高分子物性

ポアソン比
-引張モード(直交ひずみゲージ)
-圧縮モード

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装置名 インストロン5566型、55R4206型、5582型
引張モード 圧縮モード
適用規格 JIS K7162 等 JIS K7181 等
試験片寸法 ダンベル形、もしくは短冊形の引張試験片(形状についてはご相談ください) ダンベル形、もしくは短冊形の圧縮試験片(形状についてはご相談ください)
測定温度範囲 -60℃~120℃(120℃以上の測定についてはご相談ください)

試験片中央に直交のひずみゲージ、または単軸ゲージを0°と90°に貼付し、縦ひずみおよび横ひずみを測定します。 ひずみゲージで縦ひずみを測定いたしますので、同時に弾性率も測定できます。

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よくあるお問い合わせ

Q:フィルムのポアソン比は測定できますか?
A:弊社では、試験片にひずみゲージを貼付してポアソン比を測定するため、試料厚さの薄いフィルムは、ひずみゲージおよび接着剤の剛性が加わってしまうため測定できませんが、二軸のビデオ伸び計で計測出来る場合があります。

ポアソン比とは…

材料に軸方向の荷重(引張荷重または圧縮荷重)が加わると、引張荷重の場合、たて(軸方向)は伸び、よこ (垂直方向)は縮みます。 縦ひずみと横ひずみは、一方にひずみが生じると、他方もひずみが生じるという性質があります。(体積不変の法則)

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縦ひずみεと横ひずみε1は同時に発生し、弾性限度内では、材料によって一定の値をもちます。
この比をポアソン比(ν)といいます。ポアソン比は、次式で表されます。

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ポアソン比が大きいほど、引張荷重に対して径が細くなると言えます。

圧縮荷重の場合、引張荷重とは逆に、縦ひずみは縮み、横ひずみは伸びます。

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一般的な圧縮試験は、圧縮荷重を加えると試験片の上下面はジグに抑えられてしまうため、試験片はタイコ状につぶれてしまいます

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そこで、圧縮弾性率や、ポアソン比を求める試験を行う場合、試験片の長さを長くし、その影響を少なくします。
しかし、試験片長さが長いと、試験片は座屈し曲がってしまうので、ジグを使用し、ひずみゲージは試料の両面に貼付する必要があります。 弊社では、キの字型のジグを使用し、圧縮試験を行っております。

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体積一定のとき、ポアソン比は0.5になる?

「体積が変わらない場合、ポアソン比は0.5である(断面積は直角方向の寸法の2乗で変化するので、伸びの1/2で体積一定である)」ですが、ひずみが大きい場合、この理論は成り立ちません。 1×1×1mmの立方体について考えてみます。

縦が1mmの立方体を引張り、縦の長さが2倍になったとします。体積が変わらない場合、横および奥行きの長さは√1/2(≒0.707)mmになります。 このときの縦ひずみおよび横ひずみは、下記の式になります。

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以上となり、体積一定でもポアソン比=0.5にはなりません。これと同じように、ひずみが小さい場合を考えてみます。
縦の長さが、1mmから1.01mmになったとします。体積が変わらない場合、横および奥行きの長さは≒0.995mmになります。
ポアソン比を算出すると0.496となり、0.5に近くなります。

この関係を下記図1に示します。 縦ひずみが小さくなると、ポアソン比は0.5に近づくことがわかります。

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通常の固体は、体積変化が伴いますので、ポアソン比は0.5にはなりません。
また、材料の構造によってはポアソン比が0~0.5の範囲に入らない場合もあります。

◎ゴム・フィルム・エラストマーといった材料のポアソン比を測定するときは【非接触式ビデオ伸び計】を使用します。

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