实验五 聚合物材料冲击强度的测定(定稿)

实验5 聚合物材料的冲击强度测定1. 实验目的（1）测定塑料的冲击强度，并了解其对制品使用的重要性。

（2）了解冲击实验机原理，学会使用冲击实验机。

2. 实验原理冲击强度(Impact Strength)是高聚物材料的一个非常重要的力学指标，它是指某一标准样品在每秒数米乃至数万米的高速形变下，在极短的负载时间下表现出的破坏强度，或者说是材料对高速冲击断裂的抵抗能力，也称为材料的韧性。

近年来在高聚物材料力学改性方面的研究非常活跃，其中一个主要目的是如何增加材料的冲击强度，即材料的增韧。

因此冲击强度的测量无论在研究工作还是在工业应用中都是不可缺少的。

一般冲击强度可用下列几种方法进行测定：摆锤式冲击弯曲实验―包括简支梁型和悬臂梁型，落球式冲击实验，高速拉伸冲击实验。

简支梁型冲击试验是摆锤打击简支梁试样的中央；悬臂梁法则是用摆锤打击有缺口的悬臂梁试样的自由端。

摆锤式冲击试验试样破坏所需的能量实际上无法测定，试验所测得的除了产生裂缝所需的能量及使裂缝扩展到整个试样所滞的能量以外，还要加上使材料发生永久变形的能量和把断裂的试样碎片抛出去的能量。

把断裂试样碎片抛出的能量与材料的韧性完全无关，但它却占据了所测总能量中的一部分。

试验证明，对同一跨度的试验，试样越厚消耗在碎片抛出的能量越大。

所以不同尺寸试样的试验结果不好相互比较。

但由于摆锤式试验方法简单方便，所以在材料质量控制、筛选等方面使用较多。

落球式冲击试验是把球、标准的重锤或投掷枪由已知高度落在试棒或试片上，测定使试棒或试片刚刚够破裂所需能量的一种方法。

这种方法与摆锤式试验相比表现出与实地试验有很好的相关性。

但缺点是如果想把某种材料与其他材料进行比较，或者需改变重球质量，或者改变落下高度，十分不方便。

评价材料的冲击强度最好的试验方法是高速应力－应变试验。

应力－应变曲线下方的面积与使材料破坏所需的能量成正比。

如果试验是以相当高的速度进行，这个面积就变成与冲击强度相等。

冲击强度的测试项目报告一、引言冲击强度是指物体在受到外力冲击时所能承受的力量。

冲击强度测试是为了确定材料在受到冲击时的耐受能力，以评估其在实际使用中的可靠性和安全性。

本报告旨在介绍冲击强度测试的目的、方法和结果，并对测试结果进行分析和讨论。

二、目的本次测试的目的是评估材料在受到冲击时的耐受能力，以确定其在实际使用中的安全性和可靠性。

通过测试，可以为材料的设计、生产和使用提供参考依据。

三、方法1.材料选择：选择具有代表性的材料进行测试，确保测试结果的准确性和可靠性。

2.设备准备：准备冲击测试机和相应的测试仪器，确保测试过程的准确性和一致性。

3.测量参数：设置合适的冲击速度和冲击能量，以模拟实际使用中可能遇到的冲击情况。

4.测试过程：将待测样品放入冲击测试机中，进行相应的冲击测试，记录测试数据。

5.数据分析：根据测试数据进行统计和分析，得出测试结果。

四、结果根据上述方法进行测试后，我们得到了以下结果：1.被测试材料的冲击强度为X单位，表示材料能够承受的最大冲击力。

2.在不同冲击速度下，材料的冲击强度有所不同，速度越大，冲击强度越高。

3.不同材料的冲击强度存在差异，其中一材料的冲击强度可能要高于其他材料。

五、讨论1.测试结果表明，被测试材料具有较高的冲击强度，能够承受较大的冲击力，符合设计要求。

2.在实际使用中，可能会遇到更高速度的冲击力，因此，在选择材料时需要考虑到冲击强度的因素。

3.冲击强度与材料的物理性质和结构密切相关，不同材料的冲击强度差异可能源于材料本身的特性。

六、结论通过对冲击强度的测试，我们得出结论：被测试材料具有较高的冲击强度，能够承受较大的冲击力，在实际使用中具有较好的安全性和可靠性。

然而，在选择材料时，还需要考虑冲击强度与材料的物理性质及结构之间的关系，以确保所选材料能够满足冲击强度的要求。

七、建议在今后的测试中，可以进一步研究不同材料的冲击强度与其物理性质之间的关系，以提高对材料冲击强度的预测和评估能力。

一、实训目的本次冲击试验实训的主要目的是通过实际操作，使学生掌握冲击试验的基本原理、方法和步骤，了解冲击试验在材料、构件和设备中的应用，提高学生的实际操作能力和分析问题的能力。

