CN114341615A - 拉伸测试机以及拉伸测试机的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明使拉伸测试的测试结果与固有频率的测定结果容易地关联。高速拉伸测试机1为对测试对象TP给予测试力F而执行拉伸测试的拉伸测试机,且包括:决定部513,决定对测试机本体2给予击打力FD的时机;击打结构60,在决定部513所决定的时机,对测试机本体2给予击打力FD;第一检测部514,检测因击打力FD而产生的测试机本体2的振动;计算部515,基于第一检测部514的检测结果而算出高速拉伸测试机1的固有频率FA;执行指示部516,执行拉伸测试;以及记录部517,将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率FA的信息关联地写入至结果存储部518,所述时机包含于拉伸测试机1执行拉伸测试之前及执行拉伸测试之后的任一者。
Description
技术领域
本发明涉及一种拉伸测试机以及拉伸测试机的控制方法。
背景技术
在高速拉伸测试机中,具有下述结构,即:在由移动侧夹具与固定侧夹具握持测试片的两端的状态下,使移动侧夹具高速移动,由此对测试片赋予拉伸测试力(参照专利文献1)。
像此种高速拉伸测试机那样,在短时间内执行对测试片赋予测试力的拉伸测试的情况下,数据的采集周期为微秒级,因而即便拉伸测试机本体的固有频率为数十kHz,也有可能对测试结果造成影响。即,在执行拉伸测试的过程中,伴随拉伸测试机本体的共振而产生的力有可能叠加于对测试片施加的力,而导致测试结果产生误差。
因此,在进行此种拉伸测试前,例如需要预先测定拉伸测试机的固有频率。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本专利特开2006-10409号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
关于拉伸测试机的固有频率,例如可采用如以下那样进行测定的方法。即,首先利用锤头(hummer)击打包含力检测器的系统,记录此时的力检测器的输出值。接下来,对所述输出值进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)等,由此求出固有频率。
固有频率例如因拉伸测试中将夹具替换为其他种类的夹具而变化。进而,在变更测试片的尺寸的情况下,固有频率也变化。因此,需要使拉伸测试的测试结果、与固有频率的测定结果关联。
以往,由作业员将拉伸测试的测试结果、与固有频率的测定结果关联。但是,所述作业对于作业员而言烦琐复杂。尤其是无法充分理解测定固有频率的意义的、不熟练的作业员的情况下,有时难以判断使固有频率的测定结果与何种拉伸测试的测试结果关联便可。
本发明的目的在于提供一种冲击测试机以及冲击测试机的控制方法,可使拉伸测试的测试结果与固有频率的测定结果容易地关联。
[解决问题的技术手段]
本说明书中,包含在2019年9月13日提出申请的日本专利申请案-特愿2019-167607的所有内容。
本发明的第一形态涉及一种拉伸测试机,对测试对象给予测试力而执行拉伸测试,所述拉伸测试机包括:决定部,决定对拉伸测试机本体给予击打力的时机;击打结构,在所述决定部所决定的时机,对所述拉伸测试机本体给予击打力;第一检测部,检测因所述击打力而产生的所述拉伸测试机本体的振动;计算部,基于所述第一检测部的检测结果而算出所述拉伸测试机的固有频率;执行部,执行所述拉伸测试;以及记录部,将表示所述拉伸测试的测试结果的信息与表示所述固有频率的信息关联地记录,所述时机包含于所述拉伸测试机执行所述拉伸测试之前及执行所述拉伸测试之后的任一者。
