路径: 主页 > GB/T > 第167页 > GB/T 3808-2018 | 标准编号 | GB/T 3808-2018 (GB/T3808-2018) | | 中文名称 | 摆锤式冲击试验机的检验 | | 英文名称 | Verification of pendulum-type impact testing machines | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | N71 | | 国际标准分类 | 19.060; 77.040.10 | | 字数估计 | 38,316 | | 发布日期 | 2018-07-13 | | 实施日期 | 2019-02-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 3808-2018
ICS 19.060;77.040.10
N71
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 3808-2002
摆锤式冲击试验机的检验
2018-07-13发布
2019-02-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
中国国家标准化管理委员会 发 布
目次
前言 Ⅰ
引言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
3.1 有关试验机的术语 2
3.2 有关能量的术语 2
3.3 有关试样的术语 3
4 符号和缩略语 3
5 试验机 5
6 直接检验 5
6.1 一般要求 5
6.2 基础和(或)安装 6
6.3 机架 6
6.4 摆锤 7
6.5 砧座和支座 9
6.6 指示装置 9
7 使用标准试样的间接检验 10
7.1 标准试样的使用 10
7.2 吸收能量级 10
7.3 标准试样的要求 10
7.4 简捷的直接检验 10
7.5 误差和重复性 11
8 检验周期 11
9 检验报告 12
9.1 一般要求 12
9.2 直接检验 12
9.3 间接检验 12
10 不确定度 12
附录A(资料性附录) 试验机间接检验结果的测量不确定度 18
附录B(资料性附录) 试验机直接检验结果的测量不确定度 21
附录C(资料性附录) 使用角度规检测试验机几何特性的直接检验法 26
附录D(资料性附录) 弧型、矩型冲击试样 31
参考文献 33
前言
金属材料夏比摆锤冲击试验系列国家标准由以下三个单独的标准组成:
---GB/T 229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法;
---GB/T 3808 摆锤式冲击试验机的检验;
---GB/T 18658 摆锤式冲击试验机间接检验用夏比V型缺口标准试样。
本标准为该系列国家标准之一。
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准代替GB/T 3808-2002《摆锤式冲击试验机的检验》,与GB/T 3808-2002相比,主要技术
变化如下:
---修改了有关能量方面术语和定义(见3.2,2002年版的3.2);
---调整了有关试样方面术语和定义(见3.3,2002年版的3.3、3.4);
---修改了符号和缩略语(见第4章,2002年版的第4章);
---增加了附录A、附录B、附录C、附录D(见附录A、附录B、附录C、附录D)。
本标准使用重新起草法修改采用ISO 148-2:2008《金属材料 夏比摆锤冲击试验 第2部分:试验
机的检验》。
本标准与ISO 148-2:2008的技术性差异及其原因如下:
---关于规范性引用文件,本标准作了具有技术性差异的调整,以适应我国的技术条件,调整的内
容集中反映在第2章“规范性引用文件”中,具体调整如下:
● 用修改采用国际标准的GB/T 229代替了ISO 148-1;
● 用修改采用国际标准的GB/T 18658代替了ISO 148-3;
---将ISO 148-2:2008中6.3.6的注变成条文,以使原文的注中带有要求的条文符合GB/T 1.1-
2009的规定;
---删除了ISO 148-2:2008中6.4.5.1、6.4.5.2和6.4.5.3的条编号,将原文6.4.5.2中的注变成条