二、实训内容1. 冲击试验概述（1）冲击试验的定义：冲击试验是指在短时间内对材料、构件或设备施加冲击载荷，以检验其在冲击载荷作用下的性能和可靠性。

（2）冲击试验的分类：根据冲击载荷的形式，冲击试验可分为机械冲击试验、热冲击试验、电冲击试验等。

2. 机械冲击试验（1）试验设备：冲击试验机、试样、温度计、计时器等。

（2）试验步骤：①将试样放置在冲击试验机上，调整好冲击速度和试验温度。

②启动冲击试验机，使冲击头与试样接触，产生冲击载荷。

③记录冲击载荷的大小、冲击次数和试样破坏情况。

④分析试验数据，评估试样的冲击性能。

3. 热冲击试验（1）试验设备：热冲击试验箱、试样、温度计、计时器等。

（2）试验步骤：①将试样放置在热冲击试验箱中，调整好试验温度。

②快速将试样从高温区转移到低温区，或从低温区转移到高温区。

③记录试样在热冲击过程中的温度变化和破坏情况。

④分析试验数据，评估试样的热冲击性能。

4. 冲击试验数据分析（1）试验数据的整理：将试验数据记录在表格中，包括冲击载荷、冲击次数、试样破坏情况等。

（2）试验数据分析：根据试验数据，分析试样的冲击性能，如冲击韧性、疲劳寿命等。

三、实训结果与分析1. 机械冲击试验结果与分析本次实训中，我们对不同材质的试样进行了冲击试验。

试验结果表明，不同材质的试样在冲击载荷作用下的破坏情况不同。

例如，低碳钢试样在冲击载荷作用下容易发生脆性断裂，而高碳钢试样则具有较高的韧性。

2. 热冲击试验结果与分析本次实训中，我们对不同材质的试样进行了热冲击试验。

试验结果表明，试样在热冲击过程中的温度变化与材料的导热性能、热膨胀系数等因素有关。

此外，热冲击试验还可以评估试样的热稳定性。

四、实训总结通过本次冲击试验实训，我们掌握了冲击试验的基本原理、方法和步骤，了解了冲击试验在材料、构件和设备中的应用。

材料冲击实验报告材料冲击实验报告引言：材料冲击实验是一种常见的实验方法，用于评估材料的抗冲击性能。

通过对材料在受到外部冲击力时的变形、断裂等现象进行观察和分析，可以了解材料的强度和耐久性。

本实验旨在通过对不同材料进行冲击实验，探究不同材料的抗冲击性能差异，并为材料的选用和设计提供参考。

实验材料和方法：本次实验选取了三种常见的材料：金属、塑料和玻璃。

实验中使用了冲击试验机和相应的冲击试验样品。

首先，将样品固定在冲击试验机上，然后施加不同的冲击力，记录样品在不同冲击力下的变形情况。

实验过程中，要注意保证实验环境的稳定性和安全性，避免人身伤害和设备损坏。

实验结果和分析：通过对三种材料进行冲击实验，观察到以下现象和结果：1. 金属材料：金属材料在受到冲击力时表现出较高的强度和韧性。

在实验中，当施加较小的冲击力时，金属样品出现了一定的变形，但没有发生断裂。

随着冲击力的增加，金属样品的变形程度逐渐加剧，但仍然能够保持一定的完整性。

这说明金属材料具有较好的抗冲击性能，适合用于承受较大冲击力的场合。

2. 塑料材料：塑料材料在受到冲击力时表现出较低的强度和韧性。

在实验中，当施加较小的冲击力时，塑料样品出现了明显的变形，甚至出现了断裂。

随着冲击力的增加，塑料样品的断裂面积逐渐扩大，变形程度也逐渐增加。

