はじめに
機械振動は、例えば地震の加振によって自然に発生し、ほとんどすべての技術システムや自動車システムで発生する。機械振動は、土木構造物の耐久性に大きな影響を与え、近くに設置された機械に損傷を与える可能性があり、また、しばしば不快な騒音を伴います。このような障害を回避するために、ゴム製緩衝材が主要構造物を地面から切り離すために使用されています。
実際の用途では、技術的なエラストマー製品は一般的に、静的な機械的負荷と動的な機械的負荷の両方にさらされます。用途に応じて、静的荷重と動的荷重は広い範囲で変化します。静的荷重は製品の自重に関係することが多く、時間とともに変化することがあります（例えば、1～4人乗りの乗用車、燃料タンク：空または満タン）。車両の走行エンジンや運転過程による振動は、振動する動的な機械的負荷を重畳します。圧縮、引張、せん断などのすべての静的荷重モードが発生します。
High-Force DMA GABOEPLEXOR システムを使用すれば、このような実稼働条件を実地から実験室に簡単に導入することができます。しかし、ゴム製コンベアベルト、駆動ベルト、ゴム-金属緩衝材のような用途では、通常の使用では実際の動的荷重よりも小さな静的予荷重が特徴です。このような荷重プロファイルでは、圧縮モードで試料と試料ホルダーの接触が一時的に失われるため、検査対象部品の機械的特性の分析が複雑になります。このような場合、アーチファクトのない正しい試験を行うことは通常容易ではありません。
適切な試料ホルダーのおかげで、High-Force DMA GABOEPLEXOR はこの技術的制約を克服することができます。実際のアプリケーションで実証してみましょう。
ゴム-金属緩衝材は、衝撃を絶縁し、振動を遮断するために使用されます。様々なゴム材料で作られ、様々な形とサイズがあります。図1は、2種類の円筒形のゴム・金属緩衝材を示している。スタッドボルトが2本あるゴム金属緩衝材は、長さ25mm、直径20mmです。スタッドボルト1本とネジ穴1個のゴム金属バッファーは、長さ40mm、直径40mmです。
ゴム金属バッファーをHigh-Force DMA GABOEPLEXOR に取り付けるには、エクステンションピース付きの適切なサンプルホルダーを使用します。図 2 は、High-Force DMA GABOEPLEXOR に取り付けた、スタッドボルト 1 個とネジ穴 1 個の円筒形ゴム金属バッファーを示しています。
時間掃引は室温、周波数10Hzで行った。静的荷重は120秒間隔で0 Nから140 Nまで段階的に増加させ、その後7 Nまで減少させた。動的荷重は測定中ずっと200 Nで一定に保った。図3は、測定中の静的荷重と動的荷重の時間プロファイル（それぞれFstatとFdyn）を示している。
ゴム-金属緩衝材内の既存の機械的ひずみは、幾何学的要因を考慮することで導き出すことができます。図4は、静的ひずみεstatを青で、動的ひずみεdynを赤で示しています。
静的ひずみは、動的ひずみよりも測定中ほとんどずっと小さいままであることがわかります。適切な試料ホルダーを使用することで、試料と試料ホルダーの接触が一時的に失われるのを防ぐことができます。したがって、この測定セットアップにより、ゴム-金属バッファーの実際の動作条件を、実践から信頼できる方法で実験室に移すことができます。現在では、適用中のゴム-金属バッファーの実際の機械的挙動について、（アーティファクトのない）信頼できる結論を導き出すことが可能です。
図5は、室温、周波数10Hzにおけるゴム-金属緩衝材の弾性率｜E*｜と損失係数tanδの時間プロファイルを示している。弾性率｜E*｜は時間とともに減少している。動的応力の測定時間の関数として、ゴム-金属緩衝材の時間依存性変形ε(t)が生じる。この挙動はクリープ試験を彷彿とさせる。クリープは一定荷重下での変形の増加を伴う（図4参照）。動的荷重は時間と共に一定になるので、フックの法則によれば、弾性率｜E*｜は減少しなければならない。異なる静的荷重によってシミュレートされた異なる荷重は、動的荷重よりも小さいため、弾性係数｜E*｜にほとんど影響しません。
内部摩擦が減少するため、損失係数tanδは時間とともに減少します。試料は弛緩します。
結論
ラバーメタルバッファーのような用途の実際の荷重状況 (通常の使用では実際の動的荷重よりも小さな静的予荷重が特徴) は、High-Force DMA GABOEPLEXOR を使用することで簡単に試験できることが示されました。High-Force DMA GABOEPLEXOR は、その多用途性と使用するサンプルホル ダーの適合性により、正確でアーチファクトのない結果を提供します。
High-Force DMA GABOEPLEXOR は、シンプルで基本的な材料だけでなく、操作中の最終製品も正しく検査できるという独自の利点を備えています。