JIS K 7096:2017 炭素繊維強化プラスチック―積層板の板厚方向引張特性試験方法―曲げ試験による求め方

                                                                                   K 7096 : 2017

pdf 目 次

ページ

•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 用語及び定義・・・・[1]
•  4 原理・・・・[3]
•  5 試験片の状態調節並びに試験温度及び湿度・・・・[3]
•  5.1 試験片の状態調節・・・・[3]
•  5.2 試験温度及び湿度・・・・[3]
•  6 試験装置及び器具・・・・[3]
•  7 曲げ試験片・・・・[4]
•  7.1 形状及び寸法・・・・[4]
•  7.2 試験片の作製・・・・[5]
•  7.3 試験片の検査・・・・[5]
•  7.4 試験片の数・・・・[5]
•  8 操作・・・・[5]
•  9 計算・・・・[6]
•  9.1 板厚方向引張応力・・・・[6]
•  9.2 板厚方向引張強さ・・・・[6]
•  9.3 板厚方向引張強さデータの形状母数(ワイブル係数)・・・・[6]
•  9.4 曲げ試験片の有効体積・・・・[6]
•  9.5 板厚方向引張ひずみ・・・・[7]
•  9.6 板厚方向引張破断ひずみ・・・・[7]
•  9.7 板厚方向引張弾性率・・・・[7]
•  9.8 結果の表し方・・・・[7]
•  10 試験報告書・・・・[8]

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――――― [JIS K 7096 pdf 1] ―――――

K 7096 : 2017

まえがき

  この規格は,工業標準化法に基づき,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本
工業規格である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

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――――― [JIS K 7096 pdf 2] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                              K 7096 : 2017

炭素繊維強化プラスチック−積層板の板厚方向引張特性試験方法−曲げ試験による求め方

Test method for through-thickness tensile properties of carbon fibre reinforced plastics-Flexure method

1 適用範囲

  この規格は,連続した繊維を配向して強化した炭素繊維強化プラスチック積層板の板厚方向引張強さ,
板厚方向引張破断ひずみ及び板厚方向引張弾性率を求めるための曲げ試験方法について規定する。この規
格は,一方向強化層で構成される積層板(一方向積層材)の板厚方向(面外方向)の引張特性を対象とす
る。さらに,板厚方向引張強さは,試験片の有効体積に依存するため,曲げ試験片の有効体積を求める方
法について規定する。
    警告 この規格に基づいて試験を行う者は,通常の実験室での作業に精通していることを前提とする。
          この規格は,その使用に関連して起こる全ての安全上の問題を取り扱うことを意図するもので
          はない。この規格の利用者は,各自の責任において安全及び健康に対する適切な措置をとらな
          ければならない。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS K 6900 プラスチック−用語
    JIS K 7016-1 繊維強化プラスチック−試験板の作り方−第1部 : 総則
    JIS K 7016-4 繊維強化プラスチック−試験板の作り方−第4部 : プリプレグの成形
    JIS K 7100 プラスチック−状態調節及び試験のための標準雰囲気
    JIS K 7144 プラスチック−機械加工による試験片の調製
    JIS R 1625 ファインセラミックスの強さデータのワイブル統計解析法

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS K 6900によるほか,次による。
3.1
試験板
  試験片を採取するための連続繊維を用いた炭素繊維強化プラスチック(図1参照)。
  なお,この規格では試験片の長手方向が試験板の板厚方向となる。試験片も含め図1に示す。一方向積
層材の,面内の繊維方向を“1”,面内で繊維に直角な方向を“2”,試験板の板厚方向を“3”とする。

