引張試験とは？

引張試験は、引っ張られたときに材料が引き裂かれたり壊れたりする前に、材料が許容できる力を測定する機械的試験です。 金属、ゴム、プラスチック、繊維などの材料は、汎用の機械的試験機器または他の種類の引張試験機を使用して試験できます。 試験装置は、必要な力を提供するように、また材料がどれだけの時間さらされるかに応じて調整できます。 グラフを使用して、材料が破損する力のレベル、および試験中に材料にかかる最も強い荷重である最終引張強度を特定します。

科学者が引張試験の結果を解釈するのに役立つ原則には、「フックの法則」が含まれます。これは、試験中の材料の伸び方と力の相関関係を説明しています。 2つの変数が対応するグラフ上の領域は、線形と呼ばれます。 弾性係数と呼ばれる材料の剛性は、材料が荷重を受けた後も完全性を保持している間は識別可能です。 材料は、荷重が取り除かれた場合でも、弾性限界に達すると永久に変更されます。 この時点で、グラフィカルラインは、テストの開始時に見つかった直線の一貫したパスから方向を変更します。

降伏強さは、引張試験中に材料が荷重下でひずみを示し始めるときです。 ひずみは、試験中の長さの事前の長さに対する変化の割合として、または試験中の任意の瞬間の長さとして測定できます。 引張試験システムは、材料を機械に固定し、機械のクロスヘッドをトリガーして力を加えることで動作します。 力を加える方法の割合は調整できます。 温度が調整されて、材料が高温または低温のときに負荷にどのように反応するかを決定することもあります。

材料が引張試験を受ける場合、シリンダーまたは平板の形をとるサンプルで準備されます。 チューブ状のワイヤと繊維は、引張試験機の適切なグリップを使用して、通常の形状でテストされます。 材料試験は、製品の品質を監視するための製造、製造に使用される材料の強度を分析するために、用途に使用する材料を選択する必要があるエンジニアによって実施されます。 引張試験は、特定の条件下で製品が使用できなくなるまでの持続時間を研究者が確認するのにも役立ちます。