アイゾット衝撃強度試験

アイゾット衝撃強度試験は、材料の耐衝撃性を測定するASTM標準の方法です。旋回アームを特定の高さ (一定の位置エネルギー) まで上げ、その後放します。アームが下方にスイングしてノッチ付きサンプルに当たり、試験片を破壊します。サンプルに吸収されたエネルギーは、サンプルに当たった後のアームのスイングの高さから計算されます。ノッチ付きサンプルは、通常、衝撃エネルギーとノッチ感度を測定するために使用されます。

この試験はシャルピー衝撃試験に似ていますが、試験片の配置が異なります。^[1]アイゾット衝撃試験は、サンプルが3点曲げ構成ではなく片持ち梁構成で保持される点でシャルピー衝撃試験と異なります。

このテストは、イギリスのエンジニアであるエドウィン・ギルバート・アイゾッド（1876年 - 1946年）にちなんで名付けられました。アイゾッドは1903年に英国工学協会でこのテストについて講演し、その後エンジニアリング誌に掲載されました。^[2]

衝撃とは、定義上、非常に短時間に加えられる大きな力であり、その結果、運動量とエネルギーが突然伝達されます。同じ量のエネルギーがより徐々に伝達される場合、その影響は異なります。日常の工学構造物は衝撃にさらされ、ひび割れが生じる可能性があります。ひび割れは時間の経過とともに広がり、壊滅的な破損につながる可能性があります。

衝撃試験は、同じ試験条件下でのさまざまな材料のせん断 破壊靭性を比較する場合、または温度に対する 1 つの材料のせん断破壊靭性を比較して、温度の低下とともに衝撃強度が急激に低下することが観察される延性から 脆性への遷移温度を決定する場合に使用されます。

材料の靭性は、比較的ゆっくりとした塑性変形中にエネルギーを吸収する能力の要因ですが、ひずみが発生する速度も重要です。脆性材料は、いずれにしても耐えられる塑性変形の量が少ないため、靭性が低くなります。ただし、延性材料は高エネルギーの衝撃を受けると脆性材料のように動作する可能性があるため、この種のテストが必要になります。

テスト条件は多くの変数によって決まりますが、最も重要なのは以下の変数です。

• ノッチの下のサンプルの通常は長方形の断面の寸法。
• 開始位置でのハンマーの高さ、これにより衝突時の速度が決まります。
• ハンマーの質量と速度によって衝突時の運動エネルギーが決まります。
• ノッチの鋭さ、または先端の曲率。
• サンプルの温度。

プラスチックのアイゾット衝撃試験のASTM国際規格は ASTM D256 です。結果は、ノッチでの単位厚さあたりのエネルギー損失 (ft·lb/in または J/cm など) で表されます。あるいは、ノッチでの単位断面積あたりのエネルギー損失 (J/m ²または ft·lb/in ² ) として報告されることもあります。欧州では ISO 180 法が使用され、結果はノッチでの断面積 (J/m ² ) のみに基づきます。ASTM D256 の標準試験片の寸法は 63.5 × 12.7 × 3.2 mm (2.5 × 0.5 × 0.125 インチ) です。最も一般的な試験片の厚さは 3.2 mm (0.13 インチ) ですが、幅は 3.0 ～ 12.7 mm (0.12 ～ 0.50 インチ) の範囲で変化します。

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• BS EN ISO 180:2001 - 「プラスチック。アイゾット衝撃強度の測定」
• BS EN ISO 13802:2006 - 「プラスチック。振り子衝撃試験機の検証。シャルピー、アイゾット、引張衝撃試験」