ボーイング社製開孔式圧縮試験治具（ASTM D6484

型番：WTF-OH（ステンレス製）

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図1：試料を設置していない状態の組立式治具。

Boeing Open-Hole Compression Test Fixtureは、Boeing Companyによって開発されたものである（参考文献1～4）。この一般的な試験方法は、SACMA推奨方法SRM 3R-94（参考文献2）にも記載されています。 参考文献3および4に記載されている最新のボーイングバージョンの治具は、ASTM標準D6484として採用されています（参考文献5）。

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図2：分解されたフィクスチャー（溶射された把持面を示す

 試験片は通常、準等方性積層板で、長さ12インチ、幅1.5インチ、厚さ約0.1インチで、中央に直径0.25インチの穴が開いていますが、これは必ずしもそうではありません。 参考文献6に記載されているNASAの規格では、はるかに幅の広い（5インチ幅）試験片が規定されているため、試験対象となる材料の保守性が低く、一般的には使用されていません。 ボーイング社の構成に比べてはるかに一般的な競合製品は、ノースロップ社の開孔式圧縮試験治具（参考文献7）、ワイオミング試験治具モデルWTF-NHである。 これらの治具の詳細な比較は、参考文献8に記載されています。その他の議論は参考文献9にあります。

ボーイング開孔式圧縮試験片は、図1および図2に示す固定具の中で破壊するまで圧縮してせん断荷重または端部荷重をかけ、試験片は固定具の一方の端から他方の端まで延ばします。固定具は、試験片を両面で連続的に支持し、固定具の両側にある千鳥状のV字型接合部（図2の部分的に組み立てられた固定具を参照）に十分な隙間を設けて、試験片の圧縮荷重時にこれらの接合部で接触が生じないようにしている。フィクスチャーの両側には、アセンブリのアライメントを維持するためのガイドプレートが設けられています。

試験片を取り付けた組み立てられた治具は、試験機の油圧グリップで両端を把持するか（せん断荷重）、あるいは平らなプラテンの間に垂直に整列させることができる（端部荷重）。 ボーイング社の仕様ではせん断荷重が好まれていますが、図3に示すように、比較的大きな油圧式グリップ、すなわち、典型的には少なくとも2インチの幅があり、少なくとも1.3インチの開口部が可能な油圧式グリップが必要です。

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Fig.3 ボーイング社製の開孔式圧縮試験治具を55kipの油圧グリップで挟み込む

試験片に端部荷重がかかる場合には、端部の噛み込みを最小限にするために、試験片の端部に何らかの追加のクランプ力を与えることが望ましい場合がある。 ASTM D6484（参考文献5）の2004年改訂版では、図4に示すように、固定具の各端部にクランプボルト用の4つの穴が追加されました。 これらの穴は現在、モデルWTF-OHの固定具に組み込まれています。

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図4．ASTM D6484-04（2004）版の固定具。両端に4つのボルト穴が追加されており、端部に荷重がかかっている場合に試験片を機械的にクランプすることができる。

固定具が平らなプラテンの間に置かれている場合には、安全のために、圧縮荷重をかけている間に固定具がプラテンの間から滑り落ちないように、ある種の横方向の拘束力を与える必要があります。 図5に示すように、試験機に取り付けられた浅い箱状のフィッティングに固定具の端部を滑り込ませることは、Wyoming Test Fixtures, Inc.が提供するそのようなオプションの一つです。

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Fig 5. 試験片にエンドロードをかける際に使用するエンドコンストレイントボックス。

Boeing社の開孔式圧縮試験治具の初期バージョンには、試験片の表面に接着されたストレインゲージを排除し、ゲージの配線を逃がすための切り欠きがありました。この治具を図6に示します。 その後のBoeing社の仕様とASTM規格には、これらの切り欠きは含まれておらず、ストレインゲージは使用されていません。

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図6.Boeing社のBSS 7260バージョンの開孔式圧縮試験用治具。ストレインゲージ、ネジ式アライメントプレート、機械的に荒らされた把持面のための切り欠きが追加されている。下部には直径0.25インチの中央穴が開いた標準的な12インチ×1.5インチ幅の試験片が示されている。

大型OHフィクスチャー

図7：6×17インチ試験片用のBoeing社製カスタムオープンホール圧縮試験治具

サイドバイサイド

Fig.8: カスタムの小型ボーイングオープンホール圧縮試験治具（1.5 x 7.5インチ試験片用）を左に、標準治具を右に示す。

追加情報のソース。

1) Boeing Specification Support Standard BSS 7260, "Advanced Composite Compression Tests," The Boeing Company, Seattle, Washington (初版は1982年2月、改訂は1988年12月)に記載されている。

 2) SACMA Recommended Method SRM 3R-94, "Open-Hole Compression Properties of Oriented Fiber-Resin Composites," Suppliers of Advanced Composite Materials Association, Arlington, Virginia, 1994.

 3) Boeing Document No.D888-10026, "Test Methods for Advanced Composites," The Boeing Company, Seattle, Washington, January 1996.

 4) Boeing Document No.D6-83079-71, "Test Method for Compressive Properties of Thin Composite Lamina and Laminates," The Boeing Company, Seattle, Washington, November 2003.

 5) ASTM Standard D6484/6484M-09 (2009), "Open-Hole Compressive Strength of Polymer Matrix Composite Laminates", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (1999年に初版発行).

6) NASA Reference Publication 1092, "Standard Tests for Toughened Resin Composites," NASA-Langley Research Center, Hampton, Virginia, Revised Edition, July 1983.

7) Northrop Specification NAI-1504C, "Open Hole Compression Test Method," Northrop Corporation, Hawthorne, California, May 1988.

8) S.L. Coguill, D.F. Adams, "A Comparison of Open-Hole Compression Fixtures by Experimental Evaluation," Proceedings of 45th International SAMPE Symposium and Exhibition, May 2000.

9)D.F.Adams, "Open Hole Compression Testing," 高機能複合材料, 2005年3月, pp.12-13.