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）

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図1：ASTM D 5961の治具の構成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、複合材積層板の二重せん断試験を目的としています。すなわち、固定具のピンに2つの剪断面を形成することによって、複合材積層板試験片の一部分を剪断しようとするものです。 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インチの範囲で指定されています。直径1/4インチのピンまたはファスナを使用します。

この単純な試験装置を図2に示します。 この治具の2つの部分は、試験を行う試料と同じ厚さのスペーサー（付属していません）で区切られています。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ます。試験片は、付属の直径1/4インチの硬化鋼ピン、または必要に応じてユーザーが軽くトルクをかけた（20～30 in-lb）留め具を使って、固定具のもう一方の端に固定されます。 ピンの穴には盛り上がったボスがあるので、固定具の反対側の端は同じ量だけ厚くなっており、試験片を握ったときに均一に支えられるようになっています。

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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）。

スペーサーが設置されたフィクスチャーの端は、標準的な引張ウェッジグリップで握られています。フィクスチャーの各半分の厚さは0.2インチであるため、このグリップは0.4インチにスペーサー（試験片）の厚さを加えたものに対応する開口範囲を有していなければならない。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します。

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：標準的なASTM D5961プロシージャーAフィクスチャー（左）と、直径1/2インチのピンが付いた特別な大型フィクスチャー（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。

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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。

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

固定具の下側の2つの部品を広げて，幅1.50インチの積層複合材試験片を挿入し，試験片の端にある直径1/4インチの穴を固定具の穴に合わせる。 この穴にピンやファスナーを挿入し，必要に応じてファスナーを締め付ける。 固定具の上端を握り、試験片の下端を握る。 試験片は座屈しないように十分短くしておく。 ASTM D5961では、5.5インチの長さの試験片が規定されています。 適用された圧縮荷重は、試験片と負荷用ファスナー（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).