クリープ現象を示す材料とその特徴

このQ&Aのポイント
  • クリープ現象を示す材料とは、室温でも短時間で一方のみが破断に至る特性を持つ材料です。高分子材料や金属など、さまざまな材料が考えられます。
  • クリープ現象を実演するためには、室温とヒートガン程度の温度で同荷重をかけることができる材料が必要です。この条件を満たす材料を探しています。
  • 高分子材料に関しては詳しくないため、クリープ現象を顕著に示す高分子材料があるかどうか知りたいと思っています。金属材料でも構いません。
回答を見る
  • ベストアンサー

クリープ現象が顕著な材料を教えてください

私は鉄系の材料を用いてクリープ現象の研究をしているものです. 教員ではないのですが,生徒を相手にクリープ現象についての授業を行う機会があり,その際に実際にクリープ現象を実演する実験を行えないかと考えています. そこで理科室程度の設備で,クリープ現象が顕著に表れる材料を探しています. 理想を言えば,室温とヒートガン程度で出せる温度で同荷重をかけ,短時間で一方のみが破断に至るような材料を探しています. そのように都合のいい材料があるかはわかりませんが,高分子材料ならあるかと思い,質問致しました.もちろん金属でも構いません. 高分子材料に関して疎く,お力を貸していただけないかと思っております. よろしくお願い致します.

  • 化学
  • 回答数3
  • ありがとう数3

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • ORUKA1951
  • ベストアンサー率45% (5062/11036)
回答No.3

個人的には、シリコン樹脂で経験がありますね。 コーキング用のシリコン樹脂は塗りつけてもたれないですが、造形--型取り用の樹脂は狭い隙間にも流れ込みます。  クリープとは何かを説明するには、ダイラタンシーやチキソトロピーなど非ニュートン流体の性質と合わせて説明すると良いです。  硬く溶いた片栗粉の入った容器にボールを落とすと跳ね返ります。(クリープしない)  そして沈んでいきます。--クリープ現象---ダイラタンシーです。   ケチャップは逆のチキソトロピーですから、容器を振るとクリープ--流れやすくなる。  溶融した鉄は非ニュートン流体ですが、水銀はニュートン流体。  それらと合わせて説明するのが良いかと・・

theboss092
質問者

お礼

まず,お礼が大変遅くなったことをお詫び申し上げます. その後,予備実験なども行い検討を重ねた結果,授業単位でクリープの実験をしたところで,本来の面白味は得られないだろうということで,授業の方向性を変えました. しかし,ORUKA1951様からいただいたアドバイスは,非常にわかりやすいと思いますので,何らかの形で参考にさせていただきます. ありがとうございました.

その他の回答 (2)

  • trytobe
  • ベストアンサー率36% (3457/9591)
回答No.2

そこらへんの「ビニール袋」(通称)を持ってこさせて、短冊に切らせて、両端を引っ張らせるのが簡単です。 スーパーで汁がこぼれないようにつかう、少し曇った感じの袋だと、そのまま縦か横にひっぱらせるだけで、特徴がわかりやすいかもしれません。 あの薄っぺらいのは、縦横どっちかには強くなるように高分子の分子が並んでいて、千切れまいと粘ってクリープを起こします。一方、その垂直方向は、バチンとあっけなく裂けます。分子の伸びている方向にそって、さけるチーズのように力を入れたためです。 冒頭のプラ系の包装袋は、そういう弱さを厚みでカバーしていたり、貼り合わせでカバーしていたり、と色々あります。そういう材料の使い分けが、クリープしては困るものに活用されているんだよ、と体感させてあげてください。もちろん、金属でもクリープ対策はいるんです、ともコメントください。 ポリマー ダンベル 引張 - Google 検索 http://www.google.co.jp/search?q=%E3%83%9D%E3%83%AA%E3%83%9E%E3%83%BC+%E3%83%80%E3%83%B3%E3%83%99%E3%83%AB+%E5%BC%95%E5%BC%B5 試験片打抜刃 | 製品情報 | 高分子計器株式会社 http://www.asker.co.jp/products/jigu/uchinukiha/uchinukiha/

theboss092
質問者

お礼

まず,お礼が大変遅くなったことをお詫び申し上げます. その後,予備実験なども行い検討を重ねた結果,授業単位でクリープの実験をしたところで,本来の面白味は得られないだろうということで,授業の方向性を変えました. しかし,trytobe様からいただいたアドバイスは,非常に手軽で,わかりやすいものだと思うので,参考にさせていただきたいと思っています. ありがとうございました.

