锤击试验概述

锤击试验 chuíjī shìyàn

[hammer test] 从逐渐增加的高度落下重锤,一直到重锤产生一种特定的挠度为止的冲击试验

研究了钢筋混凝土梁在各级损伤状态下的锤击试验结果，提取了跨中位移、跨中加速度和跨中附近加加速度响应向上和向下的最大值，分析了三种信号最大值与加载等级之间的关系，通过比较发现，锤击试验梁向下位移最大值、向上加速度最大值、加加速度向上和向下最大值随加载等级增加，整体上表现出单调地上升或下降趋势，因此可以用这三种信号的最大值来判断结构的损伤程度。向下位移最大值与加载等级之间的关系曲线接近直线，因而，在这几种最大值中用向下位移最大值来判断结构的损伤程度效果最好。锤击试验数据的傅立叶变换和时频分析表明，频率与加载等级之问是曲线关系，而向下位移最大值与加载等级之间接近直线关系，因此用梁向下位移最大值判断结构的损伤程度与用频率变化判断结构损伤程度的方法相比较更加方便。2100433B

锤击韧性试验是一种动态力学性能试验，主要用来测定冲断一定形状的试样所消耗的功，又叫冲击韧性试验。

根据试样形状和破断方式，冲击试验分为弯曲冲击试验、扭转冲击试验和拉伸冲击试验三种。横梁式弯曲冲击试验法操作简单，应用最广。中国有关标准规定采用横梁式试验法，所用标准试样以U形缺口试样和V形缺口试样为主。

冲击试样所消耗的功称为冲击功Ak。将Ak除以缺口处横截面积F，则得冲击韧度ak，单位为J/cm2。ak值没有明确物理意义，因为冲击功并非沿着缺口处截面积均匀消耗。因此，ak值不能直接用于设计计算。同一种金属材料，缺口越尖越深，则塑性变形体积愈小，吸收功也愈小，材料的韧性也就愈低。因此，对于不同尺寸和缺口的试样，所得结果不能互相换算和比较。

弯曲冲击试验是20世纪初夏比(G.Charpy)提出的，以后获得广泛使用。在工程上主要是用它评定冶金质量和加工工艺质量，以及测定韧性－脆性转变温度。如试样上预制疲劳裂纹，用示波图或其他方法求出载荷-时间曲线和载荷-位移曲线，还可测得动态开裂发生的断裂韧度KId和已扩展裂纹停止扩展的断裂韧度KIA等(见金属的强化)。

韧性－脆性转变是金属材料随温度降低由韧性状态过渡到脆性状态致使冲击韧度急剧降低的现象。从韧性角度选材，最重要的是要知道韧性-脆性转变温度Tk(℃)。Tk通常是根据冲击功(或冲击韧度)、断口形貌特征、变形特征与温度的关系求得。其方法是：①选取一定冲击功所对应的温度为Tk；②若用夏比V形缺口试样，则对应于冲击功为15英尺-磅(20.34J)的Tk用V15TT表示；③或用断口面积上出现50%结晶状断口时的温度为Tk，以50�TT表示；④还有以冲击功曲线开始上升的温度来定义Tk，为零塑性转变温度，用NDT表示。显然，Tk因选用标准不同而异，使用Tk时，一定要注意定义Tk的标准。

其他试验：传统的弯曲冲击试样过小，不能反映实际构件中的应力状态，所以不能满足特殊要求。50年代起，先后提出了落锤试验和动态撕裂试验等方法，实际上都是使用大型夏比试样的弯曲冲击试验。落锤试验(DWT)主要用于测定金属钢板的NDT，试样的厚度与实际使用的板厚相同，并且宽度加大。动态撕裂试验(DT)用来测定动态撕裂功和NDT。

根据落锤试验和动态撕裂试验求得的NDT，可以建立表征应力、缺陷和工作温度关系的断裂分析图(FAD)。

激振系统的配置及安装是最困难往往也是耗资最多的部分,其安装质量对试验结果影响又很大，而且激振能量分布太宽，太小的激振器对火炮系统容易显得激振能量不足。因此，简便的 "锤击法 "激振方法在火炮模态试验中得到广泛应用。锤击法使用带有力传感器的敲击锤，比起昂贵的液压式、电磁式或涡流式激振系统来说，极为便宜。敲击法全凭试验者熟练的手法，无须预先安装调整，对试件没有任何附加质量、附加刚度或附加阻尼。敲击法移动施力部位特别容易，可以在不允许安装激振器的部位实现激振，只要敲击力在火炮的强度、刚度或精度的允许范围内就行。2100433B

冲击试验分成三种：1、规定脉冲试验方法，采用正弦波进行试验；2、冲击谱试验方法；3、规定试验机试验方法。

因试验温度不同而分为常温、低温和高温冲击试验三种；若按试样缺口形状又可分为"V"形缺口和"U"形缺口冲击试验两种。

常温冲击试验，在常温下进行试验，一般在23±5℃的范围内。

低温冲击试验；在低温介质下保存一定时间，使温度达到要求后快速取出完成冲击试验。

1. 使用介质可为冰水混合物（0摄氏度）

2. 其他温度可用低温槽，根据不同的温度，可选用酒精或液氮进行试样的保温。