摆锤式冲击试验机能量损失检测的新方法的比较与分析

  ｄ ｌｍ （ ｒ ｒ ｔ ｎｏ ｅ ｃ ｎ ｃ ｅｅｔ ｎｃ ａ ｇ ｅ ｓｒ ，ｔｅ ａ ｓ ｔｎ ｅａ ｄ ｔｅｆ ｃｉ ｆｂ ａｉ ｓｏ ｅｒｔ ｉ ｘ ．Ａ ｃ ｒ ｉ ｅ ｕｕ ｏ ｉ ｉ ｆ ｈ ｏ ｔ ｔ ｌ ｒ ｉ ｎ ｌ ｓｎ ｏ ） ｈ ｉ ｒ ｉ ａ ｃ ｎ ｈ ｉ ｏ ｏ ｅ ｒ ｇ ｆ ｈ ｏ ｔ ｎ ａ ｉ ｃ ｏｄｎ ｔ ｔ ｆｃ ｏ ｔ ａ ｃｏ ｅ ｒｅ ｓ ｒｔｎ ｎ ｔ ａｏ ｓ ｇｏｈ

  为度盘满量 程 的 ５ ％处 ，冲击结束后 记录 卢 或 Ｅ 的值 。 。 ， ＩＯ １８２ （ Ｂ Ｔ２ ９ 给 出的检 测 方法 略有 不 Ｓ ３０ Ｇ ／ １８ ） １

  ｏ ｔｅｐ ｎｕｕ （ ｒｒ ｔ ｎｏ ｅｃｎａｔ ｌ ｔ ｎｃａｇ ｎｏ） ａｒｅｉａｃ ，ｔｅｒ ｔｎｏ ｔｅ ｅｔ ｇｆｈ ｔ ｉ ｘｓ ｎ ｅｅｅ— ｔｈｅｄ ｌ ｍ ｏ ｆｃｉ ｆｈｏ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｅｓ ｓｒ ， ｉｒｓ ｔｎｅ ｈ ｉｉ ａ ｎｓ ｅ ｏａｏ ａｉ，ａｄｔ ｎｒ ｉ ｏ ｔ ｃｅ ｃｏ ｌ ｅ ｓ ｆｃ ｏ ｆｈ ｂ ｉ ｏ ｔ ｒ ｔ ｎ ｈ

  收 稿 Ｅ期 ：２ １ —１ ０ ；收 修 改 稿 日期 ：２ １ —１ ０ ｔ ０ １ １— ８ ０ １ ２— ３

  作者简 介 ：田峰 （９ ３一） １８ ，男 ，工程师 ，从事力值和扭矩参数

  计 测 技 术 以角度 单位 （ ） 读数 时 ， 。 Ｐ＝Ｍ （ ｏ／ 一 ｏ ３） ｃｓ ｃ ｑ ３

  相 同的检测 方 法 和计 算 公 式 ；美 国材 料试 验 协 会 标 准 Ａ Ｔ ２ｊ 出了不 同 的检 测方 法和 计算方 法 。 Ｓ Ｍ Ｅ ３６给 Ｌ

  ａ ｄ ｓａ ａ ｄ ｐｒ ｃｉｅ ａ ｅ ｂ ｅ ｅ ｅｏ ｅ ｏ ｈ ｎｅ ｇ ｏ ｓ ａ ｅ ｙ ｔ ｅ ｓ ｃ ｆｆｕｎ ａ ｉｎ， ｔｅ ｖｂ ａ ｉｎ ｏｒ ｍｅ ａ ｄ ｐ ｎｄ ｌ ｍ ，ｗｈ ｔ ｎ ｔｎｄ ｒ ａ ｔ ｓ ｂ ｖ ｅ ｎ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｆｒｔ ｅ ｅ ｒ ｌｓｃ ｕｓ ｄ ｂ ｈ ｈｏ ｋ ｏ ｏ ｄ ｔｏ ｃ ｙ ｈ ｉｒ ｔｏ ｆｆａ ｎ ｅ ｕ ｕ ａ

