ねじり試験とは？

ねじり試験は、最大曲げ力に対する材料の強度を測定します。 材料力学で使用される非常に一般的なテストで、特定の材料がひび割れまたは破損する前にどれだけ曲げられるかを測定します。 この加えられた曲げ圧力はトルクと呼ばれます。 製造業で一般的に使用される金属製の留め具や梁などの材料は、多くの場合、強靭な状態で強度を判断するためにねじり試験を受けます。

ねじり試験を実施できる3つの広範なカテゴリがあります。故障試験、実証試験、および運用試験です。 故障テストには、破損するまで材料をねじることが含まれます。 実証試験では、材料が一定の期間にわたって一定量のトルク負荷に耐えられるかどうかを観察します。 運用テストでは、特定の製品をテストして、市場に出る前に弾性限界を確認します。

各ねじり試験の結果を記録することが重要です。 記録は、X軸にねじれ角の値を、Y軸にトルク値を使用して応力-ひずみ図を作成することで行われます。 ねじり試験装置を使用して、ねじれは記録された耐えられるトルクで4分の1度の増分で実行されます。 ひずみはねじれ角に対応し、応力は測定されたトルクに対応します。

材料の弾性限界は、元の形状またはサイズに戻れなくなるポイントです。 ねじり試験で決定される弾性限界は、試験開始から比例限界までの線の勾配に等しくなります。 この関係は、1678年にロバートフックirによって最初に測定されました。フックの法則は、応力が比例限界に達するまで応力に直接比例すると述べています。

テスト後、金属材料は延性または脆性のいずれかに分類されます。 鋼やアルミニウムなどの延性金属には高い弾性限界があり、破壊する前に大きなひずみに耐えることができます。 鋳鉄やコンクリートなどの脆性材料は弾性限界が低く、破裂する前に大きなひずみを必要としません。

ねじり試験を行わないと、材料は産業用にリリースされる前に適切に検査されません。 材料が一定量のねじれや曲げに耐える能力を正確に測定することが最も重要です。 そうしないと、そのような材料に依存する構造と機械が故障し、不安定性、ワークフローの中断、または重大な損傷や怪我を引き起こす可能性があります。