一种多功能落球法冲击试验机的制作方法

本实用新型涉及一种多功能落球法冲击试验机，属于材料加工领域。

背景技术：

在工业制品市场中，材料的冲击性能是判断其力学性能的的一个重要指标，反映了材料对外来冲击负荷的抵抗能力。而现有的设备大多是对块体金属、陶瓷及塑料进行冲击韧性测试，通过裁取一定尺寸的试样，将试样加持在夹头上，利用摆锤或钢球等自由落体的方式冲击样品，通过观察样品破损情况及计算前后的能量损失来获得该样品的抗冲击韧性。目前这种冲击测试方式存在的局限性主要如下：

（1）测试方式粗糙，主要通过摆锤或钢球等自由落体方式测试块体材料的冲击性能，尚不能测试柔性材料在击穿过程中的冲彻行为。

（2）传统实验方法中摆锤或钢球在下落过程中会受到空气阻力，也会产生误差，这将导致实验精度的下降。

（3）传统实验方法中，无法获得摆锤或钢球对样品击穿前后的抗冲彻能力。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有材料冲击韧性测试中存在的不足，研制出一种多功能材料冲击试验机，是利用落球法实现对材料击穿和未击穿抗冲击性能的研究。该装置不仅可获得传统试验中样品冲击韧性的评价结果，提高实验测试冲击韧性的精度，而且可以对柔性材料的冲彻行为进行表征。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种多功能落球法冲击试验机，包括立杆，三脚支架，夹板，可拆卸组合板，电磁铁吸球器，钢球，光电门，电脑计时器；所述立杆底端连接在三角支架上，立杆顶端设有电磁铁吸球器，电磁铁吸球器用于吸引钢球不掉落，电磁铁吸球器下方立杆上依次设有上方光电门、可拆卸组合板、下方光电门、网篓；所述可拆卸组合板为两块大小形状相同的支撑板，两块板对称安装在立杆两侧，所述夹板用来夹紧试样，然后置于组合板上，所述下方光电门紧挨着可拆卸组合板；所述光电门，电磁铁吸球器与电脑计时器连接，并通过电脑计时器控制电磁铁吸球器开关控制钢球降落，同时记录实验数据。

其中，所述立杆上有刻度。

所述立杆底端连接在三角支架上，且在三脚支架上设有水平仪，三角支架末端设有螺丝旋钮，通过旋紧或旋松螺丝旋钮可以调节三脚支架的水平，从而使立杆达到垂直。

所述光电门和可拆卸的组合板通过螺丝旋钮组装在立杆上，组合板装在光电门外侧通过同一个螺丝旋紧在立杆上，并且可以调整上下高度。

所述电磁铁吸球器通过螺丝旋紧在立杆顶端，并且可以调整上下高度。

所述夹板为两块，中心镂空，上下叠加用来夹紧试样，然后置于组合板上，调节位置，使夹板稳定，从而整个新型落球法冲彻性能试验机组装完成。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.显著降低因钢球在落下过程中受到空气阻力而导致的误差，提高实验精确度。

2.在钢球未击穿试样时，本实用新型落球法冲击韧性试验机通过上光电门得到钢球反弹的速度，从而得到钢球损失的能量Ak，测出试样凹痕的面积F，用试样缺口处的截面积F去除Ak，可得到材料的冲击韧度（冲击值）指标，即ak=Ak/F，其单位为kJ/m2或J/cm2。可得到准确的实验数值，使得实验结果精确，误差小。

3.在钢球击穿试样时，本实用新型落球法冲击韧性试验机可通过上，下光电门测出的瞬时速度之差得到钢球击穿试样损失的能量，从而得到试样的冲彻性能，是之前试验机尚未能实现的。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的样品组合板结构示意图。

图3为本实用新型的夹板结构示意图。

其中，1.立杆；2. 三脚支架；3.水平仪；4,5,6. 螺丝旋钮；7上方光电门8.下方光电门；9.可拆卸组合板；10，11.侧面螺丝旋钮12.电磁铁吸球器；13.电脑计时器；14.夹板；15.网篓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

参照图1所示，本实用新型公开了一种落球法测试材料冲击性能的试验机。一种多功能落球法冲击试验机，包括立杆1，三脚支架2，夹板14，可拆卸组合板9，电磁铁吸球器12，钢球，光电门，电脑计时器13；所述立杆底端连接在三角支架上，立杆顶端设有电磁铁吸球器12，电磁铁吸球器用于吸引钢球不掉落，电磁铁吸球器下方立杆上依次设有上方光电门7、可拆卸组合板9和下方光电门8、网篓；如图2，所述可拆卸组合板为两块大小形状相同的支撑板，两块板对称安装在立杆两侧，如图3，所述夹板14为两块，中心镂空，上下叠加用来夹紧试样，然后置于组合板上，所述下方光电门紧挨着可拆卸组合板；所述光电门，电磁铁吸球器与电脑计时器连接，并通过电脑计时器控制电磁铁吸球器开关控制钢球降落，同时记录实验数据。

其中，所述立杆上有刻度。所述立杆底端连接在三角支架上，且在三脚支架上设有水平仪3，三角支架末端设有螺丝旋钮，通过旋紧或旋松螺丝旋钮4,5,6可以调节三脚支架的水平，从而使立杆达到垂直。光电门包括上光电门7,下光电门8，上光电门7,下光电门8和可拆卸的组合板9通过侧面螺丝旋钮10,11可以组装在立杆上，组合板装在光电门外侧通过同一个螺丝旋紧在立杆上，并且可以调整上下高度。电磁铁吸球器12通过螺丝旋紧在光电门上并且可以调整上下高度。光电门，电磁铁吸球器可连接在电脑计时器13上，并通过电脑计时器控制和记录实验数据。夹板14用来夹紧试样，然后置于下组合板上，调节上光电门位置，从而整个新型落球法冲击韧性试验机组装完成，具体实验步骤如下：

（1）调节三角支架端部的4,5,6旋钮保持三脚支架的水平。

（2）调整电磁铁吸球器12位置处的中垂线通过上下两个光电门的响应区。

（3）利用上下组合板固定样品四周，其余部分中心面向电磁铁吸球器12。

（4）调节冲击试验所需的不同高度，关闭电脑计时器的电磁铁按钮，使钢球脱离电磁铁直接冲向样品表面，同时记录下电脑计时器上钢球经过样品时前后上，下光电门的瞬时时间，并计算出瞬时速度，进而获得钢球击穿样品前后的能量损失，得到试样的冲彻性能。