Vノッチ付きレールせん断試験治具（ASTM D7078

型番：WTF-NR（ステンレス製）

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Fig.1: 標準Vノッチ試験片（中央上）を取り付けたVノッチレールせん断試験治具。

ASTM D7078標準Vノッチレールせん断試験片の長さは3.0インチ（標準イオシペスク試験片と同じ）ですが、幅は2.20インチ（標準ASTM D5379イオシペスク試験片は0.75インチ）であるため、ノッチ間のゲージ断面がはるかに大きくなります（幅1.20インチに対して0.45インチ）。試験片の切り欠き深さと幅の比は0.227で、標準Iosipescu試験片の0.200とほぼ同じであるため、ゲージ断面の形状が保たれている。

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図2：Vノッチ付きレールせん断試験用治具（ASTM D7078）。

試験片の両端に沿った1.0インチの長さが試験治具に把持されています。つまり、試験片はノッチまで掴まれ、その結果、試験片の1.0インチの掴まれていない領域がグリップの間に露出することになります。この治具は、試験機に接続するためのネジ穴が治具の各半分に設けられています。 オプションのアダプター、たとえば直径1.25インチの標準スタッドと直径0.50インチのクロスピン穴（インストロンD型m図1-3）に示すように、お客様の試験機に合わせて供給することができます。

図1および図2の両方において、左側の下部グリップアセンブリに切り欠きが示されている。この切り欠きにより、試験機から治具を取り外すことなく試験片を設置することができ、例えば高温試験や極低温試験を実施する際に望ましい場合がある。

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図3：組み立てられたVノッチ付きレールせん断試験治具。

図4に示す一対の試料設置スペーサー（治具）が、各治具に付属している。これらの治具は、図1の左端にも示されている。これらの設置用治具は、設置中にレール間の試験片ノッチのセンタリングを補助するために使用され、この試験冶具のユーザーによって非常に有用であることが分かっています。 試験片の設置が完了したら、設置治具を取り外す。

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図4：試料のセンタリングに使用する取り付けスペーサー（治具）の使用状況。

特別な構成のVノッチ・レール・シャー固定具も設計・製作可能です。 図5は、特別に設計された調節可能なゲージ断面幅の固定具を示す。非標準（固定）ゲージ断面幅用の非調整治具も製作可能です。

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図5：可変（増加）ゲージ断面幅の試験片を試験するための、特殊なゲージ断面幅調整可能試験治具。

試験片キャビティの高さを試験片幅と同じ（2.20 インチ）に加工することで、図 6 に示す複合ローディング V ノッチ・レールせん断試験治具を製作しました。各冶具半分のキャビティの深さも2.0インチに増加し、Vノッチ付き試験片の長さは3.0インチから5.0インチに増加した。試験片に荷重がかかり、固定具の中で滑って回転しようとすると、標準的なASTM D5379イオシペスクせん断試験片と同様に、試験片のエッジに荷重がかかります。すなわち、試験片のエッジとフェースの複合荷重、すなわち複合荷重せん断（CLS）が達成されます。 また、固定具本体がかなり重くなり、標準固定具の3本のネジと比較して大径の4本のネジが両側に使用されていることにも注意してください。この取付け具の欠点は、試験片の幅を正確に加工して、試験片と取付け具の開口部がぴったり合うようにしなければならないことである。

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Fig.6: 複合負荷せん断（CLS）試験治具（左）と標準的なVノッチ付きレールせん断試験治具（右）を示す。

代替案として、調整可能な複合荷重V-Notchedレールせん断試験治具を開発しました。 この治具は、標準のVノッチ付きレールせん断試験治具と比較して、Fig.7に示されています。複合負荷せん断試験治具（左）では、試験片に負荷をかけるための表面積と端部距離を大きくするために、試験片を把持するキャビティの深さが1インチから2インチに拡大されていることに注目してください。標準のVノッチ付きレールせん断試験片は図5に示すように3インチ×2.2インチですが、複合荷重せん断試験片は5インチ×2.2インチです。ただし、試験片の中央ノッチ試験部のサイズと形状は、2つの試験構成で同じになっています。

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図7：調整可能なCLS（Combined Loading Shear）試験治具（左）と標準のVノッチ付きレールせん断試験治具（右）。

調整可能な複合負荷せん断試験治具は、図 8 に部分的に分解した状態で示されています。 平板が試験片の端に接触し、ネジで試験片に固定されています。 このネジは、試験片の幅を調整したり、実際に試験片の端に予荷重を加えるために使用することができます。

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図8：調整可能なCLS（Combined Loading Shear）試験用治具（左は半分が分解された状態）。

追加情報のソース。

1) ASTM Standard D7078-05 (2005), "Standard Test Method for Shear Properties of Composite Materials by the V-Notched Rail Shear Method", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (初版は2005年4月).

2) Adams, D. O., Moriarty, J. M., Gallegos, A. M., and Adams, D. F., "Development and Evaluation of the V-Notched Rail Shear Test for Composite Laminates," Federal Aviation Administration Report DOT/FAA/AR-03/63, FAA Office of Aviation Research, Washington, D.C., September, 2003.

3) Hussain, A. K. and Adams, D. F., "Analysis and Experimental Evaluation of the Two-Rail Shear Test for Composite Materials," University of Wyoming Composite Materials Research Group Report UW-CMRG-R-98-105, February 1998.

4) Adams, D. O., Moriarty, J. M., Gallegos, A. M., and Adams, D. F., "The V-Notched Rail Shear Test," ジャーナル オブ コンポジット マテリアルズ, Vol.41, No.3, February 2007, pp.281-297.

5) Adams, D.O., Gallegos, A.M., Moriarty, J.M., and Adams, D.F., "A V-Notched Rail Shear Test for Composite Laminates," Proceedings of 2002 SEM Annual Conference, Milwaukee, WI, June 2002.

6) Adams, D.O., Moriarty, J.M., Gallegos, A.M., and Adams, D.F., "Development and Evaluation of a V-Notched "Rail Shear Test", Proceedings of 2002 SAMPE Technical Conference, Baltimore, MD, November 2002.

7) Hussain, A.K., and Adams, D.F., "The Wyoming-Modified Two-Rail Shear Test Fixture for Composite Materials". Journal of Composites Technology and Research, Vol.21, No.4, October 1999, pp.215-223.

8) Hussain, A.K., and Adams, D.F., "Experimental Evaluation of the Wyoming-Modified Two-Rail Shear Test Method for Composite Materials," 実験メカニクス, Vol.44, No.4, August 2004, pp.354-364.

9) Hussain, A.K., and Adams, D.F., "Analytical Evaluation of the Two-Rail Shear Test Method for Composite Materials,". 複合材料の科学と技術, Vol.64, 2004, pp.221-238.