文,将原文6.4.5.1、6.4.5.2及其注的条文按列项表述,并把原文6.4.5.3的条文变成本标准
6.4.5的条文,以使原文中出现的悬置段和注中带有要求的条文符合GB/T 1.1-2009的规定,
同时将本标准8.3中引用的原编号“6.4.5.1和6.4.5.2”修改为“6.4.5a)和6.4.5b)”;
---为ISO 148-2:2008的B.2.3中式(B.17)下面的列项补充了引导语;
---将ISO 148-2:2008的图4中用脚注形式说明的“摆轴”改用序号5表示,并对图中用脚注形式
说明的角度符号“α”和“β”改为直接对符号进行说明,以符合技术制图国家标准的规定。
为便于使用,本标准还做了下列编辑性修改:
---为与现有标准系列一致,将标准名称改为《摆锤式冲击试验机的检验》;
---删除了ISO 148-2:2008中8.3.1和8.3.2的条编号,将原文8.3.1和8.3.2的条文按列项表述,
以使原文中出现的悬置段符合GB/T 1.1-2009的规定;
---增加了资料性附录D“弧型、矩型冲击试样”。
本标准与ISO 148-2:2008存在技术性差异,这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的
垂直单线(|)进行了标示。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由中国机械工业联合会提出。
本标准由全国试验机标准化技术委员会(SAC/TC122)归口。
本标准起草单位:长春机械科学研究院有限公司、吴忠四维材料试验机有限公司、金华金试试验机
有限公司、济南时代试金仪器有限公司、厦门市华测检测技术有限公司、威海市试验机制造有限公司、济
南科汇试验设备有限公司、杭州轴承试验研究中心有限公司、浙江精盾汽车零件制造有限公司、钢铁研
究总院。
本标准主要起草人:陈洪程、王时伟、贾莉蓓、陈迎坤、万峰、戚翠荣、史卫东、李兴林、洪金坤、
王春华。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 3808-1983、GB/T 3808-1995、GB/T 3808-2002。
引 言
用于金属材料验收试验的摆锤式冲击试验机的适合性通常是基于对其标度盘的校准和规定尺寸符
合性的检验,如对支承试样砧座的形状和跨距的检测等。标度盘的校准一般是通过测量摆锤的质量和
对应标度盘上不同读数的摆锤升程来检验。这种评价冲击试验机方法的突出优点是仅需测量能溯源到
国家基准的量。这些可溯源性测量的真实性减少了对材料验收试验用冲击试验机适合性进行仲裁的必
要性。
然而,当测试同种材料的试样时,有时会发现通过上述的直接检验法评价的,并满足所有尺寸要求
的两台试验机分别给出了截然不同的冲击值。用一台试验机测得的值满足材料的技术要求,而用另一
台测得的值却不满足要求,这种差异在商业上是很重要的。为了避免这种差异,某些材料的买方就此提
出了附加要求:所有卖给他们的用于材料验收试验的冲击试验机要经由买方提供的检测用的标准试样
进行间接检验。在规定的极限值内,只有用欲购试验机测得的值与标准试样给定的值一致,该试验机才
能被接收。
摆锤式冲击试验机的检验
1 范围
本标准规定了摆锤式冲击试验机的构成部件的检验方法。本标准适用于配有2mm或8mm冲击
刃并按诸如GB/T 229规定的试验方法进行摆锤冲击试验用的摆锤式冲击试验机(以下简称试验机)。
本标准可适用于类似的其他能量和不同结构的试验机。
工业上从事金属材料检测的普通试验室或研究实验室所使用的符合本标准规定的试验机称为工作
试验机。特制的一些要求比较严格的试验机称为标准冲击试验机。GB/T 18658中规定了有关标准冲
击试验机检验的技术要求。
本标准描述了两种检验方法:
a) 直接检验法:该方法的性质属于静态检验方法,即通过对试验机关键部件的测量,以确保其满
足本标准的要求。所用检验和校准仪器应证明可溯源到国家基准。当试验机安装、维修或间
接检验方法给出不合格的结果时应使用直接检验法对其进行检验;
b) 间接检验法:该方法的性质属于动态检验方法,即使用标准试样检验指示装置标尺上的各点
示值。
对于不符合本标准规定的试验机应同时使用直接检验法和间接检验法两种方法进行检验,使其满
足第6章和第7章的要求。
GB/T 18658规定了标准试样的技术要求。
