多軸沖擊測試是測試材料的抗沖擊性能。主要針對塑料等高分子材料的性能試驗，用于模擬汽車、火車等運輸工具的碰撞情況，檢驗車用外飾和內飾材料在碰撞過程所產生的破壞情況和受力行為，避免在實際碰撞中有碎片飛濺造成誤傷，保障人的生命安全。多軸沖擊的原理是撞錘在樣件表面中心垂直打眼，以某一速度進行自由落體運動。
目前各類標準促使其所在國的內部形成統一標準， 提高效率。但是由于測試樣條尺寸及測試條件上的細微差異，導致不同測試方法下所測得數據不能直接進行比較，造成財力、物力、 時間等方面的極大浪費。大家對需要統一的標準形成了共識，從而使 ASTM 和 ISO 成為目前世界上最為通用的測試方法。由于這兩種測試方法在測試樣條尺寸、測試條件上同樣存在細微差異，因此導致了相互之間的數據難以通用、 最終測試結果難以比較。
現行的多軸沖擊標準有 ISO 6603- 1、ISO 6603-2、ASTM D3763、TSM5608G 等。 本文主要比較 ISO 6603-2 和 ASTM D3763 中有關多軸沖擊測試方法的差異，得出兩標準測出的數據間的關聯性。多軸沖擊測試的主要試驗參數有沖擊速度、 落錘配重、高度、 試驗能量、沖擊頭內徑、夾具內徑。在樣式及能量不變的情況下，分別在兩種落錘配重和沖擊速度組合下進行試驗， 從而比較 ISO 6603-2 與 ASTM D3763 之間撓度、載荷及能量的相關聯性。
1、實驗
1.1 ISO 6603-2 和 ASTM D3763 標準技術要求
ISO 6603-2標準中沖擊頭的內徑為 20 mm，夾具內徑為 40 mm，樣品要求為 (60 mm × 60 mm×2 mm)的方板或者半徑為 60 mm 的圓板。
ASTM D3763中沖擊頭的內徑為 12.7 mm，夾具內徑為76 mm，樣品要求：長度≥89 mm， 內部應用厚度范圍為2.5±0.2 mm，其他應用厚度范圍為 3.2±0.2 mm。
1.2 材料
選用高抗沖擊 ABS，橡膠含量為 30%；材料為(100 mm×100 mm×3.2 mm)的方板， 在 23℃、50% RH 條件下調節24h。
1.3 實驗設備
Instron 9250 HV 多軸沖擊試驗機；設備最大落錘配重為 45.6kg，最大沖擊速度為 20 m/s， 測試溫度范圍為－50~150℃。
1.4 實驗方案
用 ISO 6603-2 和 ASTM D3763 標準分別進行條件1和條件2 實驗，每個條件下測試 10 片樣板。比較不同測試條件下撓度、載荷及能量間的相關聯性。
1.5 計算
試驗能量的單位為 J ，按式 (1) 計算。
式中，m 為落錘配重(kg)；g 為重力加速度(g/m3 )；h 為試驗高度(m)；v 為試驗速度(m/s)。
2、 結果與討論
2.1 ASTM D3763 標準不同沖擊速度條件下撓度、載荷及能量的變化
采用 ASTM D3763 標準，在相同能量 135 J 下，分別用 3.5 m/s、6.7 m/s 的沖擊速度進行試驗。得到不同沖擊速度下 ABS 各個時刻的撓度、載荷、能量的時程曲線，分別繪制出各個參數的時間歷程圖。如圖 1 所示。
圖 1 ASTM D3763 標準不同沖擊速度條件下撓度、載荷及能量的時程曲線
圖 1c 顯示了兩種不同沖擊速度下各個時刻材料能量的變化，材料完全斷裂前能量隨著沖擊時間的增加而增大。由圖 1b可知，載荷在撞擊點之后開始衰減，直至變為0；試樣完全斷裂后載荷變為0，同時能量也會隨之衰減。當沖擊速度較小時，撞擊點的能量、 斷裂能量和總能量會因撓度的增大而增大。
2.2 ISO 6603-2 標準不同沖擊速度條件下撓度、載荷及能量的變化
采用 ISO 6603-2 標準，在相同能量 135 J 下，分別用 3.5 m/s 、6.7 m/s 的沖擊速度進行試驗，得到不同沖擊速度下 ABS 各個時刻的撓度、載荷、能量的時程曲線，分別繪制出各個 參數的時間歷程圖。如圖2所示。
圖 2 ISO 6603-2 標準不同沖擊速度條件下撓度、載荷及能量的時程曲線
由表 2、圖 2 可知，采用 ISO 6603-2 標準進行實驗，在相同能量 135 J 下，分別以 3.5 m/s、 6.7 m/s 的沖擊速度進行試驗， 得到不同沖擊速度下 ABS 各個時刻的撓度、載荷、能量時程 曲線，規律與 ASTM D3763 方法一致。
2.3 同一沖擊速度條件下撓度、載荷及吸收能量的變化
在相同能量 135J下，分別采用 ASTM D3763 和 ISO 6603-2 標準以 6.7 m/s 的沖擊速度 進行沖擊試驗， 得到同一沖擊速度不同標準下 ABS 各個時刻的撓度、載荷、能量時程曲線， 分別繪制出了各個參數典型的時間歷程 。如圖 3 所示。
圖 3 ASTM D3763 、ISO 6603-2 標準不同沖擊速度條件下撓度、載荷及能量的時程曲線
表 4 相同沖擊速度下撓度、載荷及能量值
由于 ASTM D3763 沖擊頭的內徑為 12.7 mm，ISO 6603-2 方法沖擊頭的內徑為 20 mm。相同沖擊速度下，沖擊頭內徑越小，撞擊點越容易產生裂紋即塑性變形，塑性變形消耗能量 越低，因而撞擊點的撓度會因沖擊頭內徑的減小而增大，能量會減小。但由于材料是韌性破壞，在撞擊點后材料發生穩定緩慢裂紋擴展直至最終破壞，沖擊頭內徑越大，材料斷裂時能量和總能量越大。
3、結論
在不同沖擊速度條件下分別采用 ASTM D3763 標準和 ISO 6603-2 標準測出的撓度、載荷及能量的變化規律一致，即撓度隨沖擊速度的增大而減小；當沖擊速度小時，撞擊接觸力最大值的發生時間因為撓度的增大而延遲；撞擊接觸力的最大值隨撞擊速度的增大而增大；當沖擊速度較小時，撞擊點的能量、 斷裂能量和總能量會因撓度的增大而增大。
在相同沖擊速度條件下，采用 ASTM D3763 標準測出的撞擊點撓度比 ISO 6603-2 標準 測出值大， 而屈服撓度、斷裂撓度、 總撓度比 ISO 6603-2 標準測出值小；采用 ISO 6603-2 標準測出的撞擊接觸力的最大值、撞擊點能量、 斷裂能量和總能量比 ASTM D3763 標準測出值大。
