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沖擊試驗(yàn)儀器的進(jìn)展

時(shí)間：2010-06-21 08:59:26 來(lái)源：中國(guó)塑料改性技術(shù)資訊網(wǎng) 作者：

沖擊試驗(yàn)是一個(gè)復(fù)雜且有爭(zhēng)議的題目，而且仍在變化之中。這些因素增加了為加工商的試驗(yàn)挑選合適沖擊試驗(yàn)儀器的難度。設(shè)計(jì)規(guī)劃試驗(yàn)室時(shí)，沖擊試驗(yàn)機(jī)與塑料配混機(jī)、擠出機(jī)及模塑設(shè)備一樣，是首選裝置之一。過(guò)去，只需在傳統(tǒng)的落錘式和擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)中選用一種即可，這應(yīng)該很容易。具體選用哪種機(jī)型由原材料、最終用途以及用戶對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)類型的偏好決定。
    傳統(tǒng)試驗(yàn)機(jī)具有操作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、以及已有長(zhǎng)期使用歷史等優(yōu)點(diǎn)，因而一直受到廣大用戶的喜愛(ài)。尤其是用于帶缺口—伊佐德沖擊試驗(yàn)的擺錘試驗(yàn)機(jī)，在美國(guó)這是最常被選用的試驗(yàn)。但是傳統(tǒng)試驗(yàn)方式已經(jīng)開(kāi)始受到了挑戰(zhàn)。由于低精度及可重復(fù)性差的原因，一些原材料供應(yīng)商的研究人員已經(jīng)對(duì)這些簡(jiǎn)單的試驗(yàn)提出了異議。新型儀器改進(jìn)了一部分這類缺陷。而且出現(xiàn)了放棄伊佐德沖擊報(bào)告(ASTM D256試驗(yàn)協(xié)議中的一項(xiàng))，轉(zhuǎn)向使用卡比試驗(yàn) (ISO 179)的現(xiàn)象。在歐洲，主要使用的也是另一種擺錘試驗(yàn)方法。推動(dòng)這一改變的主要力量來(lái)自汽車工業(yè)，這也是其全球標(biāo)準(zhǔn)化成果的一部分。而且，許多原料供應(yīng)商、配混廠商以及添加劑母料供應(yīng)商轉(zhuǎn)向采用儀器化沖擊試驗(yàn)，這類試驗(yàn)所用的裝置配有加載傳感器，它能提供更多的材料對(duì)沖擊載荷反應(yīng)的詳細(xì)數(shù)據(jù)。
    “真實(shí)”試驗(yàn)的趨勢(shì)使問(wèn)題更加復(fù)雜。Instron公司的產(chǎn)品經(jīng)理Frank Lio說(shuō)∶“汽車緩沖器材料的試驗(yàn)不同于已成型的汽車緩沖器的試驗(yàn)。”
    目前，通過(guò)儀器化和“真實(shí)”沖擊試驗(yàn)得到的成熟數(shù)據(jù)，主要在原料供應(yīng)商及配混廠商內(nèi)部使用。加工商及其客戶要求的原材料規(guī)格數(shù)據(jù)，仍然以傳統(tǒng)的伊佐德及鏢沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)為主。事實(shí)上，一些資料表明，越來(lái)越多的塑料加工商更愿意自行進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，以確保其產(chǎn)品性能保持一致，而不僅僅依賴于原材料供應(yīng)商所提供的數(shù)據(jù)。
    匹茲堡Nova化學(xué)制品公司的苯乙烯類塑料專家Bob Elston指出∶“在其產(chǎn)品的工作環(huán)境極其惡劣并在結(jié)構(gòu)方面有特定要求的廠家，你都能看到相應(yīng)的沖擊試驗(yàn)”。他列舉了煤氣管，PVC檔板，汽車配件，運(yùn)動(dòng)頭盔，滑雪靴，醫(yī)療設(shè)備以及玩具等制品廠。
    在過(guò)去十年里，傳統(tǒng)試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)也有了改進(jìn)。比如在擺錘試驗(yàn)機(jī)中，原來(lái)的刻度盤已逐步向數(shù)字讀出器轉(zhuǎn)變，很多試驗(yàn)項(xiàng)目已經(jīng)自動(dòng)化。但是大多數(shù)在用系統(tǒng)仍然沒(méi)有改進(jìn)。很多革新把機(jī)械式落錘和擺錘試驗(yàn)機(jī)合二為一了。但是，除了少數(shù)每天要做數(shù)百個(gè)試驗(yàn)的試驗(yàn)室外，能夠自動(dòng)給試樣加載的全自動(dòng)系統(tǒng)還很少。
