Приборный копер по Шарпи является важным устройством в области испытания механических свойств материалов. Он оценивает ударную вязкость и сопротивление разрушению материалов при высокоскоростных нагрузках с помощью динамических испытаний на удар. По сравнению с традиционными маятниковыми копры, его основная технология заключается в цифровой записи и анализе процесса удара, достигаемом с помощью высокоточных датчиков и систем сбора сигналов, что обеспечивает более полную поддержку данных для исследования материалов, контроля качества и анализа отказов.

1. Технические принципы

Принцип работы приборного маятникового копра основан на законе сохранения энергии, но его основной прорыв заключается в динамическом мониторинге процесса удара. Когда маятник свободно опускается с заданной высоты, его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию, которая действует на поверхность образца через бойк. Традиционное оборудование рассчитывает поглощенную энергию исключительно на основе высоты отскока маятника, в то время как приборные устройства достигают многомерного сбора данных с помощью следующих технологий:

Интеграция датчиков: Датчики силы, датчики смещения и акселерометры встроены в бойк или опору для записи кривых сила-время и смещения-времени в режиме реального времени во время процесса удара.

Обработка сигналов: Динамические сигналы захватываются с помощью высокоскоростных плат сбора данных (частота дискретизации может превышать 1 МГц), а шумовые помехи устраняются с помощью алгоритмов фильтрации.

Расчет параметров: Ключевые механические показатели выводятся из исходных данных, в том числе:

1) Энергия удара: Общая энергия, поглощенная образцом до разрушения (начальная потенциальная энергия минус остаточная потенциальная энергия);

2), Максимальная сила удара: Пиковое значение силы, возникающее в процессе удара;

3), Кривая силы-смещения: Полная механическая реакция, отражающая деформационное поведение материала;

4), Распределение энергии: Анализ таких компонентов, как энергия пластической деформации и энергия распространения трещины.

2. Типичная область применения: 

1) Исследование и разработка материалов

Определение температуры перехода пластичного-хрупкого (DBT): С помощью серии температурных испытаний определяется критическая точка, в которой материал переходит от пластичного разрушения к хрупкому разрушению, что обеспечивает основу для выбора материала для криогенных контейнеров.

Оптимизация состава сплава: сравните энергию поглощения удара стальных материалов при различных процессах термообработки и выберите оптимальное соотношение состава.

2), Контроль качества

Проверка автомобильных компонентов: Проверьте ударопрочность компонентов безопасности, таких как балки бампера и средние стойки, чтобы убедиться в соответствии со стандартами безопасности при столкновении.

Оценка сварных соединений: С помощью испытания образцов с V-образным надрезом по Шарпи убедитесь, соответствует ли ударная вязкость зоны сварного шва стандарту.

3), Анализ отказов

Идентификация режима разрушения: Определите тип разрушения (например, перелом спайности, пластичный перелом) на основе кривой силы-смещения и помогите в анализе причин несчастных случаев.

Прогнозирование срока службы: оценка остаточного ресурса оборудования, такого как сосуды высокого давления и трубопроводы, с помощью моделей кумулятивных повреждений при ударе.

3. Примеры применения в промышленной сфере

Автомобильная промышленность: Автопроизводитель использовал приборный испытательный стенд для испытаний панелей кузова из алюминиевого сплава и обнаружил, что их энергия поглощения удара при температуре -40°C на 35% выше, чем у традиционных стальных деталей, что подтверждает целесообразность облегченной конструкции.

Ядерная энергетика: После нейтронного облучения защитных материалов защитных конструкций ударные испытания выявляют тенденцию к охрупчиванию материалов, что дает ключевые данные для оценки продления срока службы реактора.

Аэрокосмическая промышленность: Во время испытаний крепежа из титанового сплава на удар в диапазоне температур жидкого азота приборная система в режиме реального времени регистрировала сигналы о зарождении и распространении трещин, обеспечивая поддержку проектирования устойчивости к повреждениям. 

Beijing United Test Co., Ltd. export@unitedtest.com предлагает испытательное оборудование для инструментального испытания маятника на удар по Шарпи. 

Свяжитесь с нами сейчас : export@unitedtest.com, unitedtest@hotmail.com