在許多場合,紡織制品承受著高速率負荷或應變的作用。如,軍用降落傘吊帶、防彈衣、輪胎簾子線、現代高速縫紉線等。沖擊試驗可以用來測定材料在高速負荷作用下的破壞能量和研究高速變形時材料的應力-應變關系或力學性能的變化。
1.沖擊試驗測試方法
沖擊試驗儀的種類很多,最常用的有以下幾種。 ①擺錘式沖擊儀。利用擺錘繞支點旋轉下落,沖擊一端被固定的試樣,可以測定試樣斷裂時的破壞能(或斷裂功)。如果按有一定附加裝置,還可記錄試樣在沖擊過程中的負荷-伸長曲線。其沖擊速度受到擺臂長度的限制,沖擊速度僅在2~3m/s范圍內。 ②落重式沖擊試驗裝置。它的沖擊速度由自由落重的高度(h)決定。質量為mg(m為重物質量,g為重力加速度)從h高度下落沖擊試樣,試樣的斷裂破壞能即為勢能mgh減去沖斷試樣后落重的剩余動能。也可以改變質量或高度使mgh正好等于沖斷試樣所需要的能量而得到試樣的斷裂能。通常為保證沖擊速度不變,以固定高度、改變質量的方法來獲得試樣所需的斷裂能。試樣的沖擊性能指標以50%試樣斷裂時的mgh值表示。 ③轉盤式沖擊試驗儀。它有一個快速旋轉的轉盤,當轉盤達到所需轉速時,其上的沖擊錘能沖擊系在試樣頭端的具有一定質量的物塊,使試樣承受沖擊作用,試樣頭、尾部質量塊的運動可以用高速攝影機記錄下來。根據沖擊后,試樣頭、尾部質量塊的距離-時間曲線和速度-時間曲線可以得到沖擊過程中試樣的力(負荷)-伸長曲線。該儀器的有效沖擊速度范圍為10~100 m/s,相應的變形速率為5×lO3%/min。 ④彈射法。以高速自由飛行的槍彈沖擊織物,評定織物阻礙子彈穿透能力的指標是極限速度(V50)。它是以50%試樣被完全穿透的沖擊速度,其裝置原理如圖所示。

子彈從槍口射出,在飛行至試祥的路程上設有兩塊光屏,上部由光線照射,下方有光電池,當子彈穿過第一光屏時,記時器開始工作,穿過第二光屏時,記時器關
式中, d1為光屏間距離;t為子彈飛行d1時所需時間;k為子彈的阻尼系數; d2為光屏間中點到試樣間的距離;ρ為空氣的密度。彈射式的沖擊速度通常不低于370 m/s。 近年來,設計有桿-桿型沖擊拉伸試驗裝置、三段直拉式Hopkinson桿裝置的沖擊試驗儀,用以測定材料的沖擊性能。
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