    什么是沖擊試驗(yàn)？Tinius Olsen試驗(yàn)設(shè)備公司的市場(chǎng)部經(jīng)理Harry Yohn解釋說(shuō)，沖擊試驗(yàn)就是給試樣高速加載，然后測(cè)量試件的變化。試件的破壞分兩步∶首先，沖擊能量使試件產(chǎn)生裂紋，其后，試件承受更大的沖擊力使裂紋擴(kuò)大并損壞。塑料沖擊試驗(yàn)機(jī)的兩種基礎(chǔ)類型中，擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)用于伊佐德(Izod)和卡畢(Charpy)試驗(yàn)，拉伸沖擊測(cè)量被試樣吸收而造成其損壞的能量。另一類型是落錘試驗(yàn)-加德納(Gardner)落錘適用于鋼性材料，尖頭落錘適用于薄膜。這些都是典型的合格/不合格類型試驗(yàn)，它們給出50%的時(shí)間內(nèi)破壞試件的平均沖擊能量。
    傳統(tǒng)試驗(yàn)足以勝任控制質(zhì)量的目的，但它們不能提供破壞機(jī)理或使成品發(fā)生破壞的原因。而且，傳統(tǒng)沖擊試驗(yàn)僅能測(cè)量使試件產(chǎn)生破裂所需的能量，儀器化沖擊試驗(yàn)提供高速應(yīng)力/應(yīng)變數(shù)據(jù)生成的曲線，通過(guò)它們可以區(qū)分韌性、脆性破壞，還可以區(qū)分造成裂紋起始的能量和傳遞的能量。后者能給出許多表達(dá)試件韌性細(xì)微區(qū)別的圖形，Yohn解釋說(shuō)。除了傳統(tǒng)沖擊實(shí)驗(yàn)的局限性外，還有其它因素促使沖擊試驗(yàn)向儀器化沖擊發(fā)展。其中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，是越來(lái)越多的產(chǎn)品涉及到可靠性，如醫(yī)療，汽車配件、玩具，管材等領(lǐng)域。
    Instron公司的Lio所引用的案例中，一家生產(chǎn)塑料梯子的公司，在對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行從韌性到脆性破壞的試驗(yàn)時(shí)，認(rèn)識(shí)到了其困難性 — 因?yàn)樵谝欢囟认拢洳牧系膹椥圆蛔阋曰謴?fù)原形。該公司為一個(gè)城市的下水系統(tǒng)提供梯子。開(kāi)始，這些梯子一直處于良好工作狀態(tài)，但在冬季里，當(dāng)把這些塑料梯子砸入底座時(shí)，它們開(kāi)始碎裂。結(jié)果，工人從梯子上摔了下來(lái)，因?yàn)樘葑拥臋M檔已撐不住工人的重量。該公司已做了拉力試驗(yàn)，但沒(méi)有在實(shí)際工作溫度下做沖擊試驗(yàn)。這是一次昂貴的教訓(xùn)∶該城市提出訴訟，并贏得了官司，法院判定該制造商支付賠償金，并更換所有梯子。
    Yohn指出，除溫度外，沖擊結(jié)果還受下列諸多因素的影響∶1.工作環(huán)境的潮度、濕度。2. 沖擊速率或應(yīng)變率。3. 錘頭或搖錘的總動(dòng)量。4. 試樣和沖擊錘的幾何形狀與尺寸，以及沖擊角度和方向等。5. 試件的成型方法(模壓、擠出或捏制)。6. 試件上缺口的加工方法。7. 試件在試驗(yàn)機(jī)上的固定方式。大約20%的擺錘沖擊試驗(yàn)需要低溫試件。多數(shù)情況下，試件要被冷凍到規(guī)定的溫度，然后盡快在擺錘試驗(yàn)機(jī)上(室溫下)進(jìn)行試驗(yàn)。然而在室溫下，試樣放置在夾具上的短時(shí)間里，其溫度也會(huì)升高，并對(duì)結(jié)果有輕微的改變。由于這個(gè)原因，汽車公司(每家都有自己的沖擊實(shí)驗(yàn)規(guī)范)愿意使用經(jīng)過(guò)冷處理后的試樣。因而很多試驗(yàn)室配有“冷凍箱”，它能把伊佐德或卡畢試驗(yàn)的夾具封閉起來(lái)。
