JIS K 7171:2016 プラスチック―曲げ特性の求め方 | ページ 2

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K 7171 : 2016 (ISO 178 : 2010,Amd.1 : 2013)
    注記2 支点間距離Lに16 hを用いるとき,規定たわみは,曲げひずみ(3.8参照)3.5 %に相当する。
       曲線a 降伏前に破壊する試験片
       曲線b 最大値をもつが,規定たわみsC以前に破壊する試験片
       曲線c 規定たわみsC以前に最大値もなく,破壊もしない試験片
                     図1−代表的な曲げ応力σf−曲げひずみεf及びたわみs曲線
3.8
曲げひずみ,εf(flexural strain)
  試験片の支点間中央における外周表面上の微小要素の長さの呼び変化率。
    注記1 無次元数又は%で表す。
    注記2 9.2の式(6)及び式(7)によって求められる。
3.9
曲げ破壊ひずみ,εfB(flexural strain at break)
  試験片が破壊するときの曲げひずみ(図1の曲線a及びb参照)。
    注記 無次元数又は%で表す。
3.10
曲げ強さ曲げひずみ,εfM(flexural strain at flexural strength)
  最大曲げ応力に対応する曲げひずみ(図1の曲線a及びb参照)。
    注記 無次元数又は%で表す。
3.11
曲げ弾性率,Ef(modulus of elasticity in flexure; flexural modulus)
  規定された2点のひずみεf1=0.000 5及びεf2=0.002 5に対応する応力をそれぞれσf1及びσf2とするとき,
応力の差(σf2−σf1)をひずみの差(εf2−εf1)で除した値[9.3の式(9)参照]。
    注記1 単位は,MPaで表す。
    注記2 曲げ弾性率は,ヤング率の近似値にすぎない。

――――― [JIS K 7171 pdf 6] ―――――

                                                                                              5
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3.12
硬質プラスチック(rigid plastic)
  曲げ弾性率(それが適用できない場合には,引張弾性率)が,700 MPaを超えるプラスチック(JIS K
6900[1]参照)。
    注記 曲げ弾性率(それが適用できない場合には,引張弾性率)が,70700 MPaの間にあるプラス
          チックを半硬質プラスチックとして区別している。
3.13
支点間距離,L(span between specimen supports)
  試験片と支持台とが,接する二点間距離。
    注記 単位は,mmで表す。
3.14
曲げひずみ速度,r(flexural strain rate)
  試験の間に曲げひずみ(3.8参照)が,増加する割合。
    注記 単位は,min−1又は%/minで表す。

4 原理

  断面が長方形の試験片を二つの支持台に載せ,中央部分に圧子で力を加え,たわませる。この方法によ
って,試験片の最大ひずみが5 %(3.8参照)に達するか,外表面が破壊するかのいずれかが起こるまで,
支点間中央部を一定速度でたわませる。試験中,試験片に加えた力及びたわみを測定する。

5 装置

5.1 一般

  試験機は,JIS B 7721及びJIS B 7741に規定するもので,かつ,5.25.4に適合するものとする。

5.2 試験速度

  試験機は,表1に示す試験速度(3.1参照)が維持できるものとする。
                                     表1−推奨試験速度,ν
                          試験速度,ν                       許容範囲
                            mm/min                              %
                               1a)                             ±20
                               2                               ±20
                               5                               ±20
                              10                               ±20
                              20                               ±10
                              50                               ±10
                             100                               ±10
                             200                               ±10
                              500                              ±10
               注a) 最低速度1 mm/minは,厚さ13.5 mmの試験片に使用する(8.5参照)。

5.3 支持台及び圧子

  支持台及び中央の圧子は,図2のように置く。支持台及び圧子の幅は,試験片の幅より大きく,±0.2 mm

――――― [JIS K 7171 pdf 7] ―――――

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以内の平行度とする。圧子の半径R1及び支持台の半径R2は,次による。
                        R1=5.0±0.2 mm
                        R2=2.0±0.2 mm   試験片厚さが3 mm以下のとき
                        R2=5.0±0.2 mm    試験片厚さが3 mmを超えるとき
  支点間距離Lは,調節可能なものとする。
                   R1 圧子の先端半径            h   試験片の厚さ
                   R2 支持台コーナーの半径      l   試験片の長さ
                                                L   支点間距離
                                 図2−試験開始時の試験片の位置

