懸(xuan)臂(bi)梁(liang) vs 簡(jian)支梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji)：原理(li)、試樣與應(ying)用場景對(dui)比分析(xi)
發(fa)布(bu)日期：2025-05-19 點擊：606
以(yi)下是懸臂(bi)梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji)與簡(jian)支梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji)（Charpy 法）的詳細對(dui)比，從(cong)原理(li)、試樣、應(ying)用場景、性能特(te)點等維(wei)度(du)解(jie)析(xi)兩(liang)者的差異(yi)：
壹(yi)、核心原理(li)對(dui)比
| 項目 | 懸(xuan)臂(bi)梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji)（Izod 法） | 簡支梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji)（Charpy 法） |
|---|---|---|
| 力學模型(xing) | 試樣壹端固定（懸臂(bi)梁(liang)），另壹端受擺(bai)錘沖(chong)擊 | 試樣兩(liang)端固定（簡支梁(liang)），中間(jian)受(shou)擺(bai)錘沖(chong)擊 |
| 能量傳遞(di)方式 | 擺(bai)錘沖(chong)擊試樣自由(you)端，能量通(tong)過(guo)試樣懸臂(bi)端傳遞(di) | 擺(bai)錘沖(chong)擊試樣中部（缺(que)口(kou)背(bei)面），能量均(jun)勻分布(bu) |
| 斷(duan)裂(lie)模式 | 應(ying)力集(ji)中於固定端附近，可(ke)能產(chan)生(sheng)彎(wan)曲 + 剪(jian)切破(po)壞 | 應(ying)力集(ji)中於缺(que)口(kou)處(chu)，以(yi)彎曲破(po)壞為(wei)主(zhu) |
二(er)、試樣與夾(jia)具(ju)對(dui)比
| 項目 | 懸(xuan)臂(bi)梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji) | 簡(jian)支梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji) |
|---|---|---|
| 試樣形狀(zhuang) | 標(biao)準(zhun)試樣：長 80mm× 寬(kuan) 10mm× 厚(hou) 4mm（塑(su)料） 可(ke)帶缺(que)口(kou)（A 型(xing)缺(que)口(kou)深(shen) 2mm） | 標(biao)準(zhun)試樣：長 80mm× 寬(kuan) 10mm× 厚(hou) 4mm（塑(su)料） 缺(que)口(kou)深(shen)度(du)通(tong)常(chang)為(wei) 2mm 或(huo) 5mm |
| 夾持方(fang)式 | 單(dan)端固定（夾具(ju)夾緊試樣壹端） | 兩(liang)端固定（夾具(ju)支撐(cheng)試樣兩(liang)端） |
| 缺(que)口(kou)方(fang)向 | 缺(que)口(kou)朝向擺錘沖(chong)擊方(fang)向（自由(you)端附近） | 缺(que)口(kou)背(bei)向擺錘沖(chong)擊方(fang)向（中部位(wei)置） |
| 適用缺(que)口(kou)類(lei)型(xing) | A 型缺(que)口(kou)（底(di)部半徑(jing) 0.25mm）為(wei)主(zhu) | A 型(xing)、B 型(xing)缺(que)口(kou)（底(di)部半徑(jing)不同(tong)） |
三(san)、關鍵性能指(zhi)標(biao)對(dui)比
| 項目 | 懸(xuan)臂(bi)梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji) | 簡(jian)支梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji) |
|---|---|---|
| 沖(chong)擊速(su)度(du) | 通(tong)常(chang)為(wei) 3.4 m/s（塑(su)料標(biao)準(zhun)） | 常用 3.8 m/s，部分機(ji)型(xing)可(ke)達 5 m/s |
| 能量範(fan)圍 | 低能量（通(tong)常(chang)≤50 J，適(shi)合(he)脆(cui)性材(cai)料） | 高(gao)能量（可(ke)達 500 J 以上(shang)，適合(he)韌性材(cai)料） |
| 測量參(can)數(shu) | 沖(chong)擊吸(xi)收(shou)功（J）、沖(chong)擊強(qiang)度(du)（kJ/m²） | 同(tong)左(zuo) |
| 數據(ju)重復(fu)性 | 受試樣夾持剛(gang)度(du)影(ying)響(xiang)較大，缺(que)口(kou)精(jing)度(du)要(yao)求高(gao) | 兩(liang)端固定更穩(wen)定，數據(ju)重復(fu)性更好 |
四(si)、應(ying)用場景對(dui)比
| 領域(yu) | 懸臂(bi)梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji) | 簡(jian)支梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji) |
|---|---|---|
