引張試験

引張試験（ひっぱりしけん）とは、試料に破断するまで制御された張力をかけ、試料の引張強度、降伏点、伸び、絞りなどの機械的性質を測定する試験である^[1]。それらの測定値から、ヤング率、ポアソン比、降伏強さ、加工硬化特性などが算出され、機械製品を設計開発するときの材料の強度計算に使用される。

一軸引張試験は、等方性材料の機械的特性を得るために一般的に用いられ、金属やプラスチックを試料としてよく行われる^[2]。しかし岩石を試料とした試験はあまり行われない^[2]。

複合材料や織物などの異方性材料の場合、二軸引張試験が必要である。

規格

ASTM E8/E8M-13: "Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials" (2013)
ISO 6892-1: "Metallic materials. Tensile testing. Method of test at ambient temperature" (2009)
ISO 6892-2: "Metallic materials. Tensile testing. Method of test at elevated temperature" (2011)
JIS Z2241 金属材料引張試験方法（JIS Z 2201は廃止され、本規格に置き換えられた）

ASTM D638 Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics
ASTM D828 Standard test method for tensile properties of paper and paperboard using constant-rate-of-elongation apparatus
ASTM D882 Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting
ISO 37 rubber, vulcanized or thermoplastic—determination of tensile stress–strain properties

試験片は規格に規定が定められている。基本、保持に利用する肩部が両端にあり、その間は肩部より細くなった一定の太さの平行部がある。


肩部の形状と固定方法 A:肩部と保持部がねじ切りされている様子 B：円筒形の肩部とserrated grip C:butt endの肩部とsplit collarの保持部 D:平坦な肩部とserrated grip E:穴が開いた平坦な肩部とピンによって保持される様子		試験サンプル各部の名称（英語） * 標点距離（gage length） * 平行部（Reduced Section） * 幅（Width）、直径（DIA）

(1)事前に試験片の寸法計測を行った後、ひずみゲージを貼り付ける。(2)試験片を試験機に取り付け、伸び計を設置する。(3)試験機に試験条件（原点調整、ストロークレンジ、引張速度など）を入力し、データ収録装置の設定後に測定を開始する。（4）試験片が破断されるまで測定が行われる。

それらに結果から、ひずみε（標点距離の伸びた長さを元の標点距離で割った値）や応力σが算出される^[4]。

\varepsilon ={\frac {\Delta L}{L_{0}}}={\frac {L-L_{0}}{L_{0}}}

\sigma ={\frac {F}{A}}

^ 金属材料の引張試験の基礎（滋賀県工業技術総合センター）
^ ^a ^b 羽柴 2016, p. 7.
^ 金属材料の引張試験（岡山県立大学材料・機械設計学研究室）
^ Davis, Joseph R. (2004). Tensile testing (2nd ed.). ASM International. ISBN 978-0-87170-806-9. https://books.google.com/books?id=5uRIb3emLY8C p.2