同心円（等二軸）曲げ圧縮

等二軸曲げ圧縮試験は、多方向荷重下における試験片の曲げ耐性を評価する材料試験方法です。単軸曲げ試験では単一の軸に沿って力を加えますが、この方法では2つの直交方向に応力を均等に分散させるため、材料の使用時における性能をより現実的に測定できます。

この試験は、セラミック、ガラス、先進複合材料など、大きな塑性変形を伴わずに突然破損する可能性のある脆性材料に特に有効です。実際のアプリケーションで発生する複合応力を再現することで、強度、欠陥感受性、製品耐久性をより正確に評価できます。

等二軸曲げ圧縮試験で最も広く用いられている方法は、同心リング法です。円形の試験片を外側のリングで支持し、より小さな同心内側のリングを介して荷重を加えます。この構成により、試験片全体に均一な曲げモーメントが発生し、等方性曲げ強度を測定することができます。

ステップバイステップの手順

• 試料の準備- 材料を、通常直径25mmから100mmの円板状に、厚さを調整して切断します。切断面が滑らかで欠陥がないことを確認してください。
• 調整- 関連する基準に従って、通常は 23°C ± 1°C、相対湿度 50% ± 2% に制御された環境で標本を保管および準備します。
• 機器のセットアップ- 試料をサポート リングの中央に配置し、安定して正確に位置合わせされていることを確認します。
• 荷重の適用- 通常は関連規格で定義された範囲内で、一定の速度で内部荷重リングを通して力を加えます (セラミックの場合、 BS EN 843-1では約 1 mm/分と規定されています)。
• データ収集- 破壊に至るまでの最大荷重を記録します。試験片の寸法と適用荷重を用いて、等二軸曲げ強度を計算します。
• 分析- 結果を仕様要件またはベースライン値と比較して、材料のパフォーマンスを評価します。

同心リング法は等方性強度の試験に特に適しており、高仕様材料の重要な品質管理ツールとなります。

国際的に認められた基準は、結果の正確性、再現性、および比較可能性を保証します。一般的な基準には以下が含まれます。

• BS EN 843-1 - 等二軸曲げ法を含む先進セラミックスの機械試験。
• ASTM D790 -プラスチックの曲げ特性。
• ISO 178 - 規定の荷重下でのプラスチックの曲げ特性の測定。

これらの規格では、試験片の寸法、環境条件、荷重適用率、および計算方法が定義されています。

等二軸曲げ圧縮試験は、多方向の応力下での材料の信頼性が重要な場合に使用されます。

• 自動車- セラミックブレーキディスク、複合ボディパネル、高度なポリマー部品をテストして、変動する負荷下での性能を確認します。
• 航空宇宙- タービンブレードセラミック、複合胴体パネル、熱保護材料の評価。
• セラミックス業界- 食器、絶縁体、技術用セラミックスの欠陥感受性と耐久性を評価します。
• 建設- 建築用ガラス、タイル、石製品の安全性と構造性能をテストします。

例：セラミック製道路標識の製造において、等二軸曲げ試験により、荷重下での早期割れを引き起こす製造上の欠陥が明らかになりました。焼成工程を調整することで、曲げ強度が約20%向上し、使用中の故障が減少しました。

Mecmesinは、同心リング法を含む規格準拠の等二軸曲げ圧縮試験用の精密機器を設計・製造しています。当社のシステムは、堅牢な機械設計と高度な制御・解析ソフトウェアを組み合わせています。

OmniTestおよびMultiTest-dV電動テストスタンドは、 VectorPro ソフトウェアと組み合わせることで、次の機能を提供します。

• 0.1 N分解能の高精度荷重測定
• 0.01 mmまでの変位測定
• BS EN 843-1およびその他の規格に完全準拠するプログラム可能な速度制御
• 正確な試料アライメントのためのカスタマイズ可能な同心リング固定具
• 品質監査とトレーサビリティのための自動データキャプチャ、分析、レポート

これらのシステムは、先進セラミックから複合ラミネートまで、さまざまな材料をテストするための汎用性を備えています。

同心リング法による等二軸曲げ圧縮試験は、現実的な多方向応力下における材料強度を評価するための強力なツールです。特に、安全余裕と欠陥検出が重要な脆性材料や高性能材料において重要です。

試験要件のご相談、適切なMecmesin機器の選定、あるいは等二軸曲げ試験を品質管理プロセスに統合することなど、お気軽に当社の技術チームまでお問い合わせください。お客様のアプリケーションに最適な、正確で信頼性が高く、規格に準拠したソリューションの構築をお手伝いいたします。