本标准规定的间接检验法考虑了试样在断裂过程中所吸收的总能量。该总吸收能量包括:
---冲断试样自身所需的能量;
---摆锤从初始位置开始摆动到完成第一个半周期时试验机内部的能量损失。
注:内部能量损失是由于:
---空气阻力、摆轴轴承的摩擦和指针的摩擦造成的损失,这些能量损失可用直接检验法测定(见6.4.5);
---基础的冲击、机架和摆锤的振动造成的损失,测定这些能量损失还没有适当的测量方法和测量仪器。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法(GB/T 229-2007,ISO 148-1:2006,MOD)
GB/T 18658 摆锤式冲击试验机间接检验用夏比 V 型缺口标准试样(GB/T 18658-2018,
ISO 148-3:2008,MOD)
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 有关试验机的术语
3.1.1
砧座 anvil
试验机上用于将试样相对于冲击刃和试样支座正确定位并在冲击力作用下支承试样的部分。
3.1.2
底座 base
试验机机架上试样支座水平支承面以下的部分。
3.1.3
打击中心 centerofpercussion
摆锤上的一点,在该点对试样进行打击所产生的效应和摆锤的全部质量如果均集中在该点对试样
进行打击所产生的效应是相同的(见图4)。
注:当单摆沿水平线通过打击中心做一次打击,摆轴不产生水平方向的反作用力。
3.1.4
打击点 centerofstrike
将高度为标准高度一半(即5mm)的试样或等值量规放在试样支座上,摆锤在自由悬挂位置时,冲
击刃上与该试样或量规的上水平面相接触的点(见图4)。
3.1.5
工作试验机 industrialmachine
工业上、普通试验室或大多数研究实验室进行金属材料试验用的试验机。
注1:这些试验机不用于确立标准值。
注2:工作试验机使用本标准规定的方法进行检验。
3.1.6
标准试验机 referencemachine
用于测定各批标准试样吸收能量标定值的试验机。
3.1.7
冲击刃 striker
摆锤接触试样的部分(见图2)。
注:实际接触试样的冲击刃可有2mm半径(2mm冲击刃)或8mm半径(8mm冲击刃)。
3.1.8
试样支座 testpiecesupports
试验机上用于将试样相对于摆锤打击中心、冲击刃和砧座正确定位的部分(见图2和图3)。
3.2 有关能量的术语
3.2.1
总吸收能量 totalabsorbedenergy
KT
使用未对任何能量损失做过修正的试验机冲断试样时所需的全部吸收能量。
注:该能量等于摆锤在初始位置的势能与试样断裂后摆锤摆动了第一个半摆动周期结束时的势能之差(见6.3)。
3.2.2
势能 potentialenergy
KP
用直接检验法测得的,在冲击试验时摆锤释放前初始位置的势能与摆锤在冲击位置时势能之差。
注:见6.4.2。
3.2.3
吸收能量 absorbedenergy
使用对摩擦能量损失做过修正的试验机冲断试样时所需的能量。
注:字母V和U用于表示缺口的几何形状,例如KV 或者KU。数字下角标2或8用于表示冲击刃的半径,例
如KV2。
3.2.4
计算能量 calculatedenergy
Kcalc
用直接检验方法测量的角度、长度和力值所计算出来的能量的值。
3.2.5
能量标称值 nominalenergy
KN
试验机制造者给出的能量值。
3.2.6
KS
试验机指示装置指示的能量值。该示值可以是需要对所测定的吸收能量值K 做摩擦能量损失修
正的值,也可以是不需要做修正的值。
3.2.7
KR
给试验机性能检验用的标准试样赋予的吸收能量的标定值。
3.3 有关试样的术语
3.3.1
高度 height
带有缺口的面和与之相对的面之间的距离。
3.3.2
宽度 width
与缺口平行且垂直于高度方向的尺寸。
3.3.3
长度 length
与缺口方向垂直的最大尺寸。
3.3.4
标准试样 referencetestpiece
通过将试验机测得的吸收能量示值与被冲击标准试样标出的标准吸收能量值进行比较,用于检验
试验机适合性的冲击试样。
注:标准试样按GB/T 18658的要求来制备。
4 符号和缩略语
表1给出的符号和缩略语适用于本文件。
表1 符号和缩略语的含义及其单位
符号/缩略语a 单 位 含 义
