JIS K 7116:1999 プラスチック―クリープ特性の試験方法―第２部：３点負荷による曲げクリープ

K 7116 : 1999 (ISO 899-2 : 1993)

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,通商産業大臣が改正した日
本工業規格である。これによってJIS K 7116 : 1987は改正され,この規格に置き換えられる。
  JIS K 7116には,次の附属書がある。
    附属書A(参考) ポリマーのクリープにおける物理的エージング効果
    附属書B(参考) 参考文献

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                            K 7116 : 1999
                                                                            (ISO 899-2 : 1993)

プラスチック−クリープ特性の試験方法−第2部 : 3点負荷による曲げクリープ

Plastics−Determination of creep behaviour− Part 2 : Flexural creep by three-point loading

序文 この規格は,1993年に第1版として発行されたISO 899-2, Plastics−Determination of creep behaviour
−Part 2 : Flexural creep by three-point loading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,この規格で下線(点線)を施してある箇所は,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,前処理,温度及び湿度が規定された条件のもとで,標準試験片によるプラスチックの
曲げクリープの試験方法について規定する。二つの自由端をもったはりに,単純支持する支点間の中央に
負荷する(3点曲げ)場合だけにこの試験方法を適用する。
1.2   この試験方法は,非強化の硬質及び半硬質プラスチック並びに充てん材入り及び繊維強化プラスチ
ック材料(JIS K 6900-1994参照)で,長方形断面をもつ短冊形の試験片に直接成形したもの又はシート若
しくは成形品から切削加工されたものに適している。
    備考 この試験方法は,繊維方向の異なる配向差があるような繊維強化材料に対しては不適当である。
1.3   この試験方法は,設計及び研究開発のためのデータを提供するものである。
1.4   曲げクリープは,試験片の調製及び寸法並びに試験環境の差で大きく変化する可能性がある。試験
片の熱履歴もまたクリープ特性に深く影響をもたらす可能性がある(附属書A参照)。したがって,正確
な相対的結果が要求されるときは,これらの要因を注意深く制御しなければならない。
1.5   曲げクリープ特性を設計の目的に使用する場合には,応力,時間及び環境条件の広範囲にわたって
試験をすることが望ましい。
1.6   この試験方法は硬質発泡プラスチックの試験に適していない(この点については,ISO 1209-1及び
ISO 1209-2に注記されている。)。
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,発効年(又は発行年)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。
    JIS K 6900-1994 プラスチック−用語

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K 7116 : 1999 (ISO 899-2 : 1993)
      備考 ISO 472 : 1988 Plastics−Vocabularyが,この規格と同等である。
    JIS K 7171-1994 プラスチック−曲げ特性の試験方法
      備考 ISO 178 : 1993 Plastics−Determination of flexural propertiesが,この規格と同等である。
             ISO 291 : 1977 Plastics−Standard atmospheres for conditioning and testing
             ISO 1209-1 : 1990 Cellular plastics, rigid−Flexural tests−Part 1 : Bending test
             ISO 1209-2 : 1990 Cellular plastics, rigid−Flexural tests−Part 2 : Determination of flexural
                  properties
3. 定義 この規格で用いる主な用語の定義は,JIS K 6900によるほか,次による。
3.1   クリープ (creep)一定の応力が作用しているとき,時間とともに増加するひずみ。
3.2   曲げ応力 (flexural stress)    示   間中央位置における試験片表面の呼び応力。7.1.2に示す式によっ
て算出する(単位 : MPa)。
3.3   たわみ (deflection)   t 試験片に支点間中央位置における上面又は下面が,試験片に試験荷重を加え
た後時間tが経過したとき,この面が元の平面から移動した距離(単位 : mm)。
3.4                                          攀
      曲げクリープひずみ (flexural-creep strain)          片に試験荷重を加えた結果,所定の時間tが経過
したときに生じる試験片表面のひずみ。7.1.3に示す式によって算出する(単位 : 無次元又は%)。
3.5   曲げクリープ弾性率 (flexural-creep modulus)   t曲げ応力と曲げクリープひずみの比。7.1.1に示す
式で算出する(単位 : MPa)。
3.6                                                       負荷後規定された時間における応力対ひず
      等時応力−ひずみ線図 (isochronous stress-strain curve)
みの関係を直交座標に描いた線図 (Cartesian plot) 。
3.7   破壊時間 (time to rupture) 試験荷重を加えてから試験片が破壊するまでの時間[単位 : s(秒)]。
3.8                                        所定の温度及び湿度の下で,規定された時間tに,破壊が
      クリープ強さ限界 (creep-strength limit)
生じる曲げ応力(                又は規定されたひずみが生じる曲げ応力 (攀     
4. 装置
4.1   支持台 支持台は試験片を支えるもので,二つの支点をもつ剛直な構造とし(図1参照),支点間距
離が,通常の試験片の場合は,試験片の厚さ(高さ)の (16±1) 倍に,非常に厚い又は一方向繊維強化材
の試験片の場合は,試験片の厚さ(高さ)の17倍以上に,調節できるものとする(6.2参照)。支持台は水
平で,支点間の中央位置で荷重下の試験片のたわみを阻害しないように試験片の下に十分な空間を確保し
なければならない。

