落球回弹仪的测试原理基于能量守恒与动力学原理,通过钢球自由下落冲击材料表面后回弹的高度,量化材料的弹性恢复性能。其核心逻辑与测试流程如下:
一、核心原理
1.能量转化过程
钢球从固定高度(如国标460mm或国际标准500mm)自由下落,撞击试样表面时,部分动能转化为材料的弹性势能,剩余动能推动钢球回弹。回弹高度与材料的弹性模量、阻尼特性直接相关:弹性越好的材料,回弹高度越高。
2.回弹率计算
回弹率(%)=(回弹高度/下落高度)×100%。
该比值直接反映材料的弹性恢复能力,回弹率越高,材料弹性越优异。
二、测试流程
1.试样准备
试样通常为长方体(如100mm×100mm×50mm),上下表面平行且无表皮,以确保冲击力均匀分布。
2.钢球释放与回弹测量
释放机制:采用电动或电磁释放装置,避免手动操作误差,确保钢球垂直自由下落。
高度调节:支持国标(460mm)与国际标准(500mm)切换,适应不同测试需求。
回弹捕捉:通过高精度传感器(如激光位移传感器、光电传感器)或高速摄像技术,实时记录钢球回弹的最大高度,精度可达±0.1mm。
3.数据处理与结果分析
多次测试:对同一试样进行3次冲击,取回弹高度的平均值,减少偶然误差。
异常值处理:若钢球回弹过程中碰到测量装置或弹出有效区域,需重新补测;异常值需分析原因后取舍。
结果保留:最终回弹率保留至少2位有效数字,确保数据精度。
三、技术标准与规范
1.国内标准
GB/T 6670-97:钢球下落高度460mm,适用于早期软质聚氨酯泡沫塑料测试。
GB/T 6670-2008:下落高度调整为500mm,与国际标准接轨。
2.国际标准
ISO 8307与ASTM D3574:均规定钢球下落高度为500mm,统一全球测试条件,确保数据可比性。
四、仪器结构与功能
1.核心部件
控制系统:采用PLC(如西门子)与触摸屏操作,支持中文界面,自动记录数据并打印测试结果。
释放机构:电动释放钢球,避免手动误差,确保实验重复性。
传感器与数据处理:光电传感器或高精度位移传感器自动捕捉回弹高度,微处理器计算回弹率,精度<1.5%(部分设备可达1%以下)。
2.环境适应性
测试环境需保持清洁干燥,避免振动与气流干扰,温湿度符合标准要求,以确保测试结果稳定性。
五、技术指标:
方法A:
1.塑料管内径:30mm~65mm
2.钢球直径:16mm±0.5mm
3.钢球质量:16.8±1.5g
4.下落高度:500mm±0.5mm
5.钢球顶部距离试验表面高度:516mm
方法B:
6.落球回弹精度:相对精度小于1.5%
7.钢球直径:16mm±0.5mm
8.钢球质量:16.3g
9.钢球落下高度:460mm±0.5mm
10.塑料管直径:30mm~65mm