개요

샤르피 충격 시험·아이조트 충격 시험·인장 충격 시험은 진자형 충격 시험의 일종입니다.

진자(해머)로 시험편에 충격 하중을 주는 시험 방법으로 플라스틱 재료 등의 내충격성, 끈기, 취성의 평가 판정에 사용되고 있습니다.

일반적으로 시편은 응력을 집중시키기 위해 노치(노치) 가공을 합니다.

 

시험방법	시험 개요		시험 표준
샤르피 충격 시험	시험편의 양단을 지지하고, 노치(노치)의 배면측을 해머로 타격해 파괴시켰을 때의 충격의 강도를 평가합니다. 플라스틱의 충격 시험에서 현재 주류가 되고 있는 시험 방법입니다.		ISO 179 ASTM D6110
아이조트 충격 시험	시험편의 한쪽 끝을 조여 고정하고, 노치(노치)가 있는 측을 해머로 타격하여 파괴시켰을 때의 충격의 강도를 평가하는 방법입니다. 고정시의 체결압력이 오차의 요인이 되므로 필요에 따라 토크렌치 등으로 일정한 체결압으로 조정합니다.		ISO 180 ASTM D256
인장 충격 시험 (Tensile 충격 시험)	시험편에 인장방향의 충격을 주고 충격적 속도로 인장파단할 때의 에너지를 측정하는 방법입니다. 크로스헤드 인헤드 타입(ASTM, ISO)과 인베이스 타입(ISO)이 있습니다. 너무 부드럽고 너무 얇은 충격치가 너무 큰 등의 이유로 샤르피 충격 시험이나 아이조트 충격 시험이 어려운 재료에 적용할 수 있습니다.		ISO 8256 ASTM D1822

원리

먼저 해머의 들어올림각 α의 위치에서 낙하시켜 시험편을 파단하고, 남은 에너지에 의해 반대측으로 휘어지는 각도 β를 측정하고, 시험편을 파단하는데 필요한 에너지를 산출합니다.
따라서 첫번째 해머가 가지는 에너지 E1과 시편 파단 후 해머가 날아올랐을 때 나타내는 해머의 에너지 E2는 각각 다음 식으로 표현된다.

E1＝WR（1 ーcosα）　(1)

E2＝WR（1 ーcosβ）　(2)

이 때, 시험편을 파단하는데 필요한 에너지 E는,

E＝E1 ーE2＝WR（cosβーcosα）（3）

α：망치 리프팅 각도(150°)
β：시험편 파단 후의 해머의 상승 각
E：시편을 파괴하는데 필요한 에너지(J)
WR：해머의 회전축 주위의 모멘트(N・m)

 

※시험편의 파단 에너지는 이론상 상기(3)에 의해 산출합니다만, 실제로는 해머의 베어링부의 저항 손실, 풍손이 있으므로 그 보정식을 나타냅니다. 해머 베어링의 저항 손실 에너지, 풍손을 L로 하면,

E－L＝WR｛(cosβ－cosα)－(cosα′－cosα)(α+β/α+α′)｝（4）

β：리프팅 각도에서 아래로 내려 시험편 파단 후 반대쪽으로 휘어진 각도
α：리프팅 각
α′ ：시편을 잡지 않고 α의 각도에서 내려 반대쪽으로 휘어진 각도

충격치는

Ak=E/A　또는　Ak＝(E－L)/A （5）

A：시험편의 단면적
Ak：충격치(kJ/㎡)

인장충격시험에서는 크로스헤드의 보정도 실시합니다.