ゴムチップ成形板の衝撃変形挙動とエネルギー吸収特性評価

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550062
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 臺丸谷 政志 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (40002018)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 秀敏 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (10205479)
• Keywords: 衝撃 / 落錘式衝撃試験装置 / スプリット・ホプキンソン棒法 / PMMA入出力棒 / ゴムチップ成形版 / ひずみ速度依存性 / 構成方程式 / 低温環境

Research Abstract

金属材料などに関しては,衝撃荷重下における変形強度特性試験にはスプリット・ホプキンソン棒法(Split Hopkinson Bar Technique, SHB法)が広く用いられている.しかし,ゴム材料や軟質プラスチックのような金属材料に比べて2桁以上も変形強度が小さくかつ大変形を伴う材料の場合,SHB法測定入出力棒との機械的インピーダンスがマッチせず,また比較的長い衝撃持続時間を必要とするため従来型のSHB法によっては衝撃変形強度測定は一般に困難とされており試験法は確立されていない.本研究の目的は,廃タイヤ等を粒状に粉砕したゴムチップを主材とする成形体とそれらの成型品の衝撃試験法と衝撃エネルギー吸収特性評価法の検討を行うことである.
平成15年度は,平成14年度に設計・試作した落錘式の大型スプリット・ホプキンソン棒試験装置を用いてゴムチップ成形板の衝撃圧縮試験を実施した.SHB法測定用入出力棒と供試材の機械的インピーダンス差の低減を図りまた比較的長い衝撃持続時間を実現するため,衝撃棒および入・出力棒に直径45mm,長さ2000mmのPMMA丸棒を用いた.5種類のゴムチツプ成形板を製作し,それぞれ円形(直径43mm)に切出したものを試験片として用いた.それらの試験片の静的および衝撃試験を実施して再現性のよい良好な結果を得た.静的および衝撃実験結果より,ひずみ速度10^2〜10^3(1/sec)の範囲で衝撃速度(ひずみ速度)の増加に伴い応力値が大きく増加し,供試ゴムチップ成形板は著しいひずみ速度依存性を示すことを明らかにし,また,供試ゴムチップ成形板のひずみ速度効果を含む構成方程式の定式化を試みた.さらに,クッションドラム等の寒冷地仕様製品開発のため,低温および凍結環境下におけるゴムチップ成形板の衝撃変形特性についても衝撃実験を実施し基礎資料を得た.

Research Products

• [Publications] 臺丸谷政志, 他2名: "ゴムチップ成形体の衝撃変形挙動"日本機械学会平成14年度材料力学部門講演会講演論文集. No.02-05. 695-696 (2002)
• [Publications] 臺丸谷政志, 他2名: "リサイクル・ゴムチップ成形体の衝撃特性"M&M2003材料力学部門講演会講演論文集. No.03-11. 95-97 (2003)