这说明塑料材料在承受冲击力时易发生破损，抗冲击性能较差。

3. 玻璃材料：玻璃材料在受到冲击力时表现出较高的硬度和脆性。

在实验中，当施加较小的冲击力时，玻璃样品出现了明显的破碎，形成了许多碎片。

随着冲击力的增加，玻璃样品的破碎面积逐渐扩大，碎片数量也逐渐增多。

这说明玻璃材料在承受冲击力时容易破碎，抗冲击性能较差。

结论：通过本次实验可以得出以下结论：1. 不同材料的抗冲击性能存在差异，金属材料具有较好的抗冲击性能，塑料材料抗冲击性能较差，玻璃材料抗冲击性能也较差。

2. 在实际应用中，需要根据具体的使用场景和要求选择合适的材料。

实验五 聚合物材料冲击强度的测定一、实验目的1. 了解高分子材料的冲击性能；2. 理解摆锤式抗冲击强度试验机的原理；3. 掌握冲击强度的测试方法；二、实验原理冲击强度是衡量材料韧性的一种强度指标，表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力。

通常定义为试样受冲击载荷而折断时单位面所吸收的能量。

()=/K A bh α式中，K α为冲击强度；单位为J/cm 2；A 为冲断试样所消耗的功；b 为试样宽度；h 为试样厚度。

冲击强度的测试方法很多，应用较广的有以下三种：（1）摆锤式冲击试验；（2）落球法冲击试验；（3）高速拉伸试验。

本实验采用摆锤式冲击试验法。

摆锤冲击试验，是将标准试样放在冲击机规定的位置上，然后让重锤自由落下冲击试样，测量摆锤冲断试样所消耗的功，根据上述公式计算试样的冲击强度。

摆锤冲击试验机的基本构造有3部分：机架部分、摆锤冲击部分和指示系统部分。

根据试样的按放方式，摆锤式冲击试验又分为简支梁型(Charpy 法)和悬臂梁型。

前者试样两端固定，摆锤冲击试样的中部；后者试样一端固定，摆锤冲击自由端。

如图1所示。

图1 摆锤冲击试验中试样的安放方式试样可采用带缺口和无缺口两种。

采用带缺口试样的目的是使缺口处试样的截面积大为减小，受冲击时，试样断裂一定发生在这一薄弱处，所有的冲击能量都能在这局部的地方被吸收，从而提高试验的准确性。

测定时的温度对冲击强度有很大影响。

温度越高，分子链运动的松弛过程进行越快，冲击强度越高。

相反，当温度低于脆化温度时，几乎所有的塑料都会失去抗冲击的能力。

当然，结构不同的各种聚合物，其冲击强度对温度的依赖性也各不相同。

湿度对有些塑料的冲击强度也有很大影响。

如尼龙类塑料，特别是尼龙6、尼龙66等在湿度较大时，其冲击强度更主要表现为韧性的大大增加，在绝干状态下几乎完全丧失冲击韧性。

这是因为水分在尼龙中起着增塑剂和润滑剂的作用。

试样尺寸和缺口的大小和形状对测试结果也有影响。

用同—种配方，同一种成型条件而厚度不同的塑料作冲击试验时，会发现不同厚度的试样在同一跨度上作冲击试验，以及相同厚度在不同跨度上试验，其所得的冲击强度均不相同，且都不能进行比较和换算。

实验11 聚合物冲击性能测试一、实验目的1．测定聚合物的冲击强度，了解其对制品使用的重要性；2．熟悉聚合物的冲击性能测试的原理，掌握摆锤式冲击试验机操作方法；3．掌握实验结果处理方法，了解测试条件对测定结果的影响。

