在Charpy沖擊試驗中，必須進行三個關(guān)鍵參數(shù)的測量：總吸收功、橫向膨脹和剪切百分比面積。
目前，吸收功的測量和橫向膨脹的測量都是定量的，并且有的規(guī)定。但是剪切百分比面積的測量方法都是定性的，不準(zhǔn)確的。
剪切百分比是脆性斷裂特性分析的三個Charpy參數(shù)中zui基本的、zui有意義的。 數(shù)字圖像分析對于剪切百分比面積測定是的、準(zhǔn)確地、并便于使用的方法。ASTM E23標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)提出建議使用該方法進行定量測量。
在ASTM E23標(biāo)準(zhǔn)中，按照精度的遞增順序，測量剪切百分比面積的五種方法依次是：1.測量斷裂面的平坦斷裂區(qū)域的長度和寬度，然后使用標(biāo)準(zhǔn)中的表格確定剪切百分比；2.將試樣的斷口形狀與標(biāo)準(zhǔn)中的斷口形狀圖表進行對比；3.放大斷裂表面，然后將其與預(yù)先校準(zhǔn)的圖表對比，或者使用求積計或測面器測量剪切百分比；4. 以一定的放大倍率拍攝斷裂表面的照片，使用測面器或求積計測量剪切百分比面積；5. 采集斷裂表面的數(shù)字圖像，使用圖像分析軟件測量剪切百分比。
方法5和方法4比方法3更加，雖然方法4和方法5的度相差無幾，但是未來幾年，數(shù)字圖像在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用將會受到歡迎，尤其在需要測量剪切百分比的應(yīng)用方面。
數(shù)字圖像系統(tǒng)就是能夠使用圖像分析技術(shù)簡單、、精密地測量剪切百分比斷裂面積。該系統(tǒng)通常由照相機、鏡頭、照明系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集軟件和圖像分析軟件組成。使用該方法測量剪切百分比需要采集斷裂表面的圖像、勾勒脆性面積和斷裂表面的外緣。軟件將自動集成這些面積確定剪切百分比面積。
的技術(shù)發(fā)展開始使用遠(yuǎn)心鏡頭使得系統(tǒng)的測量更加，因為遠(yuǎn)心鏡頭低失真、無視角誤差，開發(fā)的兩維標(biāo)定技術(shù)減少了光學(xué)殘留誤差，使用該技術(shù)可以實現(xiàn)重測像素格，從而產(chǎn)生一個近乎無失真的圖像。圖像技術(shù)具有以下特點：
數(shù)字圖像系統(tǒng)測量通過多個階段的研究證實了數(shù)字圖像系統(tǒng)的性和準(zhǔn)確性。*階段研究是校準(zhǔn)研究。該階段，一個專業(yè)工作人員和一個非專業(yè)工作人員使用數(shù)字圖像系統(tǒng)確定該方法的性和準(zhǔn)確性。使用的十字線（長度精度±2μm，寬度57μm），使用軟件勾勒出0.51×0.51cm的正方形區(qū)域，產(chǎn)生的面積匯總在表1中，平均值0.26 cm2說明精度非常高，測量值到面積的± 0.06 %，表明數(shù)字圖像系統(tǒng)非常，即使在工程或其他技術(shù)領(lǐng)域沒有專門培訓(xùn)的人員也能夠測量出很好的結(jié)果。要在剪切面積測量中演示數(shù)字圖像系統(tǒng)的精度（不使用精密加工的工具，例如十字線），使用數(shù)字圖像系統(tǒng)在激光噴墨打印出來的1：1比例的Charpy試樣條的CAD圖上進行測量20%，40%，60%和80%剪切面積（圖7）。懂得Charpy 沖擊試驗的技術(shù)人員和非技術(shù)人員使用數(shù)字圖像系統(tǒng)測定模擬剪切百分比面積。內(nèi)部方形或圓形中心是脆性區(qū)域，韌性區(qū)域是剩余的外部區(qū)域面積。方形和環(huán)形都用來模擬Charpy試樣條上的不同輪廓。表2種的數(shù)據(jù)顯示的是每一個參加測試的人員進行三次不同的剪切百分比測量后測出結(jié)果的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。由于CAD圖的不確定性和打印機的偏差，該方法不能驗證數(shù)字圖像系統(tǒng)的精度。圖2所示，數(shù)字圖像系統(tǒng)證明其自身是的，zui大標(biāo)準(zhǔn)偏差是剪切面積的0.3%。這些結(jié)果也表明每個實驗室之間數(shù)字圖像系統(tǒng)精度是一致的。
實驗演示了數(shù)字圖像軟件的三個重要特點：*、軟件使用簡便，無論專業(yè)技術(shù)人員或非專業(yè)技術(shù)人員都可以使用該軟件獲得相差無幾的測量結(jié)果；第二、數(shù)字圖像系統(tǒng)為那些能夠明顯識別的模擬斷裂面提供了的結(jié)果；zui后，系統(tǒng)提供了的測量結(jié)果。
使用儀器化（示波）數(shù)據(jù)獲得的剪切百分比面積現(xiàn)代儀器化沖擊試驗系統(tǒng)可以提供非常的Charpy載荷-偏轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，從而用于確定脆性開裂起始載荷和裂紋捕獲載荷，這些關(guān)鍵載荷可以用于計算剪切百分比面積，從而解決了不能在斷裂表面看清脆性區(qū)域，尤其對于一些焊接金屬的難題。
通過MPM和NIST實驗得出zui后結(jié)論是：剪切百分比面積可以地測量，并應(yīng)作為有用的Charpy參數(shù)考慮，對于一般的Charpy試樣，可以預(yù)期測量精度在剪切面積的1%到5%之間。