  • nitto3
  • ベストアンサー率21% (2656/12205)
回答No.1

一番目にするのはカニかまぼこじゃない。 木の縦方向と、横方向なら差が出せます。

theboss092
質問者

お礼

まず,お礼が大変遅くなったことをお詫び申し上げます. その後,予備実験なども行い検討を重ねた結果,授業単位でクリープの実験をしたところで,本来の面白味は得られないだろうということで,授業の方向性を変えました. 簡単な実験でしたら,行える余地もあるので,nitto3様のアドバイスも参考にさせていただきます. ありがとうございました.

関連するQ&A

  • クリープ現象って?

    金属材料のクリープ現象って何ですか? 教えてください。

  • 金属材料で自在に曲げれるもの

    SUS等によるフレキシブルパイプ/チューブというものが、水道の蛇腹配管等に使用されていますが、このような金属を加工したものでなく、金属材料のみで上記機能ができうる最適な材料は何か教えてください。 曲げ後、ある程度の荷重に耐えれる材料を希望します。

  • ベアリングのクリープによる軸摩耗

    直径55mmの軸(材料:S45C)に玉軸受(#6211)を取付けて軸が回転しています。軸には約300kgのラジアル荷重が常時かかっており、軸の回転速度は約20rpmです。また、軸と軸受のはめあいはk5で設計しています。 このような条件で使用中に、軸受のクリープによって軸が摩耗し、異音が発生するトラブルが生じました。軸の直径を調べると約5/1000mm公差を外れて小さくできていました。 この程度の公差外れでクリープは生じるのでしょうか?

  • 続・ベアリングのクリープによる軸摩耗

    以前、質問No.14380にて下記質問をし、回答頂きましたが、その後改めて強度計算を行うと、ベアリングには約900kgのラジアル荷重がかかることがわかりました。 -------------------------------------------------------------------- 【以前の質問】 直径55mmの軸(材料:S45C)に玉軸受(#6211)を取付けて軸が回転しています。軸には約300kgのラジアル荷重が常時かかっており、軸の回転速度は約20rpmです。また、軸と軸受のはめあいはk5で設計しています。 このような条件で使用中に、軸受のクリープによって軸が摩耗し、異音が発生するトラブルが生じました。軸の直径を調べると約5/1000mm公差を外れて小さくできていました。 この程度の公差外れでクリープは生じるのでしょうか? --------------------------------------------------------------------- そこで、改めて質問させて頂きます。 この玉軸受にかかる荷重900kgという重荷重に対して、設計的にはめあいk5は問題あるのでしょうか? (ベアリングメーカー推奨のはめあいは、重荷重に対する玉軸受の場合が記載されていません。メーカーに問い合わせたところ、玉軸受が使えないわけではないが、その条件でテストしてみないとわからないとのこと。) 回答よろしくお願い致します。

  • 破断強度について(せん断ではなく引張?)

    設備屋なのですが、既設設備が破損したため改造すべく既設が なぜ壊れたのか検討中です。 形状は添付の様なクレビス形状となっています。 構造は溶接ではなくCAC704の一体ものの削り出しです。 横荷重がかかるので、単純に考えるとせん断で破断するとなるのでしょうが、 添付の様に引きちぎられて破断してしまいました。 このような破断面となった場合、破断強度はせん断ではなく引張で考えれば いいのでしょうか? 穴位置を回転中心として、力のつり合いを考え破断面に引張荷重がかかったと 考える? それとも、せん断部の板厚が非常に厚いのに対し根元の板が薄いのと CAC701という粘っこい材料のため引きちぎられた? その際の計算の方法は? どなたか知見のある方?このような破断強度を示したホームページ等ご存知でしたら お教えください。 よろしくお願いします。

