※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
3 用語と定義
この文書の目的のために、ISO 179-1 および以下に示されている用語と定義が適用されます。
ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。
3.1
衝撃速度
v I
衝撃の瞬間の試験片サポートに対するストライカーの速度
注記 1:メートル/秒 (m/s) で表されます。
3.2
慣性ピーク
力-時間または力-たわみ図の最初のピーク
注記 1:慣性ピークは、ストライカーとの最初の接触後に加速される試験片のその部分の慣性から生じます (図 1, 曲線 b, および付録 A を参照)
3.3
衝撃力
F
打撃エッジによって試験片に衝撃方向に加わる力
図 1 —典型的な力-たわみ曲線および力-時間曲線
a)力のたわみ (N および C,t)
b)強制時間 (C,b)
Key
| X1 | 衝撃後のたわみ（秒）（ミリメートル単位） | t B | 休憩時間 |
| X2 | 衝撃後の時間 (ミリ秒、ms) | s B | 破断時のたわみ |
| Y | 力 (F) ニュートン、N | N | 破損なし、試験片は引き抜かれました |
| F M | 最大衝撃力 | C,t | 完全な休憩、厳しい |
| F I | 慣性ピークのピーク力 | C, B | 完全に壊れた、脆い |
| s M | 最大衝撃力におけるたわみ F M | 1 | 最大衝撃力の5% |
| s L | たわみを制限し、プルスルーを開始する |
注障害の種類については、図 2 を参照してください。
3.4
偏向
s
ストライカーと試験片の最初の接触から始まる、衝撃後の試験片サポートに対するストライカーの変位
注1：ミリメートル（mm）で表します。
3.5
衝撃エネルギー
W
たわみ中に試験片の加速、変形、破壊に費やされるエネルギー (3.4)
注記 1:ジュール (J) で表されます。
3.6
最大衝撃力
F M
力-時間または力-たわみ図における 衝撃力(3.3) の最大値
注記 1:図 1 を参照。
注記 2:ニュートン (N) で表されます。
3.7
最大衝撃力でのたわみ
s M
最大衝撃力 (3.6) が発生する たわみ (3.4)
注記 1:図 1 を参照。
注記 2:ミリメートル (mm) で表されます。
3.8
最大衝撃力に対するエネルギー
W M
最大衝撃力におけるたわみまでに消費されるエネルギー (3.7)
注記 1:ジュール (J) で表されます。
3.9
破断時のたわみ
s B
衝撃力が 最大衝撃力 (3.6) の 5% 以下に低減される たわみ ( 3.4)
注記 1:図 1 を参照。
注記 2:ミリメートル (mm) で表されます。
3.10
破断時の衝撃エネルギー
W B
衝撃エネルギー (3.5) から 破断時のたわみ (3.9) まで
注記 1:ジュール (J) で表されます。
3.11
シャルピー衝撃強さ
シャルピーノッチ付き衝撃強さ
a (a cu
ノッチなし (ノッチあり) 試験片の初期中央断面積A ( A N ) に対する 破断時の衝撃エネルギー (3.10)
注記 1:キロジュール/平方メートル (kJ/m 2 ) で表されます。
注記 2: 8.4 および ISO 179-1:2010, 3.1 および 3.2 を参照。
3.12
失敗の種類
破壊イベントまでの、破壊イベントを含む、試験対象の材料の変形挙動のタイプ
注記 1:故障のタイプは、 完全な破損 (3.13) 、 ヒンジの破損 (3.14) 、 部分的な破損 (3.15) 、 非破損 (3.16) です。図 2 を参照してください。
注記 2:タイプ t, b, および s は、以下に定義される完全ブレーク C およびヒンジブレーク H のサブグループを表します。これらのタイプでは、破断点衝撃エネルギー W B の値、したがってシャルピー衝撃強さの値を平均して、共通の平均値を得ることができます。部分的な破断 P を与える試験片および層間せん断破壊を示す材料については、ISO 179-1:2010, 7.7 を参照してください。複数の破壊タイプを示す試験片については、ISO 179-1:2010, 7.7 および ISO 179-1:2010, 第 10 項 l) を参照してください。
注記 3:図 2 からわかるように、最大力でのたわみと衝撃エネルギーは、破断破壊 (曲線 s を参照) および脆性破壊 (曲線 b を参照) の場合の破断時のたわみと衝撃エネルギーと同一でありここで, 最大衝撃力で不安定な亀裂が発生します。
図 2 —エッジワイズで試験されたType 1 試験片のさまざまな破壊モードを示す典型的な力 - たわみ曲線
Key
| N | 休憩なし (3.16) | s L | たわみ限界。プルスルーの始まり |
| P | 部分的な休憩 (3.15) | x | 衝撃後のたわみ（ミリメートル） |
