用于电路板的冲击试验机设计(3)

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落锤式试验机是化工行业、科研部门、大专院校、专业生产厂商及质量检测部门理想的冲击试验设备。落锤式冲击试验机是通用性的试验机，适用于各种管材、板材的

1.1.2 摆锤式冲击试验机

摆锤式冲击试验机是区别于落锤式冲击试验机的又一类冲击试验机。摆锤式冲击试验机利用悬挂在具有足够刚度的机架上的摆锤，冲击以某种方式安装在底座上的试件，根据试样破断前后摆锤的能量损失差值，来评价被冲击试样的韧性或脆性。

按照试样支撑安装的方式，摆锤式冲击试验机主要分为夏比式（Charpy）冲击试验机（简支梁式冲击试验机）和艾式（Izod）冲击试验机（悬臂梁式冲击试验机），除此之外还有拉伸冲击试验机。[5]

摆锤式冲击试验机由以下部分组成——主机身、取摆机构、挂脱摆机构、自动扬摆讯号装置、标度盘、摆锤、防护装置、电气部分。摆锤式冲击试验机的工作原理是利用摆锤冲击前能量与冲击后所剩能量之差，得到被试验试样的吸收功。[6]

摆锤式冲击试验机主要用于工程塑料、玻璃钢、陶瓷、铸石、塑料电器、增强尼龙和电绝缘材料等非金属材料的抗冲击强度测定。

因该种实验装置对材料内部的缺陷、工艺质量及环境温度差异表现敏感，且摆锤式冲击试验法在评价金属材料及其他各种工业材料的韧性、脆性性能等方面非常简便，因此得到了广泛的应用。随着测量仪器和电脑技术的发展，对测量值可以进行各种数据处理，也可以对难以测定的物理量加以处理。[7]

1.2 冲击试验机的优缺点和应用范围

冲击试验机自1905年面世以来发展迅速，因其操作方便、成本不高、规格标准、可靠性有一定保证，现在已经成为材料性能检测必不可少的测量工具与检验手段。其应用范围包括：

(1)材料选择及新材料的研制

(2)产品零件工艺质量监督控制

(3)各种条件下的韧性评定测量

(4)冶金产品质量检测和校核监督的重要指标[8]

同时出现了各种各样的试验方法和试验装置，但基本上都是运用能量守恒定律的原理来测量计算冲击功或吸收能量的大小。而这种测量原理和测量方法本身就有着固有缺点：因为我们测量的是损失功，不能像拉伸试验机那样直接显示力和位移的曲线；冲击实验过程中，作用在试样上的冲击力在约10ms的短暂时间里骤升至上百千克又骤降至零，冲击速度大，作用时间短，要精确描述这一过程相当困难；冲击功是位移与力的乘积，力和位移的变化都会引起冲击功的变化，尤其是位移的变化，因而冲击功这一测量值无法直接显示材料的韧性，更无法体现冲击过程中其他参数的变化，无法完整描述整个撞击过程，仅仅能作为单一的能量参考指标。为了解决这一问题，仪器化冲击试验方法越来越得到重视和研究。[9]

1.3 冲击试验机国内外发展状况趋势

1.3.1 国内试验机的发展状况

1.3.2 国外试验机的发展状况

1.3.3 总体趋势

1.4 研究主要内容及思路

1.4.1 研究背景

基于对应用于火炮方面的一些电路板的耐冲击性能进行测试，设计一种瞬间加速度类似于火炮炮身在射击时的落锤式冲击试验机。随着电子技术的发展，一些电子产品设计开始应用于火炮, 而火炮的工作环境就决定了对其耐冲击性能的要求极高。同时在这样恶劣的环境下工作的电子产品，将大大影响其精度及使用寿命。因此，在产品应用之前，要对其进行耐冲击测试和寿命测试。一款专用冲击试验检测仪器是考察产品耐冲击性能的必需设备。[14]