آزمون ضربه (Impact Test) مجموعه‌ای از روش‌های آزمایشی است که برای تعیین مقاومت یک ماده در برابر ضربه ناگهانی یا شوک طراحی شده‌اند. این آزمون‌ها میزان انرژی‌ای که یک ماده می‌تواند قبل از شکستن یا تغییر شکل دائمی جذب کند را اندازه‌گیری می‌کنند. نتایج آزمون ضربه به مهندسان و طراحان کمک می‌کند تا موادی را انتخاب کنند که در برابر شرایط سخت و ناگهانی مقاومت کافی داشته باشند.

انواع اصلی آزمون‌های ضربه

1. آزمون ضربه آیزود (Izod Impact Test):

   • روش: در این آزمون، نمونه‌ای که دارای یک شیار V شکل است، به صورت عمودی در دستگاه قرار می‌گیرد. یک پاندول با انرژی مشخص به نمونه ضربه می‌زند، و میزان انرژی جذب شده توسط نمونه برای شکستن از طریق اندازه‌گیری ارتفاع پاندول پس از شکستن نمونه تعیین می‌شود.

   • کاربرد: برای ارزیابی مقاومت به ضربه مواد پلاستیکی و فلزی، به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر ضربه‌های ناگهانی دارند.

   • استانداردها: ASTM D256, ISO 180

2. آزمون ضربه چارپی (Charpy Impact Test):

   • روش: در این آزمون، نمونه‌ای که دارای یک شیار V شکل یا U شکل است، به صورت افقی بین دو تکیه‌گاه قرار می‌گیرد. یک پاندول با انرژی مشخص به پشت شیار نمونه ضربه می‌زند، و میزان انرژی جذب شده توسط نمونه برای شکستن از طریق اندازه‌گیری ارتفاع پاندول پس از شکستن نمونه تعیین می‌شود.

   • کاربرد: مشابه آزمون آیزود، اما معمولاً برای ارزیابی مواد فلزی و موادی که نیاز به دقت بیشتری در تعیین مقاومت به ضربه دارند.

   • استانداردها: ASTM A370, ISO 148

3. آزمون ضربه سقوط آزاد (Drop Weight Impact Test):

   • روش: در این آزمون، یک وزنه با وزن مشخص از ارتفاع معینی بر روی نمونه سقوط می‌کند. انرژی ضربه ناشی از سقوط وزنه، میزان مقاومت نمونه در برابر ضربه را تعیین می‌کند. این آزمون می‌تواند به صورت ساده با افزایش ارتفاع یا وزن تا زمان شکستن نمونه انجام شود.

   • کاربرد: برای ارزیابی مقاومت به ضربه مواد در شرایط واقعی‌تر، به ویژه برای قطعات بزرگ یا موادی که در معرض ضربه‌های بزرگ قرار می‌گیرند.

   • استانداردها: ASTM D5628, ASTM D7136

4. آزمون ضربه گلوله (Ball Impact Test):

   • روش: در این آزمون، یک گلوله با وزن و سرعت مشخص به سطح نمونه شلیک می‌شود. میزان آسیب وارده به نمونه (مانند عمق فرورفتگی یا شکستگی) اندازه‌گیری می‌شود.

   • کاربرد: برای ارزیابی مقاومت به ضربه سطوح، مانند شیشه‌ها، پوشش‌ها و قطعات خودرو.

   • استانداردها: ASTM E208

پارامترهای مهم در آزمون ضربه

• انرژی ضربه (Impact Energy): میزان انرژی‌ای که نمونه برای شکستن یا تغییر شکل دائمی جذب می‌کند (بر حسب ژول یا فوت-پوند).

• نوع شیار (Notch Type): شکل و ابعاد شیار موجود در نمونه (V شکل یا U شکل).

• سرعت ضربه (Impact Velocity): سرعت پاندول یا وزنه در لحظه برخورد با نمونه.

• دمای آزمون (Test Temperature): دمای نمونه در زمان انجام آزمون، که می‌تواند تأثیر زیادی بر نتایج داشته باشد.

• جنس و ابعاد نمونه (Specimen Material and Dimensions): جنس و ابعاد نمونه‌ای که تحت آزمون قرار می‌گیرد.

کاربردهای آزمون ضربه

• انتخاب مواد: برای انتخاب موادی که در برابر ضربه‌های ناگهانی مقاومت کافی داشته باشند، مانند قطعات خودرو، تجهیزات ورزشی، و لوازم ایمنی.

• کنترل کیفیت: برای اطمینان از اینکه مواد تولید شده دارای مقاومت به ضربه مورد نظر هستند.

• تحقیق و توسعه: برای بررسی اثرات تغییرات در ترکیب یا فرآیند تولید بر مقاومت به ضربه مواد.

• ارزیابی عملکرد: برای ارزیابی عملکرد قطعات و سازه‌ها در شرایط ضربه.

مزایای آزمون ضربه

• سادگی نسبی: بسیاری از آزمون‌های ضربه نسبتاً ساده و سریع هستند.

• ارائه اطلاعات مهم: اطلاعات ارزشمندی در مورد مقاومت مواد در برابر ضربه‌های ناگهانی ارائه می‌دهند.

• استاندارد بودن: روش‌های آزمون به خوبی تعریف شده و استاندارد هستند.

محدودیت‌ها

• وابستگی به شرایط آزمون: نتایج آزمون به شرایط آزمون (مانند دما، سرعت ضربه، و نوع شیار) بستگی دارد.

• عدم ارائه اطلاعات کامل: آزمون ضربه فقط میزان انرژی جذب شده را تعیین می‌کند و اطلاعات دیگری در مورد رفتار ماده در شرایط دیگر ارائه نمی‌دهد.