CN110907479A - 材料试验机和放射线ct装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够容易且在短时间内执行材料试验并且能够提高通过材料试验时的放射线CT摄影获得的放射线CT图像的精度的材料试验机和放射线CT装置。用于支承试验片(TP)的夹具部(29)配置于基座(23)的中央部，多根支柱(25)立设于基座。支柱的配置和数量被调整为：在任意的摄影方向上，自X射线源(3)照射而透过试验片的X射线(4)透过0根或1根支柱。能够避免根据对试验片摄影的摄影方向的不同而使X射线的衰减率较大地不同这样的事态。由此，能够防止较强的伪影与成像于X射线CT图像的试验片的CT图像重叠。另外，利用多根支柱支承材料试验机(10)，因此试验片的周边成为开放状态。由此，能够容易地操作材料试验机。

Description

材料试验机和放射线CT装置
技术领域
本发明涉及能够对试验片施加载荷并且对该载荷状态的试验片照射放射线而观察试验片的放射线CT图像的材料试验机和放射线CT装置。
背景技术
在对试验片施加拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、穿刺载荷等载荷来检查材料的强度等特性的材料试验中，为了观察试验片的内部状况，有时进行X射线透视摄影、X射线CT摄影。用于这样的材料试验的X射线CT装置如图11所示，在X射线源101与X射线检测器102之间具备旋转台103，将配置有试验片TP的材料试验机105载置于旋转台103之上。并且，成为如下结构：通过在使旋转台103绕利用附图标记G表示的轴线旋转的同时执行X射线透视摄影，能够观察试验片TP的内部的三维构造(例如专利文献1、2)。
作为材料试验机105的以往结构，能够举出如图12的(a)、图12的(b)所示那样的结构。在图12的(a)所示的第1以往例中，材料试验机105包括：基座107；一对夹具109，其配置于基座107的中央；一对支柱111，其以隔着夹具109左右对称的方式立设于基座107；横架头113，其横架于支柱111的上部；以及驱动机构115，其用于使夹具109中的一者沿着上下方向往复移动(例如专利文献2，图5)。
一对夹具109配置为彼此相对，分别把持试验片TP的两端部。通过在使夹具109分别把持试验片TP的同时使一夹具109沿着上下方向移动而对试验片TP施加压缩载荷、拉伸载荷等。支柱111由金属等刚度较高的材料形成，支承基座107与横架头113之间。
图12的(b)所示的第2以往例的材料试验机105a的结构具备圆筒构件121来代替支柱111，除此以外，与图12的(a)所示的第1以往例相同(例如专利文献2，图1－2)。圆筒构件121以包围夹具109和试验片TP的方式配置，由以透明树脂、碳纤维增强塑料(CFRP)为例的X射线的透过性较高的材料形成。圆筒构件121也与支柱111同样，支承基座107与横架头113之间，从而防止因对试验片施加载荷而导致的材料试验机105的变形。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017－032325号公报
专利文献2：日本特开2005－195414号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在具有这样的结构的以往例的情况下，存在如下问题。
首先，在利用第1以往例的材料试验机105进行X射线CT摄影的情况下，在试验片TP的X射线CT图像中产生较强的伪影。因此，可能存在非常难以精度较佳地进行试验片TP的内部观察这样的问题。
关于这样的问题的产生原因，发明人进行了深入研究，结果想到了以下那样的假设。即，若在使载置有材料试验机105的旋转台103旋转的同时照射X射线，则两根支柱111根据角度而成为X射线CT摄影的障碍。作为一例，在X射线源101、X射线检测器102以及支柱111在俯视时如图13的(a)所示那样配置的情况下，支柱111不遮挡自X射线源101照射而透过试验片TP的X射线104。
另一方面，若旋转台103进一步旋转约90°而如图13的(b)所示那样配置，则两根支柱111分别遮挡X射线104。支柱111通常为金属制的粗棒状的结构以能够承受施加于试验片PT的载荷，因此X射线104因透过两根支柱111而大幅衰减。
为了观察X射线CT图像，通常在使旋转台103旋转180°以上的同时间歇地进行X射线摄影，因此在各种摄影角度中获得的X射线摄影数据中的一部分受到因X射线透过两根支柱111而产生的较强的衰减效应的影响而其余的X射线摄影数据未受到支柱111的影响。其结果，认为在重构的X射线CT图像中因衰减效应的差异而产生伪影。
另一方面，在第2以往例的材料试验机105a中，如图13的(c)所示，试验片TP被厚度恒定的圆筒构件121包围。另外，圆筒构件121由X射线透过性较高且比较薄的材料形成。因此，在利用材料试验机105a进行X射线CT摄影的情况下，根据摄影角度的不同而产生的X射线衰减效应的差异非常小，因此认为伪影对X射线CT图像产生的影响较小。
然而，在材料试验机105a的情况下，可能存在能够作为材料试验进行的内容受到限制而通用性较低这样的问题、用于进行材料试验的操作繁杂且耗费时间这样的问题。即，在材料试验机105a中，供试验片TP配置的试验空间成为被筒状的圆筒构件121封闭的状态，并且非常狭小。
因此，在试验片的周围，能够配置伸长计、测力传感器等各种传感器和各种布线的空间限于圆筒构件121的内部。由此，难以通过一次材料试验获得多种数据，另外将传感器类、布线类配置于试验片的周围的作业繁杂。并且，试验空间较小且成为封闭状态，因此能够使用的试验片限于非常小的试验片，也难以利用依据JIS标准、ISO标准等各标准的形状、尺寸的试验片TP进行材料试验。
另外，试验片TP的周围被圆筒构件121封闭，因此若不每当材料试验完成时取下圆筒构件121、横架头113等各种结构并拆分材料试验机105a，就无法取下试验片TP。并且，为了再次进行材料试验，需要在把持试验片TP的状态下在将夹具109的距离保持为恒定的同时组装材料试验机105a这样的繁杂的作业。其结果，材料试验需要大量的时间。
并且，为了降低因圆筒构件121而产生的X射线的衰减效应，圆筒构件121需要使用较薄且X射线透过率较高的材料。然而，在具有这样的结构的圆筒构件121的情况下，难以确保充分的强度，因此材料试验机105a易于因载荷而变形。由此，在材料试验机105a的情况下还可能存在能够施加于试验片的载荷的大小的上限较低这样的问题。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供能够容易且在短时间内执行材料试验并且能够提高利用材料试验时的放射线CT摄影获得的放射线CT图像的精度的材料试验机和放射线CT装置。
