カーブドビーム強度試験治具 (ASTM D6415)

型番：WTF-CL（ステンレス製）

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Fig.1: 標準的な試験片と試験治具およびオプションのアダプター。

この試験方法は、一方向性複合材料の層間引張強度を決定するために使用することができる。ASTM D6415（参考文献1）では、連続繊維強化複合材料の曲げ梁強度を測定するために使用すると記載されています。

湾曲したビーム試験片は、図1に示すように、2本の直線の脚が1/4インチの内半径を持つ90度の曲げで接続されています。標準的な試験片の幅は1インチで、厚さは試験する材料や積層板に応じて0.1インチから0.5インチまであります。圧縮荷重をかけたときに試験片に曲げモーメントが発生すると、試験片の曲面領域に面外（厚さ方向）の引張応力が発生します。

オプションのアダプターを使用していない固定具を図2に示します。この固定具には、より厚い試料が取り付けられています。試験片は、ボールベアリングに取り付けられた直径3/8インチのシリンダーによって支持され、荷重がかけられています。試験機のベースとクロスヘッドに取り付けるために、固定具の上部と下部の両方に1"-14 UNFのねじ穴が設けられています。標準的な固定具の別の図を図3に示し、その大きさをよりよく示しています。

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図2：試験片を設置した標準的なテストフィクスチャ。

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Fig.3: 標準的なフィクスチャにスケール用の定規を添えたもの。

図4に示すように、試験片に1つ以上の剥離が生じ、印加力が低下するまで、変位制御で圧縮力を加えることができる。ASTM D6415は、試験片の強度を計算するために必要な式を示しています。

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図4：破損した試験片

図5は、支持部と載荷部の長さを調整できるように設計された、特殊な曲面ビーム強度試験治具を示しています。ASTM以外のいくつかの規格では、他のサポートおよびローディングスパンの長さや、他のサポートおよびローディングシリンダの直径が規定されています。例えば、Airbus AITM1-0069（参考文献2）では、試験片の厚さの関数としてスパン長とシリンダー直径の両方を変化させるため、調整可能な治具がほぼ必須となります。

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図5：試験片支持部と荷重スパンを調整できる特殊な曲面ビーム強度試験治具

時には、非常に幅広の試験片を試験することがある。図6は，幅広の試験片を試験することも可能な，試験片支持部と荷重スパンが調整可能な治具を示している。

標準ではありませんが、アングルベンドテストフィクスチャも使用されています。この治具を図7に示す。

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図6：荷重と支持のスパンを調整できる特殊なワイドスペシメンフィクスチャー。

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図7：角度曲げ試験用治具

 湾曲したビーム試料の各脚部を固定し、突出したアームを介して引張荷重をかけ、引張荷重とともに曲げモーメントを発生させます。

追加情報のソース。

1) ASTM Standard D6415-06 (2013), "Standard Test Method for Measuring the Curved Beam Strength of a fiber-Reinforced Polymer-Matrix Composite," American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (初版は1999年)に記載されています。

 

2) AITM1-0069, Issue 2, "Determination of Curved-Beam Failure Load", Airbus S.A.S, Engineering Directorate, Blagnac, France, December 2011.