引張試験

引張試験

試験機

引張試験（ひっぱりしけん）とは、試料に破断するまで制御された張力をかけ、試料の引張強度、降伏点、伸び、絞りなどの機械的性質を測定する試験である。それらの測定値から、ヤング率、ポアソン比、降伏強さ、加工硬化特性などが算出され、機械製品を設計開発するときの材料の強度計算に使用される。

一軸引張試験は、等方性材料の機械的特性を得るために一般的に用いられ、金属やプラスチックを試料としてよく行われるテンプレート:Sfn。しかし岩石を試料とした試験はあまり行われないテンプレート:Sfn。

複合材料や織物などの異方性材料の場合、二軸引張試験が必要である。

規格

金属

• ASTM E8/E8M-13: "Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials" (2013)
• ISO 6892-1: "Metallic materials. Tensile testing. Method of test at ambient temperature" (2009)
• ISO 6892-2: "Metallic materials. Tensile testing. Method of test at elevated temperature" (2011)
• JIS Z2241 金属材料引張試験方法（JIS Z 2201は廃止され、本規格に置き換えられた）

溶接材

• JIS Z3040 溶接施工方法の確認試験方法
• JIS Z3111 溶着金属の引張及び衝撃試験方法
• JIS Z3121 突合せ溶接継手の引張試験方法

その他

• ASTM D638 Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics
• ASTM D828 Standard test method for tensile properties of paper and paperboard using constant-rate-of-elongation apparatus
• ASTM D882 Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting
• ISO 37 rubber, vulcanized or thermoplastic—determination of tensile stress–strain properties

関連規格

• JIS B 7721 引張試験機・圧縮試験機−力計測系の校正方法及び検証方法
• JIS B 7741 一軸試験に使用する伸び計の検証方法

試験片

アルミニウム合金製の引張試験片。 左の2つの試験片は、円形の横断面およびねじ切りされた肩部を有する。右の2つは、鋸歯状のグリップを使用するために設計された平らな試験片。

試験片は規格に規定が定められている。基本、保持に利用する肩部が両端にあり、その間は肩部より細くなった一定の太さの平行部がある。

テンプレート:Double image

試験方法

ひずみ線図、Reh部は上降伏点、ReL部は下降伏点と呼ぶ。Rmまでの伸びを一様伸びという。最大荷重点を過ぎると、試験片の一部にくびれが生じ、変形はこのくびれ部に集中する。くびれの成長とともに荷重は減少し、 やがてくびれ部から破断する。くびれ後の伸びを局所伸びという

(1)事前に試験片の寸法計測を行った後、ひずみゲージを貼り付ける。(2)試験片を試験機に取り付け、伸び計を設置する。(3)試験機に試験条件（原点調整、ストロークレンジ、引張速度など）を入力し、データ収録装置の設定後に測定を開始する。（4）試験片が破断されるまで測定が行われる。

• 
  F:張力
  Lo：標点距離元の長さ
  So（Ao）：初期断面積
• 
  試料破断のフェーズ：
  1）くびれ発生
  2）マイクロクラックの形成
  3）マイクロクラックの合体
  4）破断

それらに結果から、ひずみε（標点距離の伸びた長さを元の標点距離で割った値）や応力σが算出される。

$\epsilon =\frac{\mathrm{\Delta }L}{L_0}=\frac{L-L_0}{L_0}$

$\sigma =\frac{F}{A}$

参考文献

• テンプレート:Cite journal

関連項目

• ロードセル
• テンプレート:仮リンク