jjg145擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程

1、JJG145-2007擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程實(shí)施要點(diǎn)分析摘要：為更好執(zhí)行JJG145-2007擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程要求，本文對(duì)擺錘 式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的工作原理，重要的檢定方法以及具體措施，對(duì)影響沖擊試驗(yàn)的關(guān)鍵 問題進(jìn)行重點(diǎn)的論述。在檢定校準(zhǔn)過程中“直接檢定方法”與“標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品的問 接檢定方法”都是重要的，采用“標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品的間接檢定方法”是對(duì)沖擊試驗(yàn)機(jī) 綜合性能檢定，是必需的、可行的、簡便的。一、擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)工作原理擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)是用規(guī)定高度的擺錘對(duì)處于沖擊試驗(yàn)機(jī)砧座上的沖擊試樣進(jìn) 行一次性打擊，測量試樣彎折時(shí)的沖擊吸收功。擺錘是以沖擊試驗(yàn)機(jī)擺軸為中心， 在處于預(yù)仰角位置時(shí)釋放擺錘，

2、以一定速度沖擊試驗(yàn)機(jī)砧座上的沖擊試樣。見圖1N打電M歸做定州富能1ft川呻網(wǎng)抬他的才£1 擺錘式?jīng)_擊 試驗(yàn)機(jī)工作原理 圖二、擺錘式 沖擊試驗(yàn)機(jī)檢 定方案分析根據(jù)擺錘 式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī) 的工作原理分 析，主要由三 大部分組成：a.沖擊試驗(yàn)機(jī)主機(jī)架；b.沖擊擺錘；c.沖擊試樣砧座與支座?；颈Ｕ鲜牵簺_擊試驗(yàn)機(jī)應(yīng)安裝在具有質(zhì)量足夠的地基上。最終綜合技術(shù)指標(biāo)是：沖擊能量一一J焦耳。這一能量的表現(xiàn)形式是對(duì)沖擊試樣 的沖擊吸收能量。它指示了沖擊試驗(yàn)機(jī)沖擊試樣的能量，以及沖擊試驗(yàn)機(jī)的能量傳 遞給沖擊試樣準(zhǔn)確的程度。為此，對(duì)擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的檢定，最為重要的是：考核整機(jī)性能、整機(jī)剛度、 安裝質(zhì)量(地基的

3、合理性)。擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的檢定按JJG145要求，沖擊試驗(yàn)機(jī)的檢定分為首次檢定，其中包括直接檢定與間接檢 定，后續(xù)檢定及使用中檢驗(yàn)，詳見規(guī)程中的表 8。本文主要介紹間接檢定方法。間接檢定方法間接檢定法是指使用標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品進(jìn)行沖擊能量的檢定方法，即示值檢定法。 間接檢定方法可保證沖擊試驗(yàn)機(jī)示值的準(zhǔn)確性。使用標(biāo)準(zhǔn)樣品的間接檢定，實(shí)質(zhì)上 是對(duì)試驗(yàn)機(jī)的綜合性能的檢定以及沖擊能量示值準(zhǔn)確性的檢定。1 .標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品的標(biāo)準(zhǔn)能量值應(yīng)在下列之一的范圍內(nèi)：低能量(L)級(jí)：標(biāo)準(zhǔn)能量值 30J中能量(M)級(jí)：30J 0標(biāo)準(zhǔn)能量值 110J高能量 (H)級(jí)：110J 0標(biāo)準(zhǔn)能量值 220J超高能量

4、(UH)級(jí)：標(biāo)準(zhǔn)能量伯 220J標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品技術(shù)要求見表1表1標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品標(biāo)準(zhǔn)偏差臺(tái)匕 -M- LZ 目匕里Kr標(biāo)準(zhǔn)偏差<40J>40J<%Kr目前使用的標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品沖擊后不撕裂分離，可以準(zhǔn)確的保留每一次沖擊后樣 品的印痕，通過對(duì)印痕的分析會(huì)快速、清楚的發(fā)現(xiàn)試樣砧座、沖擊刀刃的當(dāng)前狀態(tài)。 從而對(duì)沖擊試驗(yàn)機(jī)沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分散、能量超標(biāo)等問題迅速做出判定。我國自主研制的標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品，經(jīng)過多年國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室的驗(yàn)證考核，其性能是 穩(wěn)定可靠的。標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品是國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)的國家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)樣品。國 家標(biāo)準(zhǔn)樣品編號(hào)為 GSB 03-2040 （2041、2042、2043） -2006

5、使用標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品可以應(yīng)用于沖擊試驗(yàn)機(jī)的檢定；實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的期間核查；實(shí) 驗(yàn)室之間設(shè)備比對(duì)；實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部操作員考核；試驗(yàn)儀器的不確定度評(píng)定；發(fā)現(xiàn)異常 試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)試驗(yàn)機(jī)的檢查。2 .使用標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品進(jìn)行間接檢定（示值檢定）使用標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品進(jìn)行間接檢定時(shí)，試驗(yàn)機(jī)示值誤差和重復(fù)性應(yīng)符合表2規(guī)定表2試驗(yàn)機(jī)示值誤差和重復(fù)性最大允許值能量級(jí)重復(fù)性<40J±>40J±6%Kr9%Kr注：當(dāng)間接檢定的結(jié)果不能令人滿意時(shí)，則應(yīng)按首次檢定要求進(jìn)行直接檢定實(shí)際檢定中，至少檢定試驗(yàn)機(jī)使用范圍內(nèi)的兩個(gè)吸收能量級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品的能量級(jí)應(yīng)在使用范圍以內(nèi)，并盡量接近其上限和下限。對(duì)在特定范圍內(nèi)使用