本发明的第二形态涉及一种拉伸测试机的控制方法,是对测试对象给予拉伸力而执行拉伸测试的拉伸测试机的控制方法,其中,所述拉伸测试机包括对拉伸测试机本体给予击打力的击打结构,所述拉伸测试机的控制方法包括:决定步骤,决定对拉伸测试机本体给予击打力的时机;击打步骤,在所述决定步骤中所决定的时机,所述击打结构对所述拉伸测试机本体给予击打力;检测步骤,检测因所述击打力而产生的所述拉伸测试机的振动;计算步骤,基于所述检测步骤的检测结果而算出所述拉伸测试机的固有频率;执行步骤,执行所述拉伸测试;以及记录步骤,将表示所述拉伸测试的测试结果的信息与表示所述固有频率的信息关联地记录,所述时机包含于所述拉伸测试机执行所述拉伸测试之前及执行所述拉伸测试之后的任一者。
[发明的效果]
根据本发明的第一形态,计算部算出拉伸测试机的固有频率,执行部执行拉伸测试,记录部将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率的信息关联地记录。
因此,将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率的信息关联地记录,因而可使拉伸测试的测试结果与固有频率的测定结果容易地关联。
根据本发明的第二形态,在计算步骤中算出拉伸测试机的固有频率,在执行步骤中执行拉伸测试,在记录步骤中,将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率的信息关联地记录。
因此,将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率的信息关联地记录,因而可将拉伸测试的测试结果与固有频率的测定结果容易地关联。
附图说明
[图1]图1是表示本实施方式的高速拉伸测试机的结构的一例的图。
[图2]图2是表示本体控制装置及控制部的结构的一例的框图。
[图3]图3是表示击打结构的结构的一例的图。
[图4]图4是表示下夹具的结构的一例的图。
[图5]图5是表示频谱的一例的图,所述频谱表示固有振动。
[图6]图6是表示控制部的固有频率测定处理的一例的流程图。
[图7]图7是表示第一实施方式的控制部的处理的一例的时间图。
[图8]图8是表示第一实施方式的控制部的处理的一例的流程图。
[图9]图9是表示第二实施方式的控制部的处理的一例的时间图。
[图10]图10是表示第二实施方式的控制部的处理的一例的流程图。
[图11]图11是表示第二实施方式的第二检测部的处理的一例的图表。
具体实施方式
以下,参照图式来说明本发明的实施方式。
[1.高速拉伸测试机的结构]
[1-1.高速拉伸测试机的总体结构]
图1是表示本实施方式的高速拉伸测试机的结构的一例的图。
本实施方式的高速拉伸测试机1对测试对象TP给予测试力F而执行拉伸测试。具体而言,高速拉伸测试机1对测试对象TP赋予拉伸力,测定试样的拉伸强度、伸长率等机械性质。所述高速拉伸测试机1包括:测试机本体2,对测试对象TP给予测试力F而进行拉伸测试;以及控制单元4,控制由测试机本体2进行的拉伸测试动作。
此外,本实施方式中,对拉伸测试中使测试对象TP断裂的情况进行说明。即,高速拉伸测试机1执行拉伸测试,导致测试对象TP断裂。
而且,本实施方式包含参照图7及图8所说明的“第一实施方式”、及参照图9至图11所说明的“第二实施方式”。
高速拉伸测试机1对应于“拉伸测试机”的一例。测试机本体2对应于“拉伸测试机本体”的一例。
测试机本体2包括:平台11;一对支柱12,竖立设置于平台11;交叉轭(cross yoke)13,架设于一对支柱12;以及液压缸31,固定于交叉轭13。
平台11支撑一对支柱12。一对支柱12支撑交叉轭13。交叉轭13支撑液压缸31。
在液压缸31,配置有活塞杆32、行程传感器33及伺服阀34。
液压缸31利用液压油而运行,所述液压油是经由伺服阀34而从配置于平台内的未图示的液压源进行供给。
活塞杆32构成为在液压缸31伸出或没入自如。
行程传感器33检测活塞杆32的移动量。行程传感器33的检测信号被传输至本体控制装置41。
在活塞杆32,经由助行工具25及接头26而连接有上夹具21。而且,在平台11,经由检测测试力F的载荷传感器(load cell)27而连接有下夹具22。