    另有幾個(gè)因素增加了用戶對(duì)伊佐德和卡畢試驗(yàn)的不滿，特別是原料供應(yīng)商。美國(guó)Ceast的地區(qū)銷售代表Gerard Nelson指出，不足之處包括缺口的加工不準(zhǔn)確或不正確，以及對(duì)韌性破壞和脆性破壞需做主觀判斷等。ISO和ASTM標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試件的尺寸，沖擊速率，以及錘擊能量要求的差異使問(wèn)題變得更加復(fù)雜。目前在用的大多數(shù)沖擊試驗(yàn)裝置是非儀器化的。最大的原因是歷史造成的。行業(yè)擁有大量非儀器化的缺口伊佐德試驗(yàn)數(shù)據(jù)。最常用的沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不需要儀器化沖擊。另外，儀器化試驗(yàn)系統(tǒng)的成本很高，而且還需要另外的專業(yè)技術(shù)。
    什么時(shí)候用什么樣的試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)機(jī)的選擇主要取決于其用途— 研究開(kāi)發(fā)、質(zhì)量控制、物料特性、監(jiān)控購(gòu)入原料或是產(chǎn)品設(shè)計(jì)等。大多數(shù)情況下，客戶會(huì)提出他們的需求。比如汽車用品，可以引用ASTM，ISO或SAE標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)方法，也可以使用廠商自己的特定標(biāo)準(zhǔn)。Instron公司的Lio介紹說(shuō)∶“一個(gè)通用汽車的銷售商當(dāng)然希望使用通用汽車的沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)同ISO及ASTM標(biāo)準(zhǔn)有不同之處”。
    ASTM、ISO或其它的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)都清楚地標(biāo)明了其適用的塑料。比如，薄膜試驗(yàn)要符合ASTM D1709標(biāo)準(zhǔn)，而用于汽車配件的聚碳酸酯的試驗(yàn)，符合ASTM D3763或ISO6603-2中的一種標(biāo)準(zhǔn)即可。另外，有一個(gè)領(lǐng)域，由于沒(méi)有行業(yè)規(guī)范，還完全沒(méi)有試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)可以對(duì)成型制品或成型組件(例如塑料煤氣儲(chǔ)罐)進(jìn)行試驗(yàn)。這種情況下需要熟悉成品的使用環(huán)境。例如，餐飲用塑料盤碟的生產(chǎn)廠商，其試驗(yàn)除了要低于室溫外，還需模擬冷凍儲(chǔ)存時(shí)的情況。對(duì)沒(méi)有特殊試驗(yàn)要求的成品質(zhì)量控制試驗(yàn)，制造廠家可以選用普通的擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)或落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)。一般而言，由于使用不帶缺口的試樣，落錘沖擊試驗(yàn)要相對(duì)容易一些。來(lái)自Tinius Olsen的Yohn說(shuō)∶“落錘試驗(yàn)，比如加德納沖擊，可用于塑料薄膜、乙烯類擋板等塑料板材。對(duì)牙刷試驗(yàn)，可能要用擺錘式試驗(yàn)機(jī)。但是在一系列的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，裝夾方法的安全性已經(jīng)得到了改進(jìn)。Nova的Elston，是ASTM靜態(tài)性能部的主席，注意到，工廠并不愿意把日用聚合物的試驗(yàn)，從ASTM標(biāo)準(zhǔn)的缺口伊佐德試驗(yàn)轉(zhuǎn)換為ISO標(biāo)準(zhǔn)的卡畢試驗(yàn)。而對(duì)工程塑料及特種塑料，確實(shí)有向卡畢沖擊試驗(yàn)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。他說(shuō)∶“目前，汽車行業(yè)以ISO/CAMPUS標(biāo)準(zhǔn)為主”。
