試験プロセス
シャルピー衝撃試験は、3 点曲げのセットアップで実施されます。 シャルピー試験片は、振り子衝撃試験機のサポートの中心に置かれ、2 つのアンビルに支えられています。 ノッチ付き試験片の場合、ノッチは振り子ハンマーの反対側を向き、ハンマーが試験片に当たる点の真向かいに配置されます。
振り子ハンマーは、定義されたエネルギーで試験片を叩き、1 回の打撃で試験片を破砕 (破壊) します。試験片が破砕されると、振り子ハンマーはその運動エネルギーの一部を伝達するため、元の落下高さに戻ることができなくなります。この高さの違いが吸収エネルギー、つまりジュール単位の衝撃エネルギーWの値となります。計装化シャルピー試験では、消費される衝撃エネルギーは、力と時間のシーケンスまたは力と変位のシーケンスを記録することが可能です。
シャルピー試験特性値
衝撃エネルギー
衝撃エネルギーは、シャルピー試験片を破壊するのに必要なエネルギーとして定義されます。 衝撃エネルギーは、振り子ハンマーの位置エネルギーと、試験片が破壊された後の振り子ハンマーの落下角度の差から決定されます。
衝撃強さ
衝撃強度 (ノッチ付き衝撃強度とも呼ばれる) は、シャルピー試験にて決定され、材料が衝撃荷重に対してどの程度耐性があるか、または材料が破損することなく衝撃をどれだけうまく処理できるかに関する情報を提供します。 ノッチ付き衝撃強度はJ/cm²で表示されます
力 - 変位カーブ / 力 - 時間カーブ
力-時間カーブの決定は、計装化シャルピー衝撃試験を使用する場合にのみ可能です。 計装化された試験では、アプリケーションに応じて、ピエゾロードセルまたはひずみゲージのいずれかが使用され、衝撃中の力が測定されます。
計装化されたシャルピー試験では、計装化されていない試験で決定されたものに追加されたパラメーターを決定するためにするために使用できます。
- 最大試験力
- 最大試験力時のたわみ
- 最大試験力までのエネルギー
- 破断時のたわみ
- 破断時のエネルギー
温度環境下でのシャルピー衝撃試験
破壊または破損の挙動は温度に依存するため、シャルピー衝撃試験は多くの場合、動作温度範囲全体で実行されます。 これは、材料がどの温度で、どの程度脆くなるかを示します (靭性から脆性への遷移)。
この例のダイアグラムは、-40℃での軟鋼の強度の低下が、0℃での強度に対して25％であることを示しています。 プラスチックは同様の挙動を顕著に示します。 衝撃試験はまた、プラスチックではさまざまな温度条件下で行われることがあります。
温度に対する衝撃強さのプロセスを正確に測定するには、温度調節された環境から取り出してから 5秒以内に温度状態に調整された試験片を叩く必要があります。
全自動シャルピー衝撃試験
シャルピー衝撃試験は自動化も可能です。 自動化されたソリューションは、手の温度や湿気、中心からの外れ、または角度のついた試験片挿入などのオペレーターの影響を排除するという利点を提供します。これにより、試験結果の高い再現性が得られます。 試験片とサポートの自動アラインメントと、試験システムによる試験の開始により、信頼性と再現性のある試験結果が保証されます。
robotic試験システムroboTest Iは金属のシャルピー衝撃試験を自動で実施するシステムです。 このシステムを使用して、-180℃～+300℃ の温度範囲で最大 450個のノッチ付き金属試験片を自動的に試験出来ます。 頑丈で断熱された温度調整ユニットにより、均一で正確な試験片温度が保証されます。
robotic試験システムroboTest Hはプラスチックの自動シャルピー試験を行うシステム。 衝撃試験は室温かあるいは冷却された試験片で行います。
よくあるご質問
シャルピー衝撃試験は、材料の衝撃エネルギーを測定し、衝撃強度を決定するために使用されます。
シャルピー衝撃試験は、ノッチ付き衝撃強度の決定に使用され、これは動的衝撃荷重に対する材料の耐性を示します。
シャルピー衝撃試験は、シャルピーV-ノッチ試験とも呼ばれ、振り子衝撃試験機を使用して材料の衝撃強さを決定するために使用される材料試験方法です。
シャルピー衝撃試験は高ひずみ速度での材料の表面積に関連するエネルギー値という衝撃強度の特性値を提供します。 この試験では、破面に対する衝撃エネルギーをジュール単位で測定します。
衝撃強度は以下の数式で計算されます： ノッチ付き衝撃強度 = 衝撃エネルギー / (試験片の厚さ * 試験片の幅)
シャルピー衝撃試験では、振り子ハンマーが材料試験片を叩いて破壊します。 この過程で、試験片は衝撃エネルギーの一部を吸収します。 シャルピー試験で決定されるこの衝撃エネルギーWは、ジュールで測定されます。