JIS K 7079:1991 炭素繊維強化プラスチックの面内せん断試験方法 | ページ 2

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K 7079-1991
6.3   計算 計算は,次による。
6.3.1  面内せん断応力及び面内せん断強さ 面内せん断応力及び面内せん断強さは,式 (1) 及び式 (2)
によって算出する。
                              F
                         e         (1)
                             2bh
                             FB
                         eB        (2)
                             2bh
                      ここに,              面内せん断応力 (MPa) [{kgf/mm2}]
                                    攀       面内せん断強さ (MPa) [{kgf/mm2}]
                                   F :  引張る力(N) [{kgf}]
                                  FB :  破壊時の引張る力 (N) [{kgf}]
                                   b :  試験片の平行部の幅 (mm)
                                   h :  試験片の厚さ (mm)
    備考 アスペクト比(試験片の補強部を除いた部分の長さと試験片幅との比)が大きいとき(10以上),
          面内せん断強さは若干低くなる傾向がある。
6.3.2  面内せん断ひずみ及び面内せん断破壊ひずみ 面内せん断ひずみ及び面内せん断破壊ひずみは,式
(3) 及び式 (4) によって算出する。
                           柿      攀         攀         (3)
                           最        攀           攀            (4)
                      ここに,        柿   面内せん断ひずみ
                                     最     面内せん断破壊ひずみ
                                     攀     試験片中央部の縦ひずみ
                                     攀     試験片中央部の横ひずみ
                                    攀       破壊時の引張る力に対応する試験片中央部の縦ひずみ
                                    攀       破壊時の引張る力に対応する試験片中央部の横ひずみ
    備考 必要ならポアソン比(− 攀     攀     を求める。
6.3.3  面内せん断弾性率 面内せん断弾性率は,式 (5) によって算出する。
                        G         (5)
                      ここに,       G :  面内せん断弾性率 (MPa) [{kgf/mm2}]
                                                            線の直線部のこう(勾)配又は変形初期の接線こ
                                           う(勾)配
    備考                線は,試験中に連続的に記録された引張る力F,縦及び横ひずみ攀       攀        替   式
          及び式 (3) の計算式によって          侮地         くか,又は        攀     び          攀    線とし
          曲線を描く。
    参考 面内せん断弾性率を表す場合の単位としてGPaが一般的に用いられる。
7. B法による面内せん断試験
7.1   試験片
7.1.1  試験片の形状及び寸法 試験片の形状及び寸法は,図4に示すとおりで,原則として,板厚hは約
2mmとする。

――――― [JIS K 7079 pdf 6] ―――――

                                                                                              7
                                                                                    K 7079-1991
                          図4 面内せん断試験B法試験片の形状及び寸法
7.1.2  面内せん断試験B法試験片の製作 試験片の製作は,次による。
(1) 加工及びタブ接着 試験片は,JIS K 7072に規定する方法(圧縮成形,オートクレーブ成形など)に
    よって作製した所定の厚さのCFRP積層板から機械加工によって製作する。機械加工するとき,試験
    片の加熱防止及び工具寿命を考慮して,ダイヤモンド工具又は超硬工具を用いることが望ましい。
      補強部には試験片と同じ厚さの,アルミニウム合金製又はガラス繊維強化プラスチック (GFRP) 製
    のタブを,CFRPを構成する樹脂又は接着剤によって適切な圧力で試験片のタブ部の厚さが均一にな
    るように固着することが望ましい。
(2) 試験片のあな(孔)あけ加工 試験片のタブ部には,あなあけジグ(1)を用いて試験片の締付ボルトあ
    な6個,セットピンあな4個を適切な硬度をもつドリルであなあけを行う。
    注(1) あなあけジグは鋼製で,一例を図5に示す。

――――― [JIS K 7079 pdf 7] ―――――

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                          図5 面内せん断試験B法のあなあけジグの一例
                    備考 二点鎖線内は,試験片を示す。
7.1.3  試験片の数 試験片は,5個以上とする。直交異方性材料の場合は,直交異方性主軸の各方向につ
いてそれぞれ5個以上採取する。異常な結果を示した試験片又はつかみ具内部で破壊した場合は,この試
験片の値は捨て,この分の試験片を追加する。
7.2   操作
7.2.1  試験片の寸法測定 試験片の長さは,0.1mmまで最低2か所,厚さは0.01mmまで両端部2か所測
定する。
  また,試験片のタブ間の距離は,0.1mmまで最低3か所測定し,それぞれ平均値を求める。
7.2.2  ひずみゲージのはり付け 試験片中央部の表裏面に試験片の長軸方向に対し45°の角度で単軸ひ
ずみゲージの場合には各2枚をはり付ける。又は,二軸ひずみゲージを使用する場合には一枚を表裏面に
はり付けてもよい。
7.2.3  試験片のつかみ具及び試験機への装着 試験片のつかみ具及び試験機への装着は,次による。
(1) 試験片のつかみ具への装着は,4か所のピンを用いて正しく位置決めをする。
(2) 試験片は,6本のボルトを用いて均一に締め付ける。この場合,過大な締付けにならないように注意
    する。
(3) 試験片を装着した力の伝達装置は,負荷方向が試験機の中心線と一致するように試験機に取り付ける。
(4) 予備荷重を加え,除いた後,所定の締付力(2)で均一に締め付け直す。
    注(2) 締付力は,積層構成及び材料主軸方向にもよるが,締付トルクとして2030N・m [{200300kgf・
          cm}] 程度がよい。
    備考 一方向積層材で0°方向の試験片は,つかみ具及び試験機への装着が完了するまで試験片を損
          傷しないように当て板を用いるとよい。

