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薄板の引っ張り試験について
- 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
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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。
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。
JIS Z 2241金属材料引張試験方法の中に厚さ1mm未満薄板の引張試片 5号試験片または13B号試験片が規定されています。 それでも無理なら、JIS K 7127 プラスチックフィルム及びシートの引張試験 方法における試験片を参考にしてはいかがでしょう。 ヤング率の測定が目的なら、JIS Z 2280(金属材料の高温ヤング率試験方法) に紹介されているように、さまざまな計測方法が有ります。 紹介論文を添付しておきます。 http://www.iic-hq.co.jp/library/pdf/043_05.pdf
補足
皆様ご回答ありがとうございます。 確かにJIS上その2種類の試験片が使えそうなのですが、同時に「板厚と板幅は8：1を超えないように」との記述もJIS内にありますので、それで迷っています。その2種類ですと幅の指定値が8：1を大きく上回りますので。