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擺錘式?jīng)_擊試驗機的原理是利用能量守恒定律,通過擺錘勢能與動能的轉(zhuǎn)化來測定材料的沖擊吸收功,進而評估材料的抗沖擊性能,具體如下: - 能量轉(zhuǎn)化過程:將具有一定質(zhì)量的擺錘提升至預(yù)定高度,此時擺錘具有勢能。釋放擺錘后,使其自由落下沖擊試樣,擺錘的勢能轉(zhuǎn)化為動能。撞擊試樣后,擺錘剩余的動能又轉(zhuǎn)化為勢能。
- 沖擊吸收功計算:通過測量擺錘沖擊試樣前后的能量變化(如擺錘擺動角度變化),計算擺錘前后的勢能差,從而得到試樣在斷裂時吸收的總能量,即沖擊吸收功。若忽略空氣阻力等能量損失,擺錘的位能損失mgH1??mgH2?=mg(H1??H2?)就是沖斷試樣所需要的能量,也就是試樣變形和斷裂所消耗的功,即沖擊吸收功Ak?(公式為Ak?=mg(H1??H2?),其中m為擺錘質(zhì)量,g為重力加速度,H1?為擺錘初始高度,H2?為擺錘沖擊試樣后上升的高度)。
- 評估材料性能:沖擊吸收功越大,反映出材料的韌性越高;反之則越低。材料的韌性強弱利用其能接受這種能量的高低來衡量,材料的韌性可以用材料在沖擊力的作用下,試件一次沖斷時單位面積上所損耗的沖擊功來表示,即沖擊韌性ak?=Ak?/J(J為試樣缺口截面的面積)。
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