Elucidation of Localization Behavior and Measurement of Plastic Poissons’s Ratio of Polymer Material (ABS) by means of Digital Image Correlation

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  • デジタル画像相関法による高分子材（ABS材）の局所化挙動の解明と塑性ポアソン比の測定

Abstract

<p>近年，高分子材は構造部材や電子機器など様々な分野で用いられるようになったが，その機械的特性の解明はまだ不十分である．例えば，高分子材の多くは引張時と圧縮時で応力－ひずみ関係の不一致がみられる．このような負荷軸に対する非対称性には静水圧が関与している可能性(1)があり，その場合，塑性変形で体積変化が生じる．本研究では，高分子材の構成式の定式化において，塑性変形中の体積変化をどの程度考慮するべきかを実験的に明らかにするために，デジタル画像相関法(2)を用いた塑性ポアソン比の測定を試みた．供試材には工業的に多用され，その変形挙動の定式化が急務とされているABS材を選んだ．卓上形精密万能試験機（島津製作所製AUTOGRAPH AGS-H）を使用し，平板型の試験片で準静的引張試験を行った．その際，試験片の板幅面及び板厚面の変形画像を撮影し，デジタル画像相関法を用いて縦ひずみ及び横ひずみを計測した．塑性ポアソン比は本来，ひずみの増分比で定義されるが，本研究では，縦ひずみと横ひずみの比を擬似ポアソン比として定義し，評価した．その結果，擬似ポアソン比は体積一定を示す0.5よりも小さい値を取り，ABS材の塑性圧縮性が確認できた．さらに測定した擬似ポアソン比を用いて体積変化を考慮した真応力(3)の評価も行った．また，塑性変形中の加工硬化の推移や材料の強度を調べるために，引張試験後の試験片を用いて，ビッカース硬さの測定も行った．その結果，局所的なくびれが生じ，変形が進行した部分が軟化することがわかった．</p>

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