用于解决问题的方案
为了达成这样的目的，本发明采用如下结构。
即，本发明的材料试验机载置于在彼此相对配置的放射线源与放射线检测器之间配置的旋转台上，其特征在于，该材料试验机包括：基座；第1构件，其配置于所述基座的中央，用于支承试验片；第2构件，其隔着所述试验片与所述第1构件相对配置；支柱，其为多根，立设于所述基座；以及驱动机构，其用于向对所述试验片施加所述载荷的方向驱动所述第1构件和第2构件中的至少一者，各所述支柱以如下方式立设：当在使所述旋转台绕与台面正交的轴线旋转的同时进行放射线CT摄影时，在从任意的方向对所述试验片照射所述放射线的情况下，自所述放射线源照射而透过所述试验片并被所述放射线检测器检测到的放射线在被所述放射线检测器检测到为止透过的所述支柱的数量为1根以下。
[作用、效果]根据本发明的材料试验机，用于支承试验片的第1构件配置于基座的中央。多根支柱以自放射线源照射而透过试验片并被放射线检测器检测到的放射线在被放射线检测器检测到为止透过的所述支柱的数量为1根以下的方式立设于该基座。
通过这样立设支柱，无论从哪个方向对试验片照射X射线，透过试验片并被放射线检测器检测到的放射线都不透过两根以上的支柱而大幅衰减。在使载置有材料试验机的旋转台旋转并对试验片照射放射线的情况下，能够避免根据对试验片照射的放射线照射角度的不同而使放射线的衰减率较大地不同这样的事态。其结果，也能够避免在成像于放射线CT图像的试验片的CT图像中产生较强的伪影的事态，因此能够提高使用了放射线CT图像的三维观察的精度。
另外，设为在基座立设多根支柱的结构，因此能够在利用该支柱提高材料试验机的强度的同时利用支柱彼此的间隙使试验片的周边空间成为开放状态。因此，能够通过从支柱的间隙伸入手等而简便地进行将试验片设置于材料试验机的作业、取下试验片的作业。另外，与将试验片设置于由筒状构件等封闭的空间内的以往结构相比，能够大幅扩大设置试验片、传感器类的范围。因而，能够在更多样的条件下进行材料试验，能够提高通过材料试验获得的数据的品质。
为了达成这样的目的，本发明也可以采用如下结构。
即，本发明的材料试验机的特征在于，该材料试验机包括：基座；第1构件，其配置于所述基座的中央，用于支承试验片；第2构件，其隔着所述试验片与所述第1构件相对配置；支柱，其为多根，立设于所述基座；以及驱动机构，其用于向对所述试验片施加所述载荷的方向驱动所述第1构件和第2构件中的至少一者，各所述支柱以如下方式立设：由通过所述支柱中的任意的两根支柱的直线形成的区域与所述试验片不重叠。
[作用、效果]根据本发明的材料试验机，用于支承试验片的第1构件配置于基座的中央。多根支柱以由通过支柱中的任意的两根支柱的直线形成的区域与试验片不重叠的方式立设于该基座。
在利用立设有支柱的材料试验机进行放射线CT摄影的情况下，在由通过支柱中的任意的两根支柱的直线形成的区域中，产生粗线状的伪影。通过这样立设支柱，能够可靠地防止粗线状的伪影与成像于放射线CT图像的试验片的放射线CT图像重叠。因而，能够适当地避免因粗线状的伪影而产生的使用了试验片的放射线CT图像的三维观察的精度降低这样的事态。
另外，设为在基座立设多根支柱的结构，因此能够在利用该支柱提高材料试验机的强度的同时利用支柱彼此的间隙使试验片的周边空间成为开放状态。因此，能够避免将试验片设置于材料试验机等作业繁杂化。另外，能够大幅扩大设置试验片、传感器类的范围。因而，能够在更多样的条件下进行材料试验，能够提高通过材料试验获得的数据的品质。
另外，在上述的发明中，优选的是，各所述支柱立设于相当于以所述第1构件为中心且顶点的数量为奇数的正多边形的各所述顶点的位置。
[作用、效果]根据本发明的材料试验机，各支柱立设于相当于以第1构件为中心且顶点的数量为奇数的正多边形的各顶点的位置。在该情况下，对试验片施加的载荷被各支柱均匀地分散。由此，能够适当地避免因载荷的偏向而导致材料试验机的耐久性降低。
另外，在上述的发明中，优选的是，所述支柱的数量n、作为自所述支柱的中心到所述第1构件的中心的距离的S1、作为所述支柱的半径的S2以及作为自所述第1构件的中心到所述试验片的最大距离的S3满足
【数1】
S1·cos{π·(n－1)/2n}≥S2+S3的条件。
[作用、效果]根据本发明的材料试验机，在各支柱立设于相当于以第1构件为中心且顶点的数量为奇数的正多边形的各顶点的位置的结构的情况下，能够可靠地避免在放射线CT图像中产生的线状的较粗的伪影与试验片的放射线CT图像重叠的事态。由此，能够适当地避免使用了放射线CT图像的试验片的三维观察的精度降低这样的事态。
另外，在上述的发明中，优选的是，各所述支柱立设于相当于以所述第1构件为中心的正三角形的各顶点的位置。
[作用、效果]根据本发明的材料试验机，各支柱立设于相当于以第1构件为中心的正三角形的各顶点的位置。在该情况下，能够在减少支柱的数量的同时利用各支柱均匀地分散对试验片施加的载荷。由此，易于在提高材料试验机的耐久性的同时使材料试验机简单化、小型化。通过使材料试验机小型化，能够进一步缩短在放射线CT摄影中自X射线源到试验片的光轴方向上的长度，因此能够获得放大率更高的放射线CT图像而提高三维观察的精度。
另外，在上述的发明中，优选的是，作为自所述支柱的中心到所述第1构件的中心的距离的S1、作为所述支柱的半径的S2以及作为自所述第1构件的中心到所述试验片的最大距离的S3满足
【数2】
S1·(1/2)≥S2+S3的条件。
[作用、效果]根据本发明的材料试验机，在各支柱立设于相当于以第1构件为中心的正三角形的各顶点的位置的结构中，能够可靠地避免在放射线CT图像中产生的线状的较粗的伪影与试验片的X射线CT图像重叠的事态。由此，能够适当地避免使用了试验片的放射线CT图像的三维观察的精度降低这样的事态。
另外，放射线CT装置包括：放射线源，其用于对试验片照射放射线；放射线检测器，其用于检测透过所述试验片的所述放射线并输出放射线检测信号；旋转台，其配置于所述放射线源与所述放射线检测器之间，用于载置支承有所述试验片的材料试验机；旋转机构，其用于使所述旋转台旋转；放射照射控制部，其在所述旋转台旋转的期间，进行使所述放射线源反复进行放射线照射的控制；以及重构处理部，其基于每当所述放射线源进行放射线照射时所述放射线检测器所输出的放射线检测信号来重构所述试验片的放射线CT图像，其中，优选的是，所述材料试验机是上述的发明的材料试验机。根据本发明的放射线CT装置，能够实现起到上述的材料试验机的效果的放射线CT装置。