测试机本体2利用助行工具25在拉伸方向设置助行区间,将活塞杆32以例如0.1m/s~20m/s的高速拉起。由此,测试机本体2执行高速拉伸测试,即:使握持测试对象TP的两端部的一对夹具即上夹具21及22下夹具22急剧远离。
高速拉伸测试对应于“拉伸测试”的一例。
执行高速拉伸测试时的负载机构的位移即活塞杆32的移动量是由行程传感器33来检测,此时的测试力F是由载荷传感器27来检测。
载荷传感器27对应于“力检测器”的一例。
控制单元4包含控制测试机本体2的动作的本体控制装置41、及个人计算机(personal computer)50。
本体控制装置41包括:本体存储器41A,保存控制程序;中央处理器(CentralProcessing Unit,CPU)或微处理器(Micro-Processing Unit,MPU)等本体处理器41B,执行各种运算;以及通信部,进行与个人计算机50的通信。
本体存储器41A、本体处理器41B及通信部彼此通过总线而连接。
个人计算机50包括控制部51、通信部52、显示部53、存储部54及操作部55。控制部51、通信部52、显示部53、存储部54及操作部55彼此通过总线而连接。
控制部51控制个人计算机50的动作。控制部51包括存储器51A及处理器51B。关于存储器51A及处理器51B,分别参照图2进行说明。
通信部52进行与本体控制装置41等外部连接机器的通信。通信部52例如按照以太网(Ethernet(注册商标))标准以有线方式与本体控制装置41进行通信。
本实施方式中,通信部52以有线方式与本体控制装置41进行通信,但本发明的实施方式不限定于此。通信部52例如也可通过无线保真(Wireless Fidelity,Wi-Fi(注册商标))等与本体控制装置41进行无线通信。
显示部53按照控制部51的指示来显示各种图像。显示部53例如包括液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD),在LCD显示各种图像。
存储部54存储高速拉伸测试的测试力F的时机数据等。存储部54包含硬盘驱动器(Hard Disk Drive,HDD)或固态硬盘(Solid State Drive,SSD)等大容量存储装置。
操作部55例如包括鼠标及键盘,受理来自用户的操作。操作部55生成表示来自用户的操作的操作信号,并将操作信号送至控制部51。
本实施方式中,操作部55的鼠标及键盘受理来自用户的操作,但本发明不限定于此。例如,在LCD的表面配置触摸传感器而构成触控面板的情况下,也可通过触控面板来受理来自用户的操作。
[1-2.本体控制装置及控制部的结构]
图2是表示本体控制装置41及控制部51的结构的一例的框图。
如图2所示,本体控制装置41包括测试控制部411。具体而言,通过本体控制装置41的本体处理器41B执行控制程序,从而作为测试控制部411发挥功能。
测试控制部411使测试机本体2执行拉伸测试。具体而言,本体控制装置41按照控制部51的执行指示部516的指示,使测试机本体2执行拉伸测试。
更具体而言,测试控制部411在执行拉伸测试时,向伺服阀34供给控制信号,使液压缸31运行。而且,测试控制部411每隔规定时间,将行程传感器33的输出信号及载荷传感器27的输出信号导入至本体控制装置41。
而且,高速拉伸测试机1包括击打结构60。击打结构60对测试机本体2给予击打力FD。关于击打结构60,下文将参照图3及图4进行详细说明。
控制部51包括存储器51A及处理器51B。
存储器51A包含存储控制程序等的只读存储器(Read Only Memory,ROM)、在执行控制程序时加载控制程序并暂时存储数据的随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)等。
处理器51B包括执行各种运算的CPU或MPU等。处理器51B可包含单个处理器,也可为多个处理器作为处理器51B发挥功能的结构。
