JP2001215166A - プラスチック材料の弾性率の歪み硬化特性の測定方法 - Google Patents

プラスチック材料の弾性率の歪み硬化特性の測定方法

Info

Publication number
JP2001215166A
JP2001215166A JP2000024106A JP2000024106A JP2001215166A JP 2001215166 A JP2001215166 A JP 2001215166A JP 2000024106 A JP2000024106 A JP 2000024106A JP 2000024106 A JP2000024106 A JP 2000024106A JP 2001215166 A JP2001215166 A JP 2001215166A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
plastic material
elastic modulus
sample piece
tensile test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000024106A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunichi Okabe
俊一 岡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP2000024106A priority Critical patent/JP2001215166A/ja
Publication of JP2001215166A publication Critical patent/JP2001215166A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチック材料の弾性率の歪み硬化特性を
正しく測定する。 【解決手段】 引張試験機においてプラスチック材料の
引張試験を行うに際し、試験対象であるプラスチック材
料の試料片1の平行部11に任意の間隔を存して複数の
印(マーク)2a〜2gを施し、引張試験中にこれらマ
ーク部分2a〜2gの板厚を測定し、試料片1の伸びと
板厚との関係から、試料片1の平行部11の特定領域の
みが伸びる領域を判定し、その判定領域のデータを用い
てプラスチック材料の弾性率の歪み硬化特性を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック材料
の設計やブロー成形におけるプラスチック成形品のCA
E解析において必要な弾性率の歪み硬化特性を正しく測
定することのできるプラスチック材料の弾性率の歪み硬
化特性の測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、プラスチック材料の弾性率の
歪み硬化特性を測定する一方法として、日本工業規格
(JIS)で定められているプラスチックの引張試験方
法(JIS K 7113)がある。この引張試験方法
では、試料片の平行部に標線を設け、変化した標線間距
離を元の標線間距離で除した値を歪みとしている。
【0003】また、他の方法として、歪みの硬化粘度い
わゆる伸長粘度を測定する方法も採用されている。従来
は、これらの方法によって、プラスチック材料の設計や
プラスチック成形品のCAE解析において必要な弾性率
の歪み硬化特性を測定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
引張試験方法では、引張試験の最中に標線間距離が一様
に伸びることはなく、伸びる領域は試験の進行とともに
変化する。そのため、この引張試験方法で測定した歪み
は見かけの歪みであり、その値を用いて計算する弾性率
の硬化特性も見かけのものとなってしまうといった問題
があった。
【0005】また、上記の伸長粘度を測定する方法にお
いては、伸長粘度の硬化は歪みによる硬化が主たる要因
ではなく、高分子鎖のからみあいが主たる要因である。
そのため、HDPEなどの枝別れの少ない高分子材料で
は伸長粘度の硬化は見られない。また、歪みの算出方法
は、伸びを一定のチャック間距離で除したものであるた
め、見かけの歪みを算出しており、その値を用いて計算
する弾性率の硬化特性も上記と同様、見かけのものとな
ってしまうといった問題があった。
【0006】つまり、上記した従来の方法(引張試験方
法、伸長粘度方法)では、見かけの弾性率の硬化特性し
か得られないため、これを用いてプラスチック材料の設
計やブロー成形等におけるプラスチック成形品のCAE
解析を行っても、精度の低い設計や解析結果しか得られ
ないといった問題があった。
【0007】本発明は係る問題点を解決すべく創案され
たもので、その目的は、プラスチック材料の弾性率の歪
み硬化特性を正しく測定することのできるプラスチック
材料の弾性率の歪み硬化特性の測定方法を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係わるプラスチック材料の弾性率の歪み硬
化特性の測定方法は、引張試験機においてプラスチック
材料の引張試験を行うに際し、試験対象であるプラスチ
ック材料の試料片の平行部に任意の間隔を存して複数の
印を施し、引張試験中にこれら印部分の板厚を測定し、
