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鮮為人知的沖擊測試:多軸沖擊

作者:admin    添加時間:2014-06-09 04:11:35    瀏覽量:9713

多軸沖擊(multi-axial impact),又稱作高速刺穿(high speed puncture)模擬了汽車在高速情況下的撞擊。整車高速撞擊狀況可由NCAP(New Car Assessment Program)評判,而材料的高速撞擊狀況可由多軸沖擊評判。

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很多主機廠忽略了材料高速撞擊要求,假設材料是脆性斷裂易形成尖角傷害到乘客,故而用多軸沖擊來管控該方面的風險是非常有必要的?,F在較少的主機廠選用此沖擊試驗來判定塑料的韌性,而上海通用明確規定了多軸沖擊要求。80年代,上海通用就以ASTM3763為標準判定使用材料的性能,一段時間后就以此為基礎編寫了自己的標準GM9904P來更好的規范材料。

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多軸沖擊測試機

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多軸沖擊相當于缺口沖擊以及面沖擊的結合。常見的缺口沖擊有簡支梁(charpy)和懸臂梁(Izod),面沖擊的代表實驗則是落球沖擊(drop weight)。缺口沖擊表征了材料吸收能量的能力,而面沖擊則是用來衡量材料抵抗破壞的能力。因此對于兩者的結合——多軸沖擊對于材料的要求還是比較嚴格的。

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多軸沖擊多種結果圖例列表

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如何才能提高塑料的韌性以通過多軸沖擊的測試呢?首先就是要明白塑料的增韌機理,目前業內普遍接受的就是銀紋-剪切帶原理。

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研究表明,聚合物形變機理一般包括兩個過程:

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1.剪切形變過程,在這個過程中改變的只有塑料形狀的改變,微觀面例如分子的內聚能和物體的密度是基本不變。

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2.銀紋-剪切帶過程,該過程進一步可發展為裂紋或斷裂,這時塑料的密度將大大降低。事實上銀紋的產生一方面是對塑料造成了一定的損傷,是亞微觀斷裂破壞的先兆,另一方面銀紋與銀紋相遇時或因為與橡膠顆粒相遇時,會使銀紋轉向或支化,所有這些過程的協同作用,可大大延緩材料的破壞過程,并使破壞所需的能量增加。

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銀紋與剪切帶有相互作用,剪切帶對銀紋尺寸有控制作用,同時銀紋前峰處的應力集中可誘發新剪切帶。

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ABS中的橡膠在形變屈服過程中可同時發生銀紋與剪切帶現象。銀紋現象進一步可發展為裂紋,銀紋比剪切帶更易能吸收能量,對缺口沖擊貢獻大;剪切帶比銀紋抵抗破壞的能力更強,對面沖擊貢獻大。故而對于苯乙烯類材料,要提高多軸沖擊,選擇合適的橡膠是其精髓所在。

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