BV J 通过间接检验测量的试验机的示值误差
b J 试验机示值重复性
F N 在距离l2处测得的摆锤的作用力
Fg N 由于重力产生的摆锤的作用力
g m/s2 重力加速度
GUM - 测量不确定度表示指南
h m 摆锤下落高度
H1 m 摆锤上升高度
ISO - 国际标准化组织
KV J 按照GB/T 229要求测量的V型缺口试样的吸收能量
KVR J 在间接检验中使用的标准试样的标准吸收能量(KV)值
KVV J 在间接检验中使用的标准试样的准吸收能量(KV)的平均值
KN J 初始势能标称值(能量标称值)
KP J 初始势能(势能)
KR J 夏比标准试样组的标准吸收能量
K J
吸收能量(表示为KV2、KV8、KU2、KU8,以确定具体的缺口几何形状
和冲击刃半径)
KT J 总吸收能量
KS J 吸收能量示值
Kcalc J 计算的能量值
K1或β1 J或 度(°) 支座上不放试样并正常操作时,试验机指示的吸收能量或升角
K2或β2 J或 度(°)
支座上不放试样、指示装置不复位并正常操作时,试验机指示的吸收
能量或升角
K3或β3 J或 度(°)
支座上不放试样、指示装置不复位并正常操作时,摆动第11个半周期
以后试验机指示的吸收能量或升角
l m 摆轴轴线至试样中心(打击点)的距离(摆锤长度)
l1 m 摆轴轴线至打击中心的距离
l2 m 摆轴轴线至力F 作用点的距离
M N·m 力矩,等于F×l2的乘积
nV - 用于试验机间接检验的标准试样数量
p J 由指针摩擦产生的吸收能量损失
p' J 由摆轴轴承摩擦和空气阻力产生的吸收能量损失
pβ J 升角为β时,能量损失的修正量
r J 试验机测量装置标度盘的分辨力
RM - 标准试样(标准物质)
表1(续)
符号/缩略语a 单 位 含 义
sV J 在nV个标准试样上获得的吸收能量值的标准偏差
S J 标度盘分度误差
t s 摆锤的摆动周期
T s 摆锤摆动100次的总时间
Tmax s T 的最大值
Tmin s T 的最小值
u(KVV) J KVV 的标准不确定度
u(BV) J 试验机示值误差(BV)引入的标准不确定度
u(F) J 测得的摆锤作用力(F)引入的标准不确定度
u(Fstd) J 力传感器的标准不确定度
u(r) J 分辨力引入的标准不确定度
uRM J 间接检验用的标准试样标准值的标准不确定度
uV J 间接检验结果的标准不确定度
α 度(°) 摆锤的落角
β 度(°) 摆锤的升角
νB - 对应于u(BV)的自由度
νV - 对应于uV的自由度
νRM - 对应于uRM的自由度
a 见图4。
5 试验机
试验机由下列部分组成(见图1至图3):
a) 基础或安装装置;
b) 机架---支承摆锤的结构,不包括基础;
c) 摆锤,包含锤体;
d) 砧座和支座(见图2和图3);
e) 吸收能量的指示装置(如标度盘和指针或电子显示装置)。
6 直接检验
6.1 一般要求
试验机直接检验的项目如下:
a) 基础和(或)安装;
b) 机架;
c) 摆锤,包含锤体和冲击刃;
d) 砧座和支座;
e) 指示装置。
6.2 基础和(或)安装
6.2.1 固定试验机的基础和将试验机固定在基础上的方法是非常重要的。
6.2.2 试验机安装以后,通常不能再检验基础,因此,应提供安装时的技术文件,确保基础的质量不小
于摆锤质量的40倍。
6.2.3 试验机安装的检测应包括以下内容:
a) 保证将螺栓紧固到制造者规定的扭矩值。该扭矩值应在制造者提供的技术文件中给出(见
6.2.1)。如果用户使用或选择其他方法安装,应保证达到按上述扭矩值安装的效果;
b) 进行冲击试验时,保证试验机不受到由基础传来的外部振动。
注:例如,将盛上水的小容器放在机架的适当位置,如果水的表面没有波动,则表明满足这一要求。
6.3 机架
6.3.1 机架(见图1)的检测应包括下列项目:
a) 摆锤的自由悬挂位置;
b) 摆锤相对支座的位置;
c) 摆锤轴承的轴向间隙和径向间隙;
d) 锤体和机架之间的距离。
本标准发布以后制造的试验机应有一个作为测量参考点的基准面。附录C给出了一种用角度规
检测试验机的几何特性的直接检验方法。
6.3.2 摆轴轴线与基准面的平行度应在2/1000以内。制造者应在合格证中给出该项目的检测结果。
6.3.3 安装试验机时,应使基准面的水平度在2/1000以内。对于没有基准面的试验机,应直接将摆轴