――――― [JIS K 7096 pdf 3] ―――――

2
K 7096 : 2017
   1  : 面内の繊維方向(試験片幅方向)            b    : 曲げ試験片幅
   2  : 面内で繊維に直角な方向(試験片厚さ方向)  t    : 曲げ試験片厚さ
   3  : 板厚方向(試験片長手方向)                l    : 曲げ試験片長さ(試験板の板厚)
                                図1−試験板と試験片との位置関係
3.2
曲げ試験片厚さ,t
  試験板を加工した曲げ試験片の初期の厚さ(図1参照)。
3.3
曲げ試験片幅,b
  試験板を加工した曲げ試験片の初期の板幅(図1参照)。
3.4
曲げ試験片長さ,l
  試験板を加工した曲げ試験片の初期の長さ(図1参照)。曲げ試験片長さlの方向は試験板の板厚方向。
3.5
支点間距離,L
  曲げ試験ジグの支点間の距離(図2参照)。曲げ試験片厚さの25倍以上とする。
3.6
力,P
  任意の時点において,圧子によって試験片に加える力(図2参照)。
3.7
板厚方向引張応力,σ
  曲げ試験片中央の外表面における公称応力(MPa)。この値は,9.1に示す式(2)によって算出する。
3.8
たわみ,D
  曲げ試験時に,試験片の支点間の中央において,試験片の上面又は下面の変形前の位置からの移動距離
(mm)。
3.9
板厚方向引張ひずみ,ε
  曲げ試験片の支点間中央における外表面上の微小要素の長さの変化率。
3.10
板厚方向引張破断ひずみ,εf

――――― [JIS K 7096 pdf 4] ―――――

                                                                                              3
                                                                                   K 7096 : 2017
  最大の力又は破断時の力に対応した曲げ試験による板厚方向引張ひずみ。
3.11
板厚方向引張強さ,σf
  最大の力又は破断時の力に対応した曲げ試験による板厚方向引張応力。
3.12
板厚方向引張弾性率,E
  曲げ応力−ひずみ曲線の弾性限度内における直線部の勾配。この値は,9.7に示す式(7)によって算出す
る。
3.13
板厚方向引張強さデータの形状母数(ワイブル係数),m
  ワイブル分布における確率密度関数の形状を決めるパラメータ。
3.14
曲げ試験片の有効体積,Veff
  曲げ試験片の有効体積は,応力分布が存在する試験片の応力を受けている体積を破壊確率が同等な一様
応力に変換した場合の体積。曲げ試験片の有効体積は,強さの体積依存性を示す指標である。曲げ試験片
の応力分布は,はり(梁)理論に基づき,有効体積は,試験片幅,試験片厚さ,支点間距離及びワイブル
係数を用いて算出する。この値は,9.4に示す式(4)によって算出する。

4 原理

  両端を支持台で支持した試験片の中央に一定速度で力を加え,試験片が破壊するまでたわませる。その
間の,試験片に加える力を測定する。試験板の板厚方向が曲げ試験片の長手方向に一致するように切り出
した曲げ試験片に発生する引張応力とひずみとを測定することによって,板厚方向引張特性が評価される。
この引張強さは寸法効果に依存するため,強さと有効体積とを算出することによって,寸法効果を定量的
に評価する。

5 試験片の状態調節並びに試験温度及び湿度

5.1 試験片の状態調節

  試験片は,通常試験前にJIS K 7100の標準温度2級及び相対湿度2級[23±2 ℃及び相対湿度(50±10) %]
において,48時間以上状態調節する。

5.2 試験温度及び湿度

  試験は,通常5.1に規定する温度及び湿度の室内で行う。

6 試験装置及び器具

  試験装置及び器具は,次による。
6.1   試験機 試験機は,試験中にクロスヘッドの移動速度を一定に保つことができるものとする。
6.2   力及びたわみに関する表示装置 力の指示誤差は,0.1 N以内とする。また,たわみの指示誤差は,
0.001 mm以内とする。
6.3   負荷ジグ 負荷ジグの基本構造は,曲げ試験片に圧子と二つの支点との3点曲げによって力を加え
ることができるものとする。圧子半径は5 mm±0.1 mm,支点半径は2 mm±0.2 mmとする。
6.4   変位計 必要に応じて変位計を用いる。変位計は,試験片に発生するたわみ量を連続的に指示する

――――― [JIS K 7096 pdf 5] ―――――

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