引張試験は、世界中の製造工場や研究施設でエンジニアや材料科学者が行っている基本的なタイプの機械的試験です。引張試験では、引張応力に対する試験片材料の反応を測定するために材料に引張力を加えます。このような試験により、材料の機械的特性に関する知見が得られ、製品の設計者は、いつ、どこで、どのように材料を使用するかについて、十分な情報に基づく意思決定を行うことができます。

引張試験を行う理由

引張試験と材料の特性評価は、あらゆる産業のメーカーや研究者にとって極めて重要です。新しい製品あるいは新しい用途向けに材料を選定するにあたり、研究者はその材料が最終的な用途で出会う機械力に耐えられることを確認する必要があります。例えば、タイヤのゴムには路面の凹凸を吸収するのに十分な弾力性が、また手術の縫合糸には生体組織維持するのに十分な強度が求められれます。さらには、材料や製品は、周期的または反復的な使用、またさまざまな温度や環境条件下で短期間または長期間、機械力にさらされる可能性があります。自動車のタイヤは、さまざまな気象条件のもとで一定の走行距離を維持することが求められるのに対し、外科用縫合糸は、一度使用されるだけですが、身体が治癒するまでの間、一定の引張強度を維持する必要があります。

引張試験は、研究開発プロセスにおける重要性に加えて、品質保証部門が完成品のバッチが引張特性の要求仕様を満たしていることを確認する目的にも使用されます。引張試験は安全性とビジネスの両方の観点から重要です。製品の欠陥はエンドユーザーにとって危険であり、メーカーにとっても製品の遅延、収益の損失、評判の低下という形で大きな損害を与える可能性があります。

引張試験は、引張機または引張試験機とも呼ばれる万能試験機で実施します。万能試験機はシングルコラムまたはデュアルコラムフレームの構成であり、ロードセルや試験用ソフトウェア、用途に応じたグリップ、伸び計などの付属品が装備されています。万能試験機にはさまざまな荷重容量のものがあり、試験する製品やコンポーネント、材料に応じてさまざまな治具を組み合わせることがきます。

張力を加えた材料や製品を測定することで、メーカーはその引張特性の完全なプロファイルを得ることができます。このデータをグラフにすると、応力/ひずみ曲線を得ることができます。これは、力が加わえられときの材料の反応を示します。求められる機械特性の測定は規格によって異なりますが、通常、最も注目すべきは、破断または障害点、弾性係数、降伏強度、ひずみです。

引張試験機はさまざまなサイズのものを取り揃えており、荷重容量は0.02N～2,000kNまでの範囲です。ほとんどの低荷重試験は、電気機械式のシングルコラムまたはデュアルコラム卓上型試験機で行えるのに対し、高荷重の用途には床置型のフレームが必要です。インストロンの6800シリーズシステムは最大300kNまでの容量に対応でき、引張や圧縮、曲げ、剥離、引裂、せん断、摩擦、ねじり、穿刺など、さまざまな種類の試験を実施できます。インストロンのIndustrialシリーズの油圧サーボ式システムはさらに高容量の試験向けであり、高強度の金属や合金、高度複合材料に対応することができます。

最大300kNの万能材料試験システム

0.02N（2gf）～300kNの範囲の荷重容量を持つシングルおよびデュアルコラムの卓上および床置型試験システム。

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最大2000kNのIndustrialシリーズ万能材料試験システム

インストロンのIndustrialシリーズはシングルまたはデュアル試験スペースからなるフレームで構成され、300kNから2000kNの範囲の荷重容量のものがあります。

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以下は、最も一般的な国際的引張試験規格の一部のリストです。