发明的效果
根据本发明的材料试验机和放射线CT装置，多个支柱以如下方式立设于材料试验机的基座：在从任意的方向对试验片照射所述放射线的情况下，透过试验片而被放射线检测器检测到的放射线在被放射线检测器检测到为止透过的支柱的数量为1根以下。在该情况下，在对试验片摄影的所有摄影方向上，放射线所透过的支柱成为0根或1根，因此能够防止在拍摄放射线CT图像时放射线因仅在特定的摄影方向上透过两根以上的支柱而大幅衰减的事态。由此，能够避免因根据摄影方向的不同而产生的X射线图像数据的偏差而在试验片的放射线CT图像中产生伪影，因此能够提高基于该放射线CT图像的三维观察的精度。
另外，通过立设多个支柱，能够在提高材料试验机的针对载荷的耐久性的同时利用支柱彼此的间隙使试验片的周围成为开放空间。因此，能够通过使手等自支柱的间隙靠近材料试验机的中央部而在不拆分材料试验机的前提下容易地进行将试验片安装于材料试验机的作业和取下试验片的作业。因而，能够大幅降低在材料试验中进行的作业的繁杂度。
附图说明
图1是表示使用了实施例的材料试验机的X射线CT装置的整体结构的立体图。
图2是表示实施例的材料试验机的结构的图。
图2的(a)是材料试验机的立体图，图2的(b)是表示驱动机构的主要部分的立体图，图2的(c)是材料试验机的主视图。
图3是表示实施例的材料试验机的特征的横剖视图。
图3的(a)是表示初始状态的图，图3的(b)是表示从初始状态旋转了30°的状态的图，图3的(c)是表示从初始状态旋转了60°的状态的图。
图4是说明实施例的材料试验机的CT摄影区域的横剖视图。
图5是说明实施例的材料试验机的效果的图。
图5的(a)是利用不具有支柱的材料试验机拍摄到的X射线CT图像及其示意图，图5的(b)是利用第1以往例的材料试验机拍摄到的X射线CT图像及其示意图，图5的(c)是利用实施例的材料试验机拍摄到的X射线CT图像及其示意图。
图6是表示实施例的材料试验机的结构的概略图。
图6的(a)是说明在X射线CT图像中产生粗线状的伪影的区域的概略图，图6的(b)是例示伪影与试验片的CT图像不重叠这样的CT摄影区域与支柱的位置关系的横剖视图，图6的(c)是例示伪影与试验片的CT图像重叠这样的CT摄影区域与支柱的位置关系的横剖视图。
图7是说明在实施例的材料试验机中支柱和CT摄影区域所满足的条件的图。
图8是表示实施例的材料试验机的结构的横剖视图。
图8的(a)是表示立设4根支柱的变形例的横剖视图，图8的(b)是表示立设4根支柱的情况的区域K与CT摄影区域的位置关系的横剖视图，图8的(c)是表示将5根支柱呈正五边形状立设的变形例的横剖视图，图8的(d)是表示将支柱呈正五边形状立设的情况的区域K与CT摄影区域的位置关系的横剖视图。
图9是说明在变形例的材料试验机中支柱和CT摄影区域所满足的条件的图。
图9的(a)是表示区域K中的距CT摄影区域最近的区域K1的横剖视图，图9的(b)是表示区域K与CT摄影区域不重叠的条件的图。
图10是表示变形例的材料试验机的结构的图。
图10的(a)是立体图，图10的(b)是表示未施加载荷的状态的侧视图，图10的(c)是表示施加有弯曲载荷的状态的侧视图。
图11是表示使用了以往例的材料试验机的X射线CT装置的整体结构的概略图。
图12是表示以往例的材料试验机的整体结构的概略图。
图12的(a)是说明第1以往例的材料试验机的结构的立体图，图12的(b)是说明第2以往例的材料试验机的结构的立体图。
图13是表示以往例的材料试验机的问题点的横剖视图。
图13的(a)是表示在第1以往例中X射线未被支柱遮挡的状态的横剖视图，图13的(b)是表示在第1以往例中X射线被支柱遮挡的状态的横剖视图，图13的(c)是第2以往例的材料试验机的横剖视图。
附图标记说明
1、X射线CT装置；3、X射线源；5、X射线检测器；7、旋转台；9、高电压产生装置；13、图像运算部；15、重构部(重构处理部)；19、控制部；21、显示器；23、基座；25、支柱；27、充放电控制部；29a、下侧夹具(第1构件)；29b、上侧夹具(第2构件)；31、驱动机构；35、旋转构件；37、螺杆；39、马达。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施例。在本实施例中，例示X射线CT装置作为放射线CT装置的一例。图1是应用了实施例的材料试验机10的X射线CT装置1的概略图。另外，在本实施例中，例示进行对试验片TP施加拉伸载荷的材料试验的情况来说明。
＜整体结构的说明＞
X射线CT装置1包括X射线源3、X射线检测器5、旋转台7以及高电压产生装置9。X射线源3和X射线检测器5隔着旋转台7相对配置。旋转台7配置于X射线源3与X射线检测器5之间，构成为能够绕与台面正交的轴线旋转。旋转台7能够绕利用附图标记G表示的z方向的轴线旋转。通过将材料试验机10载置于旋转台7，能够进行保持于材料试验机10的试验片TP的非破坏内部观察。
通过自高电压产生装置9对X射线源3施加高电压而使X射线源3对试验片TP照射X射线。X射线检测器5检测自X射线源3照射于试验片TP并透过试验片TP的X射线F，将X射线F转换为电信号并作为X射线检测信号输出。作为X射线检测器5的一例，能够举出平板型检测器(FPD)等。在本实施例中，将连结X射线源3与X射线检测器5的中心的方向设为x方向。
X射线CT装置1还包括台驱动机构11、图像运算部13、重构部15、输入部17、控制部19以及显示器21。台驱动机构11使旋转台7沿着彼此正交的x方向、y方向以及z方向中的各方向移动。图像运算部13设于X射线检测器5的后级，基于自X射线检测器5输出的X射线检测信号进行运算，生成X射线图像数据(二维图像数据)。
重构部15设于图像运算部13的后级，利用图像运算部13所生成的X射线图像数据重构试验片TP的断层图像(X射线CT图像)。即，在使旋转台7绕z方向的轴线旋转的同时自X射线源3向试验片TP间歇地照射X射线F。然后，通过在每个微小旋转角度进行生成而重构360°范围的试验片TP的X射线图像数据，从而获得试验片TP的沿着xy平面剖切的X射线CT图像。另外，重构部15利用360°范围的X射线图像数据重构三维图像。
输入部17用于输入操作者的指示，作为其例，能够举出键盘输入式的面板、触摸输入式的面板等。控制部19具备中央运算处理装置(CPU)等，根据输入至输入部17的信息等，总括控制高电压产生装置9、台驱动机构11、图像运算部13、重构部15、显示器21等的各种动作。显示器21显示图像运算部13所生成的X射线图像数据、重构部15所重构的X射线CT图像和三维图像等。
＜材料试验机的结构＞
