摆锤式冲击试验机：航空材料力学性能检测与质量状况判断方法

1.冲击试验机简介

冲击试验机是指对试样施加冲击试验力进行冲击试验的设备。按显示方式分为：度盘显示、液晶显示、微机显示；按自动化程度分为：手动、半自动、全自动冲击试验机；按试验材料分为：金属试验机（主要是各种金属的冲击性能测试，通常冲击能量较大）和非金属试验机（各种塑料、橡胶的冲击性能测试，通常冲击能量较小）；按结构分为：简支梁冲击试验机和悬臂梁冲击试验机；按试验方式分为：落锤冲击试验机和摆锤冲击试验机；我们平常接触最多、使用最多的就是摆锤式冲击试验机。摆锤式冲击试验机用于测定金属材料在动负荷下抵抗冲击的性能，从而判断材料在动负荷作用下的质量状况。

2.冲击试验机构成

摆锤式冲击试验机主要由机架、摆锤、试样支座、指示装置及摆锤释放、制动和提升机构及防护装置等组成，典型冲击试验机结构如图7-11所示。目前国产摆锤式冲击试验机型号很多，如：JB-30A、JB-30B等，各种试验机的基本参数是相同的，结构形式及操作方法也基本一致，它们的主要区别在送样方式（手动或自动）和显示装置（表盘或数显）上。最大冲击能量分别为150J、300J、450J、600J等几档。

图7-11 典型摆锤式冲击试验机结构图

全自动摆锤冲击试验机由冲击机主机、控制系统、试样盒、送料机构、定位机构等部分组成，按动按钮就可完成一系列动作并得出试验数据，完成整个冲击试验。高低温冲击试验机还配有高温箱或者制冷系统。

3.冲击试验机一般要求

摆锤冲击试验所用的试验机必须是摆锤式，应稳定牢固地安装在厚度大于150mm的混凝土地基或质量大于摆锤40倍的基础上。对于新出厂的摆锤式冲击试验机，应按照GB/T 3808—2002《摆锤式冲击试验机的检验》进行验收检查，对于日常使用的试验机，应定期按JJG 145—2007《摆锤式冲击试验机检定规程》进行检定并应溯源至国家或国际标准。试验过程中，试验设备、机架、摆锤的能量损失（例如：位移、转动或者振动）可以忽略不计。(www.xing528.com)

4.冲击试验机技术参数

（1）试验机砧座 试验机砧座由两延伸至各侧面的、表面相互垂直并且垂直于摆锤摇摆平面的砧座组成。其中一块承受试块的重量，另一块承受摆锤对试块的冲击。砧座两分隔面保证在同一平面上，水平度应保证承载试块的砧座在以试验机基准面为基准的纵向平行度，公差为0.002mm。砧座材料应为淬硬钢，严格按试验机机架进行配合设计，并满足下列要求：两砧座间距应保证在4^+0.2₀+00.2mm以内；圆角半径为1.0～1.5mm；砧座斜度为11°±1°。

（2）冲击刀刃 冲击刀刃及其组件应符合以下要求：冲击刀刃材料应为淬硬钢并固定在摆锤上：刀刃夹角为30°±1°；圆角半径为2.0～2.5mm；刀刃的最大宽度为18mm；冲击刀刃应光滑圆角过渡；锤摆的摆动平面与砧座间凹口中心距离应在0.5mm以内，并且应垂直于砧座；刀刃冲击边缘与砧座受冲击面之间的平行度公差为0.03mm；当冲击刀刃与试块接触时，接触线应与试块纵向垂直且误差不超过2°。另外，冲击刀刃关于锤摆摆动平面对称。

（3）冲击中心 冲击中心与旋转轴之间的距离应等于摆锤长度，偏差保证为±0.01mm。

（4）冲击速率 打击瞬间摆锤的冲击速度在5.0～5.5m/s之间。

（5）零刻度 当试验机没有放试块正常开启时，指针读数应为0刻度。并且此读数不能超过±0.5%的额定初始势能。

（6）摩擦损耗 由于摩擦损耗的能量包括空气的阻力、轴承的摩擦损失和指针摩擦所损失的能量。一次摆锤冲击所摩擦损失的能量不允许超过0.5%的初始势能。