简支梁冲击试验机来研究材料的力学性能

我们用简支梁冲击试验机来测试三类材料的力学性能，三次试验曲线如下图所示。

我们就这张图形做个分析。

1.曲线I的弹性变形功占总冲击功中的比例相当大，相对地，塑性变形功和裂纹扩展功的比例就非常小，几乎等于零;

说明材料发生了非常小的塑性变形，裂纹一形成就马上发生失稳扩散而断裂，表现出图中曲线I所代表的材料具有脆性材料的性质；

2.曲线II与曲线I相比，弹性变形功减少，塑性变形功和裂纹扩展功均有一定程度的增加;

说明当裂纹的尺寸达到一定值时才会产生失稳扩展，显示出曲线II所代表的材料具有半脆性材料的特点；

3.曲线III的弹性变形功所占比例zui小，塑性变形功和裂纹扩展功部分都比前面的大，特别是裂纹扩展功，有显著的增加。

表明裂纹形成后，其扩展至断裂的过程十分缓慢，没有发生失稳扩展现象，充分显示出曲线III所代表的材料具有良好的韧性性质。

可见，用力-位移曲线可以把冲击功分为弹性变形功、塑性变形功、裂纹扩展功等，十分清楚的表达了冲击功的物理意义。

在冲击功的几个组成部分中，实际上只有裂纹扩展功真正描述了材料抵抗冲击载荷的能力。

简支梁冲击试验机冲击试验通过测出的冲击力-位移曲线，不仅能形象的表述冲击过程中的能量变化;

反应出材料在动态载荷下的弹性、塑性变形和断裂的变化过程；

而且从冲击力-位移曲线上还可以定量地测出冲击过程中的各种力特征值、位移特征值和能量特征值等参数，为材料的力学性能给出定量的数据。