    統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算輔助預(yù)選協(xié)會(huì)(CAMPUS)提出，一個(gè)全球原料供應(yīng)商聯(lián)盟指定使用ISO標(biāo)準(zhǔn)。Stephen Sinker，Ticona公司的發(fā)展合作伙伴，在新澤西的高層會(huì)議上指出，應(yīng)大量客戶的要求，他們公司已舍棄伊佐德試驗(yàn)法，轉(zhuǎn)而采用卡畢試驗(yàn)法。另一方面，Greg Jarrell，巴拿馬LNP公司的技術(shù)助理，則表示他們公司并沒(méi)有收到多少改換試驗(yàn)方法的要求�？傊�Ticona的Sinker預(yù)測(cè)，作為擺錘沖擊試驗(yàn)的替代者，落錘沖擊試驗(yàn)會(huì)得到廣泛應(yīng)用。他指出，落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)通常用于像聚烯烴這樣具有韌性的材料。根據(jù)Sinker的說(shuō)法，擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)適用于脆性斷裂的材料，比如很多用來(lái)替代金屬的熱塑性工程塑料。LNP的Jarrell贊同由材料來(lái)確定所用的沖擊試驗(yàn)方法 — 但這并不是唯一的因素。LNP用其有高沖擊的機(jī)械落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)，來(lái)完成玻璃增強(qiáng)聚合物 — 如Verton牌長(zhǎng)玻璃尼龍66用PP材料的試驗(yàn)。另一方面，他們公司在對(duì)40種不同的PP材料做伊佐德試驗(yàn)以控制產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)，則大量使用非儀器化擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)。
    為什么用儀器化沖擊？?jī)x器化沖擊試驗(yàn)的應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣，特別是在混合過(guò)程的研究開(kāi)發(fā)以及任何需要檢測(cè)材料斷裂細(xì)節(jié)時(shí)。Tinius Olsen公司的Yohn指出，汽車工業(yè)對(duì)儀器化沖擊試驗(yàn)的新關(guān)注，是因?yàn)樗麄円⑼晟频乃芰蠜_擊數(shù)據(jù)，而儀器化沖擊能更好地模擬真實(shí)情況。落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)和擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)儀器化沖擊，如Instron and Ceast出產(chǎn)的落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)，Tinius Olsen 和 Atlas生產(chǎn)的擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)。
   很多儀器化落錘試驗(yàn)機(jī)兼有伊佐德和卡畢試驗(yàn)的功能，不同試驗(yàn)只需調(diào)換沖擊錘及夾具。然而，Ceast公司的Nelson指出，即便帶有這些固定裝置，這種落錘沖擊試驗(yàn)仍然不能完全符合ASTM 標(biāo)準(zhǔn)的伊佐德試驗(yàn)或ISO標(biāo)準(zhǔn)的卡畢試驗(yàn)。而且，一個(gè)ASTM研究組織最近提供的證據(jù)表明，用這種試驗(yàn)方法得到的某些原材料的數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)有一些出入。
   使用儀器化沖擊時(shí)，在錘頭端部或擺錘上安放了一個(gè)測(cè)力元件。實(shí)施沖擊時(shí)，力-時(shí)間數(shù)據(jù)由一個(gè)快速數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)記錄、儲(chǔ)存。這些數(shù)據(jù)能生成一組曲線，用以表示力、能量、速度、變形等隨時(shí)間的變化。分析這些曲線，就可以得出產(chǎn)生裂紋，并使之?dāng)U大到完全破壞所需的力、能量及變形等等；分析曲線，還可以得到材料對(duì)沖擊的敏感度，以及材料從韌性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈云茐牡臏囟�。儀器化沖擊式落錘試驗(yàn)適用于薄膜、飾板、管件、以及像安全頭盔這樣的成品。儀器化沖擊擺錘試驗(yàn)(Izod 方法和 Charpy方法)適用于標(biāo)準(zhǔn)試樣，以及從注射成型制品或模壓成型制品上切下來(lái)的試樣。