――――― [JIS K 7079 pdf 8] ―――――

                                                                                              9
                                                                                    K 7079-1991
7.2.4  試験速度の設定及び試験機の始動 試験速度は,毎分12mmに設定し,試験機を始動する。
7.2.5  測定項目 試験の目的に応じ,次の測定を行う。
(1) 試験中の引張る力 両方向のひずみを一定のひずみ間隔で連続的に記録することが望ましい。
(2) 破壊時の引張る力 破壊時又は破壊直前の両方向のひずみを記録する。
7.3   計算
7.3.1  面内せん断応力及び面内せん断強さ B法の面内せん断応力及び面内せん断強さは,式 (6) 及び式
(7) によって算出する。
                         e  F

(pdf 一覧ページ番号 )

                            lh
                         eB  FB

(pdf 一覧ページ番号 )

                             lh
                      ここに,              面内せん断応力 (MPa) [{kgf/mm2}]
                                    攀       面内せん断強さ (MPa) [{kgf/mm2}]
                                   F :  引張る力 (N) [{kgf}]
                                  FB :  破壊時の引張る力 (N) [{kgf}]
                                   b :  試験片の平行部の幅 (mm)
                                   h :  試験片の厚さ (mm)
                                   l :  試験片の長さ (mm)
7.3.2  面内せん断ひずみ及び面内せん断破壊ひずみ B法の面内せん断ひずみ及び面内せん断破壊ひず
みは,式 (8) 及び式 (9) によって算出する。
                              1   2

(pdf 一覧ページ番号 )

                            1  1   2
                               1B   2B
                          B              (9)
                             1  1B   2B
                      ここに,           柿   面内せん断ひずみ
                                        最     面内せん断破壊ひずみ
                                      攀       攀     試験片中央部での伸びひずみ(図6参照)
                                    攀         攀      破壊時の引張る力に対応する試験片中央部での
                                           伸びひずみ
                                                  攀
  なお,等方性材料又は正方晶系型直交異方性材料では,    −  攀      攀      −  攀            柿    最  2
る。
                                図6 試験片中央部での伸びひずみ
7.3.3  面内せん断弾性率 面内せん断弾性率は,式 (10) によって算出する。

――――― [JIS K 7079 pdf 9] ―――――

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                        G         (10)
                      ここに,      G :  面内せん断弾性率 (MPa) [{kgf/mm2}]
                                                           線の直線部のこう(勾)配又は変形初期の接線こ
                                         う(勾)配
    備考                                                                        攀
                        線は,試験中に連続的に記録された引張る力F,縦及び横ひずみ       攀          式 (6) 及
          び式 (8) によって      び   侮地         くか,又は         攀    び          攀     線として2本の曲
          く。
    参考 面内せん断弾性率を表す場合の単位としてGPaが一般的に用いられる。
8. 試験結果の表し方 試験結果は個々に算出し,5個以上の試験片の結果を平均してJIS Z 8401によっ
て有効数字3けたに丸める。標準偏差及び変動係数は,式 (11) 及び式 (12) によって算出し,JIS Z 8401
によって有効数字2けたに丸める。
                                    2
                               x  x
                         s             (11)
                               n  1
                        CV      100  (12)
                      ここに,     s :  標準偏差
                                 CV :  変動係数 (%)
                                   x :  個々の測定値
                                  x :  測定値の平均値
                                   n :  測定値の数
9. 報告 試験報告には,必要に応じて,次の事項を記録する。
(1) 試験した材料の種類,等級及び製造業者名
(2) 試験片の構成,炭素繊維の体積又は質量含有率
(3) 試験片の採取方法
(4) 試験片の作製方法
(5) 試験片の形状及び寸法
(6) 試験片の状態調節の温度,湿度及び時間
(7) 試験室の温度及び湿度
(8) 試験した試験片の数
(9) 試験機の名称
(10) 試験速度
(11) 試験結果(A法及びB法の区別,面内せん断強さ,面内せん断破壊ひずみ及び面内せん断弾性率の値
    並びにそれらの平均値,標準偏差及び変動係数,面内せん断応力−面内せん断ひずみ曲線,試験片の
    破壊様相など)
(12) 試験年月日
(13) その他特記すべき事項
関連規格 JIS K 7073 炭素繊維強化プラスチックの引張試験方法
          JIS K 7113 プラスチックの引張試験方法

――――― [JIS K 7079 pdf 10] ―――――

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