JIS H 7904:2012 ポーラス金属の高速圧縮試験方法 | ページ 2

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H 7904 : 2012
e) ストッパ ストッパは,加圧ジグの間に設けて,試験片が所定高さまで変形した後に加圧ジグの移動
    を確実に停止できる材質及び構造とする。
               a) 試験機の全体構成                         b) 試験片及び加圧ジグ周辺部
                           図2−油圧サーボ式圧縮試験機の基本構成の例

6 試験片

6.1 試験片の作製

  試験片の作製は,機械加工,放電加工などによる。
  試験片を切断する場合には,ポーラス金属のセル構造,気孔の形態などを変化させないように十分注意
しなければならない。

6.2 試験片の形状及び寸法

  試験片の形状及び寸法は,次による。
a) 試験片の形状は,四角柱又は円柱とする。
b) 試験片加圧面の短辺の長さ又は直径は,平均気孔寸法の10倍以上とする。平均気孔寸法は,JIS H 7903
    のA.1.4(ポーラス金属の構造及び気孔径の求め方)による。
      なお,他の方法で求めた場合は,その測定法を報告書に記録する。
c) 試験片の初期高さH0は,試験片短辺の長さ又は直径の1倍以上2倍以下とする。ただし,落すい式高
    速圧縮試験の場合,試験片の初期高さH0は,重すいがアブソーバに接触したときの試験片高さH1の
    2倍を超えるようにする(図3参照)。
d) 落すい式高速圧縮試験の予備試験に使用する試験片の形状及び寸法は,JIS H 7902の5.1(試験片の形
    状及び寸法)による。

――――― [JIS H 7904 pdf 6] ―――――

                                                                                              5
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                 図3−落すい式高速圧縮試験の試験片高さとアブソーバ高さとの関係

7 落すい式高速圧縮試験

7.1 準備

  落すい式高速圧縮試験の準備は,次による。
a) 予備試験 予備試験は,試験を実施する前に重すい質量を設定するために,同じ材質の試験片を用い
    て,JIS H 7902によって圧縮試験を行う。
      予備試験は,1回以上行い,圧縮ひずみ50 %までのエネルギー吸収量をJIS H 7902の箇条7(計算)
    によって求める。
b) 落下高さ 落下高さは,式(1)による。
                         H=V02 / 2g  (1)
                      ここに,        H :  落下高さ(m)
                                      V0 :  試験速度(m/s)
                                       g :  重力加速度(9.8 m/s2)
      このときの初期ひずみ速度は,式(2)となる。
                        a=1 000×V0/H0  (2)
                      ここに,         a :  初期ひずみ速度(s−1)
                                      H0 :  試験片の初期高さ(mm)
c) 重すい質量 重すい質量は,式(3)を満たすものとする。
                             4WstaAH0 10−3
                         m≧                 (3)
                                  3gH
                      ここに,         m :  重すい質量(kg)
                                     Wsta :  7.1 a)で求めた圧縮ひずみ50 %までのエネルギー吸収量
                                            (MJ/m3)
                                       A :  試験片の初期断面積(mm2)
      試験片を圧縮する過程で試験片からの抗力によって減速が著しくなるため,重すい質量を十分に大
    きくする必要がある。
d) アブソーバ 試験片が所定の高さまで圧縮変形した後,重すいが確実に停止するために必要なアブソ
    ーバの高さ寸法を決定する。
e) 動作確認 JIS B 7721の箇条6(試験機の力計測系の校正)によって,試験機の試験力及び変位デー
    タを取得する計測機器が正常に動作することを確認する。
f)  安全対策 ポーラス金属の材質によっては,圧縮変形中に崩壊し,試験片が飛散するおそれがあるた
    め,試験機の周囲に仕切りなどを設置し,立入禁止区域を設けるなどの安全対策を行う。

――――― [JIS H 7904 pdf 7] ―――――

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7.2 試験

  落すい式高速圧縮試験は,次による。
a) 試験片の寸法は,JIS B 7502又はJIS B 7507に規定する測定器によって測定する。
      測定値は,JIS Z 8401の規定によって,0.1 mmの桁に丸める。
b) 試験片は,その中心を加圧ジグ加圧面の中心に一致させて設置する。加圧面に潤滑剤を用いてもよい。
      試験片が振動によって移動するのを防止するため,試験片端面に接着剤を塗布して加圧ジグに固定
    してもよい。接着剤は,表面の開気孔部分に浸透しない程度に薄く塗布し,試験片接着面の開気孔部
    分の変形が拘束されないようにする。
c) 所定の位置にアブソーバを設置する。
d) 重すいを落下させ,試験力及び変位を記録する。記録は,10 kHz以上のサンプリング周波数で行う。

