ページコンテンツへ

エネルギー解放率(G)

破壊力学的特性値としてのエネルギー解放率は、複合材料の材料試験に重要です。

名前 タイプ サイズ ダウンロード
  • 業種別パンフレット:複合材料 PDF 7 MB

試験の目的

この特性値は、既知の距離にわたって亀裂を伝播させるのに必要な単位表面積当たりのエネルギーとして定義されます。試験結果は、積層の亀裂促進感度を表す値です。

測定中は、負荷される荷重のタイプよって違いがあります。。

  • モード I: 亀裂開口
  • モード II: 面内せん断
  • モードIII: 積層面に対する捻り横荷重

モードIでのエネルギー放出率の測定は最も頻繁に使用され、とりわけISO、ASTMおよびEN規格に記載されています。モードIII には現在のところ規格は存在しません

ASTMモードIとモードIIを可変モードの比率で組み合わせた混合モード法について説明しています。

DCB試験アレンジメントにおけるモードI 測定

  • モードI エネルギー解放率は通常 DCB 試験片 (Double Cantilever Beam)で測定されます。
  • ここで使用される試験片は、面内方向に亀裂を有し、例えば積層中に挿入されたプラスチックホイルによって伝播されるものです。
  • 荷重は、クレビスに固定されている固着したローディングブロック、ヒンジ、または特殊なマウントを介して加えることができます。
  • 試験中、亀裂の開口変位はクロスヘッドの移動量として測定され、試験片の脚部の変形量によって補正されます。導入されたエネルギーは、変形によって測定された力の積分から計算されます。亀裂進展は試験片の測部からビジュアルに記録されます。
  • 亀裂の長さは、拡大鏡を使って試験片の印を付けた側を見ることで、オペレーターが手動で計算することも可能です。より質の高い測定トレーサビリティを達成するためには、デジタル拡大鏡が使用され、亀裂が進むにつれて、試験片に沿ってガイドされビデオで測定を記録します。
  • このビデオは試験結果のデータと同期しているため、テストは完了後に検証でき、必要に応じて修正も加えられます。
  • 試験シーケンスと評価は、使用される規格によって異なります。
  • 対象となる規格は以下:ISO 15024, ASTM D5528, AITM 1-0005, AITM 1-0053, Boeing BSS 7273, CRAG Method 600, NASA method RP 1092 ST-5, ESIS TC 4, prEN 6033 (withdrawn) 

モードIIーSENB/ENF試験アレンジにおける測定

モードII では、ノッチ付き試験片を用いた曲げ試験、引張および圧縮試験で荷重を加え測定します。

モードIIエネルギー解放率の測定は、曲げ試験として規格化されています。曲げ試験で生じるせん断応力を亀裂を進展させるために使います。試験片はSENB(シングルエンドノッチ曲げ)で表示されますが、ENF(エンドノッチ曲げ)も一般的に使用される用語です。たわみは、クロスヘッドの移動(剛性の補正付き)または中心に取り付けられた変位トランスデューサーを使用して測定されます。

亀裂発生点は最大応力によって決められます。試験終了時、試験片を液体窒素中で冷却し、次いで完全に破断させ破断面を測定します。

ミックスモード曲げ(MMB)

ミックスモード曲げは一方向積層体に対して測定を行います。モードIとモードII が組み合わされ、エンドローディングブラケットの位置がモードIとモードIIの対応比率を決定します。

お客様のあらゆる試験要求に最適な試験ソリューョンを探して見つけます。

私たちの業界エキスパートへご連絡お待ちしています。

皆様のニーズを話し合うことを楽しみにしております。

 

ご連絡お待ちしております

Top