超低温時によるABS筐体樹脂の破壊

質問

ABSで成形した筐体の本体と蓋（左右スナップフィット方式で本体を両方から挟み込む構造。しなるツメの厚み１mm、幅４mm、ツメが引っかかる部分から根本までの長さ５mm、ツメのかかり代0.5mm（左右両方で1mm)）
樹脂メーカーやいろいろなネットの文献を探しても超低温－４０度（－２０度時や－３０度時もそもそも資料はないようです）の樹脂の特性　強さ（曲げ、ヤング率、引っ張りなど）線膨張係数はわかりますが、相手側も同じABSなので一緒に収縮するため、それほど筐体カバーの部分にはストレスは感じないと考えます。そんな環境で開ける方もどうかしてますが、－４０度で放置試験を行いすぐに蓋を開けようとしたらツメに亀裂が入ったということで計算で原因を導くことが可能でしょうか。なんとなく超低温時は蓋の材料自体が硬直することで限界応力が常温よりも落ちてしまっていると想像（凍ったバナナが叩くと粉々になるような感じ）しますが、材料力学的に説明する資料がなく、悩んでおります。いろんなご意見お待ちしています。

回答No.2

ohkawa3 · ベストアンサー

組み合わせる双方の材質が同じであれば、ご質問に記載の通り、低温下でも静的な熱応力は発生しないと思います。
しかし、低温条件であれば、材料の靱性（衝撃力に対する強さ）が低下するので、衝撃力の発生する着脱を行えば応力集中箇所を起点として亀裂が発生して、それが拡大することで、製品の機能を維持できない状況となることも想定できると思います。

靱性に関しては、アイゾット試験又はシャルピー試験などの方法がありますので、参照してみることをお勧めします。ただし、常温におけるデータだけでは大して役に立たないので、温度に対して靱性がどのように変化するかをグラフで表したデータをお探しになれば、現状でお困りの現象を説明できると思います。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
やはり、実際の試験でしか証明できないでしょうかね。
Mビシ樹脂やTレ、Aカセイなど大手樹脂材料メーカーでは温度の違いにおける靭性の変化率など
持っていないですかね?
一般的とは言いませんが、北海道などでは屋外で想定されそうな使用環境の気がしますがね。
一般的な温度変化と応力強さの関係についての文献があればいいのですが。

回答No.1

hahaha8635

>>計算で原因を導くことが可能でしょうか

何でもかんでも計算でって

寒冷地用の開発してましたがー40まで

ABSは水分を含まないので
凍りません

が

固くなります
弾性がなくなる　←　温めると軟化するの反対

お礼

早速のご回答ありがとうございました。
なんでも計算で出して欲しいなど、知らない方ほどよくそういう無茶な事を言ってきますね。