接着，说明实施例的材料试验机10的结构。图2的(a)是材料试验机10的立体图，图2的(b)是材料试验机10的纵剖视图。
材料试验机10包括基座23、多根支柱25、横架头27、横架头28、一对夹具29、驱动机构31以及可动头33。支柱25分别立设于基座23。横架头27和横架头28横架于支柱25。横架头27横架于支柱25的上端，横架头28横架于支柱25的比横架头27稍靠下方的位置。各支柱25支承基座23与横架头27之间。
作为支柱25的构成材料，使用金属等具有较高的刚度的材料。通过提高支柱25的刚度，更可靠地防止因施加于试验片TP的载荷而导致的材料试验机10的变形。另外，作为支柱25的构成材料，更优选的是，具有较高的X射线透过性。通过提高支柱25的X射线透过性，能够抑制X射线在透过支柱25时衰减。作为具备较高的刚度和X射线透过性的构成材料，能够举出以铝为例的金属、CFRP等。
夹具29包括下侧夹具29a和上侧夹具29b。下侧夹具29a配置于基座23的中央，用于把持试验片TP的下端。上侧夹具29b设于下侧夹具29a的上方，用于把持试验片TP的上端。即，被夹具29把持的试验片TP配置于基座23的中心部。另外，下侧夹具29a和上侧夹具29b配置于隔着试验片TP相对的位置。
下侧夹具29a和上侧夹具29b分别包括基部30和一对把持部32。把持部32分别连接于基部30，构成为能够开闭。通过使把持部32彼此分开的打开状态成为把持部32彼此靠近的关闭状态而把持试验片TP。
另外，关于基部30和把持部32，将构成下侧夹具29a的基部和把持部设为基部30a和把持部32a，将构成上侧夹具29b的基部和把持部设为基部30b和把持部32b，从而区分两者。下侧夹具29a的基部30a连接于基座23的中央部，上侧夹具29b的基部30b固定于后述的螺杆37的下端。
上侧夹具29b构成为能够利用驱动机构31沿着z方向往复移动。在下侧夹具29a和上侧夹具29b分别把持试验片TP的状态下，通过使上侧夹具29b向z方向上的上侧移动而对试验片TP沿着z方向施加拉伸载荷。在本变形例中，下侧夹具29a相当于本发明的第1构件，上侧夹具29b相当于本发明的第2构件。
利用图2的(b)和图2的(c)，说明驱动机构31的结构。驱动机构31包括旋转构件35、螺杆37以及马达39。旋转构件35安装于横架头27与横架头28之间。螺杆37与旋转构件35螺纹结合，配置为贯穿横架头27和横架头28地沿着z方向延伸。上侧夹具29b一体地连接于螺杆37的下端。
如图2的(b)所示，旋转构件35包括螺母35a和齿轮35b。在螺母35a的内部切削有螺纹，构成为螺母35a与螺杆37能够螺纹结合。齿轮35b设于螺母35a的外侧，能够与后述的齿轮40啮合。
在旋转构件35的上下安装有一对垫圈36。一垫圈36a安装于旋转构件35的下表面与横架头28的上表面之间，另一垫圈36b安装于旋转构件35的上表面与横架头27的下表面之间。旋转构件35被垫圈36a、36b夹持，从而构成为在被约束为在z方向即上下方向上无法移动的同时能够绕z方向的轴线旋转。另外，在图2的(b)中，为了便于说明而省略垫圈36b。
马达39配置于横架头28的上表面，用于使旋转构件35绕z方向的轴线旋转。即，如图2的(b)和图2的(c)所示，在马达39连接有齿轮40，齿轮40配置为与齿轮35b啮合。螺母35a和齿轮35b构成为一体，齿轮40随着马达39的旋转而旋转。由此，马达39的旋转力借助齿轮40和齿轮35b传递至螺母35a，通过使马达39旋转而使螺母35a绕z方向的轴线旋转。
通过使螺母35a与齿轮35b一起旋转而对螺纹结合于螺母35a的螺杆37产生z方向上的驱动力。即，在螺母35a旋转时，螺杆37与上侧夹具29b一起沿着旋转构件35在上下方向上移动。实施例的驱动机构31的结构是一例，只要是能够使夹具29中的至少一者移动而对试验片TP施加载荷的结构，也可以适当变更。
可动头33横架于支柱25的位于基座23与横架头28之间的位置。作为一例，可动头33是金属制的圆板，形成有供各支柱25贯穿的贯通孔。即，可动头33构成为能够在基座23与横架头28之间沿着支柱25在z方向上滑动。另外，可动头33固定于螺杆37。因此，在利用马达39使旋转构件35旋转时，可动头33也与上侧夹具29b一起沿着z方向移动。通过使可动头33沿着各支柱25滑动，能够防止沿着z方向移动的上侧夹具29b在x方向或y方向上错位。
另外，优选的是，在基座23设有用于防止载置于旋转台7的材料试验机10的错位的定位构件。在实施例中，作为定位构件，如图2的(c)所示，在旋转台7的上表面中央部设有凸部7a，在基座23的下表面中央部设有凹部23a。通过使凹部23a与凸部7a嵌合，在将材料试验机10载置于旋转台7时，能够可靠地使基座23的中心与旋转台7的中心对位。
在此，利用图3中的各图，说明作为本发明的特征的支柱25的结构。实施例的材料试验机10构成为：在获得X射线CT图像时，自X射线源3照射的X射线中的透过试验片TP而被X射线检测器5检测到的X射线所透过的支柱25的数量为1根以下。另外，关于自X射线源3照射的X射线中的透过试验片TP而被X射线检测器5检测到的X射线，以下，标注附图标记4来说明。换言之，构成为：在对试验片TP照射的任意的照射方向上，X射线4所透过的支柱25的数量为1根以下。
在本实施例中，如图3的(a)所示，设有3根支柱25。并且，各支柱25立设于相当于以夹具29为中心的正三角形的顶点的位置。并且，在基座23与旋转台7一起旋转而支柱25在xy平面上位移的情况下，无论旋转台7的旋转角度的大小如何，都成为X射线4不透过支柱25的状态(图3的(a))或仅透过1根支柱25的状态(图3的(b)和图3的(c))。利用这样的结构，能够避免X射线4透过两根支柱而大幅衰减。
在任意的摄影方向上，X射线4所透过的支柱25的数量为1根以下这样的本发明的特征性的结构能够通过将自夹具29的中心N到支柱25的中心M的长度S1、支柱25的半径S2以及CT摄影区域W的半径S3调整为适当的长度来实现。在本实施例中，CT摄影区域W是指在X射线CT摄影中试验片TP所经过的区域。如图4所示，在xy平面上，以自夹具29的中心N到试验片TP的距离中的最大距离S3为半径的圆相当于CT摄影区域W。
在将3根支柱25呈正三角形状配置的情况下，通过使S1～S3的值满足以下的(1)所示的式，能够实现在任意摄影方向上X射线4至多透过1根支柱25这样的结构。
S1·(1/2)≥S2+S3……(1)
即，将在基座23立设支柱25的位置、支柱25的粗细等调整为S2与S3之和成为S1的一半以下。(1)所示的条件式的详细说明见后述。
＜动作的说明＞
