衝撃後圧縮 （CAI）
衝撃後圧縮試験は、衝撃によって損傷が生じた後のラミネート材料の圧縮残留強度を測定するために使用される試験方法です。CAI試験は、多層複合材料の損傷耐性に関する結論を引き出すために使用されます。
ASTM D7136 および ASTM D7137 規格では、落重試験機を使用した事前損傷プロセス、または複合材料の耐損傷性を測定するための圧縮試験について説明しています。CAI試験は、ISO 18352、エアバスAITM 1.0010、ボーイング BSS 7260 type II などの規格にも記載されています。
CAI試験の目的 規格 プレダメージ試験プレート CAI圧縮試験 ダウンロード
CAI試験実施時の規格は？
衝撃後圧縮試験で一般的に使用される規格には次のものがあります。
- ASTM D7136： 落錘衝撃事象に対する繊維強化ポリマーマトリックス複合材料の耐損傷性の測定
- ASTM D7137： 損傷したポリマーマトリックス複合プレートの圧縮残留強度特性
- ISO 18352： 指定された衝撃エネルギーレベルでの衝撃後の圧縮特性の決定
- AITM 1.0010： 衝撃後の圧縮強度を決定するためのエアバス試験方法
- Boeing BSS 7260, Type II： 複合積層板の衝撃後圧縮強度試験
ASTM D7136 規格では、衝撃試験と、試験後の衝撃損傷の評価および文書化について説明しています。 ASTM D7137 には、損傷したラミネートの圧縮残留強度を測定するための静的圧縮試験が記載されています。
上記の他のすべての規格では、試験性能の 3 段階について説明していますが、非破壊検査による内部損傷の判定手順は詳細に説明されていません。
プレダメージ試験プレート
- 試験片へプレダメージを与えるには計装化 HIT 230F 落錘試験機によって行われます。 試験片は以下の寸法でグリップされます：
- 76.2 x 127mm (ASTM、ボーイング、SACMA、DIN)、 75 x 125 mm (EN、エアバス) あるいは 140 mm 径 (CRAG)でグリップ。 エアバスの AITM のみがセクション内でのグリッピングを要求しています。 試験の簡便化ために、試験片を落下試験機の外側でつかみ、次に試験ポジションに移動させます。
- プレダメージプロセスは、落下重量試験機の計装化によってモニタリングおよび評価されています。 荷重 - 時間における最初の損傷ピークもまた、積層体のモードII破壊靭性と相関しています。
損傷前の試験プレートに関連する試験機
HIT230F 計装化落重試験機は、最大1メートルまで調整可能な落下高さ、衝撃点での統合速度測定、リバウンド防止装置、衝撃試験に対応するインパクター(直径 16 mm)、および、さまざまな衝撃エネルギーを設定するための簡単に変更可能なウエイトは、損傷前のCAI試験片の要件を満たすように特別に設計されています。
HIT600F 計装化落重試験機は、CAI 試験における予損傷力の適用にも最適であり、より高い落下距離設定とオプションの加速ユニットの追加により、さらに高い速度と衝撃エネルギーに達することができます。したがって、プラスチック試験片の多軸パンクチャー試験の実行にも適しています。
CAI 圧縮試験
落重試験機による衝撃試験で試験片に予め損傷を与え、衝撃箇所の変形測定による衝撃損傷の評価と、非破壊試験による積層板内部の損傷程度の判定を行った後、 CAI圧縮残留強度を測定するための実際の静的圧縮試験を実施できます。
この試験では、事前に損傷を与えた試験片を特別な CAI 圧縮試験治具に設置します。試験片のクランプに関する一般的な要件は CAI 試験規格によって異なるため、2つの異なる圧縮試験治具が使用されます。
- ASTM D7137 およびボーイング BSS 7260 Type II の場合、試験片は4つの側面すべてでガイドされますが、グリップされません。
- ISO 18352 およびエアバス AITM 1.0010 の場合、試験片は上部と底部でグリップされ、線接触によって側面でガイドされます。
CAI圧縮試験冶具（衝撃後圧縮）
- アプリケーション： 衝撃後の残余圧縮強さ（CAI）の測定は以下の規格に準拠します：
- Boeing BSS 7260c, ASTM D7137, DIN 65561, ISO 18352, prEN 6038
- Airbus AITM 1-0010 issue 3
- 機能の説明： 圧縮試験冶具は衝撃後の残余圧縮強さの決定に使用されます。 圧縮荷重は面内の試験片にかけられます。 バージョンに応じて、試験片はクランプされるか、上端と下端で単純に支持されます。
- アドバンテージ：
- 試験片を簡単に交換
- 治具は–70 から300℃の環境下で使用可能
- サポートプレートで横剛性が増加
- 上部と下部の接触面に交換可能な超硬インサート。
ASTM D7137の衝撃後圧縮 （CAI）試験
衝撃後圧縮 (CAI) 試験では、最大 600 kN の特別な圧縮試験治具を使用して、損傷後の複合試験片を試験します。 CAI試験はZ600E材料試験機で-60℃～+350℃の温度レンジで実施されます。
CAI 圧縮試験関連製品
衝撃後圧縮試験では、100 mm x 150 mm x 5 mm (幅 x 長さ x 厚さ) の比較的大きな試験片を使用すると、100 kN を超える力が容易に発生します。上記の試験基準では、試験する複合材料の種類（CFRP または GFRP など）、使用する繊維強化材の種類（UD、スクリム、ファブリックなど）、または定義された公称積層構造および積層厚以外の積層構造および積層厚の使用にも依存します。
したがって、CAI 試験は公称荷重150 kN ～ 250 kNの静的材料試験機で実行する必要があります。非常に厚いラミネートを使用したCAI試験の場合、強化されたCAI治具および最大 600 kN までのより高い公称荷重を備えた静的材料試験機も使用できます。
試験アレンジの正確な位置合わせと CAI 圧縮治具の寸法精度を検証するには、CAI試験規格に応じて、試験アレンジのセットアップ時または指定された間隔で、両側にひずみゲージを適用した試験片を各試験で使用する必要があります（サンプルごとに合計 4 個）。ひずみゲージ信号は、組み立て済みのひずみゲージボックスを使用して試験機に統合することも、適切なユニバーサル測定アンプを使用することによっても統合できます。
