最近我們經常在后臺收到客戶咨詢,不知道自己的產品到底能不能做落錘沖擊測試。實際上,落錘沖擊測試并不局限于某一種材料。塑料、纖維增強復合材料、金屬、陶瓷、尼龍及部分建筑材料,都存在抗沖擊性能測試需求。針對不同產品,還可以根據測試標準更換相應的沖擊錘頭、錘體及測試工裝進行不同形式的沖擊測試。
那么,到底哪些材料需要做落錘沖擊測試?不同產品分別參考哪些測試標準?測試的具體方法和步驟是什么?本文科準測控小編將基于KZ-ITM-6350儀器化落錘沖擊試驗機的測試案例庫,按照材料類型,為大家整理一份詳細的落錘沖擊測試產品自查清單。
一、硬質塑料板材及片材
PC、ABS、PA、PVC、PP等硬質塑料及工程塑料,在受到局部瞬時沖擊時,可能出現撓曲、凹陷、開裂、穿孔或斷裂,因此需要通過沖擊測試評價材料抵抗高速沖擊及穿刺破壞的能力。
常見產品:
塑料板材、塑料片材、工程塑料板、塑料外殼、塑料結構件等。
參考標準:
- ASTM D3763 高速穿刺性能測試
- ISO 6603 硬質塑料穿刺沖擊性能測試
測試方法:
將塑料試樣固定在對應測試工裝上,根據標準要求選擇沖擊錘頭,并設置錘體質量、沖擊高度、沖擊速度或沖擊能量。釋放錘體,使沖擊錘頭作用于試樣規定位置,KZ-ITM-6350儀器化落錘沖擊試驗機可采集整個沖擊過程中的力值、位移及能量變化。
測試完成后,結合最大沖擊力、沖擊位移、吸收能量以及開裂、穿孔、斷裂等破壞情況評價材料的抗沖擊性能。
二、塑料薄膜及薄片
塑料薄膜和較薄的塑料片材受到局部高速沖擊時,容易發生穿刺、撕裂或破膜,因此需要評價材料在高速穿刺作用下的抗沖擊能力。
常見產品:
包裝薄膜、塑料膜、塑料薄片等。
參考標準:
- ASTM D7192 塑料薄膜高速穿刺性能測試
測試方法:
將薄膜試樣平整固定在KZ-ITM-6350儀器化落錘沖擊試驗機測試工裝中,根據標準要求配置相應的沖擊錘頭,使沖擊頭高速作用于試樣規定區域。測試系統同步記錄沖擊過程中載荷和位移的變化,直至試樣發生穿刺或破裂。通過測試可分析沖擊載荷、沖擊位移、吸收能量以及穿刺、破裂等失效情況。
三、CFRP/GFRP纖維增強復合材料
碳纖維、玻璃纖維等復合材料受到低速沖擊后,表面可能只出現局部凹陷,但內部可能已經發生基體開裂、纖維損傷或層間分層,因此低速落錘沖擊是這類材料常見的沖擊性能測試方法。
常見產品:
CFRP碳纖維層合板、GFRP玻纖層合板、纖維增強聚合物基復合材料等。
參考標準:
- ASTM D7136/D7136M 纖維增強聚合物基復合材料落錘沖擊損傷阻抗測試
測試方法:
按照標準要求,將復合材料試樣放置在沖擊支座上并夾緊,根據目標沖擊條件設置錘體質量和沖擊能量,釋放落錘,對試樣規定位置實施低速沖擊。針對這類復合材料測試,可根據ASTM D7136/D7136M配置相應的復合板沖擊支座及氣動夾緊工裝,保證試樣按照規定的支撐及固定方式進行測試。測試完成后,可結合沖擊力、吸收能量、凹陷以及開裂、分層、纖維損傷等情況分析材料的沖擊損傷。
四、高強度膠粘劑及粘接結構
高強度膠粘劑及膠接結構在汽車、金屬及復合材料連接中可能受到動態沖擊載荷,因此需要評價粘接部位在快速沖擊條件下的動態抗劈裂性能。
常見產品:
高強度膠粘劑、金屬膠接件及其他膠粘連接結構。
參考標準:
- ISO 11343 高強度膠粘劑粘接件動態抗劈裂性能楔形沖擊試驗
測試方法:
按照標準制備膠接試樣,并根據測試要求安裝對應的楔形沖擊工裝,通過動態沖擊使膠接結構發生快速劈裂。測試過程中KZ-ITM-6350儀器化落錘沖擊試驗機記錄動態沖擊數據,測試完成后觀察膠層及粘接界面的失效情況,用于評價膠接結構的動態抗劈裂性能及沖擊失效特征。
五、金屬板材及結構件
