Маятниковый копер КМ- 30А состоит (рис.3.7) из корпуса 1, двух стоек 4, опоры 3 для установки испытуемых образцов, маятника 6, механизма подъема и фиксации маятника, шкалы 7 для измерения затраченных на разрушение образца работы, тормоза и ограждений. Корпус копра состоит из чугунной плиты, на которой закреплены основания опор и стойки.
В верхней части стоек на шарикоподшипниках установлен маятник 6 с молотом 5, постоянный запас энергии которого равен 300 Дж. Для испытания образец 13 кладут горизонтально в специальный шаблон, обеспечивающий установку надреза строго в середине пролета между опорами. Удар наносят со стороны, противоположной надрезу в плоскости, перпендикулярной продольной оси образца. копер маятниковый закрепляется в исходном верхнем положении. По шкале фиксируется угол подъема маятника а (рис.3.8). Для спуска маятника необходимо нажать на стопор 2 и, оттянув рукоятку 12 на себя, повернуть ее по ходу часовой стрелки. Маятник свободно падает под собственной тяжестью, ударяет по образцу, изгибает и разрушает его, поднимаясь относительно вертикальной оси копра на угол р. Этот угол тем меньше, чем больше работа К затрачена маятником на деформацию и разрушение образца. Скорость копра VK, м/с, в момент удара по образцу зависит от высоты подъема Н (рис. 3.8):VK=(2gH)1/2, где g-ускорение свободного падения.
Работа, затраченная на разрушение образца, рассчитывается по шкале 7, которая отградуирована на все запасы энергии и имеет две стрелки 8 (рабочую и контрольную). Рабочая стрелка позволяет проверить угол подъема маятника а, контрольная стрелка приводится в движение от рабочей стрелки и фиксирует конечный угол подъема р. Перед испытанием каждого последующего образца контрольную стрелку устанавливают в исходное положение вращением головки 10. Для сокращения свободных колебаний маятника после разрушения образца копер снабжен ленточным тормозом. Для улавливания осколков при разрушении образца 13 предусмотрены ограждения зоны перемещения маятника.
Величина работы, деформации и разрушения определяется разностью, потенциальной энергий маятника в начальный (после подъема на угол α) и конечный (после взлета на угол β) моменты испытания:
· Шкала копра проградуирована в единицах работы, если угол подъема маятника α фиксирован.
· Точность определения работы излома тем выше, чем меньше превышение запаса работы маятника над работой деформации и разрушения образца. Нужно стремиться, чтобы угол β после разрушения образца был не большим.
Рис. 3.8. Схема ударного испытания на изгиб на маятниковом копре
Ударные испытания, как и статические, можно проводить при отрицательных и повышенных температурах. Методика этих испытаний регламентирована стандартами. По ГОСТ 9455-78 динамический изгиб при отрицательных температурах проводят с использованием тех же образцов, что и при комнатной. Образец выдерживают в жидком хладогенте не менее 15 минут при температуре на 2-6°С ниже заданной, затем вынимают из ванны, устанавливают на копер и немедленно испытывают.
Аналогичная методика используемая при высокотемпературных испытаниях (ГОСТ 9454-78). Предварительный нагрев образцов рекомендуется вести в муфельных печах, при необходимости в нейтральной атмосфере, перегревая образец относительно заданной температуры на 3-5°С в зависимости от ее абсолютной величины. При этом, время установки образца с момента выемки из него до удара маятника должно быть не больше 3-5с.