JIS Z 2257:2021 十字形試験片を用いる金属板材の二軸引張試験方法

                                                                                   Z 2257 : 2021

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 用語及び定義・・・・[1]
•  4 原理・・・・[2]
•  5 試験片・・・・[2]
•  5.1 形状及び寸法・・・・[2]
•  5.2 試験片の準備・・・・[3]
•  6 試験機及び試験方法・・・・[4]
•  6.1 試験機・・・・[4]
•  6.2 引張力及びひずみの測定方法・・・・[4]
•  6.3 試験片の装着・・・・[6]
•  6.4 試験方法・・・・[6]
•  7 応力-ひずみ曲線の算出方法・・・・[6]
•  7.1 一般・・・・[6]
•  7.2 応力測定部の初期断面積の算出・・・・[6]
•  7.3 真応力の算出・・・・[7]
•  7.4 真ひずみの算出・・・・[7]
•  7.5 塑性ひずみの算出・・・・[8]
•  8 試験報告書・・・・[9]
•  8.1 記載項目・・・・[9]
•  8.2 付記項目・・・・[10]
•  附属書A(参考)降伏曲面の測定方法・・・・[11]
•  附属書B(参考)十字形試験片の応力測定部に付与可能な最大相当塑性ひずみに影響する因子・・・・[15]
•  附属書C(参考)二軸引張試験機・・・・[17]
•  附属書JA(参考)JISと対応国際規格との対比表・・・・[21]

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――――― [JIS Z 2257 pdf 1] ―――――

           Z 2257 : 2021

まえがき

  この規格は,産業標準化法第12条第1項の規定に基づき,一般財団法人大阪科学技術センター(OSTEC)
及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,産業標準原案を添えて日本産業規格を制定すべきとの申出
があり,日本産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産業規格である。
  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産業標準調査会は,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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                                      日本産業規格                            JIS
                                                                              Z 2257 : 2021

十字形試験片を用いる金属板材の二軸引張試験方法

Biaxial tensile testing method for sheet metals using a cruciform test piece

序文

  この規格は,2014年に第1版として発行されたISO 16842を基とし,技術的内容を変更して作成した日
本産業規格である。
  なお,この規格で点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格を変更している事項である。変更の一
覧表にその説明を付けて,附属書JAに示す。

1 適用範囲

  この規格は,1枚の金属板材から切り出した,板厚が均一な十字形試験片(以下,試験片という。)に,
その直交する2本の中心線と平行に直交2方向の引張力を負荷し,金属板材の二軸応力下での真応力−塑
性ひずみ曲線を測定する方法について規定する。
    注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
          ISO 16842:2014,Metallic materials−Sheet and strip−Biaxial tensile testing method using a cruciform
              test piece(MOD)
            なお,対応の程度を表す記号“MOD”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“修正している”
          ことを示す。

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 G 0202 鉄鋼用語(試験)
    JIS Z 2241 金属材料引張試験方法
    JIS Z 8401 数値の丸め方

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 G 0202及びJIS Z 2241によるほか,次による。
3.1
十字形試験片(cruciform test piece)
  二軸引張試験に用いる,1枚の金属板から十字形に切り出した試験片(図1参照)。
3.2
応力測定部(gauge area)
  試験片の4本の腕に囲まれた,十字形試験片の中央に位置する正方形領域(図1参照)。

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Z 2257 : 2021
3.3
腕(arm)
  試験片において,応力測定部以外の部分の総称(図1参照)。つかみ部(腕の端)に負荷された引張力を,
応力測定部に伝達する役割を担う。
3.4
二軸引張試験機(biaxial tensile testing machine)
  試験片に,その直交する2本の腕に平行な直交2方向の引張力を負荷する試験機。
3.5
降伏曲面(yield surface)
  応力空間において,応力状態を弾性範囲から塑性範囲に変化させるときに,材料が塑性変形を開始する
応力点の集合(附属書A参照)。
3.6
降伏関数(yield function)
  材料に応力が作用して塑性変形状態にあるとき,応力成分が満足しなければならない条件式(降伏条件
式)を記載するときに用いる関数(附属書A参照)。
3.7
等塑性仕事面(contour of plastic work)
  様々な線形応力経路下で材料を塑性変形させ,各経路において消費された単位体積当たりの塑性仕事が
同じになった瞬間の応力を応力座標系にプロットし,それらを滑らかに近似した図形。単位体積当たりの
塑性仕事を十分に小さくとった場合,等塑性仕事面を降伏曲面とみなす(附属書A参照)。

4 原理

  十字形の試験片に,その直交する2本の腕と平行に直交2方向の引張力を負荷し,引張力及び応力測定
部に発生するひずみを同時に,かつ,連続的に測定する。これによって,二軸引張応力下における金属板
材の降伏応力及び応力−ひずみ曲線を測定する。測定した真応力−塑性ひずみ曲線は,等塑性仕事面の算
出に用いる(附属書A参照)。
  試験可能なひずみ範囲は,応力比,腕部のスリット幅,試験材料の加工硬化指数(n値)及び試験材料
の異方性に依存する(附属書B参照)。

5 試験片

5.1 形状及び寸法

  試験片の形状は,図1による。試験片の寸法は,次による。
a) 試験片の板厚aは,0.1 mm以上とする。試験片は,金属板材のままとし,板厚方向の加工は施さない。
b) 腕幅Bは,30 mm以上が望ましい。腕幅Bは,板厚aの12.5倍以上とし,全ての腕において許容差
    は,±0.1 mmとする。
c) スリットの加工は,次による。
  1) 各腕に7本のスリットを加工する。
  2) スリットの位置は,試験片の直交する二つの中心線(以下,x軸及びy軸という。)上,及びその両
      側にB/8の等間隔で加工する。
  3) スリット長さLは,B≦L≦2Bとし,±0.1 mmの許容差で全て同じ長さとする。

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  4) 試験片の中心線からスリット端部までの距離BSx/2及びBSy/2は,B/2とし,その許容差は,±0.1 mm
      とする。
  5) スリット幅wSは,可能な限り細くする(図B.2参照)。目安として,おおよそ0.3 mm以下が望まし
      い。
d) つかみ部長さCは,B/2≦C≦Bとする。
e) 腕の付け根の角隅半径Rは,0.0034×B≦R≦0.1×Bとする。
f) 応力の測定精度を明確に定め,受渡当事者間がその測定精度について合意した場合は,試験片の形状
    及び寸法は,図1と異なってもよい。
   記号説明
  1 応力測定部
  2 腕
  3 つかみ部
  4 スリット
  a  試験片の板厚
  B  腕幅
  BSx x軸上のスリット端部間の距離
  BSy y軸上のスリット端部間の距離
  C つかみ部長さ
  L  スリット長さ
  R  腕の付け根の角隅半径
  wS スリット幅
                                    図1−試験片の形状[2][3]

5.2 試験片の準備

  試験片の準備は,次による。
a) 試験片を切り出す金属板材の厚さ及び反りのばらつきの大きさは,その材料が適用されるJISなどの
    規定による。

――――― [JIS Z 2257 pdf 5] ―――――

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