  Ｃｏ ｐａ ｅ ａ ｄ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｅ ｓ ｒｎ ｅ ｈ ｄ ｆＥｎ ｒ ｙ Ｌｏ ｓ ｓｆ ｒ Ｐｅ ｄｕ ｕ － ｐ ｍ ｐ ｃ ｓｉ ｇ Ｍ ａｃ ｎｅ ｍ ｒ ｎ ａ ｙ ｉ ｆＭ ａ ｕ ｉ ｇ Ｍ ｔ ｏ ｓ ｏ ｅ ｇ ｓ ｅ ｏ ｎ ｌ ｍ Ｔｙ ｅ Ｉ ａ ｔＴｅ ｔｎ ｈｉ ｓ

  关 键 词 ：冲 击 试 验 ； 能 量 损 失 ； 检 测 ； 指 针 摩 擦 ； 空 气 阻 力 ； 轴 承 摩 擦 中 图分 类 号 ：Ｔ ７ １ １ Ｎ ４ Ｈ ４ ． ；Ｔ ２ ９ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ７ ６ ４—５ ９ （ ０ ２ ０ ７ ５ ２ １ ） ２—０ ３ ０ ６—０ ４

  和 摆 轴 轴 承 的摩 擦 所 引 起 的 能 量 损 失 ；基 础 的 冲 击 、机 架 和 摆 锤 的 振 动 所 引起 的 能 量 损 失 。 国 内 外 还 没 有 成 熟 的 测 量 方 法 和 测 量 仪 器 测 定 基 础 的 冲 击 、机 架 和 摆 锤 的 振 动 所 引 起 的 能 量 损 失 ， 没 有 形 成 技 术 文 件 ， 目前 摆 锤 式 冲 击 试 验 机 能 量 损 失 的检 测 主 要 针 对 前 者 。 本 文 针 对 国 内 计 量 部 门 计 量 摆 锤 式 冲 击 试 验 机 所 依 据 的 常 用 标 准 和 规 程 ， 比 较 能 量 损 失 的检 测 方 法 和 计 算 公 式 ，做 出简 要 分 析 ，指 出某 些 计 算 公 式 值 得 商 榷 之 处 。

  摆 锤 式 冲 击试 验 机 能 量 损 失检 测 方 法 的 比较 与 分 析

  （中航 工业北 京长城 计量 测试技 术研 究所 ，北京 １ ０ ９ ） ０ ０ ５

  摘 要 ： 摆 锤 式 冲 击 试 验 机 的 能 量 损 失 包 括 ：指 针 的摩 擦 （ 接 触 式 电 子 角 位 移 传 感 器 的 摩 擦 ）、 空 气 阻 力 或

  轴 承摩擦 引起 的总能 量 损失 Ｐ＋ （ Ｐ Ｅ ，且 Ｐ ｐ 。 Ｐ＋ 。

  以能量 单位 （）读 数 时 ，Ｐ＝ 一 Ｊ Ｅ Ｅ 式 （ ） 中 ：Ｍ 为摆锤 力矩 （ １ 冲击 常数 ） ｍ。 ，Ｎ

  摆 锤 式 冲 击试 验 机 是 利 用 悬挂 在 具 有 足 够 刚度 的 机 架上 的特 制 摆 锤 ，冲击 以某 种 方 式 安 装 在 支 座上 的 试样 ，根据 试 样 破 断 前后 摆 锤 的 能 量差 ，评 价被 冲击 试样 的韧 性 或 脆 性 的 试验 机 。按 照 试 样 的 支撑 方 式 ， 摆锤 式 冲 试 验 机 主 要 分 为 夏 比式 （ ｈ ｒｙ 冲 击试 Ｃ ａｐ ） 验 机 （ 支梁式 冲 击 试验 机 ） 和 艾 式 （ｚｄ 冲击 试 简 Ｉ ） ｏ 验机 （ 悬臂 梁式 冲 击试 验 机 ） ，除此 之外还 有 拉伸 冲击 试 验机 。 Ｊ述 试 验 机 可 检 测 的 能 罐损 失包 括 ：指针 摩 二 擦 引起 的能 损 失 ； 气 阻 力 和 摆 轴 轴 承 摩擦 引起 的