試料片の伸びと板厚との関係から前記試料片の平行部の
特定領域のみが伸びる領域を判定し、その判定領域のデ
ータを用いて前記プラスチック材料の弾性率の歪み硬化
特性を求めることを特徴とする。
【0009】このような特徴を有する本発明によれば、
引張試験を採用することで、純粋に歪みによる硬化を測
定することができる。ただし、引張試験では、試験中に
歪む部分、すなわち歪みを求めるための基準長さが変わ
るため、真の歪みを測定することができない。そこで、
本発明の測定方法では、試料片の平行部に任意の間隔を
存して複数の印を施し、引張試験中にこれら印部分の板
厚を測定し、試料片の伸びと板厚との関係から、試料片
の平行部の特定領域のみが伸びる領域を判定することに
より、基準長さを一定と見なすことのできる領域が分か
る。従って、このようにして判定した領域で歪みを求め
ることにより、真の歪みを求めることができる。また、
板厚の変化から真の断面積が分かるため、真の応力も求
めることができる。従って、真の応力と真の歪みとか
ら、弾性率の真の歪み硬化特性を求めることができる。
【0010】なお、試料片の平行部に施す印としては、
試料片の長手方向と直交する線とすることが好ましい。
また、この印も、3〜9本程度とし、またその間隔も一
定の間隔とすることが好ましい。ただし、これらの本数
に限定されるものではなく、また間隔も必ずしも一定間
隔である必要はない。
【0011】また、試料片の平行部の特定領域のみが伸
びる領域を判定する方法としては、引張試験の変位を横
軸に、各印部分の板厚を縦軸にプロットした場合に、特
定の印部分の板厚のみが線形的に変化している領域を特
定することによって判定することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
【0013】本発明によるプラスチック材料の弾性率の
歪み硬化特性の測定は、日本工業規格(JIS)に準拠
したプラスチックの引張試験方法(JIS K 711
3)で行った。また、試料片としては、市販のHDPE
(high density polyethylene )製品から打ち抜いた引
張試験用のJIS2号形試料片を用いた。そして、図1
に示すように、この試料片1の平行部11に、任意の間
隔(本実施形態では一定の間隔)を存して複数(本実施
形態では7本)の印(マーク)2a〜2gを水性インク
により施した。図1はこのときのマーキングの様子を示
している。この印(マーク)2a〜2gは、本実施形態
では、試料片1の長手方向と直交する線としているが、
線に限定されるものではなく、点や破線等でもよい。ま
た、板厚の測定にはノギスを用いた。そのため、引張試
験の引張速度は1mm/minの低速で行った。すなわ
ち、各ストローク(本実施形態では1mm)ごとに全て
の印(マーク)部分2a〜2gの板厚をノギスで測定し
た。
【0014】このような条件で引張試験を行ったときの
板厚の測定結果を図2に示す。
【0015】図2には、4つの領域が現れている。すな
わち、引張試験の開始直後に現れる全体が一様に伸びる
A領域、特定部分(特定のマーク部分)(例えば、2
a)のみが伸びるC領域、A領域からC領域に移る遷移
領域であるB領域、特定のマーク部分2aが伸びきった
後に全体が広がるD領域である。
【0016】すなわち、A領域では、各マーク部分2a
〜2gの伸びの傾き(伸び率)がほぼ一定になってい
る。
【0017】B領域では、特定のマーク部分2aの伸び
が多くなり始めている一方、他のマーク部分2b〜2g
の伸びが少なくなっている。いわゆる、C領域に移る遷
移領域である。C領域では、特定のマーク部分2aのみ
が線形的に変化して伸びる(板厚が薄くなる)のに対
し、他のマーク部分2b〜2gは伸びることなくほぼ一
定(板厚がほぼ一定)になっている。すなわち、C領域
では、特定のマーク部分2aの近傍のみが伸びており、
他のマーク部分2b〜2gはほとんど変化しない。この
C領域が、請求項に記載の「試料片の平行部の特定領域
のみが伸びる領域」である。
【0018】D領域では、特定のマーク部分2aが伸び
きった後に全体が広がっている。ただし、今回の測定で
は、D領域の入り口(C領域とD領域の境界部分)で測
定(試験)を中止したため、図2ではD領域の特徴が明
確に現れていないが、このまま試験を続けた場合には、
特定のマーク部分2a以外の他のマーク部分2b〜2g
の板厚が徐々に減少するという傾向を示す。
【0019】この測定結果から、本発明では、C領域
を、試料片1の平行部11の特定領域(マーク部分2
a)のみが伸びる領域と判定する。そして、その領域C
のデータを用いて、弾性率の歪み硬化特性を求める。
【0020】ここで、弾性率の歪み硬化特性を求める手
法として、本実施形態では一般に提供されている表計算
ソフト(ロータス社の「1−2−3」やマイクロソフト
社の「Excel」など)を用いて計算している。使用
した表計算画面の一例を図3に示す。
【0021】図3において、実測領域とは、図2に示す
A〜Dの領域の区分である。計算領域とは、D領域がな
く、C領域がそのまま続くと仮定した場合の区分であ
る。ストロークとは、引張試験機で引張した距離であ
る。実測板厚とは、ノギスにて測定した最小板厚であ
り、図2に△で示す点の板厚、および途中から現れてい
る◎で示す点の板厚がこれに相当する。
