圧縮せん断

圧縮せん断試験は、圧縮荷重をかけながらせん断力に抵抗する材料の能力を測定するために使用される機械的試験方法です。材料を引き離す引張試験とは異なり、この手法では、定められた平面に沿って滑りまたはせん断作用を生じさせながら材料を押し付けます。

接着剤の接着強度、複合材料の層間性能、層状または構造材料の内部せん断抵抗の評価に広く使用されています。建築用パネルの接合部や自動車構造物の接着結合部など、圧縮下でせん断が発生する使用条件をシミュレートすることで、エンジニアは製品の信頼性、安全性、性能要件への適合性を検証することができます。

圧縮せん断試験は、材料が圧縮された状態でせん断応力に耐えなければならないさまざまな産業で応用されています。

接着剤の評価

接着剤による接合は、機械的ファスナーが実用的でない用途でしばしば使用されます。圧縮せん断試験は、これらの接着剤が早期破壊することなく使用荷重に耐えることを保証するのに役立ちます。

一般的な用途は以下のとおりです：

• 自動車製造- ボディパネルと構造要素の接着
• 建築- 複合壁パネル、ファサード要素、構造用積層材の固定

層状複合材の試験

航空機の機体パネルや 自動車のシャーシ部品などの層状複合材料は、複雑な多方向荷重を受けます。圧縮せん断試験では、層間強度を測定し、層間の結合の弱点を検出します。これは、層間剥離が故障につながる可能性があるセーフティクリティカルな用途では不可欠です。

試験構成は、材料、用途、関連する業界標準によって異なる。

シングルせん断

• せん断面が1つ
• 接着試験や小型試験片によく使用される。
• 治具設計はより単純だが、アライメントエラーに敏感。

二重せん断

• 対称荷重のために2つのせん断面を使用
• 曲げの影響を低減し、精度を向上
• より代表的な荷重条件を必要とする、より大きい、または厚い材料に使用される

比較シングルシャーセットアップの方が短時間で複雑さが軽減される一方、一貫した対称応力分布が不可欠な場合はダブルシャーコンフィギュレーションが好まれます。

ポリマーマトリックス複合材料との関連性

ポリマーマトリックス複合材料は、その強度対重量比が評価され、航空宇宙、自動車、スポーツ用品などに使用されています。圧縮せん断試験は、面内せん断特性と衝撃後の圧縮性能を測定するために使用されます。

関連規格は以下の通り：

• ASTM D3410- 一方向強化ポリマーマトリックス複合材料の圧縮特性
• ASTM D6641- ポリマーマトリックス複合材料の複合荷重圧縮試験

公認規格に従うことで、結果の正確性、再現性、トレーサビリティが保証されます。圧縮せん断試験に関する一般的なASTM規格は以下の通りです：

• ASTM D905-木材における接着剤の せん断強さ
• ASTM D732-パンチツールによるプラスチックのせん断強さ
• ASTM D3410- ポリマーマトリックス複合材料の圧縮特性
• ASTM D6641- ポリマーマトリックス複合材料の複合荷重圧縮法

それぞれ、試験片の寸法、アライメント要件、負荷率、および一貫した結果を保証するための計算方法が規定されています。

利点

• 高精度- 制御された圧縮状態でせん断強度を正確に測定
• 汎用性- 接着剤、複合材料、金属、プラスチックに最適
• 現実的なシミュレーション-せん断と 圧縮が同時に起こる使用条件を再現します。
• 技術革新の支援- 設計の改善や材料の選択に役立ちます。

検討事項

• 試験片の準備- 形状、表面状態、エッジの品質が結果に影響します。
• アライメントとキャリブレーション- アライメント不良は曲げ応力を引き起こし、結果を歪める可能性があります。
• 支持条件- 不十分な固定は、時期尚早または代表的でない破壊モードを引き起こす可能性があります。

Mecmesinは、シングルおよびダブルせん断構成用に設計された精密試験システムと取付け具を提供しており、幅広い材料と荷重容量に適しています。

• OmniTestシングルコラム材料試験機- 接着剤や小型複合材料試験片に最適で、最大荷重容量は7.5 kNです。
• MultiTest-dVモーター駆動型試験スタンド-精密制御による低荷重せん断試験用の費用効率が高く、汎用性の高いオプションです。
• OmniTestツインコラム材料試験機- 最大50 kNまでの大容量アプリケーション、大型試験片、二重せん断試験に適しています。
• VectorProソフトウェア- 高度な制御、ライブデータ取得、せん断強度の計算、自動レポート作成を提供します。
• カスタムせん断取付け具-ASTMおよび業界標準に準拠した設計により、正しいアライメントと荷重を確保

圧縮せん断試験は、構造材料の接着強度、層状複合材の完全性、内部せん断抵抗の検証に不可欠です。規格に準拠した方法とMecmesinの精密機器を使用することで、エンジニアは信頼性の高い再現性のあるデータを得ることができ、材料の選択、設計の最適化、安全性の確保に役立てることができます。

お客様のアプリケーションに関するご相談、適切なせん断試験システムの選択、ASTM準拠の試験用治具の構成については、メクメシンの技術チームにお問い合わせください。正確で一貫性のある、トレーサブルなせん断強度の結果を得るお手伝いをいたします。