5.4 力及びたわみ測定装置

5.4.1  力測定装置
  力測定装置は,JIS B 7721の1級とする。
5.4.2  たわみ測定装置
  たわみ測定装置は,JIS B 7741の1級とし,測定される全ての範囲のたわみに有効でなければならない。
非接触たわみ測定装置は,規定の精確さを満足すれば,使用してもよい。試験機コンプライアンスの影響
を受けない測定装置を使用する。
  曲げ弾性率を求めるときに,たわみ測定装置は,関連する値の1 %又はそれよりも良い精確さでたわみ
変化を測定する必要がある。これは,支点間距離L=64 mmで,試験片厚さh=4.0 mmの場合には,±3.4
μmに相当する(図3参照)。他の支点間距離及び試験片厚さの場合は,たわみ測定装置の要求精確さは変
わる。
  規定の精確さのたわみを測定できるのであれば,どのような測定装置を用いてもよい。
    注記1 クロスヘッド変位は,試験片のたわみだけでなく,圧子及び支持台の試験片への食い込み,
            並びに試験機コンプライアンス(試験機自体の変形)も含む。試験機自体の変形は,試験力
            に依存するだけでなく,試験機にも依存する。このように,異なる型式の試験システムで得
            られた測定結果の比較は,難しい。

――――― [JIS K 7171 pdf 8] ―――――

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  一般的に,コンプライアンス補正をしない限りは,クロスヘッド変位測定は,弾性率を求めるためには
適さない。
    注記2 コンプライアンス補正は,附属書JAに示す。
                   σ 曲げ応力
                   ε 曲げひずみ
                   s  試験片厚さ4 mmで支点間距離64 mmの場合に対応するたわみ
                         図3−曲げ弾性率を求めるために要求される精確さ

5.5 試験片の幅及び厚さ測定装置

5.5.1  硬質材料(硬質及び半硬質プラスチック)
  試験片の寸法測定は,±0.01 mmの精確さをもつマイクロメータを使用する。
  測定範囲内の中央部で厚さを求めることができ,かつ,高さの半分の位置で幅を求めることのできる測
定子を使用する(図5参照)。
  マイクロメータの測定子の接触面の形状は,球形,円柱,直方体,ナイフエッジなど異なってもよいが,
接触面が平たん(坦)な測定子が望ましい。接触面が球形の測定子の場合は,半径50 mm以上とする。ま
た,接触面が円柱の測定子の直径は,1.56.4 mmとし,接触面が直方体の測定子の長辺は,46.4 mmと
する。
  なお,幅の測定及び厚さの測定は,同じ機器及び手順で行うことが望ましい。
5.5.2  軟質材料
  試験片の寸法測定は,ISO 23529による。

6 試験片

6.1 形状及び寸法

6.1.1  原則
  試験片の寸法は,該当材料規格によるか,又は6.1.2若しくは6.1.3による。ただし,試験片の種類は,
受渡当事者間の協定による。

――――― [JIS K 7171 pdf 9] ―――――

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K 7171 : 2016 (ISO 178 : 2010,Amd.1 : 2013)
6.1.2  推奨試験片
  推奨試験片の寸法(mm)は,次による。
       長さ,l :  80±2
        幅,b :  10.0±0.2
      厚さ,h :  4.0±0.2
  どの試験片においても,長さ方向の中央部分の厚さは,平均からの偏差が2 %を超えてはならない。ま
た,同様の箇所の幅は,平均からの偏差が3 %を超えてはならない。試験片の断面は,長方形で,縁は丸
くないことが望ましい(6.4参照)。
  推奨試験片は,JIS K 7139に規定する多目的試験片の中央部から切り出してもよい。
6.1.3  その他の試験片
  推奨試験片が使用できない場合又は望ましくない場合は,表2に示す寸法の試験片を使用する。
    注記 規定の厚さより厚い板から試験片を加工する場合は,片面だけを機械加工によって規定の厚さ
          まで薄くし,機械加工した面を圧子側とし,機械加工していない面を支持台側にして置くとよ
          い。
                             表2−試験片の厚さhに対応する幅bの値
                                                                   単位 mm
                            公称厚さ h                     幅 b a)
                                                          (±0.5)
                             1                             3                             5                             10                             20                            35                   注a) 非常に粗い充材入り材料の場合,最小の幅は30 mmとする。

6.2 異方性材料

6.2.1  曲げ特性が方向によって異なる材料の場合,分かるようであれば,最終用途で受ける曲げ応力と同
じ方向に負荷がかかるように,試験片を選択する。製品の使用状況と試験片の形状とを考慮して,推奨試
験片を採用するか否かを判断する。
    注記 試験片の採取位置,又は配向方向及び寸法は,試験結果に非常に大きな影響を及ぼすことがあ
          る。
6.2.2  製品の長さ方向と幅方向とで,曲げ特性に著しい差(>20 %)を示す材料では,2方向で試験をし
なければならない。試験片の切り出し方向と製品の長さ方向と幅方向との関係を記録しておく(図4参照)。

――――― [JIS K 7171 pdf 10] ―――――

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