  １ ３ ２ 空 气 阻 力和 轴 承 摩 擦 在 半 周 期 内引起 的 能 量 ．．

  １２ 空气 阻力 和轴承 摩擦在 半周 期 内引起 的能 量损 失 ． ＩＯ １８— （ Ｂ Ｔ３０ ）和 ＪＧ １５给 出了相 同的 Ｓ ４ ２ Ｇ ／ ８ ８ Ｊ ４ 检测的新方法 ：测 出： 或后 后 ，将摆锤 提升至初始位 置 ， 不重调指针 ，无冲击 和振 动地释放摆锤 ，让 其摆动 １ ０个 “ 半周 期 ” 。第 １ 个 “ １ 半周 期” 开 始 时 ，将指 针调 到 约

  方法 ａ ：测 出总能 量损 失后 ，不 复位指 针 ，重 复地 从 初始 位置 释 放 摆锤 ，直 到 指 针没 有进 一 步 地 移 动 为 止 。指 针最 后指示 的能量 ． 是 空气 阻力 和 轴 承摩 擦 就 引起 的能量 损失 Ｐ ，即 Ｐ ＝ Ｅ。 方法 ｂ ：摆 锤 提升 至初始 位置 ，指针 拨 至零点 负方

  ｇ ｏ ｓ ｃ ｕ ｅ ｙ ｔ ｅ ｓ ｏ ｋ ｏ ｅ ｆｕ ｄ ｔ ｎ，ｔ ｅ ｖｂ ａｉｎ ｏｈ ａ ｎ ｅ ｄ ｌ ｍ．Ｂｅ ａ ｓ ｆ ｏ ｓ ｉ ｂ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｇ ｍｅ ｈ ｄ ， ａ ｐ ｒ ｔ ｓ Ｙ ｌｓ ａ ｓ ｄ ｂ ｈ ｈ ｃ ｆｔ ｏ ｎ ａ ｉ ｈ ｏ ｈ ｉ ｒｔ ｆｔ ｅ ｆ ｍｅ ａ ｄ ｐ ｎ ｕ ｕ ｏ ｌ ｃ ｕ ｅ ｏ ｕ ｔ ｌ ａ ｕ ｉ ｔ ｏ ｓ ｎ ａ ｎ ｐ ａａｕ

  关于指 针摩 擦 引起 的 能 量损 失 ， 际标 准 ＩＯ １８ Ｓ ４

  ２ 、国际标准 ＩＯ １８ ２ 、国家标准 Ｇ ／ ８ ８ 、 Ｓ ３ ０ Ｂ Ｔ３０

  （ Ｂ Ｔ２ １ ９ 给 出 了 相 同 的 检 测 方 法 和 计 算 公 式 ： Ｇ ／ １ ８ ） 以常规 方 式操 作 试 验 机 ，但 支座 不 放 试 样 ，摆 锤 空 击 ，记 录升 角 ／ 或能 量 Ｅ 。 调 整指针 位 置 ，进行 第 ３ 二 次试 验 ，记录升角 卢 或能 量 ，摆锤 ｝ ： 一 升期 问指 针 摩 擦 引 起 的能 量损 失 Ｐ由公式 （ ）或 公式 （ ） 计算 １ ２

  ｈ ｖ ｅ ｎ ｎｅ ｓ ｒｄ ａ ｒ ｓ ｎｉ ｓｔ ｅ ｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｓ ｏ ｅｐ ｎ ｕ ｕ ｉ ａ ｔｔｓｉ ｇｍａ ｈ ｎ ｓ ａｅ ｔ ｅｆｉｔ ｎ ｏ ｄ ｃ ｔ ｇ ｐ ｉｔ ｒｏ ｅ ｐ ｎ ａ ｅ ｂ ｅ ｌａ ｕ ｅ ｔｐ ｅ ｅ ｔｔ ｍｅ ａ ｎ ｒ ｌ ｓｅ ｆｔ ｅ ｄ ｌｍｍｐ ｃｅ ｔ ｃ ｉｅ ｒ ｒ ｉ ｆ ｎ ｉａｉ ｏｎ ｅ ｆ ｈ ｅ — ｈ ｙ ｈ ｎ ｈ ｃｏ ｉ ｎ ｔ