【0022】基準長さは次のようにしている。すなわ
ち、A領域では試料片1の平行部11の長さ33mm+
ストローク差、計算C領域では、測定後(ストローク2
0mm)の試料片1から局所的に薄くなった部分の長さ
を測定し、その測定した値を実測C領域の最終の値とす
る。前後はストローク差をプラスマイナスする。B領域
では、A領域とC領域との間を線形補完する。
【0023】局所歪みとは、ストローク差を基準長さで
除した値である。累積歪みとは、局所歪みを累積したも
のである。
【0024】換算板厚は次のようにしている。すなわ
ち、A領域およびB領域は実測板厚と同じである。計算
C領域では、実測板厚との誤差累積が最も小さくなるよ
うに実測C領域で線形近似したものを延長して求めた板
厚である。
【0025】換算板幅とは、初期板幅と換算板厚の変化
率との積である。面積とは、換算板厚と換算板幅との積
である。
【0026】荷重は次のようにしている。すなわち、A
領域およびB領域では、引張試験で計測した実測荷重値
である。計算C領域では、換算板厚が正の値で最小とな
るストロークで破断荷重とし、C領域の最初の値と破断
荷重との間は線形補完する。なお、破断荷重は別の試料
片で測定した42kgを採用した。
【0027】応力とは、荷重を面積で除した値である。
弾性率とは、応力を累積歪みで除した値である。硬化係
数とは、C領域の最初の値(すなわち、B領域からC領
域に入った最初の点(変曲点)の値)を1とした場合の
弾性率の係数(比率)である。
【0028】このようにして求めた累積歪みを横軸に、
硬化係数を縦軸にプロットすれば、真の弾性率の歪み硬
化特性を求めることができる。求めた歪み硬化特性を図
4に示す。この歪み硬化特性は、従来の方法で求めた見
かけの歪み硬化特性とは異なり、真の歪み硬化特性とな
っている。従って、この歪み硬化特性を用いてプラスチ
ック材料の設計やプラスチック成型品のCAE解析等を
行うことで、より精度の高い設計や解析結果を得ること
ができるものである。
【0029】なお、上記した弾性率の歪み硬化特性を求
める計算例はあくまて一例であって、ここでは微小歪み
の概念を取り入れ、各区間(ストローク)ごとに微小歪
みが蓄積されていって最終的な歪みになっている、とい
う考え方が前提となっている。しかし、これは1つの考
え方であり、たとえば微小歪みといった考え方ではな
く、このC領域のデータだけから、伸びと荷重とに基づ
いて歪み硬化特性を直接求める、といった計算方法も可
能である。要は、このC領域を用いて計算することによ
って、真の弾性率の歪み硬化特性を求めることができ
る。
【0030】
【発明の効果】本発明によるプラスチック材料の弾性率
の歪み硬化特性の測定方法によれば、引張試験機におい
てプラスチック材料の引張試験を行うに際し、試験対象
であるプラスチック材料の試料片の平行部に任意の間隔
を存して複数の印(線)を施し、引張試験中にこれら印
部分の板厚を測定し、試料片の伸びと板厚との関係から
試料片の平行部の特定領域のみが伸びる領域を判定し、
その判定領域のデータを用いてプラスチック材料の弾性
率の歪み硬化特性を求めるようにしたので、従来の方法
により求めた見かけの歪み硬化特性と異なり、プラスチ
ック材料の弾性率の真の歪み硬化特性を求めることがで
きる。そのため、この弾性率の歪み硬化特性を入力条件
として、プラスチック材料の設計やプラスチック成形品
のCAE解析を行うことで、より精度の高い設計や解析
結果を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるプラスチック材料の弾性率の歪み
硬化特性の測定に用いる試料片を示す概略平面図であ
る。
【図2】引張試験中のマーク部分の板厚の測定結果を示
すグラフである。
【図3】板厚の測定結果より弾性率の真の歪み硬化特性
を求めるための表計算画面例を示す図である。
【図4】弾性率の真の歪み硬化特性の測定例を示すグラ
フである。
【符号の説明】
1 試料片 11 平行部 2a〜2g 印(マーク部分)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 引張試験機においてプラスチック材料の
    引張試験を行うに際し、試験対象であるプラスチック材
    料の試料片の平行部に任意の間隔を存して複数の印を施
    し、引張試験中にこれら印部分の板厚を測定し、試料片
    の伸びと板厚との関係から前記試料片の平行部の特定領
    域のみが伸びる領域を判定し、その判定領域のデータを
    用いて前記プラスチック材料の弾性率の歪み硬化特性を
    求めることを特徴とするプラスチック材料の弾性率の歪
    み硬化特性の測定方法。
  2. 【請求項2】 前記印が、試料片の長手方向と直交する
    線である請求項1に記載のプラスチック材料の弾性率の
    歪み硬化特性の測定方法。
  3. 【請求項3】 前記試料片の平行部の特定領域のみが伸
    びる領域を判定する方法は、引張試験の変位を横軸に、
    各印部分の板厚を縦軸にプロットした場合に、特定の印
    部分の板厚のみが線形的に変化している領域を特定する
    ものである請求項1または2に記載のプラスチック材料
    の弾性率の歪み硬化特性の測定方法。
