从原理到实操：落锤冲击试验机如何助力于安全头盔冲击测试

安全头盔是建筑、采矿、电力、交通等诸多高风险行业中守护劳动者生命安全的最后一道防线。其核心功能在于当意外发生时，能有效吸收和分散冲击能量，避免或减轻对头部的致命伤害。那么，如何科学、准确地评估一顶安全头盔的抗冲击防护性能？答案就在于仪器化落锤冲击试验。

该测试通过模拟高空坠物对头盔的冲击，定量化地检测头盔的耐冲击性和能量吸收能力，是衡量头盔质量是否合格的关键环节。今天，小编就带大家深入了解落锤冲击测试的工作原理、遵循的国际/国内标准，并详细介绍科准测控的KZ-ITM-6350仪器化落锤冲击试验机及其标准化测试流程，为头盔制造商、质检机构及科研单位提供一套完整的技术参考。

一、 测试原理

落锤冲击测试的核心原理是能量守恒定律和动量定理。

测试时，将一个规定质量的冲锤提升到规定的高度，使其获得一定的势能（E = mgh）。释放后，冲锤自由下落，势能转化为动能，对放置在头模上的头盔样品进行瞬间冲击。头盔在受到冲击后会发生形变、破裂等响应，从而吸收和消耗掉这部分能量。

仪器化的落锤系统通过高动态性的力传感器和数据采集系统，实时记录并绘制出整个冲击过程中的力-时间（F-t）曲线或力-位移（F-s）曲线。通过分析这些曲线，我们可以得到以下关键性能参数：

1、峰值力（Peak Force）：冲击过程中头盔传递到头模上的最大力值。该值越小，说明头盔的缓冲吸能效果越好，对头部的伤害越小。

2、能量吸收（Energy Absorption）：头盔结构在冲击过程中所消耗的能量。

3、冲击持续时间（Impact Duration）：力作用的时间长短。

二、 测试标准

GB/T 2812-2006《安全帽测试方法》：规定了安全帽（包括头盔）的各项性能测试方法，其中第4章详细规定了冲击吸收性能测试。

GB 811-2022《摩托车乘员头盔》：对摩托车头盔的冲击性能有更详细的规定。

EN 397:2012+A1:2012《工业安全帽》：针对工业用安全帽的标准。

EN 1078:2012+A1:2012《骑自行车和滑板、滚轴滑冰者用头盔》

ANSI/ISEA Z89.1-2014《工业头部防护》

DOT FMVSS No. 218《摩托车头盔》

SNELL标准：非营利组织标准，通常比官方标准更为苛刻。

1. 检测仪器

1、KZ-ITM-6350仪器化落锤冲击试验机

1、主要技术特点

高刚度主机框架：采用双立柱结构，确保冲击过程的稳定性和垂直度，避免侧向摩擦和能量损失。

智能化提升与释放系统：电动提升，自动捕捉和释放冲锤，高度定位精确，重复性好，确保了测试的公正性和准确性。

2、仪器化测量系统

高精度力传感器：安装在冲锤锤头处，频响高，能准确捕捉瞬间冲击力。

高速数据采集卡：采样率极高，能完整捕获毫秒级的冲击过程。

专业测试软件：科准自主研发的软件，可实时显示、记录、分析和存储测试数据（如F-t曲线），并自动计算峰值力、吸收能量等结果，生成测试报告。

安全防护装置：配备全封闭防护箱体，有效防止冲击碎片飞溅，保障操作人员安全。

模块化设计：可适配不同质量冲锤、不同形状锤头（平头、半球头等）及各种规格的标准头模，以满足不同标准的测试要求。

1. 主要技术参数

1. 试验夹具系统

四、 测试流程（以GB/T 2812为例）

步骤一、样品预处理

高温处理： (50±2)℃环境中放置3h。

低温处理： (-10±2)℃环境中放置3h。

浸水处理： (20±2)℃新鲜水中浸泡3h。

注：每次测试使用新样品，并选择一种预处理条件，通常在测试报告中需注明。

步骤二、设备准备

选择并安装符合标准要求的冲锤（如5kg）和钢制头模。

根据标准计算冲击能量（如GB 2812规定：传递到头模上的力不应大于4900N，冲击高度通常为1m）。

在测试软件中设置冲击高度、采样参数等。

进行设备校准和清零操作。

步骤三、安装样品

将经过预处理的头盔正确佩戴在头模上，系紧系带。

调整头盔姿态，确保冲击点位于头盔的侧向或顶部指定区域。

步骤四、执行测试

将冲锤提升至预定高度并锁定。

清场，关闭防护门。

在软件上点击“开始”，冲锤自动释放，自由下落冲击头盔。

高速采集系统同步记录冲击数据。

步骤五、数据记录与分析

测试结束后，软件自动生成曲线报告。

记录峰值力（Fmax）。判断其是否低于标准规定的限值（如4900N）。

观察头盔壳体是否有破裂、碎片等异常现象。

步骤六、结果判定

如果峰值力≤4900N且壳体无碎片破裂，则试样通过该点测试。

通常一个头盔需在不同位置进行多次冲击，所有点均通过方可判定产品合格。

以上就是小编介绍的有关于安全头盔落锤冲击测试相关内容了，希望可以给大家带来帮助！如果您还想了解更多关于安全头盔落锤冲击测试标准、测试方法和测试视频，摆锤式冲击试验机、落球冲击试验机、冷热冲击试验机和简支梁冲击试验机，复合材料仪器化落锤冲击试验机图片、校准规范、工作原理、检定规程和操作规程，落锤冲击试验机使用说明书、检定规程和使用步骤等问题，欢迎您关注我们，也可以给我们私信和留言，科准测控技术团队为您免费解答！