6、的試驗(yàn)機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品的能量應(yīng)盡量接近其常規(guī)使用的 范圍。 標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品的示值檢定有效范圍：所用標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品標(biāo)準(zhǔn)值的±50%例如：使用120J標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品檢定時(shí)，有效范圍是 60J180J,即120J的±50%）。一般每個(gè)能量級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品， 一組選擇5個(gè)：&1、K/2 &為一組五個(gè)沖斷后的標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品，以能量遞增的次序排列在規(guī)定的控制條件下，試驗(yàn)機(jī)的重復(fù)性 R表示為每組樣品的最大值與最小值之R= Kmax Kmin在規(guī)定的控制條件下，試驗(yàn)機(jī)的誤差 K表示為:K Kv KrKV1KV2KV3 KV4 KV5式甲： Kv ；5%該組標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品的標(biāo)準(zhǔn)能量值;

7、Kzi 標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品沖斷時(shí)的實(shí)際吸收能量。三、擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)檢定過程中關(guān)鍵問題分析沖擊試驗(yàn)機(jī)沖擊試樣砧座（以下簡稱砧座）受力狀態(tài)分析沖擊試驗(yàn)機(jī)的砧座在沖擊試驗(yàn)中起著關(guān)鍵作用，每一次試驗(yàn)都由砧座承接試驗(yàn) 時(shí)的巨大沖擊載荷。它的狀態(tài)好壞直接影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)。沖擊刀刃R的尺寸與表面狀態(tài)是關(guān)鍵，兩砧座之間的跨距是基礎(chǔ)。一切都要符 合標(biāo)準(zhǔn)要求。圖2是簡支梁式?jīng)_擊試驗(yàn)中砧座（垂直支座）的受力狀態(tài)，砧座（試樣垂直支 座）在工作中支撐試樣。在沖擊試驗(yàn)過程中，沖擊試樣對(duì)兩砧座產(chǎn)生的正向力 Fy, 并在試樣彎曲撕裂過程中產(chǎn)生很大的向外推力 Fw。相反兩砧座對(duì)試樣產(chǎn)生較大的正 向支反力Fy,并在試樣彎曲撕裂過程中，圓

8、角r產(chǎn)生很大的支撐力Fwo試樣沖擊吸收能量體現(xiàn)在沖擊彈性變形功與沖擊塑性變形和撕裂功兩個(gè)方面。圖3 試樣沖擊彎曲瞬間砧座支撐力示意圖圖3中左半部分實(shí)線箭頭表示沖擊時(shí)的作用力，右半部分虛線箭頭表示砧座的 的支反力。擺錘沖擊刀刃沖擊試樣通過試驗(yàn)機(jī)兩試樣砧座瞬間過程行為是：A首先是沖擊刀刃產(chǎn)生的正向沖擊力；F沖擊試樣砧座上的試樣，砧座的整個(gè) 平面支撐試樣，在試樣變形開始瞬間，其承受力的跨距是 40mmB試樣被沖擊時(shí)，試樣沖擊刀刃對(duì)試樣的沖擊點(diǎn)為中心，由砧座平面始沿砧座 園角r彎曲。此時(shí)，被沖擊變形的試樣在試樣砧座跨距的制約下，試樣缺口表面在 沖擊刀刃沖擊試樣向前運(yùn)動(dòng)過程，試樣缺口面同時(shí)產(chǎn)生弧形彎曲。

9、C由于彎心是沖擊刀刃與試樣觸點(diǎn)，試樣與砧座園角頂端為曲率半徑彎曲。由 于試樣支撐端截面是10X10,在砧座跨距的約束下，試樣的支撐印痕由外向內(nèi) 一試 樣缺口中心滑動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)印痕。這一滑動(dòng)產(chǎn)生過程，試樣兩端支撐面運(yùn) 行軌跡，是由砧座平面通過砧座園角，然后穿過砧座跨距，沖斷試樣。通過圖7可以看出在沖擊過程中，試樣砧座的園角頂端始終支承巨大的沖擊方 向力Fy、試樣變形白向外推力Fw及其合成的矢量力Fs。砧座受到向外推力Fw作用會(huì)使跨距變大，這也就是經(jīng)常使用中的沖擊試驗(yàn)跨距 變大的重要原因。因此，必須經(jīng)常檢查砧座跨距，尤其是傳統(tǒng)斜面正壓式固定砧座 的沖擊試驗(yàn)機(jī)。對(duì)于有側(cè)向定位能力的沖擊試驗(yàn)機(jī)

10、，砧座磨損將是使跨距變大的主 要原因。（見圖4）圖4沖擊試驗(yàn)機(jī)砧座R被嚴(yán)重打平磨損示意圖通過試樣沖斷后印痕可以看到，相同能量級(jí)的沖擊標(biāo)樣，有著不同的印痕，不 同的印痕標(biāo)樣所測試的能量有所差異，印痕深的表面非常不規(guī)則的沖擊能量高。印 痕相對(duì)淺且非常光潔的，則沖擊能量低。砧座的質(zhì)量是非常重要的，試驗(yàn)數(shù)據(jù)與試樣砧座硬度、園角半徑 r的大小、角 表面質(zhì)量、園角與砧座平面過渡狀態(tài)是息息相關(guān)的。綜上論述對(duì)擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的檢定、校準(zhǔn)要點(diǎn)如下：1) 應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣品進(jìn)行間接檢定，檢驗(yàn)整機(jī)的性能。2) 砧座必須經(jīng)常檢查：R r的磨損與砧座的固緊情況，兩砧座之間距離應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。4) 沖擊擺錘應(yīng)完好，沖擊刀刃必須符合所應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)之要求。5) 沖擊試驗(yàn)機(jī)的