ASTM D256 - 一个涉及各种试验方法的标准
所有塑料均可采用符合ASTM D256标准的悬臂梁缺口冲击试验来表征冲击应力导致的行为。弯曲冲击应力采用摆锤刀口向前冲击的方式，施加在一端夹紧的缺口试样上。结果以试样的厚度相关能量吸收表示。
本标准支持各种程序、缺口尺寸和缺口排列，以测试聚合物材料的缺口敏感性
- 方法A用于悬臂梁缺口冲击强度大于或等于27 J/m的塑料。 在这种情况下，使用0.25 mm的缺口半径。 结果可通过冲击后的摆锤上升高度直接计算得出。
- 方法C用于悬臂梁缺口冲击强度小于27 J/m的极脆塑料材料。 它与方法A对应，但测量的冲击能量通过计算的试样离心功值进行校正。
- 方法D用于表征聚合物材料的缺口敏感性。 此方法中，在具有不同缺口半径的试样上测量缺口冲击强度，缺口敏感性计算为缺口半径上的线性梯度。
- 方法E用于评估无缺口试样上的冲击强度。 对于此方法，将试样夹紧并旋转180°，使缺口的位置与冲击方向相对。 该结果只能有条件地与无缺口试样的试验进行比较。
ASTM D256标准试样和尺寸
符合ASTM D256标准的试样的外部尺寸被规定为2.5英寸(63.5 mm)长，0.5英寸(12.5 mm)高。 注塑试样的宽度可在0.118英寸(3.0 mm)和0.5英寸(12.5 mm)之间，因此通常使用宽度为1/8英寸(3.2 mm)或1/4英寸(6.35 mm)的试样。 具体细节可在待测试材料的规范中找到，否则必须在相关各方之间进行协调。 对于由部件加工而成的试样，部件的壁厚通常决定宽度。 使用符合ASTM D1822标准的冲击试验对较薄壁厚的试样进行试验。
由于该方法介绍了缺口冲击强度测量，因此试样必须有缺口。对于常用的方法A，在试样上加工半径为0.25 mm、角度为45°的缺口，以便缺口底部保持0.40英寸(10.16 mm)的高度。如果要根据方法D测量缺口敏感性，必须使用不同缺口半径制备试样。除了根据方法A制备标准缺口，还要使用0.04英寸(1.0 mm)的缺口半径加工试样。ZNO电动试样缺口制样机具有符合标准的单齿切割刀，可用于缺口制备。如果试样数量较少，我们建议使用带有自动进给运动的手动缺口切割平面。
对于试验，将缺口准确放置在最大弯矩区域非常重要。因此，需要使用高度限位块定位试样，或者使用冲击工装中集成的缺口对中工装精确可靠地对准试样。
根据ASTM D256标准执行缺口弯曲冲击试验
符合ASTM D256标准的悬臂梁缺口冲击试验使用摆锤冲击试验机，摆锤一端由杆和撞击器组成，另一端与低摩擦轴承连接。
测量原理基于具有规定能量容量和下落高度的摆锤，当其穿透试样时释放部分动能。因此，冲击后摆锤不会恢复到原始下落高度。从而下落高度和上升高度之间的测量高度差成为所吸收能量的度量。通过测定下落高度，还定义了冲击速度，以便以可复制的应变率进行试验。
符合ASTM D256的标准摆锤在规定下落高度610 ±2 mm时的初始势能为2.7 J。在相同下落高度下，使初始势能加倍，可获得其他摆锤尺寸。这导致所有摆锤的冲击速度约为3.46 m/s。
每个摆锤都可用于测量冲击能量，该冲击能量高达其初始势能的85%。如果此处可以使用多种尺寸的摆锤，则每种情况下都应选择最轻的摆锤。
夹持试样时使其边缘以指定方向竖立，从而使缺口恰好位于夹持点的边缘，即最大弯矩区域。由于夹持力可影响结果，因此气动夹持或控制夹持力非常有用。
