 ．JB—30A 冲击试验机 2 ．游标卡尺 三、实验概述 1．金属材料在动载荷作用下与静荷作用下所表现的性能是不同的。在静荷下表现良好 塑性的材料，在动荷下可以呈现出脆性。因此，承受动荷作用的材料需进行冲击实验，以测 定其动荷力学性能。工程上常用冲击弯曲实验来检查产品质量，揭露在静荷实验时不能揭露 的内部缺陷对力学性能的影响，以及用来揭示材料在某些条件下（如低温等）具有脆性倾向 的可能性。 2 ．试件抵抗冲击破坏的能力通常以冲击韧度α 表示： K E 2 aK （N — m/ mm ) A 式中，E — 冲断标准试件所消耗的能量。 A — 试件切槽削弱处之最小横截面积。 冲击韧度αK 是反映材料抵抗冲击载荷的综合性能指标，它随着试件的绝对尺寸、缺口 形状，实验温度等条件的变化而不同。为了保证实验结果能进行比较，试件的形状，尺寸及 试验条件等在有关的实验标准中均有所规定。 3 ．冲击试件：本实验采用的是我国通用的标准试件如图24 所示。实验时试件放置情况 如图25 所示。 4 ．冲击试验机。其原理如图26 所示。 -39- 绕水平轴转动的摆杆下部装有摆锤，摆锤中央凹口中装有冲击刀刃。冲击前，装好试件， 将摆锤按规定抬起一角度α1，当摆锤自由下落时，将试件冲断，由于冲断试件消耗了一部分 能量，因此摆锤能继续向左运动摆起一个角度α2 。所以冲断试件的能量为 E Q(h −h ) Ql(cos a −cos a ) 1 2 2 1 此能量E 可直接在机器的度盘上读出。 四．实验步骤 1．记录室温。 2．测量试件尺寸。 3．检查机器，校正零点。检查机器运动部分和钳口座等的固结情况。校零点用空摆实 验进行。 4．安装试件。将摆锤拉起一角度，然后将试件放入钳口座，并用样板校正位置以对准 刀刃。 5 ．将度盘上指示副针拨至度盘左端，准备实验。 6 ．冲击实验。将电器控制盒拿在手中，操作者与观察者均远离试验机一米以上。打开 控制盒上开关，并按下“摆臂下降”按钮，试验机上的升摆装置便自动下降并挂住摆杆后自 动回升到某一角度。之后，再检查一下有无障碍物及其它不安全因素，一切妥善后，按动“冲 击”按钮，便自动脱钩，摆锤自由下落，冲击试件，并向另一边摆至 α2 角度，当其再度回 落后，便可按下“摆臂夹紧”按扭，使摆锤较快停止摆动。 7 ．记下E 值，观察破坏断面，绘下草图。然后，整理机器，结束实验。 五、注意事项 1．本实验要特别注意安全。先安试件，后再升起摆锤，严禁先升摆锤，后安试件。因 为这样很危险。 2 ．冲击时，同学们一律不得站在面对摆锤运动的方向上，以免试件飞出伤人。 六、预习要求 1．预习本讲义及教科书上有关内容。 2 ．明确实验目的，准备好表格，参考格式如下。 原始尺寸 最小横截面积 材 αk b h 面积 冲击功 2 破坏断口图 料 N—m / mm （cm ） （cm ） E （N—m ） A （cm2 ） 钢 铁 七。报告要求 包括测定结果，断口图，并比较低碳钢与铸铁受冲击时，其性能