| C | 完全休憩(3.13) | y | 衝撃力 (ニュートン)、N |
| 注 1 変形モードが異なるため、この文書を使用して取得された力-変形曲線は、ISO 6603-2 [ 1] を使用して取得されたものとは異なる特徴を示します。特に、機器による穿刺テストにおける最初の損傷イベントは、わずかな突然の力の減少 (亀裂の発生) として現れることが多く、その後徐々に力が増加します。亀裂発生後の力の増加は、機器を用いた 3 点曲げ衝撃試験では決して観察されません。さらに、慣性の影響は、プレート衝撃試験では曲げ衝撃試験ほど顕著ではありません (付録 A を参照) 注 2 ブレーク タイプ P と C の区別は困難です。 C,t とラベル付けされた Fs ダイアグラムにはある程度の不安定な亀裂の成長があるため、文書作成時に破断挙動はケース P よりも延性が低いと評価されました。したがって、「d」の代わりに文字「t」が使用されました。これは延性挙動に関連付けられる可能性があり、破断タイプ N および P に適切に適用されます。 注 3 この文書は自動テスト ルーチンに適用できます。このためには、観察された力の時間または力のたわみのトレースを適切に評価して、破断のタイプを自動的に割り当てることも必要です。以下の表は、うまく使用されている評価ルールの例です。割り当てには両方のルールを満たす必要があります。 |
| 休憩のType | たわみのルール | 力のルール |
|---|---|---|
| 壊れない | s B ≧ s L L ＝31mm | F(s L ) c*F M 係数 c は実験的に決定され、c = 0.3 に設定されました。 |
| 部分的な休憩 | s B ≧ s L | F 0 ≤ F(s L ) ≤ c*F M F 0 は、テストが終了したとみなされる力のレベルです。例: F 0 = 0.05*F M |
| 完全休憩 | Type s: (s B – s M ) ≤ 1mm | |
| Type b: (s B – s D ) ≤ 2mm | ||
| Type t: (s B – s D ) ≥ 2mm s D は s M ここで, Fs 曲線の最も急な下降が発生します。 |
3.13
完全な休憩
C
試験片が 2 つ以上の部分に分かれるwhere を破断し、次の動作に細分化します。
注記 1:図 2 を参照。
3.13.1
厳しい休憩
t
降伏に続いて安定した亀裂が発生し、たわみ限界s L での力が最大力の 5% 以下になります。
3.13.2
脆性破壊
b
降伏とその後の不安定な亀裂
3.13.3
砕け散る
s
不安定な亀裂とその後の破片
3.14
ヒンジの破損
H
不完全な破断。試験片の一部が垂直に保持されたときに、他の部分が水平より上でそれ自体を支えることができない（開先角度が 90° 未満）
3.15
部分的な休憩
P
ヒンジまたは完全な破損の定義を満たさない不完全な破損
注記 1:最大力の 5% を超えるたわみ限界 s L での力が生じる自動検出用。
3.16
ノンブレイク
N
降伏に続いてたわみ限界までの塑性変形、s L
注記 1: 試験片には広範囲の塑性変形が見られますが、目に見える破面はありません。
参考文献
| 1 | ISO 6603-2, プラスチック — 硬質プラスチックの穿刺衝撃挙動の測定 — Part 2: 計装衝撃試験 |
| 2 | Kalthoff JF, 動的破壊靱性の測定について — 最近の研究のレビュー、 International Journal of Fracture 、2, 277–298 ページ |
| 3 | Maurer G.、Breuer H.、計装衝撃試験 — 衝撃フィンの形状と材質が力時間トレースに及ぼす影響、ポリマーおよび複合材料の衝撃と動的破壊、ESIS 19 (Williams JG 編集、Pavan A.、1995 年、Mechanical Engineering Publications, ロンドン、93 ～ 102 ページ) |
| 4 | Money MW, Sims GD, 石英ロード セルの校正 —計装落錘衝撃機械の現場手順、ポリマー テスト、, 429 ～ 442 ページ |
| 5 | ASTM D256 – 10(2018) -プラスチックのアイゾット振子衝撃耐性を決定するための標準試験方法 |
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 179-1 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
impact velocity
vI
velocity of the striker relative to the test specimen supports at the moment of impact
Note 1 to entry: It is expressed in metres per second (m/s).