鋼板、鋁合金板及其他金屬材料受到瞬時沖擊后,可能產生凹陷、塑性變形、裂紋甚至斷裂,因此部分金屬板材及結構件也需要進行沖擊性能測試。
常見產品:
鋼板、鋁合金板、金屬薄板及金屬結構件等。
參考標準:
不同金屬材料和結構件的試樣形式、沖擊方式及評價指標差異較大,應根據具體產品對應標準確定測試條件。以下供參考:
- ASTM D2794:有機涂層快速變形(沖擊)抗性測試,采用落重沖擊方式評價涂層及金屬基材受沖擊后的開裂、剝離等情況;
- ASTM E208:鐵素體鋼無塑性轉變溫度落錘試驗,主要用于評價鐵素體鋼的脆性斷裂轉變特性。
測試方法:
根據試樣尺寸和實際測試要求配置相應的沖擊錘頭及固定工裝,再根據目標工況設置錘體質量、沖擊高度或沖擊能量,使錘頭沖擊試樣規定位置。測試過程中設備記錄材料受到沖擊后的動態響應,并結合沖擊力、吸收能量、凹陷、塑性變形、裂紋及斷裂情況評價其抗沖擊性能。
六、陶瓷材料
陶瓷屬于脆性材料,在受到局部瞬時沖擊后可能產生裂紋、崩裂、破碎或斷裂,因此也存在落錘沖擊測試需求。
常見產品:
陶瓷板、陶瓷片及其他陶瓷結構件。
參考標準:
- ISO 10545-5:1996:陶瓷磚抗沖擊性的測定,通過測量恢復系數評價陶瓷磚的抗沖擊性能;該版本目前仍為ISO現行標準。
- ASTM C1870-18(2024):陶瓷磚落球沖擊直徑測定方法,采用規定鋼球自由落下沖擊試樣,通過沖擊直徑評價抗沖擊性能。
測試方法:
將陶瓷試樣安裝在對應支撐工裝中,根據試樣尺寸、結構及測試要求選擇沖擊錘頭,并設置相應的沖擊條件,對試樣規定位置進行沖擊。測試完成后,主要分析沖擊力、吸收能量以及開裂、崩裂、破碎和斷裂情況。設備說明書明確將陶瓷列入可進行耐沖擊性能檢測的材料范圍。
七、尼龍及其他工程材料
尼龍及部分工程材料在運輸、裝配或實際使用過程中受到跌落、碰撞等瞬時載荷時,也可能產生局部變形、開裂或斷裂。
常見產品:
尼龍板、尼龍結構件及其他工程材料制品。
參考標準:
- ISO 6603-2:硬質塑料穿刺沖擊性能測定——儀器化沖擊試驗;
- ASTM D3763:采用載荷和位移傳感器測定塑料高速穿刺性能。
測試方法:
根據試樣結構選擇對應的沖擊錘頭及測試工裝,并設置錘體質量、沖擊高度或沖擊能量,對試樣規定區域進行沖擊。通過測試可分析沖擊力、位移、吸收能量以及試樣變形、開裂和斷裂情況。尼龍同樣屬于設備說明書列出的適用材料。
八、建筑材料
部分建筑板材及結構材料在實際使用過程中可能受到墜落物、碰撞等局部沖擊,因此需要評價材料在瞬時沖擊載荷下的損傷及破壞情況。
常見產品:
建筑板材及其他具有抗沖擊要求的建筑材料。
參考標準:
- EN 520:石膏板產品標準,其中包含硬物沖擊等相關性能要求;
- ISO 7892:建筑工程中的垂直建筑構件——抗沖擊試驗;
- EN 12600:建筑玻璃擺錘沖擊試驗及平板玻璃分類;
- GB 15763系列:建筑用安全玻璃,根據具體玻璃類型及分部分標準進行相應的沖擊性能測試。
測試方法:
根據試樣尺寸及標準要求配置相應的支撐工裝和沖擊錘頭,設置規定的沖擊條件后,對試樣規定位置實施落錘沖擊。測試后可結合沖擊力、沖擊能量以及凹陷、開裂、破壞等情況評價材料的抗沖擊性能。
以上就是科準測控小編為您介紹的哪些材料需要做落錘沖擊測試、對應測試標準及具體測試方法。科準測控 KZ-ITM-6350儀器化落錘沖擊試驗機可根據不同試樣及測試方法更換相應的沖擊錘頭、調整錘體質量并配置對應測試工裝,滿足不同的落槌沖擊測試需求。如果您對落錘沖擊試驗機、儀器化落錘沖擊試驗機、材料落錘沖擊測試、塑料落錘沖擊測試、復合材料落錘沖擊測試、落錘沖擊測試標準及測試方法等有需求,歡迎聯系科準測控,獲取免費技術支持及測試方案。