炭素繊維強化プラスチックの有孔引張強さ試験

はじめに

近年、機械的な信頼性を要求される構造体の部材に対して従来の金属材料から軽量な代替材料への部材転換が進められています。その主な理由としては、製品を軽量化することで輸送質量が削減され、製品輸送に伴う二酸化炭素排出量を軽減できることが挙げられます。炭素繊維を使用したCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)などの繊維強化複合材料は、その卓越した強度と軽さを特長として、今や航空機材料として多用され、今後は軽量化を目的として自動車をはじめとしたあらゆる製品へ適用拡大されると考えられています。
本稿ではCFRPの強度試験方法として広く用いられている有孔引張強さ試験の事例をご紹介します。

測定・治具など

CFRPは高い引張強度を示し、強い破壊衝撃を発します。試験の際にはサンプルの最大試験力に対して十二分に容量の大きい試験機，治具を使用することを推奨いたします。
本試験については、寸法L(mm)×W(mm)×T(mm) = 150×36×2.5、孔径 6mm、積層方法[45/0/-45/90]_2sのサンプルにて測定を実施しました。

測定結果

Fig.1 試験の様子

Fig.2 応力と変位の関係

[ Table 1 試験条件 ]

項目	設定値
試験速度	1.5mm/min
つかみ具間距離	70mm

[ Table 2 試験結果 ]

サンプル	有孔引張強さ
CFRP有孔試験片	657.0MPa

Fig.3 破壊後のサンプル

炭素繊維強化プラスチックの有孔引張強さ試験システム