一文で定義する
衝撃強度 (シャルピー / アイゾット) は、突然の衝撃を受けた際にエネルギーを吸収し、破損に抵抗する材料の能力であり、通常は標準化されたシャルピーまたはアイゾット振り子テストを使用して測定されます。
詳細な説明
衝撃強度は、材料が急速かつ強力な衝撃を受けた際に、破断するまでにどれだけのエネルギーを吸収できるかを定量化したものです。この特性は、保護、構造、または高頻度通行用途に使用される材料にとって非常に重要です。なぜなら、この特性は材料の靭性と偶発的な損傷に対する耐性を反映するからです。衝撃強度を測定する最も一般的な方法は、シャルピー試験とアイゾット試験です。どちらも、ノッチ付きの試験片に振り子で衝撃を与え、破断時に吸収されるエネルギーを記録します。
シャルピー試験ノッチをストライカーとは反対側に向けてサンプルを水平に置きます。振り子はノッチの反対側を叩きます。この方法は金属やポリマーの試験に広く使用されており、ISO 179およびASTM D6110で標準化されています。
アイゾット試験ノッチをストライカーに向けてサンプルを垂直に固定します。振り子はノッチ面を打撃します。この方法は特にプラスチックによく使用され、ASTM D256およびISO 180で標準化されています。
結果は通常、単位厚さまたは単位面積あたりのエネルギー（例：J/m、キロジュール/m²、フィート-ポンド/で）として報告されます。サンプルの厚さ、ノッチの形状、温度などの要因は、測定された衝撃強度に大きな影響を与える可能性があります。[サイエンスダイレクト: 衝撃強度]
主要コンポーネント
試験方法: シャルピー（水平、ノッチが離れている）対. アイゾット（垂直、ノッチがストライカーに面している）
サンプル準備: 標準化された寸法とノッチは再現性にとって重要です
測定単位: 単位厚さまたは単位面積あたりの吸収エネルギー（ジュールまたはフィートポンド）
影響要因: 材料組成、厚さ、温度、ノッチ感度
実世界のアプリケーション：アクリル（PMMA）製品
アクリル（PMMA）は、保護カバー、ディスプレイスタンド、バリアなど、破損防止に高い衝撃強度が不可欠な用途に広く使用されています。標準的なPMMAの衝撃強度は中程度（通常10～25 J/m、ノッチ付きアイゾット）ですが、Eガラス繊維などの強化材を加えることで大幅に向上させることができます。例えば、研究によると、7%のEガラス繊維で強化されたPMMAは、5 キロジュール/m²（シャルピー）を超える衝撃強度を達成できることが示されており、公共スペースや小売店のディスプレイなど、要求の厳しい環境に適しています。PMC: アルホタン他、2021]
トイイン保護カバーやディスプレイラックなどの製品に高耐衝撃アクリル素材を採用し、人通りの多い場所や公共の場における耐久性と安全性を確保しています。衝撃強度へのこだわりは、製品寿命の延長と破損リスクの低減に直接つながります。
関連概念
抗張力: 引き裂かれることに対する抵抗。破断するまでの最大応力を測定
曲げ強度: 曲げ力に対する耐性。構造用途に重要
強靭さ: 破壊前に吸収される総エネルギー（応力-ひずみ曲線の下の面積）
硬度: 表面のへこみや傷に対する耐性
脆さ: 大きな変形を伴わずに破損する傾向がある
これらの特性と製品設計との関連性についてさらに詳しく知りたい場合は、サイエンスダイレクト: 衝撃強度そしてゾメトリー: 衝撃強度。
ビジュアルガイド：シャルピー試験とアイゾット試験
シャルピー: サンプルは水平、ノッチはストライカーから離す
アイゾッド: サンプル垂直、ノッチ付きストライカー
参考文献:
カスタムの高耐衝撃アクリル製品については、TOYINアクリル製品株式会社