一些落錘試驗(yàn)機(jī)在機(jī)架上設(shè)有一個(gè)工作臺(tái)，用它裝夾完整的大型零件或機(jī)件。Nova公司的Elston說(shuō)∶“我不認(rèn)為有什么必要對(duì)日用聚合物做儀器化沖擊試驗(yàn)。對(duì)于CD盒這樣的產(chǎn)品，做基本的落錘或伊佐德沖擊試驗(yàn)就足夠了。但是，對(duì)剛性建筑產(chǎn)品，儀器化沖擊試驗(yàn)是最理想的。”當(dāng)然，情況也會(huì)改變的。在儀器化沖擊試驗(yàn)機(jī)上配備壓電式傳感器后，大大改進(jìn)了其靈敏度。這使儀器化沖擊試驗(yàn)機(jī)也能適用于很輕的薄膜，海綿，以及多數(shù)用于包裝的材料。
   擺錘試驗(yàn)機(jī)的選擇，現(xiàn)在市場(chǎng)上最常見(jiàn)的沖擊試驗(yàn)機(jī)是擺錘式的。多數(shù)試驗(yàn)機(jī)配有不同的附件(錘頭和試樣夾具)，從而可以完成伊佐德試驗(yàn)，卡畢試驗(yàn)，以及拉伸 — 沖擊試驗(yàn)。伊佐德驗(yàn)和卡畢試驗(yàn)有很多相似之處。兩種試驗(yàn)使用的試樣都可以由模壓得到，或從一個(gè)大“八字”形拉伸試樣上切出來(lái)。伊佐德試驗(yàn)用的試樣尺寸是2.5x0.5 in，而卡畢試驗(yàn)用的試樣尺寸是5x0.5 in。兩種試驗(yàn)用試樣的厚度均取決于被測(cè)材料的規(guī)格(在Izod試驗(yàn)中，最常用的厚度是1/8 in).試驗(yàn)前，要給試樣切口，并把試樣調(diào)整到所要求的溫度和濕度。每組試驗(yàn)最少要有10個(gè)試樣，試驗(yàn)結(jié)果取其平均值。伊佐德試驗(yàn)的單位是lt-lb/in，卡畢試驗(yàn)的單位是joule/m2。
    擺錘沖擊機(jī)由一臺(tái)機(jī)架、一個(gè)單臂或“扇形”擺，一個(gè)敲擊棒(或稱錘頭)組成，這些組件的幾何形狀必須符合試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量和沖擊高度決定了錘頭的潛能。每臺(tái)擺錘試驗(yàn)機(jī)都備有附加重物，并為伊佐德試驗(yàn)提供一臺(tái)裝夾試樣的老虎鉗，為卡畢試驗(yàn)配備鐵砧。塑料試驗(yàn)機(jī)中一個(gè)較新的設(shè)計(jì)是扇形擺錘，它由Instron 和Tinius Olsen 公司提供。ASTM(美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì))的試驗(yàn)項(xiàng)目中，對(duì)扇形擺錘的使用量已接近傳統(tǒng)擺錘。傳統(tǒng)擺錘由一個(gè)把質(zhì)量集中在端部的細(xì)長(zhǎng)擺桿組成。扇形擺錘類似于一個(gè)薄餅式楔，由軸承座固定在頂部，打擊凸緣集中在底部中間，呈圓形。由于這個(gè)扁平金屬楔處于沖擊擺動(dòng)平面內(nèi)，它的沖擊方向非常準(zhǔn)確。這減少了機(jī)械擺動(dòng)，也就是提高了試驗(yàn)的精確性。
    不帶電子儀器的最基本的擺錘試驗(yàn)機(jī)售價(jià)在5000美元左右。這樣的機(jī)器只用一個(gè)指針標(biāo)示出撞擊試樣后擺錘擺動(dòng)的最大值。指針在擺錘的帶動(dòng)下移動(dòng)，并停留在弧形的最高點(diǎn)。在帶動(dòng)指針移動(dòng)時(shí)，為克服磨擦力，擺錘的能量有微量損失。改良后的試驗(yàn)機(jī)售價(jià)在10000-14000美金之間。這樣的裝置在支點(diǎn)上安裝了編碼器，用電子方式精確記錄擺臂的移動(dòng)量。微處理自動(dòng)控制器自動(dòng)控制擺錘的下落，并自動(dòng)收集數(shù)據(jù)。
    對(duì)于多數(shù)沖擊試驗(yàn)—Izod缺口試驗(yàn)和Charpy缺口試驗(yàn)，需要特定的切口裝置，這些設(shè)備可以從試驗(yàn)設(shè)備廠單獨(dú)購(gòu)買。切口機(jī)在試樣上切去一個(gè)V形缺口。缺口的大小及形狀由試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)確定。缺口的目的是模擬零件局部損壞時(shí)的應(yīng)力集中，并使試樣在承受沖擊時(shí)比較容易生成初始裂紋。
