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衝撃試験とは、物体に高速で負荷を加えたときの抵抗を測定する試験です。
衝撃試験には、振子式のアイゾット衝撃試験、シャルピー衝撃試験、引張衝撃試験と落球式の落球(落錘)衝撃試験、デュポン衝撃試験、ダートインパクト試験があります。

アイゾット衝撃試験、シャルピー衝撃試験は、通常、試験片にノッチ(切り欠き)を付けて試験を行います。ノッチを付けることにより応力が集中するため、ノッチ形状、ノッチ加工方法の影響を受けます。

【アイゾット衝撃試験 (JIS K 7110, ISO 180, ASTM D256)】

試験片の片端を固定し、反対側をノッチの付いている方向からハンマで打撃し、破壊させたときの衝撃値を評価する方法です。

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装置名 デジタル衝撃試験機DG-UB型 ㈱東洋精機製作所製
規格 JIS K 7110, ISO 180, ASTM D256
仕様 振り子(ハンマ秤量)…0.5 J, 1.0 J, 3.0 J, 6.0 J
試験片寸法
寸法 JIS K 7110 ASTM D256
長さ L(mm) 80 ± 2 63.5 ± 2
厚さ h(mm) 4.0 ± 0.2 3.0~12.7
幅 b(mm) 10.0 ± 0.2 12.70 ± 0.20
残り幅 hN(mm) 8.0 ± 0.2 10.16 ± 0.05

試験片の大きさ

 

【シャルピー衝撃試験 (JIS K 7111-1, ISO 179-1, ASTM D6110)】

試験片の両端を支え、ノッチ部の背面をハンマで打撃させたときの衝撃値を評価する方法です。

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装置名 デジタル衝撃試験機DG-UB型 ㈱東洋精機製作所製
規格 JIS K 7111-1, ISO 179, ASTM D6110
仕様 振り子(ハンマ秤量)…0.5 J, 1.0 J, 2.0 J, 4.0 J
試験片支持台スパン…62 ± 0.5mm(JIS), 101.6 ± 0.5mm(ASTM)
試験片寸法
寸法 JIS K 7111 ASTM D6110
長さ L(mm) 80 ± 2 127 ± 2
厚さ h(mm) 4.0 ± 0.2 3.0~12.7
幅 b(mm) 10.0 ± 0.2 12.70 ± 0.20
残り幅 hN(mm) 8.0 ± 0.2 10.20 ± 0.05

※弊社では、支持台スパンが62mm固定のため、ASTM準拠のシャルピー衝撃試験はお引受しておりません。

 

試験片の大きさ

計算式

破壊に要したエネルギーは、試験片破壊前後のハンマの位置エネルギーの差で表され、次式(簡易補正式)で計算することができます。

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・E…試験片が1回の衝撃で破壊した時の吸収エネルギー(J)
・W…ハンマの重量(kg)
・R…回転軸中心からハンマの重心までの距離(cm)
・α…ハンマの持ち上げ角度(°)
・β…試験片破断後のハンマの振り上がり角度(°)
・β…試験片破断後のハンマの振り上がり角度(°)
・α’…ハンマを持ち上げ角αから空振りさせた時の振り上がり角度(°)

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・b…試験片の幅(mm)
・h…試験片の切欠き部の厚さ(mm)

ASTMのアイゾット衝撃試験では、衝撃強さの単位はJ/mが主流であり、(式3)によって計算されます。

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ノッチ加工

【JIS K 7144, ISO 2818】

アイゾットおよびシャルピー衝撃試験片に、一枚刃を用いてノッチ加工を行います。多目的試験片を用いた加工では、両端カットとノッチ加工をプログラム運転で行うことができます。プログラム条件が保存されているため、トレーサビリティをとることができます。ノッチ加工後、専用ダイヤルゲージでノッチ残り幅を測定しています。

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温度依存性

プラスチックはガラス転移点(Tg)があるため、衝撃強さは温度依存性があります。
DJKでは、温度依存性を求める場合は、恒温槽で一定時間保持し、取り出し後、速やかに試験を行います。
(試験は室温雰囲気で実施)。

関連ページ: 脆化温度