以下是悬臂梁冲击试验机与简支梁冲击试验机(Charpy 法)的详细对比,从原理、试样、应用场景、性能特点等维度解析两者的差异:
项目 | 悬臂梁冲击试验机(Izod 法) | 简支梁冲击试验机(Charpy 法) |
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力学模型 | 试样一端固定(悬臂梁),另一端受摆锤冲击 | 试样两端固定(简支梁),中间受摆锤冲击 |
能量传递方式 | 摆锤冲击试样自由端,能量通过试样悬臂端传递 | 摆锤冲击试样中部(缺口背面),能量均匀分布 |
断裂模式 | 应力集中于固定端附近,可能产生弯曲 + 剪切破坏 | 应力集中于缺口处,以弯曲破坏为主 |


项目 | 悬臂梁冲击试验机 | 简支梁冲击试验机 |
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试样形状 | 标准试样:长 80mm× 宽 10mm× 厚 4mm(塑料) 可带缺口(A 型缺口深 2mm) | 标准试样:长 80mm× 宽 10mm× 厚 4mm(塑料) 缺口深度通常为 2mm 或 5mm |
夹持方式 | 单端固定(夹具夹紧试样一端) | 两端固定(夹具支撑试样两端) |
缺口方向 | 缺口朝向摆锤冲击方向(自由端附近) | 缺口背向摆锤冲击方向(中部位置) |
适用缺口类型 | A 型缺口(底部半径 0.25mm)为主 | A 型、B 型缺口(底部半径不同) |
项目 | 悬臂梁冲击试验机 | 简支梁冲击试验机 |
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冲击速度 | 通常为 3.4 m/s(塑料标准) | 常用 3.8 m/s,部分机型可达 5 m/s |
能量范围 | 低能量(通常≤50 J,适合脆性材料) | 高能量(可达 500 J 以上,适合韧性材料) |
测量参数 | 冲击吸收功(J)、冲击强度(kJ/m²) | 同左 |
数据重复性 | 受试样夹持刚度影响较大,缺口精度要求高 | 两端固定更稳定,数据重复性更好 |
领域 | 悬臂梁冲击试验机 | 简支梁冲击试验机 |
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材料类型 | - 刚性高分子材料(如 PS、PMMA) - 脆性金属、陶瓷、热固性塑料 | - 金属(如钢材、铝合金) - 工程塑料(如 PA、PC) - 橡胶改性材料 |
行业应用 | - 塑料外壳(如电器、文具) - 板材、管材质量控制 | - 汽车零部件(如保险杠、齿轮) - 航空航天结构材料 - 建筑钢材韧性测试 |
测试目的 | 快速评估材料抗单点冲击能力 | 模拟实际复杂载荷下的抗冲击性能 |
项目 | 悬臂梁冲击试验机 | 简支梁冲击试验机 |
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国际标准 | ISO 179(塑料)、ASTM D256(聚合物) | ISO 179-1(塑料)、ISO 148-1(金属)、ASTM E23(金属) |
中国标准 | GB/T 1843(塑料) | GB/T 1043.1(塑料)、GB/T 229(金属夏比冲击) |
数据单位 | 冲击强度单位均为 kJ/m² | 金属测试中也可用 J/cm²(缺口截面积) |
项目 | 悬臂梁冲击试验机 | 简支梁冲击试验机 |
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优点 | - 设备结构简单,成本较低 - 适合小能量、快速测试 - 试样制备方便 | - 两端固定更稳定,数据可靠性高 - 适用材料范围广(从金属到高分子) - 可测试低温冲击性能(如 - 40℃) |
缺点 | - 夹持端易因松动导致数据偏差 - 不适合高韧性材料(能量不足时试样不断裂) | - 设备体积较大,成本较高 - 试样两端固定,装夹耗时稍长 |
根据材料特性
根据标准要求
特殊需求
通过以上对比可见,两者核心差异在于试样受力模式和能量范围,实际应用中需结合材料类型、测试标准及具体场景选择。