塑料简支梁冲击试验
(一)实验目的
掌握塑料简支梁冲击试验方法理和基本结构。
(二)实验原理
本方法的原理是将试样安放在简支梁冲击机的规定位置上，然后利用摆锤自由落下，对试样施加冲击弯曲负荷、使试样破裂。用试样单位截面积所消耗的冲击功来评价材料的耐冲击韧性。图 1 所示为摆锤式简支梁冲击试验机的工作原理。
(三)实验仪器及试祥
1 ．实验仪器
以国产 XJJ — 50 摆锤式简支梁冲击机为例。
该机主要技术参数符台 GB1043 — 93 和 ISO179 — 1982 标准的要求。
图１摆锤式简支梁冲击试验机原理示意图
(1) 机体结构及性能见图 1 ，本试验机由机体、试样安放架、冲击锤、操纵机构及读数装置等五个部分组成。
①机体部分—包括机体、操纵机构、测量机构、摆轴和试样安放架组成，为确保安装平稳、准确，在机体上面设有水准泡 17 ，方便调试。
②试样安放架一—由固定支座 1 、紧固螺钉 2 、活动试样支座 3 、支承刀刃 4 组成。试验前，应调整好活动试样支座间的距离，将试样紧靠在支座刀刃的支承面上。
③冲击锤———由摆轴 8 、上连接套 12 、摆杆 13 、调整套 14 、摆体 15 、冲击刀刃 16 等件组成。该机共有五种能量摆锤供选用，其冲击储能分别为 2 ． 7J 、 7 ． 5J 、 15J 、 25J 、 50J 。
④操纵机构——由手柄 9 、挂钩 l ０等件组成。当冲击摆扬起所需角度(160 ° ) 时，挂钩将摆上的调整套钩住。搬动手柄时，挂钩脱开，冲击摆自由落下，对试样进行冲击试验。
⑤测量装置—一其作用是将试样受冲击后所消耗的能量指示出来，试样所消耗的冲击功数值按下式计算。
式中 P d —一冲击摆的冲击常数
α——冲击前摆锤扬角
β一一冲击后摆锤升角
该机由于冲击摆常数和扬角均为常数，因此，只要测出试样冲断后摆锤的升角，就可计算出试样冲断时所消耗的能量。该机读数刻度盘就是根据此原理来设计刻度的。试验时，可以直接从度盘上读取冲断功，度盘上有五种能量范围的刻度。
2 ．试验试样
图２简支梁冲击试样形状
(a) 无缺口试样 (b) 缺口试样
试样的形状如图 2 ，其尺寸见表 1 。
表１简支梁冲击试样尺寸单位： mm
试样、摆锤刀、支座支座三者的相互关系如图 3 。
图３试样摆锤刀、支座三者的相互关系
(四)实验步骤
1.按 GBl039 — 92 规定调节试验环境并处理试样。
2.测量试样尺寸。试验前对每个试样的尺寸要进行仔细测量，带缺口的试样要测量缺口处的剩余厚度，
准确至 0 ． 05mm ，每个试样的宽度、厚度尺寸各测量三点，取其算术平均值，每三个试样为一组。
3.根据试样的抗冲击韧性，选用适当的能量摆锤，所选的摆捶应使试样断裂所消耗的能量在摆锤总储量
的 10 ％一 80 ％范围内。
4.安装冲击摆杆并调整好指针 ( 如图 1) 。安装好摆锤后，为使冲击后指针能正确指示，应使摆锤处于
铅垂位置，检查指针被动针 5 是否与主动针 6 靠紧，被动针所指示的位置是否于最大能量处。如不重合则需松开紧固螺母 7 ，将被动指针指在最大能量处，然后将螺母 7 拧紧。
5.空击试验。托起冲击摆，使其固定在160 °扬角位置，调整被动指针与主动指针重合，搬动手柄，让
冲击摆自由落下，此时，被动指针应被拨到“零”位置，若超过误差范围，则应调整机件间的摩擦力，一直至指针示值在误差范围之内。
6.根据试样规格，调整活动支座 3 间的距离 ( 如图 1) ，可使用机中配套的对中板来调整，其方法是：
松开紧固螺针 2 ，将对中样板放在两活动支座的平面上，使对中样板的两侧面与支承刀刃相接触，摆锤冲击刀刃对准样板中心的 V 型缺口，保证上述条件到位后拧紧螺钉 2 、通过固定座 1 将活动支座
3 固定在正确位置上。该机对中样板跨度的规格有四种，分别为： 40mm 、 60mm 、 70mm 和 95mm 。
7.放置试样。试样应放置在两活动支座的上平面上，其测面与支撑承刀刃靠紧，测试带有缺口的试样，
把冲锤放下，让冲击刀刃对正缺口的背面，再把冲锤回复到扬角位置挂住。
8.冲击试验。完成上述准备工作后，便可以进行正式冲击试验。首先检查冲击摆是否处于所需的扬角位
置，调整好废盘上的被动指针与主动指针互相接触。然后搬动手柄 9 ，摆锤即自由落下，冲断试样。
当摆锤在空中瞬时静止时应及时接住，使其止动并读取度盘上被动指针的指示数值。
9.能量损失的修正。当摆锤最大冲击能量小于或等于 4J 时，能量损失除达到有关标准要求的规定外，
还必须进行修正。修正后的能量值压 ( 即试样断裂所吸收的能量 ) 按下式计算：
式中 F Ｌ——摆锤力距，N · m
α——摆锤预扬角实测值( ° )
α ' ——摆锤空击后的升角( ° )
β——试样断裂后摆锤的升角( ° )
①为了计算方便，该仪器这一档的修正值已制成表格。试验时，只需从度盘上读取试样断裂后的数值，就可以从能量损失修正表中查修正后的能量值Ｅ。
②当摆锤冲击能量大于 4J 时，能量值Ｅ从读数盘上直接读取。
(五)实验结果与数据处理
1. 无缺口试样简支粱冲击强度σ n (KJ ／ m 2 ) 由下式求得：
式中 E 一一试样吸收的冲击能， J
a ——试样的厚度尺寸， mm
b 一一试样的宽度尺寸， mm
2. 缺口试样简文梁冲击强度α k (KJ ／ m 2 ) 由下式求得：