控制部51包括受理部511、第二检测部512、决定部513、第一检测部514、计算部515、执行指示部516、记录部517及结果存储部518。
具体而言,通过控制部51的处理器51B执行存储于存储器51A的控制程序,从而作为受理部511、第二检测部512、决定部513、第一检测部514、计算部515、执行指示部516及记录部517发挥功能。而且,通过控制部51的处理器51B执行存储于存储器51A的控制程序,从而使存储器51A作为结果存储部518发挥功能。
结果存储部518将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率的信息关联地存储。在结果存储部518,由记录部517写入有表示拉伸测试的测试结果的信息、及表示固有频率的信息。
受理部511受理对执行拉伸测试进行指示的、来自用户的输入。
例如,在显示部53的LCD显示测试开始按钮,且测试开始按钮被用户按下的情况下,受理部511受理对执行拉伸测试进行指示的、来自用户的输入。具体而言,在将光标(cursor)配置于测试开始按钮上的状态下受理鼠标的左单击的情况下,受理部511受理测试开始按钮被用户按下的情况。
本实施方式中,测试开始按钮被显示于显示部53的LCD,但本发明的实施方式不限定于此。例如,测试开始按钮也能以硬件的按压按钮开关的形式配置于测试机本体2。
第二检测部512检测伴随测试对象TP的断裂的、测试机本体2的振动收敛。本实施方式中,由载荷传感器27来检测测试机本体2的振动。
关于第二检测部512的处理,下文将参照图11进行详细说明。
决定部513决定对测试机本体2给予击打力FD的时机。
决定部513例如基于来自用户的操作,决定对测试机本体2给予击打力FD的时机。击打结构60在由决定部513所决定的时机,对测试机本体2给予击打力FD。
给予击打力FD的时机包含于高速拉伸测试机1执行拉伸测试之前及执行拉伸测试之后的任一者。例如,决定部513将给予击打力FD的时机决定为受理部511受理来自用户的输入之后的时机。而且,例如决定部513将给予击打力FD的时机决定为第二检测部512检测到测试机本体2的振动收敛之后的时机。例如,通过用户将测试的工序作为排程(scheduling)内容预先存储于测试机,从而决定部513基于测试的工序来决定给予击打力FD的时机。
给予击打力FD的时机为高速拉伸测试机1执行拉伸测试之前的形态对应于第一实施方式。关于第一实施方式,下文将参照图7及图8进行详细说明。
而且,给予击打力FD的时机为高速拉伸测试机1执行拉伸测试之后的形态对应于第二实施方式。关于第二实施方式,下文将参照图9至图11进行详细说明。
第一检测部514检测因击打结构60所赋予的击打力FD而产生的、测试机本体2的振动。具体而言,第一检测部514利用载荷传感器27来检测因击打力FD而产生的、测试机本体2的振动。
计算部515基于第一检测部514的检测结果而算出高速拉伸测试机1的固有频率FA。
具体而言,计算部515对载荷传感器14的测定值的检测信号执行高速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT),生成高速拉伸测试机1的频谱SP。然后,计算部515根据高速拉伸测试机1的频谱SP来算出高速拉伸测试机1的固有频率FA。
关于频谱SP,下文将参照图5进行详细说明。
执行指示部516对高速拉伸测试机1指示执行拉伸测试。
具体而言,执行指示部516针对本体控制装置41的测试控制部411,指示执行拉伸测试。测试控制部411按照来自执行指示部516的指示,使高速拉伸测试机1执行拉伸测试。
执行指示部516对应于“执行部”的一例。
记录部517将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率FA的信息关联地记录。具体而言,记录部517将表示张测试的测试结果的信息与表示固有频率FA的信息关联地写入至结果存储部518。