8 サーボ式高速圧縮試験

8.1 準備

  サーボ式高速圧縮試験の準備は,次による。
a) 破断ピン 破断ピンは,試験片個数と同数を準備する。
b) ストッパ ストッパは,試験片の圧縮変形量に適した高さをもつ寸法とする。
c) 助走区間 助走区間は,規定の試験速度で圧縮試験するために,試験速度に応じて決定する必要があ
    る。
      試験機に試験片を設置せずに加圧ジグを移動させて,加圧ジグの移動距離−時間曲線を得る。この
    曲線を用いて,試験速度に達するまでに必要な助走区間を決定する。
d) 動作確認 動作確認は,7.1 e)による。
e) 安全対策 安全対策は,7.1 f)による。

8.2 試験

  サーボ式高速圧縮試験は,次による。
a) 試験片の寸法は,7.2 a)による。
b) 試験片の設置は,7.2 b)による。
c) 試験機に破断ピンを設置する。
d) 加圧ジグの間に,ストッパを設置する。ストッパは,圧縮変形中の試験片がストッパに触れない位置
    に設置する。
e) 規定の試験速度に応じた助走区間を設ける。
f)  試験片に規定の試験速度で圧縮試験力を加え,試験力及び変位を記録する。記録は,10 kHz以上のサ
    ンプリング周波数で行う。

9 計算

9.1 圧縮ひずみ

  圧縮ひずみは,式(4)によって求める。
                             L
                        e=     100   (4)
                            H0
                      ここに,          e :  圧縮ひずみ(%)
                                                 駆動側加圧ジグの移動量(mm)

――――― [JIS H 7904 pdf 8] ―――――

                                                                                              7
                                                                                   H 7904 : 2012

9.2 圧縮応力

  圧縮応力は,式(5)によって求める。
                            F
                        σ=    (5)
                            A
                      ここに,         σ :           力(N/mm2)
                                       F :          力(N)

9.3 圧縮応力-圧縮ひずみ曲線

  圧縮応力−圧縮ひずみ曲線の作成は,次による。
a) 9.1及び9.2によって求めた圧縮ひずみ及び圧縮応力から,圧縮応力−圧縮ひずみ曲線(図4)を作成
    する。
b) 圧縮応力に周期的なノイズが含まれる場合[図4 a)]は,適切なフィルタ処理によって不要なノイズ
    を除去した圧縮応力−圧縮ひずみ曲線[図4 b)]を作成する。フィルタ処理の推奨例を,附属書Aに
    記載する。
           a) ノイズが含まれる曲線の例                 b) フィルタ処理して得られた曲線の例
        図4−ポーラスアルミニウムの圧縮応力−圧縮ひずみ曲線の計測例(試験速度 : 4 m/s)

9.4 プラトー応力

  プラトー応力は,2030 %圧縮ひずみでの圧縮応力から,式(6)によって求める。
                              1  30
                        σ=
                         pl       σde (6)
                             10  20
                      ここに,        σpl :   ‰  ラトー応力(N/mm2)

9.5 緻密化開始応力

  緻密化開始応力は,プラトー応力の1.3倍の値とする。

9.6 緻密化開始ひずみ

  緻密化開始ひずみは,圧縮ひずみ30 %以上の領域で,緻密化開始応力における圧縮ひずみとする。

9.7 エネルギー吸収量

  単位体積当たりのエネルギー吸収量は,式(7)によって求める。
                             1  0  e
                                  max
                        W=         σde (7)
                            100

――――― [JIS H 7904 pdf 9] ―――――

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                      ここに,        W :  単位体積当たりのエネルギー吸収量(MJ/m3)
                                     emax :  積分範囲の上限値(%)
  積分範囲の上限値は,50 %圧縮ひずみ又は緻密化開始ひずみとする。ただし,必要に応じて異なる上限
値としてもよい。

10 試験報告書

  試験報告書には,次の項目を記載する。ただし,d)   f)の項目は,必要に応じて報告する。
a) 試験片
  1) 材質
  2) 形状及び寸法
  3) 密度,気孔率,平均気孔径及びそれらの測定方法
  4) 気孔形状(オープンセル,クローズドセルなど)
  5) スキンの有無
b) 試験方法
  1) 試験場所の温度
  2) 使用した試験機
        例 : 落すい式衝撃試験機,油圧(電気)サーボ式圧縮試験機の別
  3) 試験速度及び初期ひずみ速度
  4) 試験回数,加圧面潤滑及び接着の有無
  5) 試験力及び変位を記録したサンプリング周波数
c) 試験結果
  1) プラトー応力
  2) エネルギー吸収量及び積分範囲の上限値
d) 圧縮試験力−変位曲線 落すい式高速圧縮試験の場合は,アブソーバ作動開始変位を明示する。
e) 圧縮応力−圧縮ひずみ曲線 フィルタ処理した場合は,使用したフィルタの情報を明示する。
f)  緻密化開始応力及び緻密化開始ひずみ

――――― [JIS H 7904 pdf 10] ―――――

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