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                                                                    K 7116 : 1999 (ISO 899-2 : 1993)
                                 図1 曲げクリープ装置の概略図
  圧子の半径R1及び支持台の半径R2は,表1によらなければならない。
                                   表1 圧子及び支持台の半径
                                                          単位mm
                             試験片の厚さ  圧子の半径  支持台の半径
                                              R1           R2
                                 ≦3         5±0.1       2±0.2
                                 >3         5±0.1       5±0.2
4.2   負荷装置 負荷装置は,負荷時に過渡的な過負荷を起こすことなく滑らかに荷重を加えられるよう
にし,試験荷重の±1 %に保持できるものとする。クリープ破壊試験の場合,破壊時に生じるいかなる衝
撃も隣接する負荷装置に伝わるのを防ぐように作られていなければならない。荷重機構は迅速に,円滑,
かつ,再現性のある負荷が可能でなければならない。
4.3   たわみ測定装置 たわみ測定装置は,荷重下における試験片のたわみを接触又は非接触式で測定で
きるものとする。この場合,機械的影響(例えば,望ましくない変形,ノッチなど),他の物理的影響(例
えば,試験片の加熱)又は化学的影響によって試験片へ影響を及ぼさないようにする。たわみ測定装置は,
最終たわみの±1 %の正確さで測定できなければならない。
4.4   時間測定装置 時間測定装置は,経過時間の0.1 %以内で測定できるもの。
4.5   マイクロメータ マイクロメータは,試験片の厚さ及び幅を測定するもので,0.01 mm又はこれと
同等以上の読み取りができるもの。
4.6   ノギス ノギスは,支点間距離を測定するもので,試験する支点間距離の0.1 %以内,又はこれと同
等以上で測定できるもの。
5. 試験片 曲げ特性の試験方法(JIS K 7171参照)に規定するものと同一形状及び寸法の試験片を使用
する。
6. 手順
6.1   状態調節及び試験雰囲気 試験片は,国際規格で規定された方法によって状態調節を行う。他に情
報がなく,受渡当事者間の協定もない場合は,ISO 291の中の最も適した条件を選んで行う。
    備考 クリープ挙動は,試験中の試験片の熱履歴ばかりでなく,状態調節に使用した温度及び湿度(当

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K 7116 : 1999 (ISO 899-2 : 1993)
          てはまる条件がある場合)にも影響されるであろう。
  試験は,状態調節に使用した雰囲気中で行う。ただし,高温又は低温での試験のように受渡当事者間で
協定した場合は,この限りではない。
  試験期間中の温度の変動は±2 ℃とする。
6.2   試験片寸法及び支点間距離の測定 状態調節した試験片の寸法を測定する。
  通常の試験片については,次の式(1)を用いて支点間距離Lを算出し,その値に装置を調節する。
                        L= (16±1)     (1)
                      ここに, L :  支点間距離 (mm)
                                h :  試験片の厚さ (mm)
  非常に厚い試験片及び一方向繊維強化材試験片の場合は,せん断によるはく離を避ける必要があれば,
試験片厚さの17倍よりも大きい支点間距離を用いる。
    参考 繊維強化試験片の場合,支点間距離を試験片厚さの32倍又は40倍で調節するのが望ましい。
  支持台間距離を±0.5 %で測定する。
6.3   試験片の装着 状態調節及び寸法測定をした試験片を,その長軸が支持台に対し直角になるように
左右対称に支持台の上に載せ,たわみ測定装置を装備する。
6.4   応力の選択 応力は,試験材料及び試験目的に適したものを選択する。応力は試験片に加えられた
荷重を用いて7.1.2に示す式(3)によって算出する。
  応力は,たわみが試験期間中に支点間距離の0.1倍より大きくならない範囲内で選択する。
    参考 応力レベルの数は,クリープ破壊線図を描くことを目的とするときは,7個以上が望ましい。
          クリープ線図を描くことを目的とする場合,線型粘弾性領域の大きな材料では3個以上,そう
          でないときは5個以上が望ましい。
6.5   負荷手順
6.5.1  予備負荷 負荷する前に試験片へ予備荷重を加える必要がある場合は,予備荷重が試験結果に影響
を及ぼさないように注意する。(試験機にセットした)試験片の温度と湿度が試験雰囲気と一致するまでに
予備荷重を加えてはならない。
    参考 予備荷重は,試験機の機械部分のあそびやたわみ測定装置によって生じる試験片の不安定さな
          どの影響を除くために用いる。
  予備荷重を加えた後,たわみ測定装置の指示をゼロにセットする。
  予備荷重は,試験期間中加えておかなければならない。
6.5.2  負荷 試験片への負荷は,連続的に行うものとし,負荷開始から全負荷が終了するまでの時間は1
秒5秒とする。同一材料のシリーズを試験する場合,試験片への負荷速度は,同じにする。
  全荷重(予備荷重を含む。)が,試験荷重となるようにする。
6.6   たわみ測定のスケジュール 試験片への全負荷が終わった瞬間をt=0として,たわみの記録を開始
する。たわみを自動記録及び/又は連続記録しない場合,試験中の材料から得られるクリープ曲線の関数
として必要な測定時間を選ぶ。次の測定スケジュールを使用することが望ましい。
  1 min,3 min,6 min,12 min,30 min,1 h,2 h,5 h,10 h,20 h,50 h,100 h,200 h,500 h,1 000 h
など。
  もし,時間に対するクリープひずみのプロットにおいて不連続が予測されるか,又は不連続になった場
合は,上記で推奨した測定スケジュールよりも,もっと頻繁に読み取りを行う。

――――― [JIS K 7116 pdf 5] ―――――

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