在此，利用附图，说明实施例的X射线CT装置1的动作。
首先，将作为材料试验的对象的试验片TP设置于材料试验机10。即，使下侧夹具29a的把持部32a成为打开状态，将试验片TP的下端部插入至把持部32a彼此之间。然后，使把持部32a从打开状态成为关闭状态，从而利用下侧夹具29a把持试验片TP的下端部。
然后，将试验片TP的上端部插入至上侧夹具29b的把持部32b之间，使把持部32b从打开状态成为关闭状态，从而把持试验片TP的上端部。在利用夹具29将试验片TP设置于材料试验机10的工序的前后，将伸长计、应变仪、测力传感器、热电偶等传感器和与该传感器连接的布线等设置于试验片TP的周边部、材料试验机10。
在将试验片TP、传感器等设置于材料试验机10后，将材料试验机10载置于旋转台7。此时，以使旋转台7的中心与夹具29的中心N一致的方式载置材料试验机10。在实施例中，通过使基座23的凹部23a与旋转台7的凸部7a嵌合而可靠地使夹具29的中心N与旋转台7的中心一致。
接着，进行对试验片TP施加预定的载荷的操作。操作者利用设于材料试验机10的未图示的控制器使驱动机构31动作。利用驱动机构31的动作，马达39使旋转构件35旋转，利用旋转构件35的旋转，螺杆37与可动头33及上侧夹具29b一起沿着z方向移动。下侧夹具29a以支承试验片TP的下端的状态固定试验片TP的位置。
因此，通过使上侧夹具29b向远离下侧夹具29a的方向移动，对试验片TP作用与上侧夹具29b的移动量相应的大小的拉伸载荷。拉伸载荷的大小利用配置于可动头33等的未图示的测力传感器检测。试验片TP的因载荷而产生的位移量利用未图示的伸长计检测。
在使马达39动作后，在对试验片TP施加有载荷的状态下开始X射线CT摄影。即，操作者将预定的X射线照射条件输入至输入部13，在使旋转台7旋转的同时间歇地照射X射线。利用旋转台7的旋转，材料试验机10绕以把持试验片TP的夹具29为中心的z方向的轴线旋转。高电压产生装置9将与X射线照射条件相应的管电压施加于X射线源3，自X射线源3照射X射线。照射的X射线透过试验片TP而被X射线检测器5检测到。图像运算部13基于自检测到X射线的X射线检测器5发送的X射线检测信号，生成试验片TP的X射线图像数据。
每当旋转台7旋转预定的微小角度时，自X射线源3反复照射X射线，生成许多从各种角度拍摄到的试验片TP的X射线图像数据。重构部15重构在各摄影角度中生成的试验片TP的X射线图像数据组，从而生成试验片TP的与z方向正交的任意的平面的X射线CT图像。生成的X射线CT图像显示于显示器21。
＜实施例的结构的效果＞
当在使材料试验机10旋转的同时照射X射线而进行X射线CT摄影时，在对试验片TP照射的任意的X射线照射角度中，透过试验片TP而被X射线检测器5检测到的X射线4至多透过1根支柱25。在X射线4透过两根以上的支柱25的情况下，X射线4大幅衰减，另一方面，在X射线4透过1根支柱的情况下，X射线4的衰减率较小。
在实施例中，在任意的摄影角度中，X射线4所透过的支柱25的数量为0根或1根而不为两根以上。因此，能够避免根据对试验片TP摄影的摄影角度的不同而使X射线4的衰减率产生较大的差异。其结果，在成像于X射线CT图像的试验片TP的CT图像中产生的伪影减少，因此能够提高基于X射线CT图像的试验片TP的三维观察的精度。
在此，利用图5的(a)～(c)中的各图，说明实施例的结构的伪影减少效果。图5的(a)表示利用不具有支柱25的比较例的X射线CT装置获得的X射线CT图像及其示意图，图5的(b)表示利用第1以往例的X射线CT装置获得的X射线CT图像及其示意图，图5的(c)表示利用实施例的X射线CT装置获得的X射线CT图像及其示意图。在图5的(a)～(c)中的各图中，将实际获得的X射线CT图像示于左侧，将在该X射线CT图像中产生的伪影AF的位置的示意图示于右侧。
在图5的(a)所示的比较例中，在材料试验机10未配置支柱25，因此在对试验片TP摄影的任意的摄影角度中不存在X射线4因透过支柱25而衰减的情况。由此，在成像于X射线CT图像的试验片TP的CT图像中几乎不产生伪影AF。但是，在该比较例中不存在支柱25，因此易于产生因对试验片TP施加的载荷而使材料试验机10变形这样的事态。由此，施加于试验片TP的载荷的大小的上限较小，另外材料试验机10的耐久性也大幅降低。
在图5的(b)所示的第1以往例中，在试验片TP的左右配置有支柱25。在该情况下，在获得的X射线CT图像中，许多粗线状的伪影AF与试验片TP的CT图像重叠(参照图5的(b)的右图)。许多伪影AF与作为观察对象的试验片TP重叠，因此利用该X射线CT图像进行的三维观察的精度大幅降低。
发明人深入研究的结果，作为在第1以往例中许多伪影AF与试验片TP的CT图像重叠的原因，想到了支柱25的结构。即，若在试验片TP的左右配置有两根支柱25，则根据试验片TP的摄影角度而存在透过试验片TP的X射线4未受到因支柱25而导致的X射线衰减效应的情况和X射线4透过两根支柱25而大幅衰减的情况(参照图13的(a)、(b))。
由此，在第1以往例中，利用在X射线4未透过支柱25而几乎不衰减的摄影角度中获得的X射线图像数据组和在X射线4透过两根支柱25而以较高的衰减率衰减的摄影角度中获得的X射线图像数据组进行X射线CT图像的重构。其结果，粗线状的伪影AF与成像于X射线CT图像的试验片PT的CT图像重叠。
因此，发明人进一步反复研究，作为能够实现精度较高的三维观察的结构，想到了实施例的材料试验机10。在图5的(c)所示的实施例中，构成为：在成为以试验片TP为中心的正三角形的顶点的位置配置支柱25，在X射线CT摄影时透过试验片TP的X射线4至多透过1根支柱25。在这样的实施例中，利用在X射线4未透过支柱25而几乎不衰减的摄影角度中获得的X射线图像数据组和在X射线4透过1根支柱25而以较低的衰减率衰减的摄影角度中获得的X射线图像数据组进行X射线CT图像的重构。
在利用使用了实施例的材料试验机10的X射线CT摄影获得的X射线CT图像中，产生粗线状的伪影AF(参照图5的(c)的左图)。但是，粗线状的伪影AF均产生于试验片TP的外侧，与试验片TP的CT图像不重叠(参照图5的(c)的右图)。
因此，能够防止伪影AF与观察对象重叠而使X射线CT图像的品质降低。由此，能够利用更高品质的X射线CT图像，对施加有载荷的状态的试验片TP进行精度较高的三维观察。
在此，着眼于在X射线CT图像中产生粗线状的伪影AF的范围，说明实施例的材料试验机10的优选的结构。具体而言，如图6的(a)所示，连结两根支柱25的直线所通过的区域K相当于在X射线CT图像中产生粗线状的伪影AF的范围。换言之，利用网点表示的区域K相当于由两根支柱25和该支柱25的公切线R1、R2包围的区域。
