在實(shí)際工程機械中,有許多構件常受到?jīng)_擊載荷的作用,機器設計中應力求避免沖擊波負荷,但由于結構或運行的特點(diǎn),沖擊負荷難以*避免,例如內燃機膨脹沖程中氣體爆炸推動(dòng)活塞和連桿,使活塞和連桿之間發(fā)生沖擊,火車(chē)開(kāi)車(chē)、停車(chē)時(shí),車(chē)輛之間的掛鉤也產(chǎn)生沖擊,在一些工具機中,卻利用沖擊負荷實(shí)現靜負荷難以達到的效果,例如鍛錘、沖擊、鑿巖機等,為了了解材料在沖擊載荷下的性能,我們必須作沖擊實(shí)驗。
一、實(shí)驗目的
1.了解沖擊實(shí)驗的意義,材料在沖擊載荷作用下所表現的性能
2.測定低碳鋼和鑄鐵的沖擊韌度值
二、實(shí)驗設備和儀器
數顯擺式?jīng)_擊試驗機、游標卡尺等
三、基本原理
1.沖擊實(shí)驗是研究材料對于動(dòng)荷抗力的一種實(shí)驗,和靜載荷作用不同,由于加載速度快,使材料內的應力驟然提高,變形速度影響了材料的機構性質(zhì),所以材料對動(dòng)載荷作用表現出另一種反應。往往在靜荷下具有很好塑性性能的材料,在沖擊載荷下會(huì )呈現出脆性的性質(zhì)。
2.此外在金屬材料的沖擊實(shí)驗中,還可以揭示了靜載荷時(shí),不易發(fā)現的某結構特點(diǎn)和工作條件對機械性能的影響(如應力集中,材料內部缺陷,化學(xué)成分和加荷時(shí)溫度,受力狀態(tài)以及熱處理情況等),因此它在工藝分析比較和科學(xué)研究中都具有一定的意義
四、沖擊試件
工程上常用金屬材料的沖擊試件一般在帶缺口槽的矩形試件,做成制品的目的是為了便于揭露各因素對材料在高速變形時(shí)的沖擊抗力的影響。并了解試件的破壞方式是塑性滑移還是脆性斷裂。但缺口形狀和試件尺寸對材料的沖擊韌度值的影響極大,要保證實(shí)驗結果能進(jìn)行比較,試件必須嚴格按照冶金工業(yè)部的部頒布標準制作。故測定值的沖擊實(shí)驗實(shí)質(zhì)上是一種比較性實(shí)驗。
五、沖擊實(shí)驗形式
1.簡(jiǎn)梁式彎曲沖擊實(shí)驗
2.肱梁式彎曲沖擊實(shí)驗
3.拉伸沖擊實(shí)驗
簡(jiǎn)梁式彎曲沖擊實(shí)驗工程中zui常用
六、實(shí)驗方法與步驟
1.測量試件尺寸,要測量缺口處的試件尺寸。
2.首先了解擺錘沖擊試驗機的構造原理和操作方法,掌握沖擊試驗機的操作規程,一定要注意安全。
3.調整沖擊試驗機指針調到“零點(diǎn)”根據試件材料估計所需破壞能量,先空打一次,測定機件間的摩擦消耗功。
4.將試件裝入在沖擊試驗機上,簡(jiǎn)梁式?jīng)_擊實(shí)驗應使沒(méi)有缺口的面朝向擺錘沖擊的一邊,缺口的位置應在兩支座中間,要使缺口和擺錘沖刃對準。將擺錘舉起同空打時(shí)的位置,打開(kāi)鎖桿。使擺錘落下,沖斷試件,然后剎車(chē),讀出試件沖斷時(shí)消耗的功,以下式可計算出材料的沖擊韌度值
七、注意事項:
在實(shí)驗過(guò)程中要特別注意安全,禁止把擺錘舉高后安放試件,當擺錘舉高后,人就離開(kāi)擺錘擺動(dòng)的范圍,在放下擺錘之前,應先檢查一下有沒(méi)有人還未離開(kāi),以免發(fā)生危險。