ちょっと、そこ！引張試験機のサプライヤーとして、静的引張試験機と動的引張試験機の違いについてよく質問されます。そこで、分かりやすく解説していきたいと思い、このブログを書こうと思いました。
そもそも引張試験機とは何ですか？
違いを説明する前に、引張試験機の機能について簡単に説明しましょう。引張試験機は、材料に引っ張り力を加えて強度や特性を試験する機械です。それは、材料を強く引っ張って、壊れたり変形したりする前にどのくらいかかるかを確認するようなものです。当社は、製造から研究に至るまで、あらゆる業界でこれらのテスターを使用して、使用している材料が適切であることを確認します。
静的引張試験機
まずは静的引張試験機から始めましょう。これらはテストの世界の主力です。材料が破壊点に達するまで、ゆっくりと安定した力を材料に加えます。それは、切れるまで一定の力でロープを引っ張るようなものです。
仕組み
静的引張試験機には通常、2 つのグリップがあります。 1 つのグリップで材料を所定の位置に保持し、もう 1 つのグリップで引っ張る力を加えます。通常、力は非常にゆっくりと一定の速度で加えられ、多くの場合、毎分ミリメートルで測定されます。力が加えられると、テスターは材料がどれだけ伸びるか、そしてその伸びを引き起こすのにどれだけの力が必要かを測定します。
いつ使用するか
静的引張試験機は、力がゆっくりと安定して加えられる用途で使用される材料の試験に最適です。たとえば、建物で使用される金属棒の強度をテストする場合、静的引張試験を行うと、時間の経過とともにどのくらいの重量に耐えられるかがわかります。また、材料の各バッチが同じ基準を満たしていることを確認したい、製造における品質管理にも役立ちます。
利点
- シンプルさ: 静的引張試験機は操作が比較的簡単です。力の割合を設定するだけで、あとは機械に任せるだけです。
- 正確さ: 力はゆっくりと安定して加えられるため、静的テストでは非常に正確な結果が得られます。
- 費用対効果が高い: 通常、動的引張試験機よりも安価であるため、中小企業や予算に限りのある企業にとっては優れた選択肢となります。
短所
- 限られたテスト条件: 静的テストでは、一部のアプリケーションでは重要になる可能性がある急速な負荷や振動の影響が考慮されていません。
- 時間がかかる: テスト速度が遅いということは、特に複数のサンプルをテストする場合、各テストに時間がかかる可能性があることを意味します。
動的引張試験機
さて、動的引張試験機について話しましょう。これらはテスト界のハイパフォーマンスアスリートです。急速に変化する力を材料に適用し、力が一定ではない現実世界の条件をシミュレートします。
仕組み
動的引張試験機の動作は静的試験機とは少し異なります。ゆっくりと安定した力を加える代わりに、サーボ油圧システムまたはサーボ電気システムを使用して、急速で変化する力を加えます。これは、単一の衝撃、一連の衝撃、または周期的な荷重パターンの形式で発生する可能性があります。
いつ使用するか
動的引張試験機は、力が急速に加えられる、または時間の経過とともに変化する用途で使用される材料を試験するのに最適です。たとえば、車のシートベルトの強度をテストする場合、動的テストは衝突による突然の衝撃をシミュレートし、その条件下でシートベルトがどのように機能するかを示すことができます。また、コンポーネントが高速の衝撃や振動に耐える必要がある航空宇宙産業や防衛産業での材料のテストにも役立ちます。
利点
- 現実的なテスト: 動的テストでは、現実世界の条件で材料がどのように機能するかについて、より現実的な状況を把握できます。
- 高速テスト: 静的試験機よりもはるかに高速で材料を試験できるため、時間を節約し、生産性を向上させることができます。
- 多用途性: 動的試験機は、幅広い荷重パターンを適用するようにプログラムできるため、さまざまな条件下で材料を試験できます。
短所
- 複雑: 動的引張試験機は静的試験機よりも操作が複雑です。テストを設定して実行するには、特別なトレーニングと専門知識が必要です。
- 料金: 通常、初期購入価格とメンテナンスと運用のコストの両方の点で、静電テスターよりも高価です。
- データ分析: 動的テストで生成されたデータは、静的テストのデータよりも分析が複雑になる可能性があり、高度なソフトウェアと専門知識が必要です。
静的引張試験機と動的引張試験機の比較
静的引張試験機と動的引張試験機の基本を説明したので、それらを並べて比較してみましょう。
| 特徴 | 静的引張試験機 | 動的引張試験機 |
|---|---|---|
| 力の適用 | ゆっくりと着実に | 急速かつ変化に富んだ |
| テスト速度 | 遅い | 速い |
| テストのリアリズム | 限定 | 高い |
| 複雑 | 低い | 高い |
| 料金 | 低い | 高い |
| 理想的な用途 | アプリケーションの読み込みが遅い、品質管理 | 高速衝撃、繰返し荷重 |
その他の関連機器
試験装置の話題ですが、興味があるかもしれない他の製品についてもいくつか触れておきたいと思います。材料加工に携わっている場合は、当社の製品をチェックしてみてください。横型遊星ボールミル。材料を高レベルで粉砕および混合するための優れたツールです。また、実験室用密閉型ジョークラッシャー硬い材料のサイズを小さくするのに最適です。材料を混合する必要がある場合は、ダブルスパイラルコニカルミキサー一流のオプションです。
結論
結論として、静的引張試験機と動的引張試験機にはそれぞれ独自の長所と短所があります。この 2 つのどちらを選択するかは、アプリケーションの特定のテスト要件によって異なります。低速荷重条件下で材料を試験するためのシンプルでコスト効率の高い方法をお探しの場合は、静的引張試験機が最適な選択肢となる可能性があります。一方、急速で変化する力の下で材料を試験する必要がある場合は、動的引張試験機が最適です。
当社の引張試験機やその他の製品について詳しく知りたい場合は、お気軽にお問い合わせください。ご質問がございましたら喜んでお答えし、お客様のニーズに合った適切な機器を見つけるお手伝いをさせていただきます。創業したばかりの中小企業でも、高性能のテスト ソリューションを探している大企業でも、当社が対応します。
参考文献
- ASTMインターナショナル。 （2023年）。金属材料の引張試験の標準試験方法。 ASTM E8/E8M-23。
- ISO。 （2022年）。金属材料 - 引張試験 - パート 1: 室温での試験方法。 ISO 6892-1:2022。
