冲击强度和硬度实验
1、 实验目地
1. 了解冲击强度的概念及物理意义，熟悉高分子
材料
关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料
冲击性能测试的原理，掌握测试方法。
2. 了解硬度的概念及物理意义，熟悉高分子材料球压痕硬度测定的原理，掌握测定方法。
3. 了解分析影响测定高分子材料球压痕硬度结果误差的因素。
2、 实验原理
对硬质高分子材料试样施加一次冲击负荷使试样破坏，
记录
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下试样破坏过程中单位试样截面积所吸收的能量，即冲击强度，来衡量冲击韧性。根据实验中试样受力形式和冲击物的几何形状，板、条试样的冲击实验方法可分为：简支梁冲击实验、悬臂梁冲击实验和落锤式冲击实验。本次实验试样为塑料条，采用前两种方法测定试样的冲击强度。
球压痕硬度是指以规定直径的刚球，在实验负荷作用下，垂直压入试样
表
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面，保持一规定的时间后，试样单位压痕面积所承受的压力，以MPa表示。
3、 实验用主要原材料和仪器设备
1. 主要原材料尺寸
悬臂梁冲击实验：宽1.06cm 厚 0.430cm 切口深度 0.182cm
简支梁冲击实验：宽1.502cm 厚1.086cm
H98塑料球压痕硬度实验： 圆形塑料板
2. 主要实验仪器
XQZ-1缺口制样机（承德市金属检测仪器制造厂） 刀具行程24mm 1台，
UJ-40冲击试验机（规格:40.10公斤厘米，河北承德市材料试验机厂）1台，
10∕40kg•cm简支梁冲击试验机1台，
H98性塑料球压痕硬度计（上海华侨仪器厂）1台
锯子、游标卡尺等辅助工具
4、 实验条件及操作
1. 实验条件：
悬臂梁冲击实验：在一个样品上打一个口 深度为0.182cm
H98塑料球压痕硬度实验：负荷358N
2. 实验操作流程：（见以下各图）
1悬臂梁冲击实验:
2简支梁冲击实验:
3 H98塑料球压痕硬度实验
5、 实验结果
1． 无缺口试样悬臂梁冲击强度（αiu）的计算：
1） 冲击吸收能量(W1)的计算：
W1 =W测试1-W摩擦
=2.800 kgf∙cm-0.150kgf∙cm
=2.650kgf∙cm
2）冲击强度（αiu）的计算
式中，h1为试样厚度（0.426cm），b为试样宽度（1.022cm）
有缺口试样悬臂梁冲击强度（αiN）的计算：
1） 冲击吸收能量(W2)的计算：
W =W测试-W摩擦
=0.700 kgf∙cm-0.150kgf∙cm
=0.550kgf∙cm
2） 冲击强度（αiN）的计算：
式中，h2为试样厚度（0.430cm），bN为试样缺口底部的剩余宽度（1.06-0.182=0.812cm）
2． 试样简支梁冲击强度（αK）的计算：
式中，A为试样的冲击吸收能量（21.5kgf∙cm），b为试样宽度（1.502cm），d为试样厚度（1.086cm）。
3. 球压痕硬度（H）的计算：
压痕深度算术平均值Tav =0.230mm
球压痕硬度（H）的计算：
式中，P为实验负荷（358N），D为钢球直径（5mm）
六、思考题
1、在实验中哪些哪些因素会影响测定结果？
答：实验样条的质量是影响实验结果的最重要因素，一定要选用均匀，无气泡，无褶皱的式样条。再者就是实验仪器的因素，在实验前一定要注意调试，在确定设备准确后再进行实验。还有就是试样的放置一定要以宽面放在底部，整体紧贴在支座上，再者实验
要求
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的跨度要调准确，以免影响测试结果。
2、影响悬臂梁冲击实验结果误差的因素有哪些？
答：主要有设备的原因和试样的原因。设备的起初调试很关键，消除设备误差就在此可以起作用。还有就是切口的制作对其结果也影响较大，其切口样子、深度都是影响因素。样条的选择也是，要选择均匀无气泡无缺陷的。
3、如果试样上的缺口是机械加工而成的，加工缺口过程中，哪些因素会影响测定结果？如何影响？
答：在机械加工时，手摇切刀的转速要尽量的快，以免切口不均匀，出现上下切口不均的现象，从而受力不均，影响结果。还有就是切口深度的关系，要在宽度的20%左右，以免试样在冲击时得到的数值不能达到评比
标准
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。
4、为什么测量点的中心位置与试样边缘距离应大于10mm？
答：因为越接近边缘，试样的应力集中点就在那里，会影响测试的结果。也会因为在靠近边缘的地方容易出现变形，不能真实反应其硬度。
5、影响球压硬度值大小的因素有哪些？
答：球压的时间，要保证其充分变形才能保证硬度的准确。做球压实验的样板测试的位置，位置不对是得不到准确值的。还有就是试样材料的选择尽量选无缺陷的均匀试样。观察指针盘时要对准并与盘面垂直，才能准确读数。
制缺口并测量剩余宽度
计算试样冲击强度
测试样断裂吸收冲击能
将试样放入虎钳内并按规定夹好
测量试样宽度和厚度
进行空白测试记录摩擦损失
调试测试机
选择适宜实验载荷
计算试样冲击强度
测试样断裂吸收冲击能
将试样放在支撑块上并调好位置
测量试样宽度和厚度
装压头
调试测试机
试样至工作台
施加负荷在试样上
记录压痕深度
计算压痕深度平均值
计算球压痕硬度值
重复2次
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