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クリープ回復促進試験とは？
- クリープ回復促進試験についてアドバイスを頂きたいです。
- 板バネを用いてクリープ回復試験を行いたいですが、試験方法について教えてください。
- POM製品において弾性域内で変形させた状態で時間の経過とともに変形の回復量や回復時間が変化するのか教えてください。
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現物試験にまさるものはない、1時間、10時間、100時間、1000時間の結果を、時間軸を対数めもりでプロットして、近似直線を延長して、1年間を推定する。 対数で1めもり、つまり時間延長10倍までが、技術者としての節度、良識であろう。 下手な思案しているうちに、1000時間、1か月ちょっと、はすぐ経ってしまう。 材料はとにかく高分子量、高性能グレードとすべきであろう。
応力が常時負荷された状態では、クリープにより弾性回復率や時間は変わりますので、まずそれを考慮した設計が必要になります。 設計には下記ポリプラのHPが結構参考になります。会員登録する必要はありますが、その上で技術紹介～樹脂部品設計の樹脂ばねの設計法，クリープ応力緩和を考慮した設計法，破壊トラブルシューティングのクリープ変形等等を参照してみてください。 それから加速試験での検証になると思いますが、回答１．の方と同様一日では難しいと思います。もう少し時間をかけ、温度，荷重を振って関係式を求めるしかないようです。 この場合定荷重でなく、定変形での応力緩和で考えることになると思います。 完全弾性体では、弾性回復しますが、樹脂のような粘弾性体では応力緩和により見掛けの弾性係数はダウンしますので、やはり完全回復はしません。 紹介した破壊トラブルシューティングの応力緩和のところに多少記述があります。参考ください。
お礼
有り難うございます。 本件以外にもとても参考になりそうなHPですね。 早速拝見いたします。 根本的な質問で申し訳ないですが､常時荷重をかけた状態＝常時応力を負荷した状態では無いのでしょうか？ 常時荷重＝板の上に錘をのせる→時間とともに板がたわむ。 常時応力＝板をたわませた状態で固定する。 というイメージで理解してもいいのでしょうか？ 今回の場合後者になりますが､その場合も時間の経過とともにクリープによる弾性回復率の変化が考えられるのでしょうか？ 稚拙な質問で申し訳ありません。 有り難うございます。 いろいろ調べていたところ､原料メーカーによるPOMの応力緩和についての試験データを発見しました。 もっと深く勉強してみようと思います。
＞年経過相当の試験を24時間で実施する促進試験方法があるのでしょうか？ 反応速度は１０℃Up毎におよそ２倍加速されるというアレニウス則があります。それを単純に適用すると、１年→１日の短縮には８０℃以上温度を上げる必要があり、最高使用温度を超えてしまうので無理です。 但し、この係数が２倍なのかどうかは、かなり疑問で確かめる必要があります。 ＞クリープ回復 これがよく判りません。加重を続けてそれを取り去れば、ある程度は回復するでしょうが、それ込みで評価する目的は？ 複雑に過ぎる試験のように思います。 ＞一定の変位で固定させた状態で一定時間経過後 の変形量または反発力の計測でよいと思います。 クリープ試験は下例に関連規格Noがあり、グラフにあるような、定加重－変形量を見るのが普通です。 一定変位量では、変形が進むほど加重が減少するので、加重を振ったデータが得られれば、それをつなぎ合わせれば推定出来ることになります。 シリコンゴムの薄い板を圧縮して、その反発力についての長期信頼性を評価したことがあります。 優秀な材料なので、８５℃でもそれより低い温度とあまり差が無く、データとしては不充分ながら信頼性充分と結論としました。 測定としては、一定変形時の荷重を測るのがやっかいで、荷重をフリーにした時の寸法を測定しました。これをどうするのかと、フリーにして戻りをさせるのにどれぐらい放置するのかの判断も重要だと思います。 ＰＯＭはずっと悪い材料ですから、逆にはっきりしたデータがでると予想します。
お礼
ご回答有り難うございます。早速アレニウス則について調べてみたいと思います。 今回評価する目的は､常時一定変位されているPOM樹脂の板バネが､使用時にどの程度回復して､それが使用時に問題が発生しない程度まで回復するか､また､回復に要する時間を調べたいと思っております。 つまり､普段は板バネがたわんでいる状態で取り付けられているが､使用時に回復を必要とするややこしい製品です。 ここで､JIS等にあげられているクリープ試験と条件が異なるのは､常時同じ荷重をかけ続け､時間経過による変位量を測定したいわけではなく､一定の変位（たわみ量）の状態で固定し長時間経過後､固定を開放したときの変位の戻り量を測定したい点です。 ですので､ある程度時間が経過するとそれ以上試験結果に変化は現れないのではと想定していますが､実際調べていないのでわかりません。 このような試験自体促進試験で行うことは困難なのでしょうか？
お礼
アドバイス有り難うございます。 今回は､ご指摘のとおり現物試験を行おうと考えています。 対数による近似曲線で推定する方法は思いつきませんでした。有り難うございます。