圧縮試験とは
圧縮試験は、引張試験や屈曲試験と並んで、最も基本的な機械試験の 1 つです。圧縮試験は、加えられた破砕荷重下での材料の挙動を決定するために使用され、通常は万能試験機のプラテンまたは専用治具を使用して試験片 (通常は直方体または円筒形状) に圧縮圧力を加えることで実施されます。試験中に、材料のさまざまな特性が計算され、応力-ひずみ線図としてプロットされ、弾性限界、比例限界、降伏点、降伏強度、一部の材料では圧縮強度などの品質を決定するために使用されます。
圧縮テストを行う理由
圧縮試験により、メーカーは製造プロセスのいくつかの段階で材料、コンポーネント、製品の完全性と安全性を評価できます。新しい用途や製品用に材料を選択するには、最終用途で遭遇するあらゆる機械的力に耐える能力を実証する必要があります。潜在的な用途は、車のフロントガラスの強度試験から建設に使用されるコンクリート梁の耐久性試験まで多岐にわたります。座席に使用されるフォームは消費者にとって快適なものでなければなりませんが、薬物送達デバイスは医療提供者にとって簡単に導入できるものでなければなりません。さらに、材料や製品は、周期的または繰り返しの使用を通じて、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的な力にさらされる可能性があります。シートクッションは一定期間の耐久性が求められますが、自動車用タイヤはあらゆる天候下でも弾力性を維持する必要があります。高い引張強度を示す材料は、低い圧縮強度を示す傾向があります (ただし、常にそうとは限りません)。同様に、圧縮強度が高い材料は、引張強度が低い傾向があります。したがって、圧縮試験は、コンクリート、金属、プラスチック、セラミック、複合材料、段ボールなどの波形材料などの脆性材料に対してよく使用されます。これらの材料は、圧縮力下での完全性が重要な耐荷重能力で使用されることがよくあります。

通常、特定の材料の引張特性を決定するために実施される引張試験とは異なり、圧縮試験は完成品に対して実施されることがよくあります。テニスボール、ゴルフボール、水筒、保護ケース、プラスチックパイプ、家具などの一般的な品目はすべて、圧縮強度を評価する必要がある製品の例です。たとえば、エンジニアは壁の薄い水ボトルを作成してプラスチックを節約したいと考えているかもしれませんが、ボトルはパレットに詰めて輸送のために積み重ねられるのに十分な強度を備えている必要があります。圧縮テストは、エンジニアが製品強度と材料保護のバランスを微調整するのに役立ちます。

圧縮試験は、研究開発プロセスにとっての重要性に加えて、最終製品のバッチが圧縮特性の要求仕様を満たしていることを確認するために、品質保証部門でも使用されます。これは、安全性とビジネスの両方の観点から重要です。欠陥製品はエンドユーザーにとって危険であるだけでなく、製品の遅延、収益の損失、評判の低下という形でメーカーに重大な損害を与える可能性があるからです。