引張試験と圧縮試験は、材料の品質をチェックするために不可欠な手順です。材料に関する多くのパラメータを知るのに役立ちます。材料試験というと、引張試験と圧縮試験について議論する人を多く見かけます。しかし、この2つの試験方法は互いに異なります。
引張試験は主に、引っ張ったり伸ばしたりすることに対する材料の耐性を調べるものです。圧縮試験は、材料を圧縮してその特性を確認するものです。これらの試験は特定の機械を用いて実施されます。 この記事では、引張試験と圧縮試験について、その主な違いを取り上げながら説明します。
引張・圧縮試験の基本概要
引張試験と圧縮試験はある程度似ている。両者は材料を異なるレベルの荷重や応力にさらす。しかし、引張試験では材料を引っ張ったり伸ばしたりします。材料が永久的に変形する前に耐えられる最大力を知るのに役立ちます。一方、圧縮試験は主に材料を圧縮することに関係します。
この試験では、材料は大きな力や応力にさらされる。興味深いことに、この力は引っ張るのではなく、押したり、しぼめたり、押したりします。この試験は、材料が実環境で応力にさらされたときにどのような挙動を示すかを理解するのに役立ちます。これらの試験により、以下のパラメータの正確な値が得られます：
- 伸び
- 降伏強度
- 破断点
- ネッキング行動
- 圧縮強度
伸びはあらゆる材料の弾性を示す。降伏強度は、材料が永久に変形し始める時点を知るのに役立ちます。圧縮強度は、材料が破断せずに耐えられる最大の力を示します。これらの試験は、材料がそれ以上の応力に耐えられなくなる最大強度を決定するのに役立ちます。
について 引張試験機 試験機と圧縮機は、それぞれ材料を引っ張り、圧縮します。試験機は徐々に力（応力）を増加させます。オペレーターは材料の挙動を記録する。テスターは応力-ひずみグラフも表示します。このグラフは、材料が永久変形を開始し、破断するタイミングを教えてくれる。オペレーターはこの試験中に様々なパラメータを記録します。
エンジニアは、様々な製品を製造するために材料を使用する前に、これらのパラメータを必要とする。例えば、圧縮試験は橋や建物に使用される材料の品質を評価するために使用される。伸び、圧縮強度、その他のパラメータが不明な場合、エンジニアはその材料を使用しません。
引張試験と圧縮試験の違い
引張試験も圧縮試験も、異なるパラメータを知るのに役立ちます。引張試験と圧縮試験は、材料がさまざまな応力レベルにさらされたときにどのような挙動を示すかを示すものです。このように、私たちは、その構造にとって安全な応力にさらすことによって、それらを使用することができます。しかし、引張試験と圧縮試験はそれぞれ異なります。それでは、それぞれの重要な違いについて説明しましょう。
1- 力が加わる方向
引張試験と圧縮試験は、加える力の方向という点で異なる。引張試験は外側に力を加える。一方、圧縮試験は内側に力を加えます。ご存知のように、引張試験機は材料の両端を引っ張ります。力の方向は外側に向かいます。一方、圧縮試験機は外側に力を加えます。材料に応力を加え、その挙動をチェックします。そのため、加えられる力は材料に向いたままです。
2- ストレスの種類
引張試験と圧縮試験は、2つの異なるタイプの応力を扱います。引張試験は引張応力を発生させます。一方、圧縮試験は材料に圧縮応力を与えます。圧縮試験は、材料を圧縮することに重点を置いています。
引張応力は材料を伸ばし、その弾性をチェックする。簡単に言えば、この応力は材料を伸ばす。材料の粒子はより多くの空間を占め、互いに離れ離れになります。圧縮応力は材料を押し、圧迫し、短くします。このような場合、材料の粒子は圧縮応力や力によって互いに非常に接近します。
3- 機材のセットアップ
引張試験は 万能試験機 (UTM）。これには2つのグリップが付属している。材料または試料は、この2つのグリップの間にクランプされる。オペレーターは正確な読み取りを確実にするためにアライメントをチェックする。機械の両方のグリップが試験片を引っ張り、応力を加えます。その後、オペレーターは応力と材料の挙動を記録します。
この機械は応力-ひずみグラフも記録するので、非常に便利です。材料が明確な挙動を示すさまざまなポイントを知ることができます。一方、圧縮試験機には平板が付属しています。試験片はこの2枚のプレートの間に置かれます。プレートは材料に力を加えて圧縮します。
4- 変形挙動
先に述べたように、引張試験は力を加えて材料を引き伸ばす。したがって、材料は伸ばされるにつれて薄くなる。応力の増加とともにどんどん薄くなっていきます。材料がネッキングを起こしていることに気づく時が来るでしょう。
この段階で、素材は壊れやすい断面積を持つことになる。材料の他の部分はそのネックよりも小さくなる。圧縮試験では、力を加えて材料を圧縮します。その結果、材料は短くなり、サイズも小さくなります。材料がもろい場合は、割れて粉々になることさえあります。
