CN110196186B - 材料试验机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可更容易地进行数值的输入的材料试验机。在数值输入用画面中配置：包含小数点键与0～9的数字键及变更所输入的数值的正负符号的符号变更键的数值输入键、被分派给四则运算符的运算键、求出计算结果的等号键、显示使用数值输入键等所输入的值的输入栏、将之前输入的数值或运算删除来将输入栏清空的清除键、用于将输入栏的数值一个字符一个字符地删除的退格键、被分派给存储在存储部中的参数的参数按钮。用户通过选择画面上的参数按钮，能够以一次触摸来将参数的数值输入至输入栏中。

Description

材料试验机
技术领域
本发明涉及一种对试验片赋予试验力来进行材料试验的材料试验机。
背景技术
在对试验片赋予试验力来进行材料试验的材料试验机中，执行对应于试验片的形状或材质的材料试验。例如，在对试验片赋予拉伸试验力的拉伸试验中，为了知道材料的力学特性，知道材料的应力与应变的关系变得重要。另外，根据从试验片的形状所求出的截面积与对试验片赋予的拉伸试验力来计算应力，根据试验片的标点间距离与试验片中产生的位移来计算应变。因此，在材料试验机中，作为试验准备，设定试验片尺寸、标点间距离等信息，使根据测定数据算出应力或应变等一般的材料特性值的计算式对应于试验片信息而存储在存储部中。
在专利文献1中，提出有一种不仅可定义由规格等所规定的计算式，而且可定义任意的计算式的材料试验机。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平9-43124号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在材料试验中，使用材料试验特有的参数来计算所执行的试验的最大试验力、最大位移量，并将这些值事先输入至控制装置中。例如，在拉伸试验的情况下，使试验片的截面积乘以目标应力，由此可计算最大试验力。另外，截面积是在拉伸试验中对应力造成影响的参数，可根据试验片的形状来计算。
之前，用户将试验片的尺寸事先输入至控制装置中，由此自动计算试验中的应力计算等中所需的试验片的截面积，且为了将应力或应力-应变曲线实时地显示在显示装置中而将所述截面积存储在控制装置中。截面积等参数的值除用于试验中的实时计算以外，不处于用户可经由利用显示装置的图形用户界面(Graphical User Interface，GUI)而将其用于其他计算的状况中。因此，用户在输入执行试验前的最大试验力等时，另外利用计算器进行了最大试验力等的计算。
本发明是为了解决所述课题而成者，其目的在于提供一种可更容易地进行数值的输入的材料试验机。
解决问题的技术手段
技术方案1中记载的发明是具备包含显示装置及输入装置的图形用户界面的材料试验机，其特征在于：具备控制装置，所述控制装置具有控制所述显示装置中的画面显示的显示控制部、将用于根据测定数据算出材料特性值的计算式与试验信息建立对应来存储的存储部、及利用从所述存储部中调出的所述计算式来算出材料特性值的运算部，所述显示控制部将设置有数值显示栏的第1输入界面显示在所述显示装置中，当从所述第1输入界面接受了将数值输入至所述数值显示栏中的指示时，将配置有输入栏、接受输入至所述输入栏中的数值的输入操作的数字键、对应于四则运算符的运算键、与从所述试验信息中选择的所述计算式中所含有的参数建立了对应的参数按钮、及将所述输入栏的数值反映在所述第1输入界面中的所述数值显示栏中的确定按钮的第2输入界面显示在所述显示装置中，所述运算部根据所述试验信息，对从所述试验信息中选择的所述计算式中所含有的参数进行运算，所述存储部将从所述试验信息中选择的所述计算式中所含有的参数与所述参数按钮建立对应来存储。
技术方案2中记载的发明是在技术方案1中记载的材料试验机中，所述试验信息包含试验的种类、试验片的形状、及对应于试验的种类的设定项目。
技术方案3中记载的发明是在技术方案1或技术方案2中记载的材料试验机中，所述第1输入界面为进行对试验结果进行图表显示时的设定的设定画面，且当在所述第1输入界面中存在用于变更图表的显示范围的输入时，所述显示控制部将所述第2输入界面显示在所述显示装置中。
