ISO 18352-2009 冲击后压缩试验 —— 冲击装置与关键参数设定

1. 冲击试验装置

落锤冲击试验系统须满足以下要求：冲击头为半球形，直径16.0 mm±0.1 mm，表面光滑无刻痕；落锤质量可在5 kg～10 kg范围内调节，推荐5.5 kg；冲击高度须满足预设冲击能量的要求；须配备防二次冲击装置，冲击完成后立即抓住落锤，防止弹起后二次冲击试样。

冲击支撑夹具为带有矩形开口的刚性支撑平板，支撑开口尺寸为125 mm × 75 mm。试样在冲击时被夹持于支撑夹具上，四个角附近采用气动夹持或重物压边方式固定。支撑夹具须具有足够的刚度，以抵抗冲击过程中的变形。

2. 冲击能量选择

该标准的关键特点是使用规定冲击能量水平而非可变能量水平。冲击能量E（单位：J）按公式E = m·g·h计算确定（g = 9.807 m/s²）。冲击能量由材料规范和预期应用确定。对于典型碳纤维复合材料层合板（厚度4 mm～6 mm），冲击能量通常在15 J～30 J范围内选择。在CAI测试序列中，预先设定的冲击能量须保持恒定，除非在研究目的中另外约定能量变量。该冲击能量通常参考材料规范中预定的“条件冲击能量”或“冲击能量截止值”确定。

3. 冲击速度设定

冲击速度v与冲击高度H的关系为v = √(2gH)。标准规定的落锤冲击试验一般实现约2.9 m/s～4.4 m/s的冲击速度。冲击速度应在每次测试中记录并验证，确保冲击速度与预设值一致（误差不超过±5%）。

4. 冲击试验步骤与损伤表征

将试样安装在支撑夹具上，冲击点位于试样几何中心，偏差≤±1.0 mm；按预定冲击能量释放落锤；冲击后立即测量凹痕深度（0.01 mm精度），记录正面裂纹形态和背面纤维断裂范围。

标准要求在第8.4节中使用无损检测（NDT） 对冲击后试样进行损伤评估。优先推荐的NDT技术是超声C扫描，用于量化分层面积和内部损伤形态，NDT结果须作为试验报告的一部分。

5. 冲击后记录与检查

冲击后须检查并记录以下内容：凹痕深度（mm）；冲击正面裂纹形态与长度；背面纤维断裂及分层范围（长轴和短轴尺寸，mm）；超声C扫描测定的分层面积（mm²）。使用超声C扫描时，损伤区域的定量测量是判断冲击损伤是否可接受的重要依据。若背面损伤范围过大，可能导致压缩加载时失效模式转变，该数据不得计入有效样本库，须重新进行冲击试验。