ASTM D3039は、複合材料の引張特性を決定するための広く使用されているテスト基準です。軽量の特性と高い引張強度により、複合材料は航空宇宙および自動車産業によってますます好まれており、多くの用途で金属を置き換えるために使用されています。さまざまな種類の複合材料がありますが、ASTM D3039は、高等型繊維によって補強されたポリマーマトリックスで構成されるものにのみ適用されます。このガイドは、必要な機器、ソフトウェア、およびサンプルの概要を含む、ASTM D3039引張試験の基本要素を紹介するように設計されています。ただし、ASTM D3039テストを実施することを計画している人は誰でも、このガイドが完全な標準を読むための適切な代替品と見なされるべきではありません。
ASTM D3039テストは、標本（クーポン）に引張力を適用し、ストレス下での試料のさまざまな特性を測定することにより実行されます。ユニバーサルテストマシン（引張試験機とも呼ばれます）で実行され、単一の標準でインチポンドとSIユニットの両方を組み合わせます。 ASTM D3039は、次の引張特性を測定します。

引張強度 - テスト中に適用される最大応力（通常は休憩時の応力）
究極の引張ひずみ - 休憩時のひずみ
引張弾性率 - ストレスに応じて材料がどれだけ変形（伸びる）ことができるか。
ポアソンの比率：2つの縦方向ひずみポイント間の縦方向ひずみと縦方向のひずみの変化の比率（通常、弾性測定に使用されるポイント、つまり0.1〜0.3％）
遷移ひずみ：材料が収量の挙動を示す場合（応力 - ひずみ応答の勾配変化として表示される）、遷移ひずみは勾配変化が起こるひずみ値です。
障害モード：壊れた試験片を調べる必要があり、3つの文字コードを使用して故障タイプ、面積、および場所を記録する必要があります。
ASTM D3039は、粒子または短繊維で強化されたプラスチックに固有のものであり、これらの材料の引張特性を特徴付け、適格、認定するために使用される最も基本的なテストの1つです。ただし、異方性および不均一な複合材料のさまざまな機械的特性を完全に特徴付けるためには、他の幅広いテストが必要です。複合材料の圧縮特性をテストする必要がある場合は、ASTM D695を参照する必要があります。複合材料のインラインせん断試験を必要とする人は、ASTM D3846に従う必要があります。 D3039の事前に構成されたテスト方法と、他の多くの複合材料テスト方法とともに、Bluehill Universal Compositesアプリケーションモジュールに含まれています。
ASTM D3039標本は、一定の断面を持つ長方形の形状です。試験片の最小長は、総グリップ長 + 2 x幅 +ゲージの長さに等しくなりますが、曲げ応力を最小限に抑えるために長さが推奨されます。標本の幅と厚さは、繊維の量に関してバルク材料の代表である必要があります。 0が1つの方向、90秒の単方向、バランス、およびランダムな非識別材料タイプには4つの推奨される標本幾何学があります。 ASTM D3039は、連続的および不連続な繊維強化の両方に使用できますが、ラミネート標本のレイアップは、テスト方向に関してバランスをとって対称する必要があります。
試験片の断面積は、テスト前に測定する必要があります。これは、ゲージの長さ内の3つの場所で幅と厚さを測定し、平均化することによって行われます。片方または両方の表面が不規則な場合、厚さを測定するには、ボールインターフェイスを備えたマイクロメーターが必要です。両方の表面が平らな場合は、ボールまたはフラットインターフェイスを備えたマイクロメーターを使用できます。標本の幅を測定するには、平らなアンビルインターフェイスを備えたマイクロメーターまたはキャリパーが必要です。 Bluehill Universalの自動検体測定デバイス機能により、オペレーターは最大2つのデバイス（マイクロメーターまたはキャリパー）をコンピューターに接続し、データをソフトウェアに直接入力できます。これにより、入力エラーの可能性がなくなり、効率が向上します
ASTM D3039テストは、テーブルトップまたはフロアモデルのユニバーサルテストマシンで実行されます。ガラス繊維複合材料のテストには30 kNまたは50 kNシステムで十分かもしれませんが、カーボンファイバー複合材料のテストには10​​0または250 kNシステムが必要です。
複合試験片を保持するために使用されるグリップは、テスト中に標本が滑るのを防ぐために、十分に強力で偶然の圧力を提供する必要があります。顎の顔のパターンは、材料に適しており、良好な状態である必要があります。グリップのアライメントは、中程度のひずみレベル（> 1000µɛ）で曲げひずみを3〜5％以内に制限するはずです。
ASTM D3039に適したグリップデザインには、精密マニュアルウェッジグリップと油圧ウェッジグリップが含まれます。これらのグリップはどちらも動いているボディデザインを使用し、標本の位置ストップを組み込み、必要なアライメントを実現しながら、複合材やその他の材料の信頼できる握りを提供します。
テスト中にひずみを測定するために、さまざまなデバイスが利用できます。最も一般的なのは伸筋であり、実験室のニーズに応じてさまざまなオプションで利用できます。最も単純なのは、固定ゲージ長2630クリップオン伸縮計で、軸ひずみを測定します。オペレーターは、各テストの開始時にこれを標本に直接クリップし、標本が壊れる前に削除する必要があります。
ポアソンの比率をテストする場合、標本の弾性領域全体の幅の変化を測定するために、横方向の伸長計も追加する必要があります。スタンドアロンの横方向の伸長計を使用して、既存のクリップオンまたは自動伸縮計を補完することができます。または、二軸デバイスを使用して、軸方向と横歪みの両方を同時に測定できます。
多くの場合、テストされている複合材料は、最終的には非アンビエント条件下で使用される運命にあります。これらのエンド使用アプリケーションをシミュレートするために、ASTM D3039は温度チャンバー内で実行され、そこでは加熱または冷却（LN2またはCO2）を使用できます。ひずみゲージまたはクリップオン伸縮計は、最高温度200°Cまで使用できます。あるいは、非接触の高度なビデオ拡張計（AVE 2）を使用できます。 AVE 2は温度チャンバーの外側に取り付けられ、カメラを使用してテスト中の試料の変形を追跡し、テストオペレーターはテスト中にチャンバーのドアを開閉する必要がないという利点があります。
電気抵抗ひずみゲージは、ASTM D3039テスト中の株の決定にも役立ちます。伸筋とは異なり、ひずみゲージは、障害時のひずみを測定するために使用できる消耗品です。これらのゲージは、通常、接着剤で試験片に結合した薄い金属箔グリッドで構成されています。ひずみゲージは、極低温温度から200°Cを超える環境条件で使用できますが、有用な電気信号を生成するには条件付けが必要です。使いやすいアダプターは、テストマシンの標準電子機器で使用できます。複合材料は故障前に実質的に変形しないため、ASTM D3039テストの伸縮計の使用には、結合ひずみゲージの極端な精度が望ましい場合があります。
非アンビエント条件下での複合材料のテストは、通常、温度チャンバー内で実行されます。これらのチャンバーは、強制的な空気対流と抵抗加熱要素を使用して、高温と液体窒素または二酸化炭素冷却を達成して低温を達成します。環境チャンバーは、非any型テスト条件下で材料特性を評価するための広範な温度テスト機能を提供します。補完的なグリップ、プルロッド、および伸縮計があらゆる範囲を利用できます。