多孔質弾性体の音響特性を特徴付けるBiot(ビオ)モデルの材料パラメータのうち、弾性に関するパラメータである「ヤング率」、「せん断弾性率」を測定するシステムを提供します。弾性率とは一般に、物体の変形しにくさを表す物性値で、弾性変化内での応力とひずみの間の比例定数の総称です。そのうち、ヤング率は引っ張り(もしくは圧縮)に対する変形に対応した弾性率、せん断弾性率はせん断力に対する弾性率と定義できます。なお、ポアソン比はヤング率とせん断弾性率から算出でき、材料の弾性的な振る舞いをすべて記述できます。これらのパラメータは、弊社のモデリングソフトウェアCapMLSで利用可能である他、AutoSEA等のCAEソフトウェアでも利用できます。
空気中の音の伝搬(左)と多孔質中の音の伝搬(右)。弾性率は固体伝搬成分に関連する。
ゴム等の弾性体に比べるとイメージしにくいのですが、Biot(ビオ)モデルは、多孔質材料中の音波の空気伝搬成分に加えて、骨格(フレーム)を伝搬する固体伝搬成分も考慮したモデル化を行います。弾性率はこの固体伝搬成分に関係します。固体伝搬成分が材料の音響特性に及ぼす影響は、単層の繊維系材料ではほぼ無視できますが、ウレタンなどの材料では無視できません。また、積層材料の音響モデルを作成し、特性を予測するソフトウェアCapMLSを利用する際には、たとえ繊維系の材料であっても各層間の接触によりこれらのパラメータが無視できないケースがあります。
ここで取り扱う弾性率には、ヤング率、せん断弾性率の2種類があり、両者からポアソン比が計算できます。
ヤング率の測定は、対象サンプルを加振器上にウェイトとともに設置し、垂直方向にランダム加振し振動伝達特性を計測します。この振動伝達特性の周波数特性から、弾性率と減衰係数(ロスファクター)を求めます。
せん断弾性率の測定には、サンプルにせん断力(ズレ方向の力)をかけた状態でヤング率と同様の測定を行います。弊社のシステムは、2枚の材料で加振用の板をサンドイッチすする形で、せん弾力をサンプルに与えます。ヤング率の測定と同様にランダム加振条件での振動伝達周波数特性から、弾性率と減衰係数(ロスファクター)を求めます。
| 測定方法(ヤング率) | 共振法 (一自由度振動系を仮定) |
|---|---|
| 測定方法(せん断弾性率) | 共振法 (一自由度振動系を仮定) |
| 測定周波数帯域(Typical) | 10 〜 400Hz |
| ソフトウェアの動作条件 | Windows 2000、XP |
| その他 | 詳細はお問い合わせください。 |