アクセサリーニュースレター Issue 11

インストロン材料試験アクセサリーニュースレター
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Vol 11
Instron® 材料試験アクセサリーニュースレター
テーマ：複合材料の試験
複合材料は、バインダーやマトリックスと呼ばれる母材と、強化用の繊維といっ
た、2種類以上の異なる素材で構成されています。母材に繊維を加えることで強度
や靭性を高めるという考え方は非常に古くからあり、麦わらや動物の毛を含む泥
レンガは、その最初の例といえます。とは言うものの、現在私達が知っている複合
材料が広く使われるようになったのは、比較的最近のことです。今日、繊維強化
複合材料は材料革命の中心にあります。
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東京営業所
TEL：044-853-8530
名古屋営業所
TEL：052-799-4300
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複合材料には、設計の柔軟性、高い剛性と強度、重量が軽い、コスト削減の可能
性を持っているという利点があります。複合材料特有の性質に、設計者がコンポ
ーネントやアプリケーションに適した特性を選択できるということがあります。たと
えば、ある割合の繊維をコンポーネントの主荷重の方向に向け、他はせん断荷重
や荷重軸以外の力を支えるように構成することができます。従来の材料でできた
複数の部品を、一つの複合材料コンポーネントに置き換えることで、コストや重量
の低減を実現できることもあります。
複合材料の試験では、試験条件、グリッ
プ、治具、試験片の準備に最大限の注
意を払う必要があります。比較的新しい
テクノロジーであるにもかかわらず、標
準化のレベルは高く、層間せん断強度、
衝撃後の圧縮強度、層間剥離強度など
といったパラメータを求めるために多くの
専門的な試験が行われています。
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最も一般的なものは、ポリマー材料に基
づく複合材料ですが、航空宇宙産業、電
力産業、バイオメディカル産業などにお
ける主要なアプリケーション向けに、金
属やセラミックに繊維強化を使用する方法も、積極的に開発されています。
グリップと試験治具
複合材料の試験では、試験片が損傷しないよう、
また、グリップにより影響を受けないように、最大
限の注意が必要です。試料の準備には相当な注
意を払い、試験装置は適切に構成しておく必要が
あります。引張試験では、ロードストリングのアラ
イメントを適正にし、試験片に曲げなど生じないよ
うにすることが必要です。2742シリーズ油圧式ウ
ェッジアクショングリップや2718シリーズ油圧式サ
イドアクショングリップが推奨されています。これら
は剛性が高く、良好なアライメントを提供します。
2716シリーズの引張試験用ウェッジアクショング
リップは、低価格で使いやすいため、広く用いら
れています。複合材料の圧縮試験および曲げ試
験には、大抵、特別な治具が必要になりますが、
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インストロン材料試験アクセサリーニュースレター
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シンプルな曲げ試験には、標準の2810シリーズ
曲げ試験治具を使用することができます。その他、引張、圧縮、せん断、剥離試
験用のデバイスなど、一通りの複合材料試験治具を取り揃えています。
伸び計
伸び計は、複合材料では引張および圧縮変
形の測定に使用されています。2620および
2630シリーズのクリップオン式の伸び計を利
用でき、2650シリーズアベレージング伸び計
は、薄い積層板の曲げエラーを最小限に抑
える設計となっています。ポアソン比を求め
るには、軸ひずみと横ひずみの同時測定が
必要です。非常に小さな変形を測定するに
は、非常に高精度なデバイスが必要です。
二軸伸び計は、試験片の両面で軸ひずみと
横ひずみを測定し、曲げエラーを相殺するよ
う自動的に平均化します。一つの試験片や
構造物に取り付けた複数のひずみゲージの
モニタリングは、専用の多チャンネルデータ
収集ユニット、バーサチャンネルによって実現できます。
環境
複合材料の試験では、高温や低温といった温度および湿度の要件の下で評価さ
れることが多いです。3119シリーズ環境槽には、幅広い要件に適合する、様々な
サイズと温度範囲のものがあります。冷凍機式や湿度制御機構を備える環境槽も
ご利用いただけます。
ソフトウェア
静的試験には、Bluehill 2®ソフトウェアを
ご利用ください。動的疲労試験は油圧試
験機用のFastTrack™ ソフトウェアをご
利用ください。
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