引張試験: 圧縮された「方法」

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引張試験は、主に試験片が目的に適合しているかどうかを示すために、機械的特性を測定するために試験片に対して実行される物理試験の 1 種類です。 試験片は、完成品 (コンポーネントまたはアセンブリ)、または完成品の製造に使用される原材料のサンプルのいずれかです。 引張試験では、試験片を引き離すか、特定の荷重、伸び、または関連する事象 (多くの場合試験片の破壊) まで引き伸ばすことで、試験片を制御された張力下に置きます。

引張荷重を適用すると、使用中に製品に応力がかかる場合の使用上のパフォーマンスが大きくわかります。 したがって、医療機器の操作力、溶接されたコネクタと留め具の耐破損性、接着接合部とシールの強度、包装のフリップキャップと引き出しストッパーの開封力などの機能を測定するために引張試験が実施されます。 。

圧縮、曲げ、ねじり、または動的荷重下での物体の試験は、製品の品質のチェックにも関連する方法ですが、引張試験はほぼすべての製造業で特に価値があり、原材料のベンチマークの基礎となります。

より厳しい持続可能性目標と資源の課題により、新しい材料の使用が促進されています。 製造では依然として、代替材料に適合する適切な延性、靱性、またはその他の特性を備えた材料と、生産プロセスの変更を通知するために正確なプロファイルが必要です。 材料の性能を比較および定量化するために、次の目的で非常に特殊な引張試験手順が実行されます。

材料の試験サンプルは既知の形状のダンベル (または「ドッグボーン」) 形状で作成され、加えられた張力と測定された伸びから顕著な特性を正確に計算できるようになります。 たとえば、応力とひずみというよく知られた用語は、弾性の基本的な材料特性であるヤング率を計算するために使用されます。

応力(σ) = 力(F) / 断面積(A)

ひずみ（ε）＝伸び（ΔL）／元の長さ（L）

ヤング弾性率 (E) = σ / ε

延性、靱性、脆性、極限引張強さに関するその他の特性も、これらの測定値から計算できます。

試験片の 2 つのグループ (完成品と原材料) は、ライフサイクルにおいて異なる方法で扱われますが、どちらに対しても正確な引張試験を実行するために適用できる普遍的な手法があります。 実際、使用される機器はユニバーサル テスト マシン (UTM) と呼ばれることが多く、組織が実行する必要があるさまざまな種類のテストを実行できます。 テスト手順を実行するために必要なコンポーネントは次のとおりです。

シンプルな手動操作のテストスタンドから高度に自動化されたテストシステムまで利用でき、迅速な生産チェック、法律の必要性、または製品開発の革新のためのテストが可能になります。 状況に応じて、携帯用の手持ち式ゲージも使用されます。 どのような実装であっても、投資のメリットを享受するには、結果の品質を最適化することが不可欠です。 予想される荷重を許容可能な精度で処理するには、適切なテスト フレームとロードセルを選択するだけでなく、適切なアクセサリを選択することがこれを確実にするのに大いに役立ちます。

テストフレームに接続されたシンプルな手持ち式ゲージで、ボトルキャップのプラスチック製のテザークロージャーデザインの破損抵抗を測定します。 上部の標準バイスがキャップをグリップし、カスタム 3D プリントされた下部固定具がプリフォームへの正確なフィットと位置合わせを保証し、精度を最適化します。 | 画像出典：PPTグループ会社メクメシン社

結果の品質は、エラーを最小限に抑えるための装置の正しいセットアップに大きく依存します。 引張試験では、適切な軸に沿って荷重を加え、サンプルの滑りや損傷を防ぐことが最も重要です。 試験片を保持するために使用されるグリップは、これらの条件が確実に満たされるようにする必要があります。