ラミネート耐力試験治具（ASTM D5961、手順A、C、D）

型番：WTF-LB-D5961（A、C、D）（ステンレス製）

IMG_3131

図1: ASTM D5961取付け具の構成A（中央上）、B（右）、C（左）、D（中央下）。

ASTM標準D5961（参考文献1）には、図1に示すように、手順A、B、C、Dと呼ばれる4つの異なる積層板軸受試験方法が含まれています。 手順Bは、実際には試験片支持治具であり、このウェブサイトの独自のページで説明されています。 他の3つの手順は、ここで説明するように、ピンベアリングフィクスチャです。

手順A：二重せん断引張荷重

ASTM D5961の手順Aは、複合積層材を二重せん断で試験するためのものです。すなわち、取付け具のピンは、ピンの中に2つのせん断面を作ることによって、複合ラミネート試験片のセグメントをせん断しようとします。 標準的な試験片は長さ5.5インチ、幅1.5インチで、厚さは0.125インチから0.208インチの範囲に規定されています。直径1/4インチのピンまたはファスナーが使用されます。

この単純な試験治具を図2に示す。 治具の2つの部分は、試験される試験片と同じ厚さのスペーサー（付属していない）によって隔てられている。もちろん、必要であれば、同じ試験材料の一部をスペーサーとして使用することもできる。試験片は、付属の直径1/4インチの硬化スチール・ピン、または必要に応じて軽くトルクをかけた（20～30 in-lb）ファスナーを使用して、固定具のもう一方の端に固定します。 ピン穴には盛り上がったボスがあるため、固定具の反対側の端は、試験片を把持したときに均一に支持されるように、同じ量だけ厚くなっています。

IMG_3133

図2：標準的なASTM D5961 Procedure A Fixture（左が組み立てられた状態、右が分解された状態）。

スペーサーを固定した治具の端は、標準的な引張ウェッジグリップでグリップされる。固定具の各半分の厚さは0.2インチであるため、このグリップは0.4インチ＋スペーサー（試験片）の厚さに対応する開口範囲を持たなければならない。試験片の自由端は2つ目の引張ウェッジグリップで保持される。

ASTM規格に記載されているように、印加された力と穴の変形の両方をモニターしながら、最大荷重に達するまで引っ張り荷重をかけます。

時には、お客様が規格外の試験片サイズを要求されることがあり、ワイオミング・テスト・フィクスチャー社は、特別な試験片をカスタム設計・製作する必要があります。 その一例を Fig.3 に示します。

積層板の耐力試験装置_2

図3：標準ASTM D5961手順Aフィクスチャー（左）と、直径1/2インチのピンを使った大型の特殊フィクスチャー（右）。

ASTM D5961の要求事項をすべて満たす、図1および図2に示す試験治具の別バージョンとして、いわゆるSACMA試験治具があります（このカタログのセクションH-2、および参考資料2を参照）。 セクションH-2に記載されているように、SACMA治具は試験片ホルダーが一体となっており、試験片の厚さの変化に対応するための調整可能なブッシュを備えているため、より使いやすくなっています。

手順C：片面せん断、引張荷重

ASTM D5961の手順Cでは、積層板の軸受試験片に単一せん断力をかけます。すなわち、引張荷重を加えると、負荷ピンに単一のせん断面が形成されます。 試験治具を図4に示します。

IMG_3140

図4：標準的なASTM D5961 Procedure Cの治具

試験片を試験治具の右側面に置き、試験片の端にある穴と治具に示された穴を合わせ、ファスナーを挿入して軽く締めます。 または、ピンを使用することもできます。 試験治具の上部にある平らなタングをウェッジグリップで握り、試験片の下端に引張力を加えます。 到達した最大の力と、試験片の穴の変形を記録する。

PROCEDURE D:二重せん断、圧縮荷重

 
ASTM D5961の手順Dでは、積層板のベアリング試験片に、公差の狭い、軽くトルクをかけたファスナ（またはピン）を介して二重せん断力をかけます。 固定具を図5に示します。

IMG_3141

図5：ラミネート・ベアリング・テスト用治具 Procedure D (ASTM D5961)

幅1.50インチの積層複合材試験片を挿入できるように、固定具の2つの下部部品を広げ、試験片の端に近い直径1/4インチの穴を固定具の穴に合わせる。 ピンまたはファスナーを穴に挿入し、ファスナーは必要に応じてトルクをかける。 固定具の上端は、試験片の下端と同様にグリップで保持される。 試験片は座屈を避けるために十分に短く保たれる。 ASTM D5961では、長さ5.5インチの試験片が指定されています。 加えられる圧縮荷重は、試験片と負荷ファスナー（またはピン）の両方に二重せん断を誘発します。 破壊時の荷重と穴の変形を測定します。

追加情報のソース。

1) ASTM Standard D5961/D5961M-13 (2013), "Bearing Response of Polymer Matrix Composite Laminates", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (初版は1996年)に記載されています。

2) SACMA Recommended Method SRM 9-89, "Bearing Strength Properties of Oriented Fiber-Resin Composites," Suppliers of Advanced Composite Materials Association, Arlington, Virginia, 1989 (現在は廃止されている).