    試驗(yàn)前，伊佐德試驗(yàn)需要用老虎鉗固定試樣，卡畢試驗(yàn)的試樣放在一個(gè)沒(méi)有夾鉗的鐵砧上即可。Izod試驗(yàn)的缺點(diǎn)是固定試樣的夾緊力會(huì)改變并增加試樣的有效應(yīng)力。他們會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的不確定性，并降低總能量的讀數(shù)。工業(yè)上用可重復(fù)的夾緊力來(lái)獲得基本一致的Izod試驗(yàn)結(jié)果。現(xiàn)在，多數(shù)廠商會(huì)提供Izod試驗(yàn)專用的虎鉗，這種虎鉗帶有一個(gè)可以設(shè)定最大夾緊力的整體加載元件。
    一些行內(nèi)人士認(rèn)為產(chǎn)生擺錘沖擊試驗(yàn)誤差的主要原因是試樣缺口的不正確或不一致。缺口的幾何形狀決定了應(yīng)力集中的程度，對(duì)缺口敏感性高的材料尤其如此。Instron公司的Lio指出，“有些切口機(jī)使缺口周圍的溫度升高，這會(huì)改變?cè)嚇拥男阅堋?rdquo;可用特定的切口機(jī)或標(biāo)準(zhǔn)的切削機(jī)加工缺口。正確的缺口需要正確的切割工具以及適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。Tinius Olsen公司的Yohn也指出，即使是相同的切割工具，在切不同的材料時(shí)也會(huì)得到不同的缺口。
    行內(nèi)持不同觀點(diǎn)的人還提出，帶缺口試樣的試驗(yàn)，測(cè)量的僅是使裂紋擴(kuò)張的能量，而不是產(chǎn)生初始裂紋的能量，因而它不能真實(shí)反應(yīng)試樣的抗沖擊能力。當(dāng)然，擺錘試驗(yàn)機(jī)也適用于不帶缺口的Izod和Charpy 試驗(yàn)。雖然沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，但人們相信，不帶缺口的試驗(yàn)可以測(cè)定造成裂紋的能量，也可以測(cè)定使裂紋擴(kuò)張的能量。照Instron公司Lio的說(shuō)法，這并不是類似拉伸沖擊的另一種無(wú)缺口擺錘試驗(yàn)，它更像高速拉伸試驗(yàn)。
    落錘試驗(yàn)機(jī)，包括傳統(tǒng)的加德納尖頭落錘以及機(jī)械式下落塔，用于測(cè)量導(dǎo)致飾板、薄板，薄膜，管子，箱體以及模壓制品等產(chǎn)生破壞的總能量。最簡(jiǎn)單和最便宜的是適用于剛性塑料的Gardner落錘試驗(yàn)(ASTM D5054)機(jī)，以及適用于薄膜和彈性薄板的尖頭落錘試驗(yàn)(ASTM D1709)機(jī)。這種裝置在塊狀或尖狀錘頭的端部放置有一定重量的物體，把錘頭舉到一定的高度后自由落向固定好的試樣。對(duì)基本裝置，最常用的錘頭重量是2、4和8磅，機(jī)械式下落塔所用的錘頭重量是50磅或更多。試驗(yàn)程序很多，每組試驗(yàn)要有30個(gè)之多的典型試樣。能量計(jì)算主要涉及ft-lb和in.-lb，或者是克(g)和沖擊頭的半徑，即∶錘頭重量，沖擊高度。沖擊高度和錘頭形狀的選取還沒(méi)有規(guī)范化，Instron公司的Lio認(rèn)為∶“具體數(shù)值可以根據(jù)聚合物的應(yīng)變速率決定。10磅的重物從2英尺高度落下的能量，與2磅的重物從10英尺高度落下的能量相同。但是，由于沖擊速度不同，它們產(chǎn)生的效果并不一樣。”大型薄膜制造廠及他們的樹(shù)脂供應(yīng)廠商大量使用尖頭落錘試驗(yàn)機(jī)。
    Dynisco Polymer公司的銷售和市場(chǎng)部經(jīng)理John DeChristofaro估計(jì)，50%以上的薄膜制造廠用這種試驗(yàn)監(jiān)控他們的產(chǎn)品質(zhì)量。公司會(huì)為試驗(yàn)機(jī)提供一個(gè)手動(dòng)試樣夾具，或是一種新型風(fēng)力夾具。在過(guò)去的兩、三年里，Atlas已經(jīng)為他們的尖頭落錘薄膜試驗(yàn)機(jī)配備了總能量測(cè)量功能，該功能符合ASTM D4272新標(biāo)準(zhǔn)的要求。Atlas 聚合物業(yè)務(wù)經(jīng)理 Bob Lattie 說(shuō)，這套光電系統(tǒng)（把一個(gè)裝有光電二級(jí)管的盒子放在薄膜下）能夠記錄錘頭的速度變化，并自動(dòng)計(jì)算被薄膜吸收的總能量。

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