ISO 179-1 & ISO 179-2 Шарпи, ударная вязкость пластмассовых образцов (в т.ч. с надрезом)

Испытания по Шарпи на ударный изгиб и ударный изгиб образца с надрезом по ISO 179-1 и ISO 179-2 позволяют получать характеристики ударной вязкости при высокой скорости деформации в форме значения энергии в зависимости от площади. Обычно испытания проводят в нормальных климатических условиях или при низких температурах.

Диапазоны применения:

• Сравнение различных формовочных масс
• Составление карт материалов (например, по ISO 10350-1)
• Контроль допусков в рамках контроля поступления товаров и контроля качества
• Испытания готовых изделий посредством извлечения из них образцов
• Измерение эффектов старения
• Исследования механики разрушения

В отличие от Изод, испытание по Шарпи обладает широким диапазоном применения и лучше всего подходит для испытаний материалов, проявляющих междуслойное разрушение среза или поверхностные эффекты.

• Для проведения традиционных неинструментированных испытаний по Шарпи для определения ударной вязкости по ISO 179-1 применяют маятниковые копры, которые подробно описаны в стандарте ISO 13802. Это обеспечивает хорошую сопоставимость испытаний, проводимых на разном оборудовании, в разных лабораториях, разными операторами и в разных городах.
• Принцип измерения базируется на четком определении энергоресурса и высоты сброса молота маятника, который при пробивании образца отдает часть своей кинетической энергии. Вследствие этого молот маятника после удара не может вернуться на исходную высоту сброса. Измеренная разница между высотой сброса и высотой подъема после удара преобразуется в меру поглощенной энергии. Путем определения высоты сброса также определяется скорость удара, так что испытания проводятся при сопоставимых скоростях деформации.
• Каждый маятник разрешено использовать в диапазоне от 10 % до 80 % от своего энергоресурса. Если это условие для испытания одного материала выполняют несколько маятников, что обычно происходит из-за перекрытия рабочих областей различных маятников, то используется маятник с наибольшим энергоресурсом. Это также обеспечивает сведение к минимуму падение скорости в процессе удара.
• Тип измерения подразумевает, что все потери энергии связаны с образцом. По этой причине очень важно свести к минимуму, откорректировать или полностью исключить все внешние источники погрешностей. В стандарте ISO 13802 есть строгие спецификации, а также средства контроля в рамках регулярной калибровки для потерь на трение, которые неизбежно возникают из-за трения о воздух и в опорных точках маятника. Корректировочные значения измеряют и присваивают соответствующему маятнику. Существенным фактором для качества измерения является достаточная масса и виброустойчивая установка маятникового копра на очень прочном лабораторном столе, на прикрученной к стене столешнице или на постаменте из кирпичной кладки. Внутренние вибрации в приборе конструктивно сведены к минимуму. Так, например, на фирме ZwickRoell используются маятники с двойными штангами из однонаправленных углеродных материалов, обладающие небольшой массой и одновременно оптимальной жесткостью.

Благодаря регистрации кривой усилия/времени, можно посредством двойной интеграции при качественно высокоценной измерительной технике получать диаграмму усилия/перемещения с превосходной точностью. Полученные таким образом данные можно использовать по-разному.

• Дополнительные характеристики, позволяющие лучше понять свойства материала
• Характеристики механики разрушения
• Автоматическое, не зависимое от оператора определение типа разрушения на основе прохождения кривой на диаграмме усилия/перемещения

На измеренных кривых всегда показаны характерные колебания. При этом речь идет о колебаниях образца, частота которых находится в определенной функциональной связи с геометрией и размерами образца, а также значением модуля полимера.

Другим большим преимуществом инструментированного испытания по Шарпи на ударную вязкость по ISO 179-2 является большой диапазон измерения. В отличие от традиционных маятниковых копров, измеряется не энергия, а усилие. Т.к. электроника обеспечивает точные измерения уже при 1/100 номинального усилия, то нижний конец измеряемой энергии удара определяется, как правило, по длительности испытания и по собственной частоте измерительных элементов. По этой причине весь указанный в стандарте ISO 179-2 диапазон измерения можно покрыть двумя инструментированными маятниками: инструментированным маятником на 5 Дж для скорости удара 2,9 м/с и маятником на 50 Дж для скорости удара 3,5 м/с. Следуя этой методике, также проводится инструментирование испытаний по Изод и испытаний на ударное растяжение.