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多軸沖擊試驗常用標準解讀

表1 多軸沖擊試驗標準要求

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多軸沖擊試驗測試方法

國高材分析測試中心的多軸沖擊試驗設備

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多軸沖擊試驗結果分析方法

圖1 多軸沖擊試驗結果曲線

圖2 根據4種斷裂方式，對11種斷裂面進行了歸類

圖3 多軸沖擊試驗樣件斷面圖

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多軸沖擊試驗的應用案例

如對某PC/ABS材料進行噴漆和未噴漆樣板進行多軸沖擊測試（如圖4所示），未噴漆樣板吸收能量大，呈韌性破壞，而噴漆后的樣板吸收能量銳減至10%以內，且呈脆性破壞。并且出現這種情況的概率達到了至少80%以上。

圖4 未噴漆和噴漆樣件多軸沖擊試驗結果

極少數表現相對較好的美化噴漆，可使得噴漆前后破壞形式一致，但是吸收能量適當銳減（如圖5所示）。噴漆和未噴漆樣件，都為韌性破壞，但是噴漆后吸收能量衰減了50%。也有極少數情況會出現噴漆與未噴漆結果差異較小，此時選取的油漆類型及工藝都是非常成功的。

圖5 未噴漆和噴漆樣件多軸沖擊試驗結果

大多數情況下，油漆類型選取不當，噴漆工藝不適宜，會破壞聚合物分子鏈結構，致使聚合物發生不可逆性破壞，在沖擊時表現出脆性效果。因此沒有經過試驗研究，將油漆選型、噴漆工藝與多軸沖擊測試相結合，噴漆后的高分子材料極大可能都遭到了破壞，性能大大衰減，在直接投入使用后對人們的生命財產安全是一種威脅。

4.2 汽車內飾做美化皮紋韌性評估

塑料常被用于汽車內飾件或外飾件，為了增加客戶對美觀、感官的體驗，常會在塑料表面做皮紋，但是大量試驗證明，美化皮紋會致使材料多軸沖擊性能有所降低，且出現脆性破壞的概率會大大增加。

如某PP材料進行多軸沖擊測試，對光滑無皮紋面進行多軸沖擊（如圖6所示），刺穿吸收能量為47J，韌性破壞占比60%，而對皮紋面進行多軸沖擊時，刺穿吸收能量為23J，全部為脆性破壞。皮紋的出現，對裂紋的產生和擴展提供了有利的幫助，因此在能量吸收方面會出現明顯降低，在韌性上表現較差。

圖6 皮紋件多軸沖擊試驗結果

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多軸沖擊試驗其他應用

此外，多軸沖擊測試也常用于碰撞類CAE分析，用于模擬碰撞對標試驗，可大大提升數據精度和仿真可信度。有關多軸沖擊性能的一般規律、機理模型、在CAE仿真中的應用等，后續會通過“國高材分析測試中心”微信公眾號發布，敬請關注。