SAE J2749、ISO 18989、ISO 18872、VDA Recommendation 287に準拠した高速引張試験の規格と目的
高ひずみ速度下での応力-ひずみ曲線の測定は、例えば車両製造における衝突シミュレーションのための設計データとなります。静的および高速引張試験をカバーする可変ひずみ速度試験に関する国際規格が現在策定中です。
- SAE J 2749では一般的な形式での試験装置の試験と要求事項を定義しています
- ISO 18989は、静的ひずみ速度から150 s-1を超える範囲の可変ひずみ速度での引張試験手順を規定する試験規格の草案です。このプロジェクトは、以下の規格に基づいています。
- ドイツ自動車工業会（VDA）の推奨であるVDA 287。
- ISO 22183は、力測定の動的挙動に関する品質基準を定義しており、測定グラフの品質を統一的に評価することを可能にします。
- ISO 18872は、より高いひずみ速度での結果を推定するための一般的な定義と手順を備えた、より理論的なアプローチです。 この規格の使用は限定されます。
高ひずみ速度下での引張挙動は、指定された試験片で、既知の条件下で、静的試験から約 5 m/sまでの引張速度で測定されます。 これにより、ISO 8256に準拠したタイプ3の試験片で最大 200 1/s のひずみ速度を達成できます。
試験要求事項
これらの試験では、通常、油圧式高速引張試験機が使用されます。この試験機では、アキュムレータに蓄えられた油圧エネルギーによってピストンが必要な試験速度まで短時間加速されます。このタイプの機械は、低速と高速の両方で測定が可能です。
プラスチック試験用に特別に設計された落重試験機を使用すれば、約1.5 m/sを超える速度範囲での試験も実行できます。この場合の試験アレンジは引張衝撃試験に似ており、試験片の片側をしっかりとつかみ、反対側にヨークを取り付けて、落錘の動きを試験片に伝えます。低速では、落下高さが低く、非常に大きな落下質量が必要となるため、落重試験機による試験は意味がありません。
試験の妥当性を確保するためには、引張グリップまたはヨークの速度と試験片の変形の両方を高解像度かつ十分な速度で測定できる適切な伸び計または変位測定システムを使用することが不可欠です。通常、この目的には2D DIC評価機能を備えた高速カメラシステムが使用されます。
力は、剛性が高く低質量の測定システムによって測定されます。このシステムは、優れた測定精度と200 kHzを超える測定値取得に加えて、可能な限り高い固有振動数を備えている必要があります。この固有振動の周期は、測定対象となる試験イベントまでの測定期間の少なくとも8～10分の1以下である必要があります。
理論上、引張グリップの動きは、ゼロから所定の引張速度まで時間遅れなく加速し、その後一定に保たれます。この理想的なシナリオにできるだけ近づくために、ピストンと試験片グリップの間に、ロストモーションバーと呼ばれる追加の低質量要素が使用されます。この要素は、接続された試験片グリップと共に変形プロセスの動的シーケンスを決定するため、応力ひずみ曲線を必要な第3軸であるひずみ速度に割り当てる上で非常に重要です。
試験は通常、ISO 291規格に準拠した常温で実施されます。プラスチックの高速引張挙動を広い温度範囲で試験する必要がある場合は、高速試験機の試験エリアに設置できる恒温槽をご用意しております。