[1-2.击打结构的结构]
图3是表示击打结构60的结构的一例的图。
击打结构60在高速拉伸测试机1执行拉伸测试之前及执行拉伸测试之后的至少任一者,对测试机本体2给予击打力FD。
击打结构60包括支轴63、电磁铁66、钢球61、磁力架(magnet stand)70、支撑部64、支撑板67及支撑部68。
磁力架70固定于基台72的上表面。磁力架70以沿铅垂方向配置的状态支撑支柱71。支轴63与电磁铁66以可相对于支柱71升降的方式配置。
具体而言,支撑部64可相对于支柱71升降,支撑支轴63。而且,支撑部64通过操作丝杠65,从而可将支轴63固定于支柱71的任意的高度位置。
而且,支撑部68可相对于支柱71升降,对支撑板67进行支撑。而且,支撑部68通过操作丝杠69,从而可将支撑板67固定于支柱71的任意的高度位置。
支撑板67支撑电磁铁66。换言之,在支撑板67的上表面载置有电磁铁66。电磁铁66构成为可开关(on-off)。电磁铁66如图3中实线所示,当钢球61配置于与支撑板67的下表面抵接的高度位置时,通过磁力将钢球61固定于与支撑板67的下表面抵接的位置。以下,将钢球61与支撑板67的下表面抵接的高度位置称为“待机位置”。
另外,当电磁铁66在图3中实线所示的状态下从开状态设为关状态时,钢球61从图3中实线所示的待机位置掉落,成为图3中虚线所示的状态。
电磁铁66按照来自控制部51的指示,从开状态设为关状态。
击打结构60还包括臂62。
臂62能以支轴63为中心转动。
钢球61固定于臂62的与支轴63为相反侧的端部。钢球61包含作为磁性体的钢。本实施方式中,钢球61包含钢,但钢球61只要包含磁性体即可。例如,钢球61也可为不锈钢制的球体。
电磁铁66将钢球61固定于待机高度位置,并且通过解除待机位置处的固定,从而使钢球61随着臂62的转动从待机高度位置掉落。
电磁铁66利用磁力将钢球61固定于待机位置。
击打结构60例如在与执行拉伸测试时测试力F所作用的方向平行的方向,对测试机本体2给予击打力FD。
具体而言,使钢球61随着臂62的转动从图3的实线所示的位置(待机位置)掉落至图3的二点链线所示的位置。臂62的支轴63在钢球61到达图3的二点链线所示的位置时,到达钢球61的中心的水平方向的位置。换言之,当钢球61到达图3的二点链线所示的位置时,臂62沿着水平方向配置。而且,在钢球61到达图3的二点链线所示的位置时,钢球61对测试机本体2给予铅垂方向的击打力FD。
测试机本体2包含连接于载荷传感器14的下夹具22。下夹具22相当于“夹具”的一例。钢球61对下夹具22给予击打力FD。
具体而言,击打结构60使钢球61随着臂62的转动从图3的实线所示的位置(待机高度位置)掉落至图3的二点链线所示的位置。关于臂62的支轴63,当钢球61到达图3的二点链线所示的位置时,钢球61对下夹具22给予击打力FD。
图4是表示击打结构60对下夹具22给予击打力FD时的、下夹具22的结构的图。
如图4所示,下夹具22具有一对夹齿81及支撑板83。一对夹齿81握持配置于支撑板83上的测试对象TP。
如此,一对夹齿81握持测试对象TP,因而当击打结构60对下夹具22给予击打力FD时,包含夹齿81而下夹具22成一体地振动。
而且,可抑制下述情况,即:当一对夹齿81与钢球61碰撞时,一对夹齿81产生位置偏移。
此外,本实施方式中,钢球61碰撞下夹具22,但本发明的实施方式不限定于此。例如,也可为钢球61碰撞一对夹齿81中的至少一者的实施方式。而且,例如也可为钢球61碰撞载荷传感器27的实施方式。
[1-3.固有振动的测定方法]
图5是表示频谱SP的一例的图,所述频谱SP表示测试机本体2的固有振动。
图5的横轴表示频率FR,图5的纵轴表示强度BS。图5所示的图表G1表示频谱SP中的频率FR与强度BS的关系。如图5所示,频谱SP包含第一波峰P1、第二波峰P2及第三波峰P3。
