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プラスチックの物性入門 :上級編

2007/05/23
Q:曲げ特性とは?

A:大きく分けて、曲げ強さと、曲げ弾性率になります。

曲げ特性は、一般的に、試験片を両側でもって支持し、中央に集中荷重をかける3点曲げ試験によって測定されます。曲げ強さは、試験片の厚み、幅、支点間距離、曲げ速度の影響を受けるため、厚みと幅が決められています。
樹脂は、一般的に厚み4mm、幅10mmの短冊状の試験片が使用されています。
また、両側で支持する台の曲率の曲げ特性に影響しており、試験片の厚みが3mm以下の場合は、半径5mm、3mm以上の場合は、半径2mmとされています。
20070523mage.gif

曲げ特性は、曲げ荷重に対して生じる応力(曲げ応力)とその変形量(たわみ量)との関係によって示される機械的性質の1つです。

○曲げ強さ(flexural strength)
材料が曲げ変形を受けたときの破壊時の強さのこと。
曲げ強さは試験時の最大荷重から算出されます。
3点曲げ試験では次式により算出される。

magetuyosa-aa.gif

※P=最大荷重、L=支点間距離(mm)、W=試験片の幅(mm)
  h=試験片の厚さ(mm) となっています。

☆主なスーパーエンプラの曲げ強度は以下の通りです。(単位:Mpa)
 PEEK450G ・・・ 170  PPS ・・・ 142  ポリイミド ・・・ 110 
 PBI ・・・ 219  PES ・・・ 129   

○曲げ弾性率(flexural modulus)
試験において求めた荷重-たわみ曲線を用いて計算される弾性率をいい、3点曲げ試験では次式により算出される。

magedansei-aa.gif

※L=支点間距離(mm)、W=試験片の幅(mm)、h=試験片の厚さ(mm)
  F=荷重-たわみ曲線の初めの直線部分の任意に選んだ点の荷重
  Y=荷重Fでのたわみ量(㎜)


☆主なスーパーエンプラの曲げ弾性率は以下の通りです。(単位:Mpa)
 PEEK450G ・・・ 3620  PPS ・・・ 3900  ポリイミド ・・・ 3100 
 PBI ・・・ 6470  PES ・・・ 2550  

曲げ特性は、1つの外力に対して色々な種類の応力が関係しており、材料の静的機械的特性ともいわれています。
また、引張特性、衝撃特性と並んで重要な特性であり、特に熱硬化性樹脂では、曲げ特性と衝撃特性の2つが、その材料の機械的特性を代表しているといわれています。

では、次回は、衝撃強さについて見てみましょう。

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