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薄板の引っ張り試験について
2023/10/18 17:26
- 厚さ1mm未満の薄板について、ヤング率等を求めたいのですが・・・
- JIS通りだと板厚と板幅の比が8:1を超えない指示があり、規定を満たす試験片が作れません
- 薄い材料を引っ張るのは初めてで、チャックできるか不安です。換算や別の手段が必要になるのでしょうか
薄板の引っ張り試験について
2011/04/11 14:22
厚さ1mm未満(0.5程度)の薄板について、ヤング率等を求めたいのですが・・。
JIS通りだと板厚と板幅の比が8:1を超えないようにとの指示があり、規定を満たす試験片が作れません。またそもそもこんなに薄い材料を引っ張るのは初めてで、チャックできちんと噛んでくれるか不安です。限りがあるので試しで引っ張ることは難しいです。こういった経験はおありでしょうか。
硬さから換算等別の手段が必要になるのでしょうか。
回答 (6件中 1~5件目)
引張り試験と共振法の比較については、こんな報告がありますね。
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0.8なら溶接強度見るためによくやりますよ
検索エンジンから「ヤング係数の計測法 たわみ測定法 薄板」で検索しました
なんとなく、手掛かりになりそうな気配なので一応、投稿してみますね
ご経験者のようですので、釈迦に説法かもしれませんが、引張試験でヤング率を求めるのは、かなり難しいのでは?普通の板や丸棒の引張りでも、チャートの曲線の傾きからヤング率を求めると、本当は鉄鋼では鋼種によらず約210GPaで大差ないはずですけど変な値になったり、3本やって引張強さはほぼ一致しますが、ヤング率はかなりバラつきがあったりします。金属箔でも引張試験は、やってるとこもあるようですが、チャックには気を使っているようですね。しかし、チャックできたとしても、測定したヤング率の信憑性はどうでしょうか。
振動式の測定法もあって、小さな試験片で済みますし、端っこを切ってやれば何個も取れるけど、厚さ1mm以下だとうまくいくかな。やっている試験所などに相談してみてはいかがでしょうか。
ヤング率を求めるのが主な目的なら、あまり板厚、板幅の比にこだわる必要はないのでは?降伏点、耐力を精密に求めるのが目的だと、局部降伏の問題などを気にする必要があるかもしれませんが。
目的をはっきりさせないと、形式的にルールを守っても仕方ないように思います。もちろん、官公庁に出すデータとかだと、形式を守らないと話にならないかもしれませんが。いずれにしても、ご自身なり、リクエストした人の真意を確認する必要があるでしょう。
なお、試験体が十分広い板であれば、バルジ試験なども良い方法だと思いますが、ヤング率を測定するのに向いているかどうか良く分かりません。また、圧延の方向性なども含めて調査するのであれば、目的にそぐわないかもしれません。
形状によりヤング率が変わるんですか??
ヤング率が知られていない材料の場合です。未知でその形状しかない場合は失礼しました。
キルヒコフ板理論(せん断力無視)を使っては如何でしょうか?
概要は丸板を周囲単純支持し、中央に集中荷重をかけて中央の変位wから逆算する方法です。
w=P*r^2*(lnr-1)/(8πD)
荷重:P
D=Eh^3/[12(1-v^2)]
h:板厚
v:ポアソン比
r:半径
中央変位:w
ポアソン比も不明でしたら、別のhと2通り実験すれば2未知数求まると思います。四角板の理論解もありますし、そちらの方が実験し易いかもしれません。詳細は板理論の専門書を参照下さい。