摘 要
在前述本公众号有关复合材料测试领域系列文章中介绍了复合材料压缩性能、剪切性能、损伤容限、拉伸性能、冲击后压缩强度等测试方法。本文主要介绍了影响摆锤冲击试验测试时测试量、可重复性、灵活性和安全性等特性的主要因素。
附录：本号复合材料测试领域的专题文章：
《复合材料压缩性能的测试内容》
《复合材料剪切性能和损伤容限测试》
《复合材料拉伸性能和开孔性能测试》
《复合材料预浸料粘性测试》
《ASTM D3039 试验五个注意事项》
《复合材料夹芯板结构的测试与计算》
《复合材料冲击后压缩强度测试》
《复合材料的双轴拉伸试验》
《复合材料层间剪切与面内剪切试验》
《复合材料能量释放率测试目的与方法》
摆锤冲击试验机主要用于测量复合材料、聚合物和轻合金等材料的抗冲击性。精确地确定摆锤冲击力对于汽车行业而言至关重要，因为汽车中各种部件都可能受到碰撞。
目前汽车工业正在快速发展，质量控制（QC）实验室必须跟上不断增长的测试量、可重复性、灵活性和安全性等需求。最新的摆锤式冲击试验机技术具有满足这些要求的特殊功能。以下是选择摆锤冲击试验设备时需要注意的一些最关键的因素：
1、高通量测试
汽车行业的制造商要求QC实验室每天进行数百次摆锤冲击试验。根据产品的目的不同，他们可能需要使用不同的测试方法。因此，高通量摆锤冲击测试仪对汽车供应链至关重要。注意以下功能
预先定义的测试方法，允许在方法之间快速切换，无需手动输入设置；
内置自动锤识别，将安装的锤与测试方法匹配；
快速更换功能，无需工具即可更换锤子和夹具；
自动开槽机，可在一个周期内开槽多达50个样品，并存储所有关键参数。
2、可重复性
聚合物、复合材料和轻合金用于性能至关重要的应用中。这一要求需要QC实验室最大限度地提高其结果的重复性和准确性。试验设备的振动有可能给结果带来误差，这些振动可能来自于随着时间的推移而松动的紧固件。带有实心整体铸铁框架的摆锤式冲击试验机通过在设计中消除紧固件克服了这些挑战。锤子的坚固结构以同样的方式有助于重复性。
振动的另一个来源可以通过在样品的厚度周围设计夹具来减少，包括小型化的样品。软件在减少所需手动输入的数量方面也起着至关重要的作用，以尽量减少人为错误的机会。
3、灵活性
材料种类和特性的增加意味着摆锤式冲击试验机可能需要满足更广泛的试验要求。一些材料需要高能锤（50J），而其他材料需要低能锤（0.5J）。更换锤通常也需要更换摆架。
不仅如此，测试方法根据材料的不同指定了不同的样品尺寸和形状。样品有小型化的趋势，特别是对于高成本的特殊聚合物，每次样品特性发生变化时，必须更换夹具。
为了应对上述挑战，应选择先进的摆锤测试仪，覆盖广泛的能量锤范围，并有夹具，使其易于在样品大小之间切换。
4、安全性
摆锤式冲击试验机具有使用高能量的运动部件。被钟摆撞击可能会造成严重伤害。此外，当被锤敲击时，样品中释放的有毒烟雾、蒸汽或灰尘会对职业健康造成危害。
带有封闭测试区域的摆锤式测试仪可防止操作员在测试期间接触样品，并限制有毒粉尘蒸汽和烟雾的释放。安全机构需要使用双手来释放锤，气动释放系统使用安全联锁，当任何检修门打开时，可将钟摆置于安全模式。
5、温度
材料特性（包括抗冲击性）受温度影响。材料在低温下会从韧性转变为脆性，从而导致灾难性失效。汽车工业中使用的聚合物、复合材料和合金材料必须在低温下具有高抗冲击性。这意味着冲击试验也必须在零度以下进行。
集成的热室加快了冷却过程，并将测试过程中温度变化的风险降至最低。最新的摆锤测试仪可以一次将11个试样冷却至-60℃，包括夹具和冲击区域。该设置确保了结果的重复性和准确性。
另一种在实验室环境中重现这些条件的方法是使用外部冷却室。装载机中的样本可以通过外部冷却冰箱中的试样供给箱进行调节，以保持测试温度更长时间，并按顺序测试额外的装载机。然后将试样供给箱固定在摆锤式冲击试验机上。