发明的效果
根据技术方案1至技术方案3中记载的发明，由于将用于根据测定数据算出材料特性值的计算式存储在存储部中，因此可自动计算从试验信息中选择的计算式中所含有的参数。另外，显示控制部将设置有数值显示栏的第1输入界面，以及配置有输入栏、接受输入至输入栏中的数值的输入操作的数字键、对应于四则运算符的运算键、与存储在存储部中的用于根据测定数据算出材料特性值的计算式中的从试验信息中选择的计算式中所含有的参数建立了对应的参数按钮、及将输入栏的数值反映在所述第1输入界面中的数值显示栏中的确定按钮的第2输入界面显示在所述显示装置中，将运算部根据试验信息对计算式中所含有的参数进行运算的结果与参数按钮建立对应来存储在存储部，当从第1输入界面接受了将数值输入至数值显示栏中的指示时，将配置有参数按钮的第2输入界面显示在显示装置中，因此用户仅通过触摸参数按钮，便可从存储部中调出各试验中的特有参数，且可通过一次触摸而将此特有参数输入至第2输入界面的输入栏中。由于运算键也配置在第2输入界面中，因此用户无需另外使用计算器来计算材料特性值，可通过简单的数值输入，利用材料试验机的运算功能来求出材料特性值。而且，可利用配置在第2输入界面中的确定按钮，将通过计算所获得的材料特性值反映在第1输入界面中的数值显示栏中，用户可容易地进行此数值显示栏的数值的变更。
根据技术方案3中记载的发明，可利用与参数按钮建立对应来存储的各试验中的特有参数，进行显示装置中的试验结果的图表显示的范围设定，因此用户可通过利用参数按钮而容易地进行通过试验设定所预想的材料特性值的最大值、最小值的计算，并可容易地使图表显示最佳化。
附图说明
图1是本发明的材料试验机的正面概要图。
图2是说明本发明的材料试验机的主要的控制系统的方块图。
图3是将存储在存储部33中的试验片形状与计算式建立对应的表。
图4A至图4C是说明试验片形状与图3的表中的计算式中的变量的图。
图5是说明朝画面按钮中登记参数的流程图。
图6是显示在显示部16中的画面的概要图。
图7是显示在显示部16中的画面的概要图。
符号的说明
TP：试验片
F：力
Δl：变形量
11：基座
12：十字头
13：盖子
14：负荷传感器
15：操作部
16：显示部
17：控制装置
19：马达
21：支撑构件
22：压头
31：显示控制部
32：负荷控制部
33：存储部
41：图表显示区域
42：数值显示栏
43：数值显示栏
48：确定按钮
49：取消按钮
51：数值输入键
52：运算键
53：等号键
54：输入栏
55：清除键
56：退格键
57：参数按钮
58：确定按钮
59：取消按钮
具体实施方式
以下，根据图式对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的材料试验机的正面概要图。图2是说明本发明的材料试验机的主要的控制系统的方块图。
此材料试验机是将试验片配置在由十字头(crosshead)12、基座11、及立设在此基座11的左右的盖子13所包围的材料试验机本体的试验空间内，执行作为材料试验的三点弯曲试验者。试验片由配设在基座11上的一对支撑构件21支撑，由此配置在试验空间内。
在十字头12的两端部，配设有与立设在基座11的左右的盖子13内所配置的一对螺杆进行螺合的未图示的螺母部。而且，一对螺杆通过配设在基座11内的马达19(参照图2)的驱动而同步地旋转，由此十字头12在上下方向上移动。在十字头12中配设有压头(indenter)22。使十字头12下降，利用压头22来按压由支撑构件21支撑的试验片，由此将试验力施加至试验片中。
施加至试验片中的试验力通过配设在十字头12中的作为力检测器的负荷传感器(load cell)14来检测。来自负荷传感器14的信号被输入至控制装置17。控制装置17根据来自负荷传感器14的信号，制作用于使十字头12升降的马达19的驱动控制信号。由此，马达19的旋转得到控制，十字头12沿着负荷轴移动，而执行弯曲试验等各种材料试验。