轴线的水平度调到4/1000以内,或者按上述要求规定一个能够检验摆轴轴线水平度的基准面。
6.3.4 摆锤自由悬挂时,冲击刃与试样的间隙应在0.5mm以内。
注:可使用长约55mm、高10.5mm1)、宽约10mm(见图3)的矩形截面量规,测量冲击刃与量规之间的间隙。
6.3.5 摆锤摆动平面相对摆轴轴线的角度应为90°±0.1°。
6.3.6 应使冲击刃完全接触试样的整个宽度。
本条的检测方法:将尺寸为55mm×10mm×10mm的试样用薄纸紧紧地包裹起来(如使用胶带)
并放在试样支座上。将冲击刃用复写纸同样紧紧地包裹起来,碳面朝外(即碳面不要面向冲击刃)。抬
起摆锤让它与自由悬挂位置有一个几度的小夹角,然后释放,并使之与试样只接触一次。复写纸在包裹
试样的纸上应留下完全横切的印痕。本条检测的同时可进行冲击刃与试样接触时夹角的检测(见6.4.8)。
6.3.7 安装摆锤时,应使其冲击刃的中心与两砧座跨距的中心重合,最大允许偏相差为0.5mm。
6.3.8 在图4b)所示的摆锤打击点位置施加约等于摆锤有效重力Fg的4%横向力时,在冲击刃处测得
摆锤轴承的轴向间隙不应大于0.25mm。
6.3.9 在距离为l且垂直于摆锤摆动平面的方向施加150N±10N的力时,摆轴轴承处轴的径向间隙
不应大于0.08mm。
注:例如,当对摆锤在垂直于摆动平面的方向施加大约150N的力时,可利用固定在机架轴承座上的百分表指示轴
(在轴承上)端的移动量来测量径向间隙。
6.3.10 对于新制造的试验机,建议其机架底座的质量至少为摆锤质量的12倍。
注:试验机的底座是指位于试样支座水平支承面以下的机架部分。
1) 国际标准ISO 148-2:2008原文中该数值为9.5mm,不便于检测。
6.4 摆锤
6.4.1 摆锤(包括冲击刃)宜测定下列参数:
a) 势能KP;
b) 吸收能量示值KS的误差;
c) 摆锤的瞬时冲击速度;
d) 摩擦吸收的能量;
e) 打击中心的位置(即打击中心至摆轴轴线的距离);
f) 冲击刃半径;
g) 冲击刃接触线与试样水平轴线之间的角度。
6.4.2 势能KP与初始势能标称值KN的最大允许相对误差为±1%。势能KP的测试方法如下:
用测力装置将摆锤水平支承,选定摆轴轴线至支点的距离l2,使连接摆锤重心并通过摆轴轴线的
直线至少有15/1000的水平度[见图4a)],如此测定摆锤的力矩。
力F 和长度l2应分别测量并准确到±0.2% 。力矩M 等于F×l2的乘积。
注:长度l2可能等于摆锤长度l。
落角α的测量应准确到±0.2°;该角可能大于90°。
势能KP按式(1)计算:
KP=M(1-cosα) (1)
6.4.3 应检验标度盘上与吸收能量为标称能量值的0%、10%、20%、30%、50%和80%各值相对应的分
度标记。
抬起摆锤使指针分别指示上述各分度标记,然后测量各升角β,准确到±0.2°。按式(2)算出吸收
能量:
Kcalc=M(cosβ-cosα) (2)
注1:按照规定的测量准确度测量l2、F 和β,会使测量Kcalc的平均总误差约等于满度值的±0.3%。
吸收能量示值KS与按测量值计算的能量相对误差的最大允许值,应为吸收能量示值KS的±1%
或能量标称值KN的±0.5%。在所有情况下,其较大值还需满足不等式(3)和不等式(4)的条件:
在初始能量标称值KN的80%~50%时,
Kcalc-KS
KS
×100% ≤1%2) (3)
小于初始能量标称值KN的50%时,
Kcalc-KS
KN
×100% ≤0.5%2) (4)
注2:实际中,吸收能量读数的准确度与其值的大小成反比,当K 与KN比值很小时宜特别注意。
注3:为了修正带有标度盘和显示器的试验机的能量损耗,Kcalc需要根据正确的比较结果进行修正。
大于势能80%的吸收能量值是不准确的,宜作为近似值记录。
注4:该要求是为了保证进行所有试验时,试样应变率的变化低于1倍。试样的应变率是冲击刃与试样接触期间
摆锤速度的函数;试验机的摆锤速度随着试样断裂过程而减小。首先用式(5)确定冲击前的速度,然后再用
式(5)并将α换成β(见图4)确定冲击后的速度,进而就能计算出摆锤速度的变化量。
6.4.4 冲击速度依据式(5)确定:
V= 2gl(1-cosα) (5)
g值可取9.81m/s2,(省去对每一试验机安装地加速......
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