ねじり試験とは

ねじり試験は、角変位による応力下での材料またはデバイスの特性を評価する機械試験の一種です。ねじり試験は 2 つの異なるカテゴリに分けることができます。1 つは金属ワイヤやプラスチック チューブなどの原材料を試験してせん断強度や弾性率などの特性を測定する試験、もう 1 つはねじ、医薬品ボトル、被覆ケーブルなど、ねじりを受ける最終製品の機能試験です。ねじり試験で測定される最も一般的な機械的特性は、せん断弾性率、降伏せん断強さ、極限せん断強さ、せん断破断係数、および延性です。
ねじり試験を行う理由
多くの製品やコンポーネントは、動作中にねじり力を受けます。エンジニアがこれらの製品に使用されている材料を変更または更新したい場合、ねじり試験が必要です。たとえば、車両のドライブトレインに使用される金属は、使用中にねじりを主成分とする複雑な複合荷重を受けます。より燃料効率の高い車両を設計しようとしているエンジニアは、車両の重量を軽減するためにドライブシャフトの材質を変更する必要がある場合があります。ねじり試験は、エンジニアが軽量化という目標に貢献しながら、必要なねじり強度を備えた適切な材料を特定するのに役立ちます。

完成品の多くは、動作中にねじり力にもさらされます。生体医療用チューブ、スイッチ、ファスナーなどの製品は、日常使用においてねじれ応力を受けるデバイスのほんの一部です。製品のねじりをテストすることで、メーカーは実際の使用条件をシミュレートし、製品の品質をチェックし、設計を検証し、適切な製造技術を保証することができます。
ねじり試験の種類
ねじり試験は、回転運動のみを適用することによって、または軸方向の力 (引張または圧縮) とねじり力の両方を適用することによって実行できます。ねじり試験の種類は製品によって異なりますが、通常は故障試験、証明試験、または製品動作試験に分類できます。

ねじりのみ: 試験片にねじり荷重のみを加えます。
軸ねじり: 試験片に軸力 (引張または圧縮) とねじり力の両方を加えます。
破壊試験: 製品、コンポーネント、または試験片を破壊するまでねじります。破損は、試験片の物理的な破損またはねじれ/欠陥のいずれかに分類できます。
耐力試験: ねじり荷重を加え、このトルク荷重を一定時間保持します。
機能テスト: ボトルキャップ、スイッチ、ダイヤルペン、ステアリングコラムなどの完全なアセンブリまたは製品をテストして、製品がねじり荷重下で期待どおりに機能することを確認します。
一般的なねじり試験基準
ASTM F543 - 骨ねじの軸方向およびねじり試験

ASTM A938 - 金属ワイヤーのねじり試験

ISO 7800 - 金属ワイヤーのねじり試験

ISO 594/ISO 80369 - 円錐ルアーフィッティングの試験

ISO 7206 - 人工股関節インプラントの耐久性および疲労試験