  计算公 式 ，其 中某些计 算 公式值 得商 榷 ；Ａ Ｔ ２ Ｓ Ｍ Ｅ ３给

  ＩＯ １８— （ Ｂ Ｔ ３ ０ ） Ｊ ４ Ｓ ４ ２ Ｇ ／ ８ ８ 、ＪＧ １５和 ＩＯ １８ ２ Ｓ ３０

  （ ｈ ｎ ｃ ｅ ｇ Ｉｓ ｔｔ ｏ ｔ ｌ ｙ＆ Ｍ ａｕ ｅ ｎ ， ｅ ｉｇ１ ０ ９ ， ｈｎ ） Ｃ ａ ｇ ｈ ｎ ｔｕｅ ｆ ｒ ｏБайду номын сангаасｎ ｉ Ｍｅ ｏ ｇ ｅｓｒ ｍｅ ｔ Ｂ ｉ ｎ ０ ０ ５ Ｃ ｉａ ｊ

  Ａｂｓｒ ｔ： Ｔｈｅ ｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｓｏ ｅ ｕ ｕ —ｙ ｅ ｉ ａ ｔｔ ｓｉｇ ｍａ ｈｎｅ ｏ ｔ ｉ ｔ ａｃ ｎ ｒｙ ｌｓ ｅ ｆｐ ｎｄ ｌ ｍ ｔ ｐ ｍｐ ｃｅ ｔｎ ｃ ｉ ｓｃ ｎ ａｎ：ｔｅ ｅ ｒ ｏ ｓｃ ｕｓ ｄ ｂ ｈ ｒｃｉ ｎ ｏ ｎ ｉ ａｉ ｇ ｐ ｉ ｔｒ ｈ ｎｅ ｇ ｌ ｓ ａ ｅ ｙ ｔｅ ｆｉ ｔｏ ｆｉ ｄ ｃ ｔｎ ｏ ｎｅ ｙ

  ｌｚ ｄ，ａ ｘ ｒ ｓ ｉｎｓｃ ｒｅ ｔｄ ｆ ｒｓ ｍｅ ｆ ｒ ｌ ｓａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｙｅ ｎｄ ｅ ｐ ｅ ｓｏ ｏ ｒ ｃｅ ｏ ｏ ｏ ｍｕ ａ ｒ ｒ ｓ ｎｅ ．

  Ｋｅ ｒ ｓ ｍｐ ｃｅ ｔ ｎ ｒｙ ｌ ｓ ｅ ；ｖ ｒ ｃ ｔ ｎ；ｆ ｃｉｎ ｏｈ ｎ ｉ ａｉ ｇ ｐ ｉｔ ｒ ｉ ｒｓｓａ ｃ ；ｆｉｔ ｎ ｏ ｅ ｂ ａ ｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ：ｉ ａ ｔｔｓ ；ｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｓ ｅ ｉ ａｉ ｉ ｆ ｏ ｒ ｔ ｆｔ ｅ ｉ ｄ ｃ ｔ ｏｎ ｅ ；ａｒ ｅ ｉｔｎ ｅ ｒ ｉ ｆｔ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｃｏ ｈ ｎ

  ｓａ ｄ ｒ ｒｖ ｒ ｉａ ｉｎ ｏ ｅ ｄ ｌ ｍｍｐ ｃｅ ｔ ｇ ｍａ ｈｎ ｓｗ ｄ ｌ ｓ ｄ ｉ ｉ ａ ｈ ａ ｕ ｉｇ ｍｅｈ ｄ ｎ ｒ ｌ ｓａ ｅ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ａ ｄ ａ ａ ｔ ｎ ａ ｄ ｆ ｅ ｉ ｃ ｔ ｆｐ ｎ ｕ ｕ ｉ ａ ｔｔｓｉ ｃ ｉ ｅ ｉ ｅｙ ｕ ｅ ｎ Ｃｈｎ ，ｔ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｔ ｏ ｓａ ｄ ｆ ｍｕ ａ ｒ ｏ ａ ｅ ｎ ｎ — ｏ ｆ ｏ ｎ ｎ ｏ

  ＩＯ １８— （ Ｂ Ｔ３ ０ ） Ｊ ４ Ｓ ４ ２ Ｇ ／ ８ ８ 、ＪＧ １ ５和 ＩＯ １ ８ ２ （ Ｂ Ｓ ３ ０ Ｇ ／

  Ｔ２ １ ９ ，给 出了类 似 的 检测 方 法 ， 却给 出 了不 同 的 １ ８ ）