JIS K 7017:1999 繊維強化プラスチック―曲げ特性の求め方

K 7017 : 1999 (ISO/FDIS 14125 : 1997)

まえがき

  この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,通商産業大臣が制定した日
本工業規格である。
  今回の制定では,ISO/FDIS 14125 : 1997, Fibre-reinforced plastics composites−Determination of flexural
propertiesを基礎として用いた。
  JIS K 7017には,次に示す附属書がある。
    附属書A 他の試験片
    附属書B 大たわみの補正−算出法及び結果の表示

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――――― [JIS K 7017 pdf 1] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                            K 7017 : 1999
                                                                      (ISO/FDIS 14125 : 1997)

繊維強化プラスチック−曲げ特性の求め方

Fibre-reinforced plastics composites− Determination of flexural properties

序文 この規格は,1997年に発行されたISO/FDIS 14125, Fibre-reinforced plastics composites−Determination
of flexural properties”を翻訳し,技術的内容及び規格票の様式を変更することなく作成した日本工業規格(日本産業規格)で
ある。
なお,この規格で点線の下線を施してある参考は,原国際規格にはない事項である。
1. 適用範囲
1.1   この規格は,繊維強化プラスチックの曲げ特性を3点曲げ法(A法)及び4点曲げ法(B法)によ
って求める方法を定める。この規格では標準試験片を規定し,さらに目的に応じて使用する試験片につい
ては必要なパラメータを定めた。試験速度の範囲を定める。
1.2   この方法は,材料の選択又は品質管理のための材料試験であり,設計パラメータを決定する方法と
しては適切でない。
    備考 例えば,せん断応力に起因するたわみによって曲げ弾性率は正確には少し低い値となる。この
          影響を最少とするように支点間距離と試験片厚さとの比を調整したときを除き,その曲げ弾性
          率は引張弾性率(ヤング率)に近い値となる。さらに材料構成,特に積層構成によっても引張
          特性及び曲げ特性に差が生じる。
1.3   この方法は,繊維強化熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂複合材に適用する。強化していない樹脂や粒
状の充てん物及び1mm未満の短繊維を含むプラスチックは,ISO 178に従う。
1.4   この方法では,規定した寸法に成形した試験片,標準多目的用試験板(参照,ISO 3167)の中央部
から機械加工した試験片及び成形品,積層材,引抜き材,又は成形品及び積層材などの完成製品及び半完
成製品から機械加工して規定の寸法にした試験片を用いて行う。
1.5   この方法は,試験片の規定寸法について定める。これ以外の寸法の試験片を用いた試験,又は異な
った条件の下で用意した試験片を用いた試験で得られる結果は,比較のために使用してはならない。ほか
の条件,例えば試験速度や試験片の状態調節などが結果に影響を与えることがある。厚さ方向に不均質な
材料の場合,又は応力ひずみ関係が直線から外れる点を超した場合,試験結果は同質の材料で作る構造設
計だけに適用できる。もし比較が必要なら,これらの要因を注意深く調整し,また記録する。