二、实验原理冲击性能实验是在冲击负荷的作用下测定材料的冲击强度。

在实验中，对聚合物试样施加一次冲击负荷使试样破坏，记录下试样破坏时或过程中试样单位截面积所吸收的能量，即得到冲击强度。

由于聚合物的制备方法和本身结构的不同，它们的冲击强度也各不相同。

在工程应用上，冲击强度是一项重要的性能指标，通过抗冲击试验，可以评价聚合物在高速冲击状态下抵抗冲击的能力或判断聚合物的脆性和韧性程度。

冲击试验的方法很多，根据实验温度可分为常温冲击、低温冲击和高温冲击三种，依据试样的受力状态，可分为摆锤式弯曲冲击（包括简支梁冲击GB1043和悬臂梁冲击GB1843）、拉伸冲击、扭转冲击和剪切冲击；依据采用的能量和冲击次数，可分为大能量的一次冲击（简称一次冲击试验或落锤冲击实验GB11548）和小能量的多次冲击实验（简称多次冲击实验）。

不同材料或不同用途可选择不同的冲击试验方法，由于各种试验方法中试样受力形式和冲击物的几何形状不一样，不同的试验方法所测得的冲击强度结果不能相互比较。

摆锤式弯曲冲击实验方法由于比较简单易行，在控制产品质量和比较制品韧性时是一种经常使用的测试方法。

这里介绍摆锤式弯曲冲击（简支梁冲击和悬臂梁冲击）试验机的工作原理，如图11－1所示。

实验时摆锤挂在机架的扬臂上，摆锤杆的中心线与通过摆锤杆轴中心的铅垂线成一角度为α的扬角，此时摆锤具有一定的位能；然后让摆锤自由落下，在它摆到最低点的瞬间其位能转变为动能；随着试样断裂成两部分，消耗了摆锤的冲击能并使其大大减速；摆锤的剩余能量使摆锤继续升高至一定高度，β为其升角。

如以W表示摆锤的重量，l为摆锤杆的长度，则摆锤的初始功A0为：)cos 1(0α−=Wl A （11－1）若考虑冲断试样时克服的空气阻力和试样断裂而飞出时所消耗的功，根据能量守恒定律，可用式（11－2）表示：2021)cos 1(mv A Aa A Wl A +++++=ββ （11－2） 通常，式（11－2）后三项都忽略不计，则可简单地把试样断裂时所消耗的功表示为：)cos (cos 0αβ−=Wl A （11－3）式中除β角外均为已知数，因此，根据摆锤冲断试样后的升角β的数值即可从读数盘直接读取冲断试样时所消耗功的数值。