因而，在将3根支柱25呈正三角形状配置的实施例中，在由从3根支柱25中选择出的两根支柱25形成的3个区域K始终不通过试验片TP的情况下，能够可靠地避免试验片TP的CT图像与伪影AF的重叠(图6的(b))。即，在使旋转台7旋转而进行X射线CT摄影时试验片TP所通过的区域即CT摄影区域W与区域K不重叠的情况下，透过试验片TP的X射线4可靠地透过0根或1根支柱25。在区域K与CT摄影区域W不重叠的情况下，通过CT摄影区域W的任意的直线不与两根以上的支柱25交叉。由此，在区域K与CT摄影区域W不重叠的情况下，在X射线CT摄影中透过试验片TP的X射线4可能透过的支柱25的数量成为0根或1根。
另一方面，如图6的(c)所示，在区域K与CT摄影区域W重叠的情况下，通过CT摄影区域W的直线可能与两根以上的支柱25交叉。作为一例，直线Q与CT摄影区域W和两根支柱25分别交叉。由此，在如图6的(c)所示那样的结构的情况下，在进行X射线CT摄影时在一部分摄影方向上X射线4会透过两根支柱而大幅衰减。其结果，由于根据摄影方向的不同而产生的X射线4的衰减率的差异，伪影与试验片TP的X射线CT图像重叠。区域K与CT摄影区域W重叠的状态在自夹具29的中心N到支柱25的中心M的距离S1过短的情况、支柱25的半径S2过长的情况等情况下产生。
在此，利用图7，说明CT摄影区域W与区域K不重叠这样的自夹具29的中心N到支柱25的中心M的距离S1、支柱25的半径S2以及CT摄影区域W的半径S3的条件。材料试验机10以夹具29为中心旋转，因此CT摄影区域W的中心与夹具29的中心N一致。另外，将从3根支柱25中任意选择出的两根支柱设为25a、25b，将支柱25a、25b的中心分别设为Ma、Mb。将连结中心Ma、Mb的直线MaMb与通过CT摄影区域W的中心N的直线正交的点设为T。
并且，若将支柱25a和支柱25b的公切线中的距CT摄影区域W较近的那一侧的公切线设为公切线R1，则直线NT在点H处与公切线R1正交。并且，直线NH的长度V成为自CT摄影区域W的中心N到区域K的最短距离。即，在直线NH的长度V大于CT摄影区域W的半径S3的情况下，区域K与CT摄影区域W不重叠，进而伪影AF与试验片TP的CT图像不重叠。
3根支柱25以成为以点N为中心的正三角形的顶点的方式配置，因此直线NMa与直线NMb所成的角度为120°。由此，直线NMa与直线NT所成的角度θ1同直线NMb与直线NT所成的角度θ2彼此相等，为60°。
直线NMa的长度与长度S1相等，因此若将直线NT的长度设为J，则以下的(2)所示的式成立。
J＝S1·(cos60°)＝S1·(1/2)……(2)
直线TH的长度与支柱25的半径S2的长度相等，因此通过使用直线NT的长度J，能够利用以下的(2)所示的式求出直线NH的长度V。
V＝J－S2＝S1·(1/2)－S2……(3)
如上所述，在直线NH的长度V为CT摄影区域W的半径S3以上的情况(V≥S3)下，区域K与CT摄影区域W不重叠。由此，在S1～S3的值满足以下的(4)所示的式的情况下，区域K与CT摄影区域W不重叠。
V＝S1·(1/2)－S2≥S3……(4)
整理式(4)的结果，上述的式(1)成立。即，在将3根支柱25呈正三角形状配置的实施例中，在满足半径S2与半径S3之和为距离S1的一半以下这样的条件的情况下，区域K与CT摄影区域W不重叠。由此，在任意的摄影方向上，透过试验片TP的X射线4所透过的支柱25的数量可靠地成为1根以下。其结果，能够可靠地避免在X射线CT图像中线状的伪影AF与试验片TP的CT图像重叠这样的事态。
在此，进一步说明利用实施例的结构获得的效果。在实施例的材料试验机10中，在基座23立设有3根支柱25，施加于试验片TP的载荷由刚度较高的支柱25支承。由此，即使是对试验片TP施加较大的载荷的材料试验，也能够适当地避免材料试验机10变形的事态，进一步提高材料试验的精度。
在实施例中，成为如下结构：利用立设于基座23的3根支柱25，提高材料试验机10的针对施加于试验片TP的载荷的耐久性。因此，在实施例中能够解决在第2以往例中产生那样的材料试验的作业的繁杂度、能够作为材料试验进行的内容的限制这样的问题。
即，在实施例的材料试验机10中，在支柱25彼此之间存在较大的间隙，安装试验片TP的空间成为与外部连通的开放状态。因此，能够通过从支柱25彼此的间隙伸入手等而迅速且容易地进行在材料试验中设置试验片TP、各种传感器、各种布线等的作业、在材料试验完成后取下试验片TP等的作业。与第2以往例不同，在实施例中不需要每当材料试验完成时拆分并再次组装材料试验机的作业，因此能够大幅降低材料试验的作业的繁杂度。
另外，在第2以往例中，试验片TP被筒状构件121遮挡，因此试验片TP的视觉辨识度降低。另一方面，在实施例中，能够透过支柱25的间隙清晰地视觉辨识试验片TP，因此能够容易且准确地确认施加有载荷的试验片TP的状态。由此，在夹具29错误把持试验片TP等材料试验的工序产生错误的情况下，能够可靠且迅速地中止试验以进行应对。由此，能够适当地防止材料试验所需要的时间和成本浪费。
并且，在实施例中不需要筒状构件，因此试验片TP、夹具29的尺寸不受到筒状构件的内径的限制。因此，更易于利用依据JIS标准等标准化的形状、尺寸的试验片TP进行材料试验。因而，易于对在实施例的材料试验机10、X射线CT装置1中获得的试验的结果和依据现有的标准的材料试验结果进行比较而确认一致性。
本发明不限于上述实施方式，能够如下所述那样实施变形。
(1)在上述的实施例中，在基座23中，3根支柱25立设于成为正三角形的顶点的位置。但是，只要构成为能够可靠地使在进行X射线CT摄影时在任意的摄影方向上透过试验片TP的X射线4所透过的支柱25的数量成为1根以下，就可以适当变更支柱25的数量和配置。
作为一例，能够举出如图8的(a)所示那样将4根支柱25立设于相当于梯形的顶点的位置的结构。在该情况下，在成像于与z方向正交的面的X射线CT图像中产生伪影AF的区域，即由通过从4根支柱25中任意选择出的两根支柱的直线形成的区域K如图8的(b)所示。由此，成为如下结构：在与任一区域K均不重叠的范围设定CT摄影区域W，从而X射线4可靠地仅透过1根以下的支柱25，能够可靠地避免伪影AF与试验片TP的CT图像重叠这样的事态。
从在材料试验中能够均匀地分散作用于试验片TP的载荷这一点来看，优选的是，以支柱25成为以中心N为中心的正多边形的方式配置。作为一例，能够举出如图8的(c)所示那样在成为以夹具29的中心N为中心的正五边形的顶点的位置配置5根支柱25的结构。