控制装置17与显示部16，及进行试验的开始或停止、十字头12的升降操作等时所使用的操作部15连接。而且，控制装置17包括包含运算装置的计算机或定序器(sequencer)及它们的周边电路。控制装置17内的计算机或定序器及它们的周边电路以实现如下各功能的方式配置：通过控制使一对螺杆同步地旋转的马达19的驱动来控制试验机本体的负荷机构的负荷控制部32、控制后述的显示部16中的画面显示的显示控制部31，存储显示在显示部16中的画面上的功能按钮中所登记的参数值或试验机本体的动作程序的存储部33。显示部16是具备触摸屏的液晶显示装置，其作为输入装置及显示装置发挥功能。
图3是将存储在存储部33中的试验片形状与计算式建立对应的表。图4A至图4C是说明试验片形状与图3的表中的计算式中的变量的图。图5是说明朝画面按钮中登记参数的流程图。
存储部33存储有可通过此材料试验机来执行的试验内容，拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等试验类别，及由规格所规定的试验片的形状等试验片信息。在此材料试验机中，将试验特有的参数的计算式、及利用这些计算式所算出的材料特性值的计算式与试验类别及试验片信息建立对应来存储在存储部33中。例如，作为三点弯曲试验用，如图3的表所示，将截面二次矩I、截面系数Z、弯矩M、应力σ、应变ε的计算式与试验片TP的形状(平板、圆棒)建立对应来事先存储。
当用户在试验种类中选择了三点弯曲试验(步骤S11)，在试验片形状的选择(步骤S12)中选择了平板形状时，在变量输入(步骤S13)中，用户输入宽度W、厚度T(参照图4A)、及支点间距离L(参照图4C)的值(步骤S13)。于是，按照图3中所示的计算式，自动计算作为三点弯曲试验特有的参数的截面二次矩I及截面系数Z(步骤S14)。另外，当选择了圆棒形状作为试验片TP的形状时，用户输入直径D(参照图4B)、及支点间距离L(参照图4C)的值，由此按照图3中所示的计算式，自动计算截面二次矩I及截面系数Z。所计算的截面二次矩I、截面系数Z分别与已被分派的特定的参数按钮57(参照后述的图7)建立对应来存储在存储部33中(步骤S15)。另外，也可以选择由规格所规定的试验片的编号(例如，日本工业标准(Japanese Industrial Standards，JIS)1号试验片)来代替试验片形状的选择与宽度W、厚度T等数字的输入，由此输入试验片信息。
图6及图7是显示在显示部16中的画面的概要图。图6是用于进行经时地显示应力的图表显示的设定的显示图表设定画面的显示例，图7是配置有用于将数值输入至图6中所设置的数值显示栏中的数字键等操作元件的数值输入用画面的显示例。
作为显示在此材料试验机的显示部16中的画面，准备了配置试验条件的设定或试验结果的显示设定等各设定中所需的操作元件来接受用户的输入的各种设定画面。这些布局已被定义的设定画面具有在同一窗口中对各设定项目设置标签来切换显示内容的结构、或已与父窗口(parent window)链接的模式窗口(modal window)的显示等阶层结构，并被保存在存储部33中。在图6中，表示作为通过显示控制部31的作用而从存储部33中读出的设定画面之一的图表显示的设定画面。图6中所示的画面是本发明的第1输入界面。
在此显示图表设定中设置有图表显示区域41，且以在同一窗口中可切换显示的方式准备了进行图表的横轴X、纵轴Y的项目设定或各轴的最大值·最小值设定的“显示项目”的标签、及设定图表显示区域41的背景或线的颜色等的“显示颜色”的标签。在“显示项目”中，图表的横轴X、纵轴Y的项目能够以下拉菜单形式进行选择。在图6的显示例中，在横轴X上选择时间，在纵轴Y上选择应力。另外，在图6的显示例中，显示图表的横轴X、纵轴Y的最小值的数值显示栏42及显示最大值的数值显示栏43相对于各轴而分别设置。进而，在显示图表设定中设置有反映已变更的显示设定的确定按钮48、及关闭显示图表设定画面的取消按钮49。