第一波峰P1的频率F1为17.55kHz,第一波峰P1的强度BS1大于第二波峰P2的强度BS2及第三波峰P3的强度BS3。换言之,第一波峰P1表示最大波峰PX。
第二波峰P2的频率F2为14.70kHz,第二波峰P2的强度BS2大于第三波峰P3的强度BS3,小于第一波峰P1的强度BS1。
第三波峰P3的频率F3为3.50kHz,第三波峰P3的强度BS3分别小于第一波峰P1的强度BS1及第二波峰P2的强度BS2。
计算部515例如算出最大波峰PX的频率F1作为拉伸测试机1的固有频率FA。另外,将最大波峰PX的频率F1作为固有频率FA存储于结果存储部518。
图6是表示控制部51的“固有频率测定处理”的一例的流程图。“固有频率测定处理”表示下述处理,即:测定拉伸测试机1的固有频率FA,并将固有频率FA记录于结果存储部518。
此外,“固有频率测定处理”是在高速拉伸测试机1执行拉伸测试之前及执行拉伸测试之后的至少任一者执行。
首先,步骤S101中,控制部51使击打结构60对测试机本体2给予击打力FD。
具体而言,控制部51将图3所示的电磁铁66由开状态设为关状态,由此钢球61从图3的实线所示的位置掉落至图3的二点链线所示的位置。其结果为,钢球61对下夹具22给予击打力FD。
接下来,步骤S103中,载荷传感器14检测测试机本体2的振动,第一检测部514获取载荷传感器14的测定值的检测信号。
然后,步骤S105中,计算部515对载荷传感器14的测定值的检测信号执行FFT,生成测试机本体2的频谱SP。
接下来,步骤S107中,计算部515算出测试机本体2的固有频率FA。具体而言,计算部515根据测试机本体2的频谱SP来算出高速拉伸测试机1的固有频率FA。
然后,步骤S109中,记录部517将表示固有频率FA的信息写入至结果存储部518,处理结束。
此外,步骤S101相当于“击打步骤”的一例。步骤S103相当于“检测步骤”的一例。步骤S105及步骤S107相当于“计算步骤”的一例。
[2.第一实施方式]
接下来,参照图7及图8对第一实施方式的控制部51的处理进行详细说明。
第一实施方式中,击打结构60对测试机本体2给予击打力FD的时机为高速拉伸测试机1执行拉伸测试之前。即,决定部513将击打结构60对测试机本体2给予击打力FD的时机决定为高速拉伸测试机1执行拉伸测试之前。
决定部513决定对测试机本体2给予击打力FD的时机的处理是在图8所示的流程图的步骤S101的处理的开始时间点之前执行。
图7是表示第一实施方式的控制部51的处理的一例的时间图。
图7的横轴表示时间T。
如图7所示,在时间T11,控制部51受理测试开始按钮的按下。
此外,第一实施方式中,对进行测试对象TP的拉伸测试的准备已在时间T11之前完成的情况进行说明。即,上夹具21及22下夹具22已被安装于测试机本体2,测试对象TP已被分别固定于上夹具21及22下夹具22。
接下来,在时间T12,控制部51开始执行固有频率测定处理S11。接下来,在时间T13中,控制部51结束固有频率测定处理S11的执行。
然后,在时间T14,控制部51开始执行拉伸测试执行处理S12。“拉伸测试执行处理”表示控制部51使高速拉伸测试机1执行拉伸测试的处理。接下来,在时间T15,控制部51结束拉伸测试执行处理S12的执行。
然后,在时间T16,控制部51开始执行记录处理S13。“记录处理”表示下述处理,即:控制部51将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率FA的信息关联地写入至结果存储部518。接下来,在时间T17,控制部51结束记录处理S13的执行,在显示部53的LCD显示测试已结束。
此外,为了缩短一连串的处理时间,时间T11与时间T12的间隔、及时间T15与时间T16的间隔各自优选为短。
