Измерение ударной вязкости

Наиболее распространенным динамическим испытанием является испытание на ударное сгибания (ударную вязкость). Ударная вязкость материала - это количество энергии (работы), расходуется на разрушение образца при ударных нагрузках. Основным образцом по ГОСТ 9454-78 есть стержень квадратного сечения 10 ? 10 мм2 и длиной 55 мм с надрезом (концентратором) посередине, который делается шлифовальным кругом толщиной 2 мм и радиусом закругления 1 мм (рис. 10, а).

 

Испытания проводятся на специальных приборах - маятниковых копрах с переменным запасом энергии, предельная величина которой не превышает 30 Дж (294 кгс ? м). Схема испытания приведена на рис.10, б. Образец кладут горизонтально в специальный шаблон обеспечивает положение надреза раз посередине пролета между опорами. Удар наносят с противоположной от надреза стороны. Маятник копра закрепляется в исходном верхнем положении. По шкале фиксируется угол подъема маятника a.

После освобождения маятника он свободно падает под собственным весом, ударяет по образцу, сгибает и разрушает его, поднимаясь относительно вертикальной оси на угол b. Этот угол тем меньше, чем больше работа К, затрачиваемого маятником на деформацию и разрушение образца:

 

K = Q (H - h),

 

где Q - вес маятника;

 

H - высота установки маятника;

 

h - высота подъема маятника после удара.

 

Если длина маятника L, то h = L (1 - cosb), Н = L (1 - cosa) и работа разрушения будет

 

K = Q L (cos b - cos a).

 

По этой формуле можно рассчитать работу К, измерив углы a и b и зная величины Q и L, которые для каждого копра постоянные. (В лабораторном копре шкала проградуирована в единицах работы кГ ? м).

 

Зная полную работу деформации и разрушения К, можно рассчитать ударную вязкость КС:

 

KC = K / F,

 

где F - площадь поперечного сечения образца в месте надреза до испытания. Стандартная единица измерения ударной вязкости - Дж/м2 или кГ ? м/см2.