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K 7017 : 1999 (ISO/FDIS 14125 : 1997)
2. 引用規格 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。これらの引用規格のうちで,発行年を付記してあるものは,記載の年の版だけがこの規格の規定を構
成するものであって,その後の改正版・追補には適用しない。発行年を付記していない引用規格は,その
最新版を適用する。
    JIS K 7100 プラスチック−状態調節及び試験のための標準雰囲気
      備考 ISO 291 : 1997 Plastics−Standard atmospheres for conditioning and testingがこの規格と一致し
                ている。
    ISO 178 : 1993 Plastics−Determination of flexural properties
    ISO 293 : 1986 Plastics−Compression moulding test specimens of thermoplastic materials
    ISO 294-1 : 1996 Plastics−Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials−Part 1 : General
        principles, and moulding of multipurpose and bar test specimens
    ISO 295 : 1991 Plastics−Compression moulding of test specimens of thermosetting materials
    ISO 1268 : 1974 Plastics−Preparation of glass fibre reinforced, resin bonded, low-pressure laminated plates
        or panels for test purposes
    ISO 2602 : 1980 Statistical interpretation of test results−Estimation of the mean−Confidence interval
    ISO 2818 : 1994 Plastics−Preparation of test specimens by machining
    ISO 3167 : 1993 Plastics−Multipurpose test specimens
    ISO 5893 : 1993 Rubber and plastics test equipment−Tensile, flexural and compression types (constant rate
        of traverse) −Description
3. 原理 試験片が破壊するか前もって定めたたわみに達するまで一定の速度でたわませる。試験中,荷
重及びたわみを計測する。
  この方法は,試験片の曲げ挙動を研究するために,また定める条件の下で曲げ強さ,曲げ弾性率及び曲
げ応力とひずみの関係の概要を決定するために使用する。単純支持のはりに3点又は4点の曲げ装置によ
って荷重を加える。試験装置の配置は,せん断変形を減らし層間せん断破壊の発生を避けるように選ぶ。
    備考 4点曲げ装置の場合,中央の二つの圧子の間は,一定の曲げモーメントが作用する。また,圧
          子が接触することによって発生する圧縮応力の大きさは,3点曲げの中央の圧子によって発生
          する圧縮応力に比較して低い。4点曲げ装置の配置は,中央の二つの圧子の間隔が,外側の支
          点間距離の31となるようにする。外側の支点の間隔は,3点曲げの場合と同じとする。
4. 定義 この規格で用いる主な用語の定義は,次による。
4.1   試験速度 (speed of test)    圧子と負荷具間の相対移動速度 (mm/min)
4.2   曲げ応力 (flexural stress)          片中央の外表面における公称応力。この値は,10.に示す式(3)又は
式(8)によって算出する (MPa)。
4.3                                                                  
      破壊(又は破断)時の曲げ応力 [flexural stress at break (rupture)   ]         片が破壊(又は破断)時
の曲げ応力(参照,図1の曲線A及びB) (MPa)
4.4   曲げ強さ (flexural strength)             が9.9及び図6に示す許容できる破壊様式で発生した場合は,
図1に示す最大荷重時に試験片が支える曲げ応力 (MPa)
4.5   たわみ (deflection)    曲げ試験時に,試験片の支点間の中央において,試験片の上面又は下面の初
期位置からの移動距離 (mm)。

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                                                                                              3
                                                               K 7017 : 1999 (ISO/FDIS 14125 : 1997)
4.6   破断時のたわみ (deflection at break)   B 試験片の破断時のたわみ(参照,図1の曲線A及びB) (mm)
4.7   曲げ強さ時のたわみ (deflection at flexural strength)   M 曲げ強さ時のたわみ(参照,4.4,図1の曲
線A及びB) (mm)
4.8                              攀
      曲げひずみ (flexural strain)     示   間の中央における試験片外側表面上の要素の,変形前の長さに
対する伸び量の比で与えられる。この値は,曲げ弾性率の計算に用いる(参照,4.9)(無次元数)。
4.9   曲げ変形のもとでの弾性率;曲げ弾性率 (modulus of elasticity in flexural ; flexural modulus ; chord
                             攀曰
modulus)   f この弾性率は,ひずみ   での応力   曰  とひずみ攀曰  での応力    曰                    攀曰
                                                                                の差と,ひずみの差 (    =0.0
−   攀曰   =0.000 5) の比より求められる(参照,10.1.2及び10.2.2) (MPa)。
    備考 コンピュータを使用して,曲線上の2点の応力及びひずみから弾性率を求めるときは,これら
          2点間の曲線を直線回帰することができる。
4.10 層間せん断弾性率 (interlaminar shear modulus)   13 積層材料の貫層方向の弾性率 (MPa)。
    備考 面内の方向に強化した積層材料では,層間せん断弾性率は3 0006 000MPa程度の値である。
    参考 層間せん断弾性率G13の値に関する試験方法が規定されるまで,G13の値は3 000MPaとしてよ
          い。
4.11 試験片の主軸(一方向性材料) (aligned materials) 図2中に,材料の主軸を定義する。繊維の配
列軸及び平行する軸を“1”方向と定義し,直交する方向を“2”及び厚さ方向を“3”と定義する。
  ほかの材料については,方向“1”“2”及び“3”は,一般的にx,y及びz軸によって表示する。
    備考1. “1”方向は,0度軸 (0゜) 又は軸方向と定義する。“2”方向及び“3”方向は,90度軸 (90゜) 又
            は軸直交方向とする。
         2. これと同様の定義が,一方向性積層材及び製造方法に起因して繊維が一方向に配列する材料
            にも適用される。
  異方性体では4.11の規定に従い,試験した方向を明らかにするため,添え字“1”又は“2”を用いる。

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K 7017 : 1999 (ISO/FDIS 14125 : 1997)
                                   図1 代表的応力ひずみ曲線
                               図2 一方向強化複合材料板の対称軸
5. 装置
5.1   試験装置
5.1.1  一般的事項 試験機は,以後にその詳細を示すように,5.1.25.1.4に示した要求を満たし,ISO 5893
を満足するものを使用する。
5.1.2  試験速度 試験機は表1に示す試験速度(参照,4.1)が維持できるものでなければならない。

――――― [JIS K 7017 pdf 5] ―――――

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