Thử nghiệm va đập Charpy và Izod

Thử nghiệm va chạm Charpy

Thử nghiệm va đập con lắc là gì?

Thử nghiệm va đập con lắc sử dụng nguyên lý của con lắc: búa con lắc vung xuống từ độ cao cụ thể và đập vào mẫu có khía chữ V. Năng lượng va đập (năng lượng cần thiết để phá vỡ, biến dạng hoặc đẩy mẫu ra xa) được đo để xác định cường độ va đập của mẫu, tức là năng lượng va đập được hấp thụ khi phá vỡ mẫu. Cường độ va đập càng lớn thì năng lượng hấp thụ khi va đập càng lớn. Do đó, vật liệu có thể hấp thụ nhiều năng lượng hơn sẽ bền hơn và có thể chịu được lực va đập lớn hơn.

Góc nâng của búa và năng lượng tác động

Năng lượng va chạm là sự khác biệt giữa năng lượng tiềm tàng của búa trước và sau khi mẫu bị vỡ.

W = năng lượng hấp thụ khi phá vỡ mẫu
E₁ = thế năng của búa tại vị trí ban đầu
E₂ = năng lượng tiềm tàng của búa sau khi va chạm ở góc nâng

Để tính năng lượng va chạm, chúng ta phải tìm ra sự khác biệt giữa hai góc: 1) góc nâng búa sau khi va chạm và 2) góc nâng búa khi không có mẫu thử. Ngoài ra, chúng ta cũng phải xem xét đến tổn thất năng lượng xảy ra do lực cản không khí và ma sát trong ổ trục con lắc. Do đó, năng lượng đo được sẽ được hiệu chỉnh để có kết quả chính xác. Tại Yasuda Seiki, chúng tôi sử dụng Phương pháp hiệu chỉnh đơn giản hóa.

【Phương pháp hiệu chỉnh đơn giản】

Wc = năng lượng hấp thụ sau khi hiệu chỉnh (J)
WR = mô men quanh trục quay của búa (N・m)
α = góc nhả búa (°)
α’ = góc nâng không có mẫu thử khi búa được nhả từ góc α(°)
β = góc nâng sau khi va chạm (°)

【Tính toán cường độ va chạm (kJ/㎡)】

a = cường độ va đập (kJ/㎡)
Wc = năng lượng hấp thụ sau khi hiệu chỉnh (J)
b = chiều rộng mẫu (mm)
h = độ dày mẫu (mm)

Thử nghiệm va chạm Charpy

Tiêu chuẩn kiểm tra của Kiểm tra va đập Charpy: JIS K 7111-1, ISO 179-1, ASTM D 6110

Trong kiểm tra va đập Charpy, mẫu thử được hỗ trợ ở cả hai đầu. Búa đập vào tâm mẫu ở phía đối diện với khía. Mẫu được cố định chỉ bằng cách đặt lên đe (trạm kiểm tra) và do đó, các thử nghiệm có thể được thực hiện dễ dàng và hiệu quả.
Thử nghiệm va đập Charpy là phương pháp thử nghiệm chính thống của các thử nghiệm va đập con lắc và được sử dụng phổ biến hơn so với thử nghiệm va đập Izod.

Thử nghiệm va đập Izod

Tiêu chuẩn thử nghiệm của các thử nghiệm va đập Izod: JIS K 7110, ISO180, ASTM D256

Trong thử nghiệm va đập Izod, mẫu thử được cố định ở một đầu. Búa đập vào đầu kia ở phía có khía. So với thử nghiệm va đập Charpy, phương pháp thử nghiệm này bao gồm nhiều bước hơn trong quy trình và do đó đòi hỏi nhiều công sức hơn. Tuy nhiên, phương pháp này vẫn được một số nhà sản xuất ô tô sử dụng cho đến ngày nay. Các nhà cung cấp phụ tùng và vật liệu cho các thương hiệu ô tô như vậy cũng tiến hành thử nghiệm va đập Izod.