| 材(cai)料類型 | - 剛性高(gao)分子材(cai)料（如 PS、PMMA） - 脆性金屬(shu)、陶(tao)瓷(ci)、熱(re)固性塑(su)料 | - 金屬(shu)（如(ru)鋼(gang)材(cai)、鋁合金） - 工(gong)程(cheng)塑(su)料（如 PA、PC） - 橡(xiang)膠(jiao)改性材(cai)料 |
| 行業應(ying)用 | - 塑(su)料外(wai)殼(ke)（如電(dian)器、文具(ju)） - 板材(cai)、管(guan)材(cai)質量控(kong)制 | - 汽車(che)零(ling)部件(jian)（如保險杠、齒輪(lun)） - 航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)結(jie)構材(cai)料 - 建築鋼(gang)材(cai)韌性測試 |
| 測試目的 | 快速(su)評(ping)估材(cai)料抗單點沖(chong)擊能力 | 模擬(ni)實(shi)際復(fu)雜(za)載(zai)荷下的抗沖(chong)擊性能 |
五(wu)、標(biao)準(zhun)與規(gui)範(fan)性對(dui)比
| 項目 | 懸(xuan)臂(bi)梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji) | 簡(jian)支梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji) |
|---|---|---|
| 國(guo)際標(biao)準(zhun) | ISO 179（塑(su)料）、ASTM D256（聚合(he)物） | ISO 179-1（塑(su)料）、ISO 148-1（金屬(shu)）、ASTM E23（金(jin)屬(shu)） |
| 中國標(biao)準(zhun) | GB/T 1843（塑(su)料） | GB/T 1043.1（塑(su)料）、GB/T 229（金屬(shu)夏(xia)比沖(chong)擊） |
| 數(shu)據(ju)單位(wei) | 沖(chong)擊強(qiang)度(du)單(dan)位(wei)均(jun)為(wei) kJ/m² | 金(jin)屬(shu)測試中也(ye)可(ke)用 J/cm²（缺(que)口(kou)截(jie)面積） |
六(liu)、優(you)缺(que)點對(dui)比
| 項目 | 懸(xuan)臂(bi)梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji) | 簡(jian)支梁(liang)沖(chong)擊試驗機(ji) |
|---|---|---|
| 優(you)點 | - 設(she)備結(jie)構簡(jian)單(dan)，成本(ben)較低 - 適(shi)合(he)小能量、快速(su)測試 - 試樣制備(bei)方便(bian) | - 兩(liang)端固定更穩(wen)定，數據(ju)可(ke)靠(kao)性高(gao) - 適(shi)用材(cai)料範(fan)圍廣（從(cong)金屬(shu)到(dao)高(gao)分子） - 可(ke)測試低溫(wen)沖(chong)擊性能（如 - 40℃） |
| 缺(que)點 | - 夾持端易因松(song)動導(dao)致數據(ju)偏(pian)差 - 不適(shi)合(he)高(gao)韌(ren)性材(cai)料（能量不足(zu)時(shi)試樣不斷(duan)裂(lie)） | - 設(she)備體積(ji)較大(da)，成本(ben)較高(gao) - 試樣兩(liang)端固定，裝夾(jia)耗時(shi)稍(shao)長 |
七(qi)、如(ru)何(he)選擇(ze)？
- 根據(ju)材(cai)料特(te)性
脆性材(cai)料（如普(pu)通(tong)塑(su)料、陶(tao)瓷(ci)）：優先(xian)選(xuan)懸(xuan)臂(bi)梁(liang)，缺(que)口(kou)處(chu)易(yi)斷裂(lie)，結(jie)果(guo)直(zhi)觀(guan)。
韌(ren)性材(cai)料（如橡(xiang)膠(jiao)、金屬(shu)）：選(xuan)簡(jian)支梁(liang)，高(gao)能量擺錘可(ke)確(que)保(bao)試樣斷裂(lie)，數(shu)據更準(zhun)確(que)。
- 根(gen)據(ju)標(biao)準(zhun)要(yao)求
塑(su)料行業：ISO/GB 標(biao)準(zhun)中，懸臂(bi)梁(liang)（Izod）和(he)簡支梁(liang)（Charpy）均(jun)常用，需按產(chan)品(pin)標(biao)準(zhun)選擇(ze)（如汽車(che)行業(ye)多(duo)用簡支梁(liang)）。
金(jin)屬(shu)行(xing)業(ye)：幾乎(hu)全(quan)部采用簡支梁(liang)（夏(xia)比沖(chong)擊），評(ping)估材(cai)料在低溫(wen)或(huo)高(gao)速(su)載荷(he)下的脆性轉變(bian)。
- 特(te)殊需求
- 若(ruo)需模擬(ni) “壹端固定、壹端受沖(chong)擊" 的實(shi)際場(chang)景（如(ru)門(men)窗(chuang)型(xing)材(cai)），選懸臂(bi)梁(liang)；
- 若(ruo)需對(dui)比材(cai)料在不同(tong)溫(wen)度(du)下的韌性（如低溫(wen)脆(cui)性測試），選帶溫控(kong)裝(zhuang)置(zhi)的簡支梁(liang)試驗機(ji)。
通(tong)過(guo)以上(shang)對(dui)比可(ke)見(jian)，兩(liang)者核心差異(yi)在(zai)於試樣受力(li)模式和(he)能量範(fan)圍，實(shi)際應(ying)用中需結合(he)材(cai)料類型、測試標(biao)準(zhun)及具(ju)體場(chang)景選(xuan)擇(ze)。
- 上(shang)壹篇(pian)：無轉(zhuan)子(zi)硫(liu)化儀(yi)滿足哪(na)些標(biao)準(zhun)
- 下壹篇(pian)：高(gao)溫(wen)高(gao)濕試驗箱(xiang)的核心功能及測試方向