JP2000024106A 2000-02-01 2000-02-01 プラスチック材料の弾性率の歪み硬化特性の測定方法 Pending JP2001215166A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000024106A JP2001215166A (ja) 2000-02-01 2000-02-01 プラスチック材料の弾性率の歪み硬化特性の測定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000024106A JP2001215166A (ja) 2000-02-01 2000-02-01 プラスチック材料の弾性率の歪み硬化特性の測定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001215166A true JP2001215166A (ja) 2001-08-10

Family

ID=18550165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000024106A Pending JP2001215166A (ja) 2000-02-01 2000-02-01 プラスチック材料の弾性率の歪み硬化特性の測定方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001215166A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107389284A (zh) * 2017-06-05 2017-11-24 西安电子科技大学 一种基于应变的框架结构弹性变形的测量方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107389284A (zh) * 2017-06-05 2017-11-24 西安电子科技大学 一种基于应变的框架结构弹性变形的测量方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7534031B2 (en) Temperature measuring device and temperature measurement method
US20070151359A1 (en) Method for measuring and calculating tensile elongation of ductile metals
Banholzer et al. Analytical evaluation of pull-out tests—the inverse problem
ATE276505T1 (de) Verfahren zur detektion von defekten in der ebene
CN109580924A (zh) 血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法及系统
JP2001215166A (ja) プラスチック材料の弾性率の歪み硬化特性の測定方法
CN100357758C (zh) 具有位置测量功能的终端
WO2005067379A2 (en) A test device and method for measuring strength
US6935185B2 (en) Accelerated method to determine or predict failure time in polyethylenes
JP3897630B2 (ja) 疲労センサー
US4404682A (en) Method for foreseeing residual life of structural member making use of X-ray
Fradet et al. Instrumented indentation of an elastomeric material, protocol and application to vulcanization gradient
JP5093005B2 (ja) 材料試験装置
JP2006337343A (ja) 結晶性高分子から成る構造体の真応力−対数ひずみ曲線の推定システム
CN111948041B (zh) 高速拉伸板状试样弹塑性转变界线的确定方法
AU2017408406B2 (en) Method for evaluating impact resistance of rubber member
JP5423527B2 (ja) キー感触検査装置、キー感触検査方法、およびそのプログラム
JPH11258073A (ja) 有限要素法における応力解析の精度向上方法
Zhu et al. Application of instrumented impact test for studying dynamic fracture property of 9Cr-1Mo-V-Nb-N steel
JPH10325787A (ja) 材料試験機
JP3510411B2 (ja) 微小硬度測定法
CN111948042B (zh) 拉伸试样应变片贴片位置的弹塑性变形评价方法
JP2744606B2 (ja) 材料試験機における破断点検出方法
JPS6126015B2 (ja)
JPS6134440A (ja) J↓1c破壊靭性試験方法