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b) 大形試験装置 大形試験装置を用いたときの試験片及び試験条件は,表8による。
表 8 大形試験装置を用いたときの試験片及び試験条件
変形方法 備考
引張方法 圧縮方法 せん断方法
試験方法 大形試験装置による試験の場合
には,圧縮方法又は引張方法より
も,応力とひずみとの関係に直線
性があり,ヒステリシス曲線が完
全だ円に近くなるせん断方法が
望ましい。
この場合,通常曲げの影響を避け
るため2個の試験片を組み合わせ
て用いる。
この代替えでねじりせん断方法
を用いてもよい。
試験片の形状 金具付円柱状 金具付円柱状 金具付円柱状 試験片の厚さ及び直径又は幅は,
及び寸法 ±1 %以内で測定できなければ
ならない。
試験片の形状及び寸法は,試験装
置の形式及び容量によって,左記
条件を満足するように選択する。
h : d≒1 : 1.5 h : d≒1 : 1.5
h : d=1 : 4以上 金具付試験片は,適切な接着剤を
h≦12 mm 使用してゴムと金具とを接着し
円柱状
なければならない。
単位 mm
金具付角柱状 圧縮方法の円柱状試験片は,JIS
K 6254に規定する大形試験片を
用いる。
ねじりせん断方法の円すいせん
断試験片は,直径が約35 mmで,
円すいの角度が5°未満,円すい
とプレートとの角度が3°未満の
h : b=1 : 4以上 ものを用いる。
h≦12 mm
試 検出器の最大許容差は,±1 %以
験 平均ひずみ 内が望ましい。
520 10 0
条 % 試験片に加える平均ひずみ及び
件 ひずみ振幅は,左記条件に合うよ
う求められた平均たわみ及びた
ひずみ振幅 ±1,±3,±6, わみ振幅を用いる。
±0.2±10 ±2,±5
% ±10,±15 なお,ひずみを走査するひずみ特
性を測定してもよい。
周波数 1,5,10,15,30,50,100,150,200 周波数の最大許容差は,±2 %以
Hz 周波数を走査する周波数特性を測定してもよい。 内が望ましい。
試験温度 検出器の最大許容差は,±1 ℃以
JIS K 6250の11.2(試験温度及び試験湿度)から選択する。
℃ 内が望ましい。
結果の評価に 試験結果は,弾性係数及び損失正
必要な項目 ,K
接の代わりに,|K*|,K ,Lf
|M*|,M ,M ,tan
などのばね定数及び損失係数を
求めてもよい。
――――― [JIS K 6394 pdf 21] ―――――
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7.1.7 自由振動方法を用いたときの試験片及び試験条件 自由振動方法を用いたときの試験片及び試験
条件は,次による。
a) 試験片の形状及び寸法 試験片の形状及び寸法は,厚さが13 mm,幅が412 mm(厚さとの最大
比が10以下)で,つかみ具間隔が幅の10倍以上(最大が120 mm)となるような長さの短冊状試験
片を用いる。試験片の厚さ,幅及びつかみ具間隔は,±1 %の精度で測定しなければならない。
b) 試験条件 試験条件は,ひずみ振幅が最大0.5 %,周波数が0.110 Hzで,試験温度はJIS K 6250の
11.2(試験温度及び試験湿度)から選択する。
7.2 操作方法
強制振動非共振方法を用いたときの操作方法は,次による。
a) 試験片をつかみ具又は固定具に取り付ける。正弦波振動は,試験片を正しく取り付けたときだけに得
られるため,試験片の取付けは特に重要である。試験片にたわみ,ゆがみなどが生じないように注意
しなければならない。また,試験片を正しく取り付けるために,トルクレンチ,トルクドライバなど
を用いて正常な状態に取り付けなければならない。
b) 試験を行うに当たって,温度特性を測定するときは,低温から高温の順で,周波数特性を測定すると
きは,低周波数から高周波数の順で,ひずみ特性を測定するときは,小ひずみから大ひずみの順で測
定しなければならない。
c) 試験室の標準温度以外の温度で試験を行う場合には,恒温槽を試験温度に設定し,試験片が試験温度
に達するまで十分な時間放置する。
d) 試験片に平均ひずみ又は平均たわみを与え,その後,ひずみ振幅又はたわみ振幅及び試験周波数で振
動を与える。
なお,振幅を安定させるために,最低6回の予備加振を与える(3)。
注(3) 試験片の内部発熱を防ぐために,加振後1分以内に試験を開始することが望ましい。
なお,低振幅及び低周波数での試験の場合,周期が維持される時間は制限する必要はない。
e) 振幅が安定した状態で(4),応力(荷重)及びひずみ(たわみ)の時間波形,又は応力(荷重)−ひず
み(たわみ)のヒステリシス曲線,最大応力(荷重)振幅,最大ひずみ(たわみ)振幅,損失角など
を記録又は採取し,データ解析装置又は作図された記録から試験結果を計算する。
注(4) 大振幅及び高周波数で試験をする場合には,特に試験片が発熱するので,試験時間を短くす
る必要がある。特に転移点付近では,注意が必要となる。試験片の温度上昇は,式(17)で示
した1周期当たりの単位容積当たりのエネルギー損失を用いることによって予測できる。
2
sin M * 0 (17)
したがって,試験片の熱損失がない場合には,式(18)によって温度上昇を求めることがで
きる。
2f
sin M * 0 (18)
c
ここに, c : 単位容積当たりの熱容量(MJ/m3 ℃)
(通常は,代表的に1.7 MJ/m3 ℃を用いる。)
試験中,温度上昇に影響を与える時間依存性の変化が起こる場合には,その結果から外挿
し,試験温度に相当する動的性質を求めることができる。また,製品試験の場合には,平衡
温度に達するまで試験を継続することがよい場合がある。
――――― [JIS K 6394 pdf 22] ―――――
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8. 試験結果のまとめ方