在该情况下，由从5根支柱25中任意选择出的两根支柱25形成的区域K如图8的(d)所示。通过将CT摄影区域W和支柱25调整为这些区域K与CT摄影区域W不重叠，能够可靠地使X射线4所透过的支柱25的数量成为1根以下。
其中，采用正多边形的顶点的数量为奇数的结构。若呈正方形、正六边形等顶点为偶数的正多边形状配置支柱25，则在隔着试验片TP左右对称的位置配置支柱25，因此在预定的摄影角度中X射线4透过两根支柱25而不优选。
在此，对于任意的奇数n而言，说明在成为正n边形的顶点位置配置有n根支柱的材料试验机10的自夹具29的中心N到支柱25的中心M的距离S1、支柱25的半径S2以及CT摄影区域W的半径S3的条件。
首先，研究n根支柱25中的区域K距CT摄影区域W最近的两根支柱25的组合。如图9的(a)所示，任意选择支柱25中的一者，将其设为支柱25P。将支柱25P配置于基座23的中心线上的情况下，由位于隔着CT摄影区域W距支柱25P最远的位置的支柱25Q和支柱25P形成的区域Ka成为区域K中的距CT摄影区域W最近的区域。
支柱25Q相当于自支柱25P起绕任一周向计数时的第{(n－1)/2}根支柱25。即，在支柱25P与支柱25Q之间配置有{(n－3)/2}根支柱25。在图9的(a)中，例示7根支柱25呈正七边形状立设的结构(n＝7)。
并且，使用利用图7说明的方法，还能够计算正n边形的S1～S3的条件。即，如图9的(b)所示，将支柱25P和支柱25Q的中心分别设为Mp、Mq。
首先，计算直线NMa与直线NMb所成的角度θ。支柱25B是n根支柱25中的自支柱25A起绕周向计数时的第{(n－1)/2}根支柱25，因此角度θ能够利用以下的式(5)计算。其中，2π＝360°。
θ＝2π·(n－1)/2n……(5)
由此，直线NMa与直线NT所成的角度θ1与直线NMb与直线NT所成的角度θ2彼此相等，相当于π·(n－1)/2n。
直线NMa的长度与长度S1相等，因此若将直线NT的长度设为J，则以下的(6)所示的式成立。
J＝S1·(cosθ1)＝S1·cos{π·(n－1)/2n}……(6)
直线TH的长度与支柱25的半径S2的长度相等，因此通过使用直线NT的长度J，能够利用以下的(7)所示的式求出直线NH的长度V。
V＝J－S2＝S1·cos{π·(n－1)/2n}－S2……(7)
如上所述，在直线NH的长度V为CT摄影区域W的半径S3以上的情况(V≥S3)下，区域K与CT摄影区域W不重叠。由此，在S1～S3的值满足以下的(8)所示的式的情况下，区域K与CT摄影区域W不重叠。
V＝S1·cos{π·(n－1)/2n}－S2≥S3……(8)
并且，整理式(8)的结果，以下的(9)所示的式成立。
S1·cos{π·(n－1)/2n}≥S2+S3……(9)
即，在将n根支柱25呈正n边形状配置的结构中，在半径S2与半径S3之和为距离S1与cos{π·(n－1)/2n}之积以下的情况下，所有的区域K与CT摄影区域W不重叠，在任意的摄影方向上，透过试验片TP的X射线4可靠地通过0根或1根支柱25。
若支柱25的数量即n的值变大，则cos{π·(n－1)/2n}的值变小，因此为了可靠地使X射线4所透过的支柱25的数量成为1根以下，需要进一步延长距离S1或进一步减小半径S2、S3。由此，特别优选的是，设为如实施例所示那样的将3根支柱25呈正三角形状配置的结构。通过将3根支柱25呈正三角形状配置，能够将支柱25配置于基座23的中心附近，因此能够使材料试验机10小型化。另外，通过使材料试验机10小型化，能够在将X射线源3靠近试验片TP的状态下进行X射线摄影。其结果，能够获得放大率更高的X射线CT图像。
(2)在上述的实施例和变形例中，例示了具备夹具29并用于进行作为材料试验的对试验片TP施加拉伸载荷的试验的材料试验机10，但也能够将本发明的结构应用于用于进行压缩试验、弯曲试验等其他材料试验的材料试验机。作为变形例的材料试验机10A，例示用于进行弯曲试验的结构来说明。对于与实施例的材料试验机10相同的结构，仅是标注相同的附图标记，对于不同的结构部分详细说明。
如图10的(a)所示，材料试验机10A具备弯曲构件50来代替一对夹具29。弯曲构件50包括支承台51和压头53。支承台51配置于基座23的中央，用于支承试验片TP。压头53配置于隔着试验片TP与支承台51相对的位置，用于对试验片TP施加弯曲载荷。优选的是，支承台51和压头53由以CFRP为例的X射线透过性较高的材料形成。
如图10的(b)所示，支承台51包括基部55和支承部57。基部55连接于基座23的中央部。支承部57配置于基部55的上表面，在各支承部57的顶端形成有支点。通过将试验片TP载置于支承部57而支承试验片TP。压头53与实施例的上侧夹具29b同样，连接于螺杆37的下端，构成为能够利用驱动机构31沿着z方向往复移动。在本变形例中，支承台51相当于本发明的第1构件，压头53相当于本发明的第2构件。
在图10的(a)中，例示用于利用两个支承部57和1个压头53进行所谓的3点弯曲试验的材料试验机10A，但支承部57和压头53的数量可以适当变更。另外，与实施例同样，材料试验机10A包括配置于相当于以支承台51为中心的正三角形的顶点的位置的3根支柱25，但只要透过试验片TP的X射线4不透过两根以上的支柱25，就能够适当变更支柱25的配置和数量。
在利用材料试验机10A进行弯曲试验的情况下，首先，将试验片TP载置于支承台51而将试验片TP设置于材料试验机10A。然后，使驱动机构31动作，利用马达39使旋转构件35旋转。如图10的(c)所示，通过使旋转构件35旋转，使压头53与螺杆37及可动头33一起下降，使压头53的顶端向下方按压试验片TP。
试验片TP被压头53按压，从而被施加预定的载荷而成为向下方弯曲的状态。在对试验片TP施加有载荷的状态下，在使旋转台7旋转而使材料试验机10A绕z方向的轴线旋转的同时自X射线源3照射X射线而获得X射线CT图像。
材料试验机10A构成为：照射的X射线中的透过试验片TP而被X射线检测器5检测到的X射线4在对试验片TP摄影的所有摄影方向上透过的支柱25的数量为1根以下。由此，能够防止在拍摄X射线CT图像时X射线因仅在特定的摄影方向上透过两根以上的支柱而大幅衰减的事态。即，能够避免因根据摄影方向的不同而产生的X射线图像数据的偏差而在试验片TP的X射线CT图像中产生伪影。因此，能够利用试验片TP的X射线CT图像进行高精度的三维观察。
