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プラスチックの物性入門 :上級編

2007/04/19
Q:応力-ひずみ曲線とは?

A:その材質の機械的な特性を知る上で、重要な手がかりとなるものです。

物体に色々な外力が加えられると変形を起こし、ひずみ(strain)が発生するとともに、その外力に対抗しようとする内力=応力(stress)が発生します。この応力とひずみの関係を知ることが、その物質の機械的特性を知るために、役立っています。

材料(試験片)を一定の速度で引っ張り、応力とひずみの関係を求めると、下記の図のような曲線になり、引張強さ、伸び、弾性率が測定されます。

20070419graph-1.gif

・・・Aの地点まで:A(弾性限界)まで直線で、応力とひずみが比例関係にある。
・・・Bの地点まで:Aから曲線となり、塑性変形が始まり、B(降伏点)で極大強度に達します。
・・・Cの地点まで:Bから冷延伸が始まり、ネッキングを起こし、その後延伸を起こしC(破断点)で破断します。

樹脂の応力-ひずみ曲線は、樹脂の種類により異なりますが、だいたい以下の5種類になっています。

20070419graph-2.gif

1:軟らかくて弱い 引張弾性率=小 引張強さ=小 伸び=中 
  ○高分子の軟らかいゲル、チーズ状材料 等
2:硬くてもろい  引張弾性率=大 引張強さ=中 伸び=小
  ※降伏点以前に破断
  ○メタクリル樹脂、フェノール樹脂 等
3:硬くて強い   引張弾性率=大 引張強さ=大 伸び=中
  ※降伏点付近で破断
  ○PVC(硬質塩化ビニール)、AS樹脂 等
4:軟らかくて粘りがある  引張弾性率=小 引張強さ=中 伸び=大
  ※降伏値は低い
  ○軟質塩化ビニール、低密度ポリエチレン、PP、フッ素樹脂 等
5.硬くて粘りがある  引張弾性率=大 引張強さ=大 伸び=大
  ※降伏値大
  ○ABS樹脂、POM、PA、PC 等

つまり、この応力-ひずみ曲線を見ることで、樹脂材料の強さ、硬さ、靭性などが
わかりやすくなっています。

では、次回は、曲げ特性についてみていきましょう。

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