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引張試験機についての概要、用途、原理などをご説明します。また、引張試験機のメーカー48社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。引張試験機関連企業の2024年12月注目ランキングは1位:インストロンジャパンカンパニイリミテッド、2位:ミネベアミツミ株式会社、3位:株式会社島津製作所となっています。
引張試験機の関連キーワード
引張試験機とは、サンプルに引張荷重を加えた時の変化を測定する装置です。
引張により、応力とひずみが発生します。応力とひずみの関係から、引張応力、引張ひずみ、ヤング率、ポアソン比などが算出可能です。引張試験で得られるパラメータは機械的性質と呼ばれ、成型製品の強度や耐久性を把握するのに重要な役目を果たします。
引張試験機は、主に力学的性質および機械的性質を確認するために利用されます。金属やプラスチック、ゴム、繊維などさまざまな材料試験に使用され、性能検査や品質検査を行う上で重要な試験の1つです。
また、筋肉、骨、皮膚などの生体組織の強度等を評価するために、引張試験が行われる場合があります。人工関節や人工心臓弁、ドレーンなどの医療機器の材料評価にも利用されている試験機です。
引張試験機では、試験片に引張荷重を加え、材料が破断されるまでの結果を測定します。応力ひずみ曲線をプロットすることで、比例限度、弾性限度、降伏点、引張強度を算出可能です。
測定初期、中期、破断点による特徴的な応力とひずみの関係性は以下の通りです。
測定初期は、応力とひずみが比例します。比例関係が成り立つ限界点を、比例限度と呼びます。
比例限度から更に応力を加えると、ある点でひずみが残り続けるようになります。このとき、ひずみが残り続けない限界点を弾性限度と呼びます。
弾性限度を超えた点が降伏点です。降伏点を超えると、ひずみは残ったまま応力が下がります。
その後も引張を続けると応力が再度増加します。このときの最大応力を、サンプルの引張強度と呼び、最後は破断します。
ヤング率、ポアソン比などは、応力ひずみプロットを用いて計算することで得られるパラメータです。その他、得たいパラメータや用いる試験片の材料により、静的伸び計、動的伸び計、長尺伸び計などが使い分けられています。
引張試験機にはさまざまな種類がありますが、現在市販されている試験機の多くは、油圧万能試験機と機械式万能試験機の2つです。
どちらも荷重検出にはロードセルを用い、電気出力を利用するため、伸び計から電気信号を取り出せば、荷重−伸び線図を容易に得られるという利点があります。
油圧万能試験機は、油圧により応力を調整することで、引張、圧縮、曲げなどの静的試験を行える万能試験機です。
機械式万能試験機は、サーボモータにより引張速度を定速化できることが特徴です。
引張試験機は、測定値をロ―ドセルを使い応力を測定します。応力の単位はSI単位である「N」ニュートンです。ロードセルの容量によりmN、kNなどの単位が使われる場合もあります。
「N」ニュートンは、質量に重力加速度を掛け合わせた値です。 測定場所の重力加速度がわかっている場合は、ロードセルで質量 (㎏) を測定できます。
また、SI単位施行以前には「N」の代わりに「kgf」が使われていましたが、計量法の改定により1999年10月以降、日本国内では使用できなくなりました。
応力とひずみの比です。ヤング率は材料の曲げやすさ (にくさ) を示し、ヤング率が大きいほど硬くて曲げにくいことを示します。建材などで使われる鉄鋼は、ヤング率が大きい材料の1つです。
力がかかる方向のひずみ (縦ひずみ) と力がかかる方向に対して、垂直方向のひずみ (横ひずみ) の比です。ポアソン比が0.5であれば、変形による体積変化がなくなります。ゴムのような材料では引っ張ると横幅が小さくなるので、0.5に近い値を示します。
引張試験には、材料に応じてさまざまなJIS規格があります。プラスチックの場合はJIS K 7164もしくはISO 527、ゴムの場合はJIS K 6251、金属の場合はJIS Z 2241が一般的に利用されています。
JIS規格に沿った試験を行うことで、公正な試験結果として扱うこことが可能です。
参考文献
https://www.keyence.co.jp/ss/products/recorder/testing-machine/material/tension.jsp
https://www.allied-material.co.jp/media/hard-metal/20190404
https://www.kabuku.io/guide/metal/steel/ss400/
https://www.instron.jp/ja-jp/our-company/library/glossary/p/poissons-ratio
https://info.shiga-irc.go.jp/public/data/130/102.pdf
https://www.unipulse.tokyo/techinfo/loadcetthowto/
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
2024年12月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | インストロンジャパンカンパニイリミテッド |
19.7%
|
| 2 | ミネベアミツミ株式会社 |
15.4%
|
| 3 | 株式会社島津製作所 |
14.5%
|
| 4 | 株式会社エー・アンド・デイ |
6.8%
|
| 5 | 日本計測システム株式会社 |
6.0%
|
| 6 | 株式会社今田製作所 |
5.1%
|
| 7 | 株式会社東洋精機製作所 |
4.3%
|
| 8 | 協和界面科学株式会社 |
3.4%
|
| 9 | 株式会社東京衡機試験機 |
3.4%
|
| 10 | 株式会社Profid |
2.6%
|
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2024年12月の引張試験機ページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
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Metoreeに登録されている引張試験機173製品の2025年1月17日時点での価格データを元に算出しています。