图7中所示的数值输入用画面是当用户触摸第1输入界面的数值显示栏42、数值显示栏43，并给予了将数值输入至所述数值显示栏42、数值显示栏43的任一者中的指示时，显示在显示部16中的第2输入界面。在此实施方式中，将图6的画面定义为GUI画面的一次窗口，将图7中所示的画面定义为二次窗口，当用户在一次窗口中触摸了输入图表纵轴Y的最大值的数值显示栏43时，使二次窗口与一次窗口重叠、或者在横向或纵向上排列，而执行显示在显示部16中的显示控制。
在图7中所示的数值输入用画面中设置：包含小数点键与0～9的数字键及变更所输入的数值的正负符号的符号变更键的数值输入键51、被分派给四则运算符的运算键52、求出计算结果的等号键53、显示使用数值输入键51等所输入的值的输入栏54、将之前输入的数值或运算删除来将输入栏54清空的清除键55、用于将输入栏54的数值一个字符一个字符地删除的退格键56、用于将输入栏54的数值反映在图6的图表显示的数值显示栏42、数值显示栏43中的确定按钮58、用于关闭数值输入用的画面的取消按钮59。而且，在此数值输入用画面中配置被分派给存储在存储部33中的参数的参数按钮57。
在接受了由用户所进行的试验片信息等的输入的自动计算后存储在存储部33中的参数的数值被用于如下的实时计算中，所述实时计算用于在试验中将表示应力σ等的经时变化的图表显示在显示部16中。另外，参数的数值与图7中所示的数值输入用的画面内所设置的各参数按钮57建立对应来存储在存储部33中(步骤S15)。当在图6中所示的显示图表设定中变更图表的纵轴Y、横轴X的显示范围时，在用户选择数值显示栏42、数值显示栏43的任一者并给予了输入指示时，图7中所示的数值输入用画面显示在显示部16中。
如图7所示，登记在参数按钮57中的参数的记号I、记号Z等与作为步骤S14中的计算结果的数值一同显示在参数按钮57的框内(步骤S16)。如此，在数值输入用画面中设置被分派给参数的参数按钮57，并在参数按钮57中登记经自动计算的参数，由此用户通过选择显示部16的画面上的参数按钮57，能够以一次触摸来将参数的数值输入至输入栏54中。
另外，在所述实施方式中，对进行弯曲试验时的参数的显示进行了说明，但在拉伸试验的情况下，也将试验片TP的截面积、应力σ、应变ε的计算式与试验片TP的形状(平板、圆棒)建立对应来事先存储在存储部33中。因此，当用户在图5中所示的步骤S11中选择了拉伸试验作为试验类别，在步骤S12中选择了圆棒形状作为试验片形状时，在步骤S13中，用户输入试验片TP的直径、及标点间距离，由此在步骤S14中自动计算作为拉伸试验特有的参数的试验片TP的截面积。而且，截面积被登记在参数按钮57中。

Claims (3)

1.一种材料试验机，其是包括包含显示装置及输入装置的图形用户界面的材料试验机，其特征在于，包括控制装置，所述控制装置具有：
显示控制部，控制所述显示装置中的画面显示；
存储部，将用于根据测定数据算出材料特性值的计算式与试验信息建立对应来存储；以及
运算部，利用从所述存储部中调出的所述计算式来算出所述材料特性值；
所述显示控制部将设置有数值显示栏的第1输入界面显示在所述显示装置中，当从所述第1输入界面接受了将数值输入至所述数值显示栏中的指示时，将配置有输入栏、接受输入至所述输入栏中的数值的输入操作的数字键、对应于四则运算符的运算键、与从所述试验信息中选择的所述计算式中所含有的参数建立了对应的参数按钮、及将所述输入栏的数值反映在所述第1输入界面中的所述数值显示栏中的确定按钮的第2输入界面显示在所述显示装置中，
所述运算部根据所述试验信息，对从所述试验信息中选择的所述计算式中所含有的参数进行运算，且
所述存储部将从所述试验信息中选择的所述计算式中所含有的参数与所述参数按钮建立对应来存储，
所述显示控制部于所述参数按钮显示所述运算部算出的所述材料特性值。
2.根据权利要求1所述的材料试验机，其特征在于，
所述试验信息包含试验的种类、试验片的形状、及对应于试验的种类的设定项目。
3.根据权利要求1或2所述的材料试验机，其特征在于，
所述第1输入界面是进行对试验结果进行图表显示时的设定的设定画面，且
当在所述第1输入界面中存在用于变更图表的显示范围的输入时，所述显示控制部将所述第2输入界面显示在所述显示装置中。
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