该测量类型意味着所有能量损失都可归因于试样。因此，将造成错误的所有外部干扰源数量减到最少、纠正或完全消除至关重要。对于由于空气摩擦和摆锤支承点处的摩擦不可避免地产生的摩擦损失，有严格的规范以及检查，这些都是定期标定操作的一部分。然后会测量修正值并将其分配给相应摆锤。摆锤冲击试验机需要具有足够的仪器质量，且无振动地安装在非常平稳的试验室桌面上、用螺栓固定到实心墙的工作台上或砖石结构的平台上，这对于测量质量而言至关重要。仪器的内部振动通过设计降至最低。因此，ZwickRoell使用具有单向碳材料制成的双摆杆的摆锤，其质量非常低，同时具有绝佳的摆杆刚度，确保振荡损失最小。
视频： 用于塑料测试的摆锤冲击试验机
ZwickRoell的塑料行业HIT系列摆锤冲击试验机提供了一种高精度、性价比高的解决方案。摆锤冲击试验机的冲击能量范围为5至50焦耳，不仅可以对ASTM D256悬臂梁抗冲击性进行符合标准的测定，还可以根据ASTM、ISO和DIN标准进行简支梁、Dynstat和拉伸冲击试验。
悬臂梁和简支梁方法之间的差异
这两种方法都以非常相似的方式表征材料的冲击强度，因此结果在很大程度上是相关的。
- 在ASTM标准中，通常使用垂直放置试样的悬臂梁试验方法。
- 使用三点弯曲排列的简支梁冲击试验是ISO标准中的首选方法。
- 这两种方法都用于测量缺口冲击强度，对缺口试样进行冲击，使缺口位于冲击造成的弯曲的拉伸区域。 对于悬臂梁试验，该拉伸区域位于摆锤的冲击侧，而对于简支梁试验，则位于另一侧。
- 在低温环境下试验时，简支梁方法具有诸多优势，因为试样在摆锤冲击试验机中的接触点与摆锤冲击点相对较远。 这样，相关区域内支撑不会影响或降低温度，且试样可以简单地从温控箱送入。
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符合ASTM D256标准的悬臂梁冲击强度的常见问题
ASTM D256是测定塑料和绝缘材料冲击强度的国际标准。
ASTM D256标准介绍了使用悬臂梁试验方法来测定塑料的冲击强度和缺口冲击强度的冲击试验。在ISO 180和ASTM D4508标准中还介绍了悬臂梁冲击试验。
符合ASTM D256标准的悬臂梁缺口冲击试验将以厚度相关能量值的形式生成高应变速率下抗冲击性和缺口敏感性的特性值。 该试验通常在ASTM D618规定的23° / 50%相对湿度的正常气候下进行。
该试验用于测定不同模塑复合物的可比性、执行货物进料检查和质量保证范围内的公差监控、根据加工试样测试成品，以及创建材料卡并测量老化效应。
- 符合ASTM D256标准的悬臂梁缺口冲击试验将以厚度相关能量值的形式生成高应变速率下抗冲击性和缺口敏感性的特性值。
- ASTM D4812，用于测量无缺口试样冲击强度的悬臂梁试验方法
- ASTM D4508，用于测量小试样的悬臂梁试验方法（薄片冲击），它是根据DIN 53435标准进行的与Dynstat冲击试验对应的试验。
- ISO 180标准描述了用于测定塑料冲击和缺口冲击强度的悬臂梁冲击试验。 它以横截面相关值的形式提供高应变率下冲击强度的特性值。
这两种试验方法都能表征塑料材料的冲击强度。在ASTM标准中，通常使用垂直放置试样的悬臂梁试验方法。使用三点弯曲排列的简支梁方法是ISO标准中的首选方法。
这两种方法都用于测量缺口冲击强度，对缺口试样进行冲击，使缺口位于冲击造成的弯曲的拉伸区域。
简支梁或悬臂梁冲击试验测量摆锤在冲击试样时发出的冲击能量，该能量可通过摆锤释放高度与冲击后其上升高度之间的差值来测定。在ISO标准中，冲击能量与试样的横截面积相关，单位为[kJ/m²]，而在ASTM标准中，该能量与试样厚度相关，以表示冲击强度值，例如，以[ft lbf/in]为单位。