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炭素繊維強化樹脂(CFRP)のパンクチャ衝撃試験
 従来は静的強度だけであった材料強度評価のチェックポイントも、衝撃破壊特性の範囲まで広がってきています。また、材料の衝撃破壊特性は、製品材料選定と品質管理用の基礎データに採用され、製品開発の効率・製品信頼性を高める目的で大いに利用されています。
 高速パンクチャ衝撃試験機HITS-P10及び高速度カメラHPV-2を用い、CFRPの衝撃物性評価と破断性状の観察を同時に行った例を紹介します。
■使用機器
高速パンクチャ衝撃試験機 HITS-P10 (島津製作所製)

■特徴

・樹脂・複合材料・金属箔などの試験片のパンクチャ衝撃試験が可能
・静的(0.1mm/sec)から動的(20m/sec)まで広範囲の試験に対応
・衝撃対応設計で振動ノイズを低減
・-40℃〜+150℃の温度範囲での試験が可能


■使用機器の仕様

項目 詳細内容
試験力 Max.10kN
負荷速度範囲 0.1mm/sec〜20m/sec
サンプリング間隔 Max.1μsec
温度範囲 -40℃〜+150℃
試験規格 ISO 6603-2、ASTM D 3763-06
  

高速引張試験機 

■測定対象
樹脂・複合材料・金属箔などの試験片

■測定事例の紹介
CFRPを負荷速度10m/sec条件にて、パンクチャ衝撃試験を行いました。


表1 パンクチャ衝撃試結果
最大点試験力
(kN)
最大点ピストン変位 (mm) パンクチャ点
エネルギー(J)
3.38 3.3 18.06
  図1 試験力ーピストン変位線図
    図1 試験力ーピストン変位線図

また、高速度カメラにて試験時の様子を撮影しました。
コマ送り画像から、破壊時の挙動が克明に捉えられていることが分かります。
  コマ送り画像1   コマ送り画像2   コマ送り画像3
  コマ送り画像4   コマ送り画像5   コマ送り画像6
図2 コマ送り画像

  高速度カメラ HPV-2
  写真 試験外観図  
2015.5.18