3.2
inertial peak
first peak in a force-time or force-deflection diagram
Note 1 to entry: Inertial peak arises from the inertia of that part of the test specimen accelerated after the first contact with the striker (see Figure 1, Curve b, and Annex A).
3.3
impact force
F
force exerted by the striking edge on the test specimen in the direction of impact
Figure 1 — Typical force-deflection and force-time curves
a)Force-deflection (N and C,t)
b)Force-time (C,b)
Key
| X1 | deflection (s) after impact in millimetres | tB | time at break |
| X2 | time after impact in milliseconds, ms | sB | deflection at break |
| Y | force (F) in newtons, N | N | no break, specimen pulled through |
| FM | maximum impact force | C,t | complete break, tough |
| FI | peak force of inertial peak | C,b | complete break, brittle |
| sM | deflection at maximum impact force FM | 1 | 5% of the maximum impact force |
| sL | limiting deflection, beginning off pull-through |
NOTE For the types of failure, see Figure 2.
3.4
deflection
s
displacement of the striker relative to the test specimen supports after impact, starting at first contact between striker and test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
3.5
impact energy
W
energy expended in accelerating, deforming and breaking the test specimen during the deflection (3.4)
Note 1 to entry: It is expressed in joules (J).
3.6
maximum impact force
FM
maximum value of the impact force (3.3) in a force-time or force-deflection diagram
Note 1 to entry: See Figure 1.
Note 2 to entry: It is expressed in newtons (N).
3.7
deflection at maximum impact force
sM
deflection (3.4) at which the maximum impact force (3.6) occurs
Note 1 to entry: See Figure 1.
Note 2 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
3.8
energy to maximum impact force
WM
energy expended up to the deflection at maximum impact force (3.7)
Note 1 to entry: It is expressed in joules (J).
3.9
deflection at break
sB
deflection (3.4) at which the impact force is reduced to less than or equal to 5 % of the maximum impact force (3.6)
Note 1 to entry: See Figure 1.
Note 2 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
3.10
impact energy at break
WB
impact energy (3.5) up to the deflection at break (3.9)
Note 1 to entry: It is expressed in joules (J).
3.11
Charpy impact strength
Charpy notched impact strength
acu (acN)
impact energy at break (3.10) relative to the initial central cross-sectional area A (AN) of the unnotched (notched) specimen
Note 1 to entry: It is expressed in kilojoules per square metre (kJ/m2).
Note 2 to entry: See 8.4 and ISO 179-1:2010, 3.1 and 3.2.
3.12
type of failure
type of deformation behaviour of the material under test up to and including the breaking event
Note 1 to entry: Failure types are: complete break (3.13) , hinge break (3.14) , partial break (3.15) , non-break (3.16) . See Figure 2.
Note 2 to entry: Types t, b and s represent subgroups of the complete break C and hinge break H defined below. For these types, values of the impact energy at break WB, and thus for the Charpy impact strength, may be averaged to give a common mean value. For specimens giving a partial break P and for materials exhibiting interlaminar shear fracture, see ISO 179-1:2010, 7.7. For specimens showing more than one failure type, see ISO 179-1:2010, 7.7 and ISO 179-1:2010, Clause 10 l).
