聚焦复合材料，天益氏仪器化冲击试验机为复合材料产业赋能

# **聚焦损伤容限，天益氏仪器化冲击试验机为复合材料产业提供“精细解刨刀”**

在航空航天结构、新能源汽车电池包、大型风电叶片等承载安全使命的关键领域，复合材料正以其***的比强度和可设计性，从“可选材料”变为“必选材料”。然而，与金属材料截然不同的失效机理，使其质量控制与安全评价面临独特挑战。近期，来自**深圳的天益氏技术有限公司**，其针对复合材料深度开发的仪器化落锤冲击试验机，正通过与国际**设备的严格对标验证和在国家重点研发项目中的实际应用，证明其已成为该领域可提供高置信度测试数据的可靠国产化工具，为中国复合材料产业的自主创新与安全应用提供了关键的检测支撑。

## *****部分：行业**痛点——看不见的“内伤”如何量化评估？**

复合材料层合结构在受到低速冲击（如工具掉落、跑道碎石、冰雹撞击）时，其损伤模式极具隐蔽性。表面可能*留下一个难以察觉的微小凹痕，但内部却已发生**大面积的分层、基体网状开裂和部分纤维断裂**。这种内部损伤会急剧降低结构的压缩与疲劳强度，是威胁长期安全运行的“隐形***”。

因此，对复合材料性能的评价，必须从传统的“静态强度”指标，升级到更为关键的 **“损伤容限”** 评价体系。其**问题在于：材料在遭受给定能量的冲击后，损伤有多大？剩余强度还剩多少？仪器化落锤冲击试验，正是回答这一问题的**实验方法。它通过高精度传感器，完整记录冲击体在穿透试样过程中的**载荷-时间-位移全程曲线**，并将曲线积分转化为能量。这些数据不仅是判断材料好坏的依据，更是深入理解其损伤起始、扩展机理，并预测其冲击后压缩强度（CAI）的基石。

长期以来，能够提供这类高保真度、高重复性数据的**设备市场被国际品牌主导，成为国内**复合材料研发与质控体系中的一个关键环节的外部依赖。

## **第二部分：技术破局——建立与国际标准同源的数据公信力**

天益氏进入这一高度专业化市场的路径清晰而坚实：**以数据对标建立信任，以深度解析创造价值**。公司深知，在科学测量领域，唯有数据本身的**性不可妥协。

为此，天益氏与国内多家拥有进口**设备（如Instron系列）的**复合材料检测实验室及研究机构，开展了系统的对比验证研究。所有测试均严格遵循 **ASTM D7136/D7137**（测量聚合物基复合材料落锤冲击性能的标准试验方法）等国际通用规范。

**1. **曲线形态的精确复现**：复合材料的载荷-位移曲线是其损伤演化的“心电图”。天益氏设备凭借高动态响应的力传感器与抗干扰信号链，在与进口设备的“背对背”测试中，对同一碳纤维/环氧标准层合板试样，成功复现了曲线上的关键特征：包括**初始线性段的刚度、**首层失效的峰值载荷、以及后续因分层扩展而产生的典型“台阶式”载荷跌落**。这种形态学的高度一致性，是数据可比性的根本。

**2. 损伤能量的精确量化与分解**：天益氏**分析软件的核心算法，能依据标准自动将总吸收能量分解为 **“损伤起始能量”** 和 **“损伤扩展能量”** 。在某第三方机构的监督下，对30件标准试样进行盲测比对，结果显示，天益氏设备与进口设备在“损伤起始能量”上的平均偏差为±4.5%，在“总能量”上的平均偏差为±3.0%。该偏差完全处于材料自身分散性和测试方法允许的范围内，**从工程应用角度证实了数据的等效性**。

**3. 数据与物理损伤的强关联验证**：相当有说服力的证据来自与无损检测（NDT）结果的关联。天益氏与用户合作，在完成仪器化冲击测试后，立即对试样进行超声C扫描，精确测绘内部真实的分层面积。统计分析表明，由天益氏设备冲击曲线特征参数（如载荷跌落次数、特定能量区间斜率）所预测的损伤程度，与C扫描实测结果高度相关。这证明其测试数据能有效“******”并量化内部损伤。

## **第三部分：应用纵深——赋能复合材料全生命周期管理**

基于可信的数据，天益氏设备正成为复合材料“研发-制造-运维”全链条中的重要工具。

*   **材料体系与工艺研发**：在新树脂、新纤维或新铺层方案的筛选中，研究人员不再*凭**终CAI值“盲选”，而是可以通过冲击曲线，直观分析不同配方在抵抗**初始损伤**和**抑制损伤扩展**方面的优劣，极大提升了研发效率与针对性。例如，某航天院所利用该设备数据，优化了某型号卫星承力筒复合材料的增韧体系。

*   **制造工艺监控与质量一致性保障**：复合材料性能对固化温度、压力、时间等工艺参数极度敏感。天益氏设备可作为灵敏的“工艺探针”，用于确定比较好工艺窗口。在生产中，对批产件进行抽样冲击测试，其载荷曲线形态的重复性和能量值的稳定性，是监控生产线状态、确保批次间质量一致性的高效手段。

*   **结构设计验证与维修评估**：在设计新能源汽车碳纤维电池包壳体或无人机机翼时，工程师可通过该设备测试不同加筋方案、不同厚度的试样，评估其抗冲击性能，实现“设计-测试”快速迭代。对于在役结构的损伤修复，也可通过对比修复区与原始区的冲击响应，科学评价修复效果。

*   **数据库建设与标准符合**：设备支持一键生成符合国内外主流标准的测试报告。其长期积累的结构化测试数据，正在助力**企业和研究机构构建自主的材料性能数据库，为仿真提供精细输入，逐步减少对国外数据库的依赖。

## **第四部分：超越硬件——以本地化专业服务构建深度协同**

在技术要求极高的复合材料领域，设备*是基础，深度的应用支持更为关键。天益氏依托本土化优势，提供了***差异化价值：

1.  **快速的专业响应与定制开发**：面对客户的特殊试样（如曲面件、夹层结构、异形连接件），天益氏的应用工程师能够快速提供夹具定制与测试方案开发，解决“测不了、测不准”的难题。

2.  **深度的技术协作与共同探索**：针对陶瓷基、热塑性复合材料等前沿领域的新测试需求，天益氏团队乐于与用户共同进行方法学开发与标准探索，扮演“研发伙伴”角色。

3.  **可持续的成本与供应链优势**：在确保数据**性的前提下，更具竞争力的总体拥有成本（TCO）和稳定的国内供应链，降低了行业，特别是中小企业采用先进检测技术的门槛，增强了产业链的韧性。

## **第五部分：结语**

从与国际**的严谨数据对标，到在**研发项目中的实际应用，天益氏仪器化落锤冲击试验机的发展历程，是中国**科学仪器在细分领域实现从“可用”到“好用”，再到“专业信赖”的缩影。它证明，通过坚守科学测量的本质、深度聚焦产业的**痛点，中国品牌完全有能力在复合材料损伤评估这类高精尖领域，提供不逊于国际水平的专业解决方案。

这不仅是为中国复合材料产业增加了一个可靠的设备选项，更是为其在迈向全球价值链**的征程中，夯实了自主、可信的质量评价与技术创新的基石。