8.1 強制振動非共振方法
強制振動非共振方法を用いた場合の動的性質は,一般的に絶対ばね定数,貯
蔵ばね定数,損失ばね定数又はこれらに対応する弾性係数,及び損失係数又は損失正接が必要である。こ
れらは,周波数,振幅又は温度の関数として,表又は図で表すと便利である。
なお,動的性質の結果の求め方の一例は,図6に示したヒステリシス曲線から導くことができる。しか
し,充てん剤を配合したゴム及び大振幅で試験をしたときは,この曲線に非線形挙動が見られ,ヒステリ
シス曲線がだ円とはならず,結果の計算が複雑になる。
図6は,せん断試験片を用いた動的性質試験で得られた荷重−たわみ曲線を示す。静的たわみが付加さ
れているときは,荷重軸とたわみ軸とが交差する点は,ゼロとはならない。したがって,ここに示した荷
重−たわみ曲線は,動的成分だけである。
なお,ゴムでは挙動に線形性があるときに,図6に示したとおりヒステリシス曲線はだ円形となる。
この場合,絶対せん断弾性係数は,式(19)によって求める。
0 h F0
G* (19)
0 2A x0
ここに, F0 : 最大荷重振幅(N)
x0 : 最大たわみ振幅(m)
A : 試験片の断面積(m2)
h : 試験片の厚さ(m)
Fは,定義した長方形の対角線となり,直線0Aの傾きとして表される。
0
したがって,
x0
なお,貯蔵せん断弾性係数及び損失せん断弾性係数は,それぞれ,式(20)及び(21)によって求め,更に損
失正接は,式(22)によって求める。
h F1
G G* cos (20)
2A x0
h F2
G G* sin (21)
2A x0
G
tan (22)
G
また,損失角は,ヒステリシス曲線で囲まれた面積を用いて,式(23)から求めることもできる。この方
法は,平均損失角 ‰ 霰 柿 線形性がなくだ円形とならないときに近似できる。
だ円の面積 (23)
sin
F0 x0
――――― [JIS K 6394 pdf 23] ―――――
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図 6 荷重−たわみのヒステリシス曲線
なお,この求め方は,変形方法にせん断方法を用いた場合である。したがって,試験片2個を一組とし
て試験を行うため2で除した式となっている。他の変形方法を用いる場合の動的性質は,せん断方法で用
h A
いた試験片の形状項 を,それぞれ,次に示した形状項に置き換えて求める。
2
l
引張方法の場合 :
bh
l3
曲げ方法の場合 :
16 b h3
圧縮方法の場合 : Ah
ここに, A : 試験片の断面積(m2)
b : 試験片の幅(m)
h : 試験片の厚さ(m)
l : 試験片の有効長さ(つかみ具間距離)(m)
参考 具体的な計算方法の例は,附属書1参照。
8.2 自由振動方法
自由振動方法を用いた場合の動的性質の計算は,4.5.2及び8.3によって求める。
8.3 応力及びひずみと形状要素との関係
動的性質試験における,応力及びひずみと形状要素との関係
は,それぞれ次による。
――――― [JIS K 6394 pdf 24] ―――――
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a) 引張方法及び圧縮方法の場合 引張方法及び圧縮方法の場合の応力とひずみとの関係は,式(24)によ
る。
2
(pdf 一覧ページ番号 )
3
ここに, 応力(Pa)
E : たて弾性係数(Pa)
伸長比
ただし,試験片と試験片固定具との接する面に接着剤を用いたとき及び金具付きの試験片を用いた
ときの圧縮方法の場合には,式(25)によって求める。
2
Ec E1 2 kS (25)
ここに, Ec : 弾性係数(圧縮法)(Pa)
k : ゴムの硬さで決まる係数
S : 圧縮における形状係数
b) せん断方法の場合 せん断方法の場合の応力とひずみとの関係は,式(26)による。
(pdf 一覧ページ番号 )
せん断試験の場合は,式(26)のとおり応力とひずみとに比例関係があるため,形状要素を考慮する
必要はない。
c) ねじり方法の場合 ISO 4663に従ったねじり方法の場合には,短冊状試験片を用い,応力とひずみと
の関係は,式(27)になる。
kl b h3 Ga
Q (27)
l
ここに, Q : トルク(N・m)
kl : ねじりにおける形状係数
a : ねじれ角(rad)
b : 試験片の幅(m)
h : 試験片の厚さ(m)
G : せん断弾性係数(Pa)
l : 試験片の有効長さ(つかみ具間距離)(m)
9. 記録
試験成績には,次の事項を記録する。
a) 適用規格番号
b) 試験片の詳細
1) 試料及び試験片の素性の記述
2) 採取・作製方法を含んだ試験片の詳細
3) 試験片の形状及び寸法
c) 試験条件
1) 形式,駆動,測定システムなどを含んだ試験装置の詳細
2) 機械的状態調節方法及び熱的状態調節方法の手順
3) 試験片の数
――――― [JIS K 6394 pdf 25] ―――――
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JIS K 6394:2007の引用国際規格 ISO 一覧
- ISO 4664-1:2005(MOD)
JIS K 6394:2007の国際規格 ICS 分類一覧
- 83 : ゴム及びプラスチック工業 > 83.060 : ゴム
JIS K 6394:2007の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISB7507:2016
- ノギス
- JISK6200:2019
- ゴム―用語
- JISK6250:2019
- ゴム―物理試験方法通則
- JISK6254:2016
- 加硫ゴム及び熱可塑性ゴム―応力―ひずみ特性の求め方
- JISK6272:2003
- ゴム―引張,曲げ及び圧縮試験機(定速)―仕様