Note 3 to entry: As can be seen from Figure 2, the deflection and the impact energy at maximum force are identical to the deflection and impact energy at break in the case of splintering failure (see Curve s) and brittle failure (see Curve b) ここで, unstable cracking takes place at the maximum impact force.
Figure 2 — Typical force-deflection curves showing different failure modes for Type 1 specimens tested edgewise
Key
| N | no break (3.16) | sL | deflection limit; beginning of pull-through |
| P | partial break (3.15) | x | deflection s after impact in millimetres |
| C | complete break (3.13) | y | impact force in newtons, N |
| NOTE 1 Due to the different modes of deformation, force-deformation curves obtained using this document show features which are different from those obtained using ISO 6603-2 [1]. In particular, the first damage event in instrumented puncture tests frequently appears as a slight sudden force decrease (crack initiation), followed by a gradual force increase. Force increases after crack initiation are never observed in instrumented three-point-bending impact tests. Furthermore, inertial effects are not as pronounced in plate impact tests as they are in bending impacts tests (see Annex A). NOTE 2 The distinction between break types P and C,t is difficult. As there is some extent of unstable crack growth in the F-s-diagram labelled C,t, the breaking behaviour was rated as less ductile than in case P when drafting the document. Therefore, the letter “t” was used instead of “d”, which could be associated with ductile behaviour and would better apply to break types N and P. NOTE 3 This document can be applied to automatic testing routines. For this it is also necessary to automatically assign the types of break by a suitable assessment of the force-time or force deflection traces observed. The table below is an example of assessment rules that have been used successfully. Both rules are to be met for assignment. |
| Type of break | Rule for deflection | Rule for force |
|---|---|---|
| Non break | sB ≥ sL sL = 31mm | F(sL) c*FM The factor c was determined experimentally and set to c = 0,3 |
| Partial break | sB ≥ sL | F0 ≤ F(sL) ≤ c*FM F0 is the level of force at which the test is considered to be finished, e.g. F0 = 0,05*FM |
| Complete break | Type s: (sB – sM) ≤ 1mm | |
| Type b: (sB – sD) ≤ 2mm | ||
| Type t: (sB – sD) ≥ 2mm sD is the deflection after sM ここで, the steepest decline of the F-s-curve occurs |
3.13
complete break
C
break where the specimen separates into two or more pieces, subdivided in the following behaviours:
Note 1 to entry: See Figure 2.
3.13.1
tough break
t
yielding followed by stable cracking, resulting in a force at the deflection limit sL which is less than or equal to 5 % of the maximum force
3.13.2
brittle break
b
yielding followed by unstable cracking
3.13.3
splintering break
s
unstable cracking followed by splintering
3.14
hinge break
H
incomplete break, such that one part of the specimen cannot support itself above the horizontal when the other part is held vertically (less than 90° included angle)
3.15
partial break
P
incomplete break that does not meet the definition for a hinge or complete break
Note 1 to entry: For automatic detection resulting in a force at the deflection limit sL which is greater than 5 % of the maximum force.
3.16
non-break
N
yielding followed by plastic deformation up to the deflection limit, sL
Note 1 to entry: The test specimen shows extended plastic deformation but no visible fracture surfaces.
Bibliography
| 1 | ISO 6603-2, Plastics — Determination of puncture impact behaviour of rigid plastics — Part 2: Instrumented impact testing |
| 2 | Kalthoff J.F., On the measurement of dynamic fracture toughness — A review of recent work, International Journal of Fracture, 27 (1985), pp. 277–298 |
| 3 | Maurer G., Breuer H., Instrumented impact test — Influence of shape and material of the striking fin on the force-time trace, Impact and Dynamic Fracture of Polymers and Composites, ESIS 19 (edited by Williams J.G., Pavan A., 1995, Mechanical Engineering Publications, London, pp. 93–102 |
| 4 | Money M.W., Sims G.D., Calibration of quartz load cells — An in-situ procedure for instrumented falling-weight impact machines, Polymer Testing, 8 (1989), pp. 429–442 |
| 5 | ASTM D256 – 10(2018) - Standard Test Methods for Determining the Izod Pendulum Impact Resistance of Plastics |