ASTM E399/ISO 12135に準拠した破壊靭性試験：コストと複雑さを軽減する方法
2種類の試験 – 1つのシステム：KIC判定への最もスマートな方法
材料の安全性に関しては、最大引張強度を知るだけではもはや十分ではありません。本当に重要なのは、次の点です：製造過程や機械的負荷によって生じる小さな亀裂などの欠陥にさらされた場合、材料はどのように反応するか？まさにここで破壊力学が重要になります。この分野で最も重要な規格の一つがASTM E399で、これは臨界応力拡大係数KICと呼ばれるものを扱っています。
この値は、亀裂の影響を受けていた材料が不安定な亀裂伝播に対してどの程度耐性があるかを表します。つまり、亀裂先端付近の応力場の強度が、突然破壊するまでにどの程度まで高くなるかを表します。この重要な数値は、特に航空宇宙、自動車工学、エネルギー技術など、安全性が極めて重要な用途において非常に重要です。
ASTM E399では具体的に何を試験するのでしょうか？
ASTM E399は、線形弾性条件下での破壊靭性値KICを判定するための試験条件を規定しています。特徴：標準化された試験片（通常はCT（コンパクト引張）試験片またはSEB（シングルエッジベンド）試験片）を使用し、これらの試験片には事前に定義された亀裂が明確に含まれています。これらの試験片を準静的荷重下で破壊させ、亀裂における応力集中度を評価します。
有効な結果を得るための前提条件：
- 線形弾性材料挙動
- 特定の特性を持つ「自然な」亀裂（例えば、特定の亀裂長さと定義された先行応力場を持つ鋭い亀裂）
- 厳密に管理された試験手順
- 標準仕様に準拠した慎重な評価
そして、まさにここで明らかになるのが、ASTM E399は単純な標準試験ではありません。機械、ソフトウェア、そしてユーザーへの要求は高く、多くの試験片の試験には膨大な時間がかかる可能性があります。
バイブロフォア：効率と精度の融合
ツビックローエルは、元々疲労試験（例：DIN 50100準拠のS-N曲線）用に開発されたバイブロフォアをポートフォリオに組み込んだソリューションを提供しています。しかし、バイブロフォアにはもう一つ優れた利点があります。共振器を機械的に遮断することで、バイブロフォアは準静的試験にも使用でき、ASTM E399試験に最適です。
メリットは明白です：
- 2つの試験方法、1つのシステム：疲労試験と破壊靭性試験を1台のマシンで実施
- エネルギー効率：共振モードでは、バイブロフォアは同等のサーボ油圧式マシンの約2%のエネルギーしか必要としません
- 低メンテナンス：油圧システム、オイル、冷却ユニットは不要
- 静かでクリーン：騒音やオイルミストのない実験室環境に最適
- 自動評価：試験ソフトウェアtestXpertを使用すると、ASTM E399準拠の結果を直接文書化し、アーカイブできます