5- 測定された材料特性
上記の通り、これらの試験方法はいずれも、異なるパラメータを知るのに役立つ。しかし、各試験で得られる材料のパラメータは異なります。引張試験には以下のパラメータに関する情報が含まれる：
- 降伏強度
- 破断点
- ネッキング行動
- 伸び（延性）
- 極限引張強さ（UTS）
- ヤング率（弾性率）
これらのパラメータはすべて、材料の伸びに関連している。一方、圧縮試験でもいくつかのパラメータが得られます。これらのパラメータは、主に押し、圧縮、絞りに関するものです。以下はそれらの主要なパラメータのリストである。
- 圧縮強度
- 圧縮弾性限界
- 変形、短縮、破砕
- ヤング率（圧縮時）
降伏強さと圧縮強さは、異なる挙動に対して同じ意味を持つことを覚えておいてください。降伏強さとは、材料が永久変形するまでに耐える材料の力のことです。同様に、圧縮強さとは、材料が破壊または破損するまでに直面する最大応力または力のことです。
6- 一般的な試験材料
両試験とも、試験する材料の点で異なる。引張試験は、一般に伸びやすい材料に適している。応力がかかると、これらの材料は一般的に膨張し、サイズが大きくなります。このような材料の例としては、プラスチック、ポリエステル、ゴム、金属、すなわち鋼鉄などがあります。一方、圧縮試験はこのような材料には適しません。
その代わりに、脆い材料をテストする。つまり、極端な負荷がかかると壊れやすい材料ということだ。このような材料の例としては、セラミック、コンクリート、レンガ、木材などがある。これらの材料は、力が加わっても伸びません。その代わり、限界以上の荷重がかかると、ひびが入ったり割れたりしやすい。
7- ネッキングの有無
ネッキングは引張試験でよく見られる現象です。ご存知のように、延性材料は引っ張られると膨張して伸びます。引張を続けると、材料は究極の引張強さに達します。この段階を過ぎると、材料のネッキングが見られます。材料の一部が他の部分よりも薄くなります。この部分は、引っ張り続けるとますます薄くなっていきます。
この薄い部分はネックと呼ばれる。一般的に、材料はこの薄い部分（ネック）で破断する。圧縮試験では、材料は引っ張られるのではなく、圧縮されます。そのため、材料は押され、材料にネックが生じることはありません。このネッキングは、金属やプラスチックのような多くの延性材料においてのみ典型的な現象です。
8- テストセットアップのコストと複雑さ
一般に、引張試験は、他の試験に比べてコストが高く、複雑である。その理由は、引張試験機が高価だからである。さらに、これらの試験機には固定具の役割を果たすグリップが必要である。両端から材料を保持し、引っ張る。 引張強度をチェック.
材料がこれらの治具の間で整列していなければ、この試験は正確な結果をもたらさない。 引張試験機はまた、伸び計を利用して材料の伸びを測定する。これらすべての側面が、引張試験を複雑で使いにくいプロセスにしている。
一方、圧縮試験は簡単だ。この試験で使用される機械には、2枚のプレートが付属している。材料はこれらのプレートの間に置かれる。そしてプレートが材料を両側から圧縮し、応力下での挙動をチェックする。さらに、これらの機械は安価であるため、この試験は費用対効果が高い。
よくある質問
引張と圧縮は同じですか？
いいえ、引張とは材料の弾性のことです。引張試験は、材料が引っ張られた状態でどれだけ弾力性があるかを調べます。圧縮（Compression）とは、材料を押しつぶしたり、押したりすることです。この試験では、材料を圧縮し、その挙動をチェックします。
引張強さと圧縮強さの違いは何ですか？
引張強さは、材料が耐えられる最大応力（引っ張り）を示す。これを超えると、材料は永久に変形します。反対に圧縮強度は、材料が耐えることのできる最大押し応力です。圧縮強度を超えると、材料はひび割れや破損を起こします。
同じ機械で引張試験と圧縮試験の両方を行うことができますか？
最新の万能試験機（UTM）には、グリップとプレートの両方が付属しています。グリップは引張試験の実施に役立ちます。一方、プレートは圧縮試験の実行に役立ちます。以前は、これらの試験のために2つの異なる機械に頼っていました。
結論
圧縮試験も引張試験も、さまざまな産業で広く利用されています。両者は互いに異なり、異なる種類の材料の試験に使用される。しかし、その重要性は同等であり、エンジニアは意思決定に不可欠なものと考えています。
エンジニアは、その強度と能力を知った上で材料を選択することを忘れないでください。この記事では、これらの試験の8つの主な違いについて説明しました。引張試験では、材料を引っ張ったり伸ばしたりします。圧縮試験は、材料に圧力を加え、応力下での材料の挙動を観察します。