试验内容与结果展示：详细分析

1.试验原理

通过摆锤一次打断不同工件或不同温度下测出的力-位移曲线，即使力-位移曲线下的面积或吸收能量相同，如果力-位移曲线的形状和特征值有所不同，那么试样变形及断裂性质也不同。以此可以推断出试样变形和断裂的特性。

2.力-位移曲线的评定

1）必须考虑叠加在力-位移（F-s）信号上的振荡，如图4-13所示，通过振荡曲线的拟合再现屈服力等特征值。

图4-13 力特征值的确定

2）按冲击曲线近似关系将力-位移曲线分为A、B、C、D、E、F六种类型，见表4-6。在最大力前不存在屈服（即几乎不存在塑性变形）且只产生不稳定裂纹扩展的为A型；在最大力前不存在屈服力，但有少量稳定裂纹扩展的为B型；在最大力前存在塑性变形，并有稳定和不稳定裂纹扩展，根据其稳定或不稳定裂纹扩展所占比例的大小分为C、D、E型；只产生稳定裂纹扩展的为F型。这六种曲线类型中，A与B型为脆性断裂，两者之差别在于B型曲线形状有少量的稳定扩展；F型为韧性断裂，它只产生稳定扩展；C、D和E型为半韧性断裂，它既存在稳定扩展又存在不稳定扩展，但各种曲线形状中稳定的和不稳定的扩展所占比例不同。

3.力特征值的确定

1）力-位移（或力-时间）曲线上第2个峰急剧上升部分与拟合曲线的交点对应的力即为屈服力。

表4-6 力-位移特征曲线的分类

（续）

2）穿过振荡曲线的拟合曲线上最大值所对应的力即为最大力。

3）拟合曲线与力-位移曲线在最大力之后曲线急剧下降开始时的交点所对应的力，即为不稳定裂纹扩展起始力。

4）力-位移曲线急剧下降终止时与其后的力-位移拟合曲线的交点所对应的力，即为不稳定裂纹扩展终止力。

4.位移特征值的确定(www.xing528.com)

按确定的力特征值所对应的横坐标确定位移特征值，当力-位移曲线与横坐标不相交时，用F=0.02F_m所对应的横坐标作为终点来计算总位移。

5.冲击能量特征值的确定

1）力-位移曲线下从s=0到s=s_m的面积即为最大力时的能量。

2）力-位移曲线下从s=0到s=s_iu的面积即为不稳定裂纹扩展起始能量。

3）力-位移曲线下从s=0到s=s_a的面积即为不稳定裂纹扩展终止能量。

4）力-位移曲线下从s=0到s=s_t的面积即为总冲击能量。

6.韧性断面率的确定

在力-时间或力-位移曲线变化过程中，如果力没有发生急剧下降，则断裂表面的韧性断面率可定义为断裂表面的100%。如果力发生急剧下降，则下降的数量与力的特征值有关。韧性断面率的确定按下式计算：

式中 C₁、C₂、C₃、C₄——韧性断面率（%）

F_iu——不稳定裂纹扩展起始力，单位为N；

F_a——不稳定裂纹扩展终止力，单位为N；

F_m——最大力，单位为N；

F_gy——屈服力，单位为N；

K——系数，一般取0.5。