  • ノッチ強化(材)

    JIS Z2271金属材料のクリープ及びクリープ破断試験方法、附属書Cにノッチ強化材、ノッチ脆弱化材という言葉が出てきます。ノッチ(切欠き)があれば弱化する、脆化するというのは何となくピンと来ますが、強化されるということが全く理解できません。恐らく、高温(鋼材のクリープ領域)での話しと思います。炭素鋼、低合金鋼で具体的に強化される材料にはどんなものがあるのでしょうか。また、その理由は何でしょうか。ネット上にはノッチ強化と言う言葉がほとんど出てきません・・・

  • 焼入れ前のSKD11の材料特性

    企業で開発をやっており、汎用旋盤やフライスを使って試作品を自分で作ったりします。 今回機械モノの時々手動により回転させ、常に高荷重がかかる軸を作ります。 試作なので壊れたらまた作ればよいのですが、SKD11が上記のような軸の材料として不適ではないかアドバイスをください。 形状で工夫しますが現状手に入る材料はSS400かこれぐらいで、S45Cなどを買ってもらえるような環境ではないです。 また焼入れ設備もないのでそのまま使うことになります。 SKDが主に金型などに使われることは調べましたが、焼入れせずに使う場合の情報がなく相談させていただきました。 どれぐらいの荷重がかかって軸の形状やサイズはどうか、という話は設計になりますので、金属材料の特性について教えていただければと思います。

  • 金属材料の損傷について

    ある、国家試験で下記の問題が出題されました。 正解は(2)と記載されてましたが、なぜ(2)が適切でないのかと質問されたのですが、 説明出来ません。 自分は、(2)の文章は適切(正しい)と思ってます。 分かりやすい解説を宜しくお願いします。 ----------------------------------------- 【問】金属材料の損傷などに関する次の記述のうち、適切でないものはどれか。 (1)乱流を伴う高速流の腐食性流体中で、金属が機械的な摩滅作用と腐食作用を受け、    局部的に大きな損耗を生じる損傷を、エロージョン・コロージョンという。 (2)腐食は、全面腐食と局部腐食に大別されるが、全面腐食は、局部腐食と比べて    腐食減量が大きいため、機械や構造部材の健全性に与える影響が大きい。 (3)応力腐食割れは、材料特性、引っ張り応力の存在及び腐食環境の三つの要因が    そろった場合に発生する。 (4)鋼では、一般に疲労限度が見られるが、アルミニウム合金などの非鉄金属は    明確な疲労限度をもたない。 (5)金属材料に一定の加重を負荷し続けるとき、時間とともに変化が進行する    現象をクリープという。 -----------------------------------------

  • 打ち抜き荷重

    一般的に打ち抜き荷重は次のうちどの時点が最大になるのでしょうか? ?パンチが材料に当たった瞬間 ?パンチが材料に食い込んでいる状態(板厚の半分程度) ?材料が破断する瞬間 ご存知の方がいましたらお願いします。 また、参考になるURL等ございましたら併せてお願いします

  • 材料データを検索や管理するサイトを教えてください

    私はCAEを従事する技術者で、色んな材料を対象としてCAE解析を実施しております。これまでに、常に物性値や化学成分などの材料データの取り扱いについて困っております。例えば、少しでも変わった材料となれば、その材料データの入手は非常に困難で多くの労力がかかります。また、これまでに入手したデータは文献や紙の資料がほとんどで、担当者別にばらばらに保管し、どの範囲まで材料データがあるか、どの程度のデータがあるか、その信頼性などに関して、把握することも整理することも難しい。そこで、以下の情報を教えて頂けるとありがたく思います。 (1)様々な金属、複合材料、高分子、コンクリートなどの材料の材料データを検索できるWEBサイトが存在しませんか。 (2)材料データを登録、検索、統計処理できる材料データ管理システムは存在しませんか。  すみませんが、ご存知の方がいらっしゃいましたら、ぜひご教示頂ければと思います。よろしくお願い致します。

    • 締切済み
    • CAE