冲击试验与性能指标分析

1.冲击试验

冲击试验方法很多，按试验温度可分为常温冲击试验、高温冲击试验、低温冲击试验三种；按受力状态可分为弯曲冲击试验、拉伸冲击试验、扭转冲击试验、剪切冲击试验等冲击形式；按能量可分为大能量一次冲击破坏试验和小能量多次冲击破坏试验等。每种方法都有各自的测试标准，测试结果不同，彼此间无可比性。此外影响材料抗冲击性能的因素很多，制品工作条件与测试条件不同，即使在同样条件下，测试的数据与材料实际性能也可能出现偏差。鉴于上述情况，所以通常手册中提供的数据，仅供评定性能时参考，不能作为设计值。采用结合制品实际使用条件进行的模拟试验而测定的数据值最为可靠。

在参考各种资料的冲击性能数据值时，务必要搞清该数据的测试方法、测试时的条件及数据的度量单位，只有在相同条件下的两种材料才有可比性。抗冲击性能既可评定材料的塑性和脆性，也可评定对应力集中的敏感性。下面介绍几种常用的测试方法。

（1）简支梁冲击试验（Charpy） 全称为简支梁式摆锤冲击弯曲试验法，相关标准有GB/T 1043.1—2008《塑料 简支梁冲击性能的测定第一部分：非仪器化冲击试验》，ISO 179.1：2000等。用简支梁冲击试验机，按标准规定的塑料试样施加一次冲击弯曲负荷使之破坏，测定试样破坏时单位面积所吸收的能量来表示材料的抗冲击性能。对无缺口试样用冲击能量/试样原始横截面积来表示；对有缺口试样用冲击能量/试样缺口处横截面积来表示，单位为kJ/m²或J/cm²。试样分有缺口和无缺口两种形式，前者试验试样裂纹引发前吸收的能量，后者是测定材料抗裂纹扩展的性能。通常，同一种材料的试样，有缺口试样的冲击强度为无缺口试样的2%～30%。该方法可用于除泡沫塑料、弹性体塑料外的各种工程塑料、填充和增强塑料等。

（2）悬臂梁冲击试验（Izod） 相关试验标准有GB/T 1843—2008《塑料 悬臂梁冲击强度的测定》、ISO 180：2000（E）《塑料 悬臂梁冲击强度的测定》、ASTM D 256—2000《塑料 悬臂梁冲击强度标准测定方法》等。

试样也分为有缺口与无缺口两种形式，这是测试材料脆性、韧性的另一种方法。使用摆锤式悬臂梁冲击试验机，对试样进行弯曲冲击负载试验，测其破坏时吸收能量与面积之比，其含义与简支梁试验法相同，单位为kJ/m²，但也有以试样断裂时单位宽度所消耗的能来度量材料的抗冲击性能的，单位为kJ/m、J/m、J/cm等。该方法宜用于简支梁法冲不断的材料。

（3）落球、落锤冲击试验 上述方法用于测定材料性能，而该方法是用于测定，如管材、片材、汽车保险杠、电器机壳等制品本身的冲击强度。它可为人们直观地提供制品抗冲击性能。试验时采用落锤式冲击仪，通过改变落锤质量及高度来调节冲击能量，测定将制品击成开裂或断裂时的最小冲击能量来表示制品的抗冲击性能；单位为J或kJ，也有用J/m表示的。该方法也可用于测定泡沫塑料的抗冲击性能和测定冲击应力-应变曲线。

2.冲击性能指标(www.xing528.com)

（1）冲击强度 冲击强度是指用冲击试验方法测定的材料或制品可吸收冲击能量而不破坏的能力。在设计制品时，冲击强度可用于选料的参考。而评定不同材料抗冲击性能时，只有当测试方法及标准，测试条件（如试验时温度、有缺口或无缺口）、度量单位等条件相同时，冲击强度才有可对比性。制品实际承受的冲击强度必须小于屈服强度，应以抗变形强度为准。

（2）相对冲击强度 它是指缺口试样冲击强度与无缺口试样冲击强度之比。

（3）完全破坏 它是指经一次冲击使试样分成两段或几段。

（4）部分破坏 它是指无缺口或有缺口试样有大于90%横断面断开时的破坏状态。

（5）无破坏 它是指无缺口或有缺口试样横断面断开部分小于90%时。

上述的（3）～（5）的指标仅用于材料冲击试验时的评定，不用于制品抗冲击性的评定。