塑料原材料防火测试，塑料拖鞋检测

一、 概述

在研究塑料的力学性能时， 除采用缓慢加荷的拉伸、 弯曲、 扭转、 剪切等静力实

验外， 还常常进行动载荷实验， 冲击实验就是常用的一种。 冲击实验可按物体破坏时

受冲击的方式不同分为： 弯曲冲击、 拉伸冲击、 压缩冲击、 扭转冲击及抗切冲击等，

其中弯曲冲击应用*广。 弯曲冲击实验*常用的是摆锤式冲击实验按被冲击试样夹持

方式的不同其又分为简支梁法和悬臂梁法， 本实验即属悬臂梁法。

冲击强度是度量材料在高速冲击状态下抵抗外力冲击损坏的能力， 它可以理解为

试样受冲击破坏时， 单位面积或单位标样宽度上消耗的能量。 这种抵抗能力是由材料

的许多性质决定的， 也受到实验方法、 试样形状、 实验环境等因素的影响， 再加上试

样本身的不均匀性， 应力分布不同， 所以测得的结果往往重复性较差， 因此资料上记

载的数值只能做参考。 冲击强度是材料的一个综合性能， 又是一个使用性能， 在实际

应用中有很大意义， 是工程材料设计中不可缺少的数据， 它表明的是材料的强度和韧

性， 而不表明破裂时材料所受的应力大小， 所以它与静力实验不同。 悬臂梁法所得数

据也与其它冲击法所得数据之间不存在相互比较的意义。 所以真正设计时， **根据

实际情况自行测量。

二、 实验目 的

掌握用悬臂梁式冲击实验机测定高分子材料的冲击强度的原理、 方法以及数据的

计算和处理。

三、 实验方法

由已知能量的摆锤一次冲击垂直固定成悬臂梁的试样， 测量试样破坏时所吸收的

能量， 以试样冲断时缺口处单位宽度上所消耗的能量来衡量材料的冲击韧性。

四、 仪器设备及原理

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所用实验仪器： XJU—22J 型悬臂梁冲击实验机。

该仪器是按 IZOD 冲击方法设计的， 符合国标 GB1843—80， 其测量装置原理是：

当把摆锤从铅锤位置旋转到支锤轴上后， 此时仰角为α ， 具有一定的位能， 如任其自

由落下， 则此位能转化成动能， 而将试样冲断。 冲断试样后， 摆锤即以剩下的能量升

到某一高度， 升角为β ， 按能量守恒关系可写出式 2-4

2

2

1

) cos 1 ( ) cos 1 ( mV A A A WL WL       

 

  （2-4）

式中： W—冲击锤的重量， Kgf；

L—冲击摆锤的长度， cm；

α —冲击锤的预扬角， ° ；

β —冲击锤冲断试样后的升角， ° ；

A— 冲断试样所消耗的能量， Kgf· cm；

A α 、 A β —摆锤在α —β 角区段内克服空气阻力和摩擦阻力所消耗的能量，

Kgf· cm；

2

2

1

mV — 试样冲断飞出时所具有的动能， Kgf· cm。

式中 A α 、 A β 可忽略不计或以后作能量损失修正， 式中

2

2

1

mV 对非脆性

材料也可忽略不计或以后作抛掷试样自由端所消耗的能量修正。 则有式 2-5

) cos (cos    WL A （2-5）

WL 是冲击摆锤力矩， 为冲击常数。 α 为冲击前摆锤的扬角， 为 160° 也是已知

的， 因此要测出冲断试样后的升角β 即可根据公式计算出试样冲断时所消耗的能量来，

或根据升角把刻度盘读数换算为冲击消耗能， 直接读出消耗能，

XJU—22J 型悬臂梁冲击实验机就是根据此原理设计的， 刻度盘上有三种能量级

刻度， 用 5. 5J 摆锤， 读 0—5. 5J 刻度， 用 11J 摆锤， 读 0—11J 刻度， 用 22J 摆锤，

读 0—22J 刻度。

计算试样冲击强度的公式见式 2-6

b

A A

a

x k



 （2-6）

式中： α —冲击强度， J/m；

A K —刻度盘上读出的冲击消耗能， J；

A X —能量损失修正值， J；

b—试样厚度， m。

能量损失修正值的计算公式见式 2—6

0

0

0

0

160

160





 

 











  A A A x （2-6）

式中： A 0 —为空击能量损失值， J；

β O —为空击能量损失角， ° ；

β —冲断试样后的升角， ° 。

从刻度盘上读出的冲击消耗能 A， 减去能量损失修正值 A X 就是真正冲断试样所消

耗的能量， 简称冲断能， 缺口处单位厚度的冲断能即为冲击强度。