另外，材料试验机10A与材料试验机10同样，成为利用立设于基座23的多根支柱25支承载荷的构造。即，试验片TP的周围因支柱25彼此的间隙而成为开放状态。因此，作为弯曲构件50等各种构件的一例，如图10的(b)等所示，即使使支承台51比基座23的直径长，也不对材料试验和X射线CT摄影造成障碍。由此，能够增加支承部57、压头53的数量，容易地执行所谓的4点弯曲试验、将载荷的作用点增加至4点以上的弯曲试验。
另外，试验片TP的周围成为开放状态，因此能够使用具有一定长度、厚度的材料作为试验片TP。因此，能够避免因利用较短的材料进行各种材料试验而使剪切的影响变大这样的事态。另外，能够将具有一定厚度的材料使用于材料试验，因此能够将以CFRP为例的层叠的材料也作为试验片TP而进行各种材料试验。由此，能够提高材料试验的通用性，并且也能够提高通过材料试验获得的数据的品质。
(3)在上述的实施例和变形例中，设为上侧夹具29b、压头53等上侧的构件能够往复移动的结构，但也可以将下侧夹具29a、支承台51等下侧的构件设为能够移动。在该情况下，相当于第1构件的下侧的构件沿着z方向被驱动，靠近或远离第2构件，从而对试验片TP施加压缩载荷、拉伸载荷、弯曲载荷等各种载荷。
(4)在上述的实施例和变形例中，可以设为能够适当更换配置于基座23的中央的构件的结构。作为一例，能够将夹具29更换为弯曲构件50，从而能够将利用材料试验机10进行的材料试验从施加拉伸载荷的材料试验快速地变更为施加弯曲载荷的材料试验。作为另一例，在材料试验机10A中将压头53更换为下端尖锐的针状的构件，从而能够进行对试验片TP施加穿刺载荷的材料试验。
(5)在上述的实施例和变形例中，设为如下结构：在进行X射线CT摄影时在使旋转台7旋转360°的同时每当旋转预定的微小角度时照射X射线而获得360°范围的X射线图像数据，但CT摄影不限于旋转360°的结构。即，只要是能够获得适于三维观察的试验片TP的X射线CT图像的程度的角度，就可以适当变更在CT摄影中使旋转台7旋转的角度R。作为角度R的优选的例子，能够举出45°以上，作为更优选的例子，能够举出180°以上。
作为一例，在使旋转台7旋转180°而进行X射线CT摄影的情况下，在使旋转台7旋转180°的同时反复照射X射线，获得关于试验片TP的180°范围的X射线图像数据。在旋转180°而进行CT摄影时，只要各支柱25构成为X射线4所透过的支柱25的数量始终为1根以下即可。换言之，利用旋转台7的旋转从最大为180°的不同的多个摄影方向对试验片TP照射X射线，但只要各支柱25构成为在180°范围的摄影方向中的任意的方向上X射线4所透过的支柱25的数量为1根以下即可。
(6)在上述的实施例和变形例中，作为应用材料试验机的CT装置，例示了对试验片照射X射线并进行检测的X射线CT装置，但不限于此。即，只要是能够获得试验片的CT图像的CT装置，就能够将本发明的材料试验机也应用于照射中子射线、同步辐射光、γ射线等其他电离射线的CT装置。

Claims (11)

1.一种材料试验机，其载置于在彼此相对配置的放射线源与放射线检测器之间配置的旋转台上，其特征在于，
该材料试验机包括：
基座；
第1构件，其配置于所述基座的中央，用于支承试验片；
第2构件，其隔着所述试验片与所述第1构件相对配置；
支柱，其为多根，立设于所述基座；以及
驱动机构，其用于向对所述试验片施加载荷的方向驱动所述第1构件和第2构件中的至少一者，
各所述支柱以如下方式立设：当在使所述旋转台绕与台面正交的轴线旋转的同时进行放射线CT摄影时，在从任意的方向对所述试验片照射所述放射线的情况下，自所述放射线源照射而透过所述试验片并被所述放射线检测器检测到的放射线在被所述放射线检测器检测到为止透过的所述支柱的数量为1根以下。
2.根据权利要求1所述的材料试验机，其特征在于，
各所述支柱立设于相当于以所述第1构件为中心且顶点的数量为奇数的正多边形的各所述顶点的位置。
3.根据权利要求2所述的材料试验机，其特征在于，
所述支柱的数量n、作为自所述支柱的中心到所述第1构件的中心的距离的S1、作为所述支柱的半径的S2以及作为自所述第1构件的中心到所述试验片的最大距离的S3满足
S1·cos{π·(n－1)/2n}≥S2+S3
的条件。
4.根据权利要求2所述的材料试验机，其特征在于，
各所述支柱立设于相当于以所述第1构件为中心的正三角形的各顶点的位置。
5.根据权利要求4所述的材料试验机，其特征在于，
作为自所述支柱的中心到所述第1构件的中心的距离的S1、作为所述支柱的半径的S2以及作为自所述第1构件的中心到所述试验片的最大距离的S3满足
S1·(1/2)≥S2+S3
的条件。
6.一种材料试验机，其特征在于，
该材料试验机包括：
基座；
第1构件，其配置于所述基座的中央，用于支承试验片；
第2构件，其隔着所述试验片与所述第1构件相对配置；
支柱，其为多根，立设于所述基座；以及
驱动机构，其用于向对所述试验片施加载荷的方向驱动所述第1构件和第2构件中的至少一者，
各所述支柱以如下方式立设：由通过所述支柱中的任意的两根支柱的直线形成的区域与所述试验片不重叠。
7.根据权利要求6所述的材料试验机，其特征在于，
各所述支柱立设于相当于以所述第1构件为中心且顶点的数量为奇数的正多边形的各所述顶点的位置。
8.根据权利要求7所述的材料试验机，其特征在于，
所述支柱的数量n、作为自所述支柱的中心到所述第1构件的中心的距离的S1、作为所述支柱的半径的S2以及作为自所述第1构件的中心到所述试验片的最大距离的S3满足
S1·cos{π·(n－1)/2n}≥S2+S3
的条件。
9.根据权利要求7所述的材料试验机，其特征在于，
各所述支柱立设于相当于以所述第1构件为中心的正三角形的各顶点的位置。
10.根据权利要求9所述的材料试验机，其特征在于，
作为自所述支柱的中心到所述第1构件的中心的距离的S1、作为所述支柱的半径的S2以及作为自所述第1构件的中心到所述试验片的最大距离的S3满足
S1·(1/2)≥S2+S3
的条件。
11.一种放射线CT装置，其特征在于，
该放射线CT装置包括：
放射线源，其用于对试验片照射放射线；
放射线检测器，其用于检测透过所述试验片的所述放射线并输出放射线检测信号；
旋转台，其配置于所述放射线源与所述放射线检测器之间，用于载置支承有所述试验片的材料试验机；
旋转机构，其用于使所述旋转台旋转；
放射照射控制部，其在所述旋转台旋转的期间，进行使所述放射线源反复进行放射线照射的控制；以及
重构处理部，其基于每当所述放射线源进行放射线照射时所述放射线检测器所输出的放射线检测信号来重构所述试验片的放射线CT图像，
所述材料试验机是权利要求1～10中任一项所述的材料试验机。
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