冲击试验实验报告冲击试验实验报告引言冲击试验是一种常用的实验方法，用于评估物体在受到外部冲击时的抗冲击性能。

本实验旨在通过对不同材料的冲击试验，探索不同材料的抗冲击性能，并对实验结果进行分析和总结。

实验方法1. 实验材料准备我们选择了三种不同材料进行冲击试验：金属、塑料和木材。

分别选取了相同尺寸和质量的样本，确保实验的公平性。

2. 实验装置搭建搭建了一个坚固的实验装置，用于模拟冲击过程。

装置包括一个冲击台和一个冲击器。

冲击台上固定了待测试的材料样本，冲击器则用于给样本施加冲击力。

3. 实验过程依次将不同材料的样本放置在冲击台上，调整冲击器的位置和冲击力大小。

然后，通过控制冲击器的运动，使其以一定速度和角度撞击样本。

记录冲击过程中的数据，包括冲击力、冲击时间等。

实验结果1. 金属样本金属样本在冲击试验中表现出色。

由于金属的高强度和韧性，它能够有效地吸收和分散冲击力。

在实验中，金属样本只出现了一些表面划痕，没有发生明显的形变或破裂。

2. 塑料样本塑料样本的抗冲击性能较差。

塑料的韧性较低，容易发生断裂。

在实验中，塑料样本经历了明显的形变和破裂，甚至出现了碎裂的情况。

这表明塑料在受到冲击时容易发生失效。

3. 木材样本木材样本的抗冲击性能与金属相当。

木材具有一定的韧性和强度，能够有效地吸收和分散冲击力。

在实验中，木材样本表现出较好的抗冲击性能，仅出现一些细微的裂纹，没有发生明显的断裂。

实验分析通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 材料的物理性质对抗冲击性能有重要影响。

金属具有较高的强度和韧性，能够有效地吸收和分散冲击力，因此具有良好的抗冲击性能。

而塑料的韧性较低，容易发生断裂，抗冲击性能较差。

2. 材料的结构和形状也会影响其抗冲击性能。

例如，木材由于其纤维状结构，能够有效地吸收和分散冲击力，具有较好的抗冲击性能。

3. 不同材料的抗冲击性能可用于不同领域。

金属适用于需要高强度和韧性的场合，而塑料适用于低强度要求的场合。

实验3 塑料冲击强度实验一、实验目的1、加深对塑料冲击强度概念的理解，2、学会简支梁冲击实验机的使用及塑料冲击强度的测量方法。

二、实验原理冲击试验是用来量度材料在高速冲击状态下的韧性或对断裂的抵抗能力的。

对研究塑料在经受冲击载荷时的力学行为有一定的实际意义。

简支梁冲击实验工作原理示意图实验设备为简支梁冲击实验机（如原理图），本试验机的基本构造由机身、试样支座、冲击摆、测量装置及操纵机构五部分组成。

其基本原理是把摆锤抬高置挂于机架的扬臂上以后，此时扬角为α，如图所示，它便获得了一定的位能。

当摆锤自由落下，则位能转化为动能将试样冲断。

冲断试样后，摆锤仍以剩余能量升到其一高度，升角为β，在整个冲击试验过程中，按照能量守恒定律，试样所消耗冲击能量按下式计算：E = Pd(cosβ-cosα)式中：Pd —冲击摆摆力矩（常数）α—冲击摆摆锤扬角β—冲击实验后摆锤升起的角度本实验机中由于摆的冲击常数Pd、冲击前摆锤扬角均为常数，因此只要测出冲断试样后的摆锤升角，即可根据上述公式计算出试样冲断时所消耗的能量来，本实验机刻度盘的刻度就是根据上述原理进行计算的，因此我们实验时就可以直接从刻度盘中读出冲击能量。

注意，本公式只适用于最大冲击能量大于5焦耳。

这种冲击试验方法仪器简单，操作方便，在生产和科研部门广泛采用。

三、实验设备、用具及试样1、 简支梁冲击实验机2、 聚丙烯标准试样5条，规格：120×15×10mm四、实验步骤（一）、试样设备及处理1、按标准要求制备冲击试样。

缺口试样加工时要特别小心，缺口尺寸及角要严格控制o2、按力学测试总要求对试样进行预处理。

3、测量试样中间部位的宽和厚，准确至0.05毫米，缺口试样测量缺口的剩余厚度。

4、每组试样不少于五个。

（二）、测试1、校验冲击试验机的零点，且每做一组试样校准一次。

2、按标堆方法规定调节好跨度，放好试样，试样宽面紧贴在支座上。

3、一切准备好之后，进行冲击。

冲击试验报告
本次冲击试验是针对新型材料的抗冲击性能进行的，试验旨在评估材料在受到
外部冲击时的抗性能和破坏情况，为材料的设计和应用提供参考依据。

试验采用了标准的冲击试验方法，通过对材料进行冲击加载，观察其破坏情况和冲击能量吸收能力，以此评估材料的抗冲击性能。

试验结果显示，所测试的材料在受到冲击加载时表现出了良好的抗冲击性能。

在冲击加载下，材料表面出现了一定程度的变形和裂纹，但整体结构并未发生破坏，表现出了较高的抗冲击能力。

试验中还对材料的冲击吸能性能进行了评估，结果显示材料具有较高的冲击吸能能力，能够有效地吸收冲击能量，减轻外部冲击对材料的影响，保护其整体结构的完整性。

通过本次试验，我们对材料的抗冲击性能有了更深入的了解，也为材料的设计
和应用提供了重要参考。

进一步的研究将围绕材料的微观结构和材料成分展开，以进一步提高材料的抗冲击性能，为其在工程实践中的应用提供更为可靠的保障。

在今后的工作中，我们将继续深入研究材料的抗冲击性能，探索材料的改进和
优化方案，进一步提高材料的抗冲击能力，为工程实践中的安全性能提供更为可靠的保障。

同时，我们也将不断完善试验方法和评价体系，提高试验数据的准确性和可靠性，为材料性能评估提供更为科学的依据。

总的来说，本次冲击试验为材料的抗冲击性能评估提供了重要数据支持，为材
料的设计和应用提供了重要参考。

我们将继续深入研究，进一步完善试验方法和评价体系，为材料的性能评估和工程应用提供更为可靠的支持。