擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)是一種用于測(cè)定材料在動(dòng)負(fù)荷下抵抗沖擊性能的專業(yè)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、工程學(xué)、航空航天、汽車工業(yè)及電子設(shè)備等領(lǐng)域。其核心原理基于能量守恒定律，通過擺錘的圓周運(yùn)動(dòng)將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，在擺錘運(yùn)動(dòng)至z低點(diǎn)時(shí)沖擊試樣，試樣斷裂后，通過測(cè)量擺錘剩余勢(shì)能與初始勢(shì)能的差值，計(jì)算材料吸收的沖擊能量，以此評(píng)估材料的抗沖擊性能。

　　擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)主要由以下幾個(gè)核心部分組成：

　　1、機(jī)架

　　功能：作為整個(gè)試驗(yàn)機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)，承載所有其他部件，確保試驗(yàn)過程中設(shè)備的穩(wěn)定性和剛性，防止振動(dòng)影響測(cè)量精度。

　　特點(diǎn)：通常由堅(jiān)固的鑄鐵或鋼結(jié)構(gòu)制成，設(shè)計(jì)穩(wěn)固，底座寬大以保證重心穩(wěn)定。

　　2、擺錘

　　功能：是試驗(yàn)機(jī)的核心部件，其質(zhì)量（包括擺桿和錘頭）和擺長決定了沖擊能量。擺錘在重力作用下擺動(dòng)，沖擊試樣并使其斷裂。

　　組成：

　　擺桿（Pendulum Arm）：連接主軸和錘頭的剛性桿。

　　錘頭（Striker/Impactor）：位于擺桿末端，直接沖擊試樣的部分。其形狀（如刀刃半徑）需符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如ISO 179,ASTM D6110）。

　　能量調(diào)節(jié)裝置：部分試驗(yàn)機(jī)可通過增減配重塊來改變擺錘的總能量，實(shí)現(xiàn)多能量檔位測(cè)試。

　　3、主軸與軸承

　　功能：擺錘通過主軸安裝在機(jī)架上，并在高精度軸承（如滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承）上自由旋轉(zhuǎn)。軸承的質(zhì)量直接影響擺錘轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性和能量損失。

　　要求：軸承必須摩擦力小、精度高、壽命長，以確保能量傳遞的準(zhǔn)確性。

　　4、揚(yáng)擺裝置

　　功能：將擺錘從z低點(diǎn)（零點(diǎn)）提升到預(yù)定的起始高度（即預(yù)揚(yáng)角，通常為150°或160°），使其獲得初始勢(shì)能。

　　類型：

　　手動(dòng)揚(yáng)擺：通過手柄或手輪操作，人力提升擺錘。

　　電動(dòng)揚(yáng)擺：通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)將擺錘提升并鎖定在預(yù)揚(yáng)位置，操作更省力、定位更精確。

　　5、釋放機(jī)構(gòu)

　　功能：在擺錘被提升到預(yù)定高度后，將其可靠地鎖定；在試驗(yàn)開始時(shí)，能迅速、無擾動(dòng)地釋放擺錘，使其自由下落。

　　要求：釋放動(dòng)作必須平穩(wěn)、無初速度，避免對(duì)沖擊能量產(chǎn)生額外影響。

　　6、角度指示裝置

　　功能：測(cè)量并顯示擺錘沖擊試樣前后的擺動(dòng)角度，是計(jì)算沖擊能量的關(guān)鍵。

　　類型：

　　刻度盤與指針式：傳統(tǒng)的機(jī)械式讀數(shù)，通過指針在刻度盤上指示角度。

　　編碼器式（數(shù)字式）：現(xiàn)代試驗(yàn)機(jī)普遍采用高精度旋轉(zhuǎn)編碼器，將角度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，由微處理器計(jì)算能量并直接在顯示屏上顯示數(shù)值，精度高、讀數(shù)方便、可連接計(jì)算機(jī)。

　　7、能量顯示裝置

　　功能：直接顯示擺錘沖斷試樣所消耗的能量值。

　　形式：

　　機(jī)械表盤：通過機(jī)械傳動(dòng)將角度轉(zhuǎn)換為能量值，在表盤上讀取。

　　數(shù)字顯示屏：由編碼器和微處理器計(jì)算后，在LCD或LED屏幕上直接顯示沖擊能量（單位：J或kJ/m²）。

　　8、試樣支座

　　功能：用于固定和支撐待測(cè)試的試樣，確保其在沖擊過程中位置準(zhǔn)確、受力符合標(biāo)準(zhǔn)。

　　類型（根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不同）：

　　簡支梁支座（Charpy或Izod支座）：用于簡支梁沖擊試驗(yàn)，試樣水平放置，兩端由支座支撐，擺錘沖擊試樣中部（有缺口或無缺口）。

　　懸臂梁支座（Cantilever Beam Support）：用于懸臂梁沖擊試驗(yàn)（如ASTM D256），試樣一端固定，擺錘沖擊自由端。

　　要求：支座的跨距、表面光潔度、角度等必須嚴(yán)格符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　9、安全防護(hù)裝置

　　功能：保護(hù)操作人員安全，防止擺錘在擺動(dòng)或試樣斷裂時(shí)飛出造成傷害。

　　組成：通常包括透明的防護(hù)罩（如有機(jī)玻璃或鋼化玻璃）、安全聯(lián)鎖開關(guān)（打開防護(hù)罩時(shí)無法釋放擺錘）、試樣斷裂后的擺錘制動(dòng)裝置等。

　　10、控制系統(tǒng)

　　功能：對(duì)于自動(dòng)化程度較高的數(shù)字式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)，控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理揚(yáng)擺、釋放、數(shù)據(jù)采集、計(jì)算和顯示等功能。

　　組成：包括微處理器、操作面板、通信接口（如USB、RS232）等，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、打印和與計(jì)算機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。