回転剪断

回転せん断試験は、材料や部品の変形に必要なトルクやねじれ力を測定するために使用される特殊な方法です。制御された回転荷重を加えることにより、エンジニアはせん断応力（材料の層が互いに滑り合うときに発生する単位面積当たりの力）を測定することができます。

この試験タイプは、コンポーネントやアセンブリーが破損することなく回転力に耐えなければならない産業において特に有用です。接着剤、医療機器、自動車部品、スポーツ用品、建築材料などは、性能、耐久性、安全要求事項への適合性を検証するために、この方法で頻繁に試験されています。

接着剤の場合、回転せん断試験は、接合部がねじれ力にどれだけ耐えられるかを評価します。自動車分野では、ファスナー、シャフト、ジョイントなどの部品の完全性を実環境下で評価します。また、体操器具やクライミングフレームなどのスポーツ用品製造では、市場投入前に製品が安全基準を満たしているかどうかを検証します。

トルクとせん断応力を正確に測定することで、メーカーはより強く、より安全で信頼性の高い製品を設計することができ、同時に厳格な国際試験基準を満たすことができます。

せん断応力の測定にはいくつかのアプローチがあり、回転せん断試験とねじりベースの技術が最も広く使われています。どちらも回転力を加えますが、トルクのかけ方と測定方法が異なります。

回転せん断試験

サンプル（多くの場合、接着ジョイントまたは接着アセンブリ）は、2つの取付け具の間にクランプされます。一方の治具が静止している間にもう一方の治具が回転し、接合部が破壊するか設定変位に達するまでトルクを加えます。トルクと角変位が記録されるため、エンジニアはせん断応力を計算し、ねじり荷重下での挙動を評価することができます。

ねじり試験法

ロッド、ワイヤー、シャフトなどの円柱状試験片によく用いられるねじり試験は、破壊するまでねじり荷重を加えます。材料科学分野では、金属、ポリマー、複合材料の機械的特性を測定するために頻繁に用いられます。

回転せん断試験は、接合線が純粋な直線力ではなく回転力を受けるような接合に特に適しています。

回転せん断およびトルク強度試験は、以下のような多くの分野で使用されている：

• 接着剤とシーラント接着剤とシーリング材：電子機器、自動車、医療機器アセンブリーにおけるUV硬化型接着剤接合部の回転強度の測定。
• 自動車振動や荷重に対する性能を保証するため、接着または機械的に固定された接合部の耐トルク性を評価する。
• 建築建築規制を満たすための構造用ジョイント、床システム、安全装置における接着材料の試験。
• 医療機器精密機器のトルク安定性を検証し、繰り返し使用における安全性と信頼性を確保する。

例えば、電子機器では、小型コネクターのUV硬化型接着剤接合部は、繰り返される嵌合解除力をシミュレートするために、1Nmを超えるトルクに耐えるように試験されることがある。

ASTM D3658

この規格は、接着剤接合、特にUV硬化型接着剤接合のトルク強度を測定する方法を規定しています。この規格は、治具の設計、回転速度、および破損基準をカバーしており、評価のための一貫した枠組みを提供しています。

ASTM D3658に準拠することで、メーカーは接着剤配合のベンチマーク、性能主張の検証、トルク強度がアプリケーション要件を満たしていることの確認が可能になります。

BS EN 913(BS EN 12346の代替)

BS EN 913は、体操用具の一般的な安全要求事項と試験方法を定義しており、これには製品が故障することなく予想される使用方法に耐えることを検証するための回転負荷試験も含まれています。この規格に適合することで、器具の安全性が確保され、費用のかかるリコールを回避し、欧州市場への参入要件を満たすことができます。

ISO 11003-1

この規格は、接着剤のせん断挙動に関するねじり試験方法を規定しています。試験片の準備、取付け、回転荷重の印加、トルクと変位の測定について規定しています。この規格は、接着剤メーカーや、接合部が直線せん断力と回転せん断力の両方に抵抗しなければならない産業で使用されています。

Mecmesinは、回転せん断試験において高精度で再現性のある結果を得るために設計されたトルク試験システムを提供しています。

Vortex-i 自動トルク試験機

接着継手、機械組立品、安全装置部品に最適な電動トルク試験システムです。Vortex-iは、回転速度、方向、印加荷重を正確に制御し、0.001Nmの分解能で0.01Nmから10Nmまで測定できます。

VectorPro試験ソフトウェア

試験ルーチンを設計し、リアルタイムのトルクと角変位データを取得し、レポートを作成するための強力なプラットフォームです。VectorProは、ASTM D3658、BS EN 913、ISO 11003-1への準拠をサポートし、自動化された合否判定基準と詳細なトルク-変位グラフを可能にします。

MecmesinのOmniTestおよびMultiTest-dV試験スタンドは、適切なトルクセンサや治具と組み合わせることで、特定のアプリケーション向けに回転せん断測定も行うことができます。

有意義な結果を得るためには、一貫した方法論、正確な機器、関連規格の遵守が不可欠である。推奨される慣行は以下の通り：

• 試験片の準備：接着面、接着剤の塗布、硬化プロセスが一貫していることを確認する。
• 試験方法の選択：回転せん断試験またはねじり試験を材料と用途に適合させる。
• 適合性の検証： ASTM D3658、BS EN 913、ISO 11003-1のいずれかに準拠し、国際的に認められた結果を得る。
• 環境管理：試験条件を約20±2℃、相対湿度50±10%に維持し、ばらつきを抑える。
• 機器の校正： トルクセンサーの校正は6カ月ごとに行い、試験前に治具のアライメントを確認する。

回転せん断試験は、これらの基準に従って実施することにより、材料の性能、接着剤の接着強度、製品の安全性に関する信頼性の高い知見を提供します。

当社の技術チームは、お客様の回転せん断要件に適したトルク試験システムの選択と構成をお手伝いします。