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繰返し荷重を与えたときの材料疲労とクリープ特性

プラスチック材料に繰返し荷重を与えたときの材料疲労

プラスチック樹脂材料は、繰返し荷重を与えると機械的強度が低下します。この強度の低下を疲労といいます。この疲労の具合は、材料種類によって異なります。

たとえば、硬質塩化ビニル樹脂においては、引張強さの初期強度5.2kg/㎟、繰り返し荷重10^7回の後の強度は、1.6kg/㎟となり、強度が31%低下することがわかります。

プラスチック材料引張強さδB
(kg/㎟)
10^7回繰返し荷重後の引張強さδf
(kg/㎟)
δf / δB
硬質塩化ビニル樹脂5.21.60.31
メタクリル樹脂6.52.00.31
AS樹脂6.81.50.22
ポリカーボネート6.51.00.15
ポリアセタール(射出)7.13.00.42
不飽和ポリエステル(注型)4.01.60.40
ポリエステルガラスクロスFRP40.09.00.22
エポキシガラスクロスポリエステル33.415.50.47
アルミ合金45150.33

クリープ特性

試験材料に一定荷重を加えたときに起こる永久変形の値をクリープいいます。クリープは荷重および時間の関数で表せます、

プラスチック材料充填材荷重
(kgf/㎟)
クリープたわみ
(mm)2年後
ポリアミド(ナイロン6)ガラス繊維302.581.253
ポリアミド(ナイロン66)ガラス繊維202.401.650
ポリアミド(ナイロン66)ガラス繊維303.561.356
ポリカーボネート2.492.894
ポリカーボネートガラス長繊維203.621.453
ポリカーボネートガラス長繊維304.221.236
ポリカーボネートガラス短繊維203.161.333
ポリカーボネートガラス短繊維304.161.235
ポリアセタール(共重合体)2.105.228(1年10ヵ月)
フェノール樹脂ガラス繊維・無機質552.060.432
エポキシ樹脂無機質602.720.819
ジリアリルフタレート樹脂ガラス無機質502.880.586
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