而且,时间T13与时间T14的间隔是根据测试机本体2的振动状态决定。即,固有频率测定处理S11中,由于击打结构60对测试机本体2赋予的击打力FD,测试机本体2振动。若在此振动的振幅大的状态下开始拉伸测试执行处理S12,则有可能所述振动对测试结果造成影响。因此,当测试机本体2的振动的振幅成为规定振幅以下时,开始拉伸测试执行处理S12。
图8是表示第一实施方式的控制部51的处理的一例的流程图。
首先,步骤S201中,受理部511判定测试开始按钮是否被用户按下。
在受理部511判定为测试开始按钮未被用户按下的情况下(步骤S201;否),处理成为待机状态。在受理部511判定为测试开始按钮被用户按下的情况下(步骤S201;是),处理进入步骤S203。
接下来,步骤S203中,控制部51执行图6所示的“固有频率测定处理”。
接下来,步骤S205中,执行指示部516对高速拉伸测试机1指示执行拉伸测试。具体而言,执行指示部516针对本体控制装置41的测试控制部411,指示执行拉伸测试。测试控制部411按照来自执行指示部516的指示,使高速拉伸测试机1执行拉伸测试。
接下来,步骤S207中,控制部51判定是否检测到测试对象TP的断裂。
在控制部51判定为未检测到测试对象TP的断裂的情况下(步骤S207;否),处理回到步骤S205。在控制部51判定为检测到测试对象TP的断裂的情况下(步骤S207;是),处理进入步骤S209。
接下来,步骤S209中,记录部517将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率FA的信息关联地写入至结果存储部518。
接下来,步骤S211中,控制部51在显示部53的LCD显示测试已结束,处理结束。
步骤S205对应于“执行步骤”的一例。步骤S209对应于“记录步骤”的一例。
[3.第二实施方式]
接下来,参照图9至图11对第二实施方式的控制部51的处理进行详细说明。
第二实施方式中,击打结构60对测试机本体2给予击打力FD的时机为高速拉伸测试机1执行拉伸测试之后。即,决定部513将击打结构60对测试机本体2给予击打力FD的时机决定为高速拉伸测试机1执行拉伸测试之后的时机。
决定部513决定对测试机本体2给予击打力FD的时机的处理是在开始图10所示的流程图的步骤S101的处理的时间点之前执行。
图9是表示第二实施方式的控制部51的处理的一例的时间图。
图9的横轴表示时间T。
如图9所示,在时间T21,控制部51受理测试开始按钮的按下。
此外,第二实施方式中,对进行测试对象TP的拉伸测试的准备已在时间T21之前完成的情况进行说明。即,上夹具21及22下夹具22已被安装于测试机本体2,测试对象TP已被分别固定于上夹具21及22下夹具22。
接下来,在时间T22,控制部51开始执行拉伸测试执行处理S21。“拉伸测试执行处理”表示控制部51使高速拉伸测试机1执行拉伸测试的处理。
接下来,在时间T23,控制部51结束拉伸测试执行处理S21的执行,开始执行振动判定处理S22。
“振动判定处理”表示下述处理,即,判定伴随拉伸测试执行处理S21的执行的、测试机本体2的振动是否收敛。关于“振动判定处理”,下文将参照图11进行详细说明。
接下来,在时间T24,控制部51结束振动判定处理S22的执行,开始执行固有频率测定处理S23。
然后,在时间T25,固有频率测定处理S23的执行结束。
接下来,在时间T26,控制部51开始执行记录处理S24。“记录处理”表示下述处理,即:控制部51将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率FA的信息关联地写入至结果存储部518。
然后,在时间T27,控制部51结束记录处理S24的执行,在显示部53的LCD显示测试已结束。
此外,为了缩短一连串的处理时间,时间T21与时间T22的间隔、及时间T25与时间T26的间隔各自优选为短。
图10是表示第二实施方式的控制部51的处理的一例的流程图。
首先,步骤S301中,受理部511判定测试开始按钮是否被用户按下。
在受理部511判定为测试开始按钮未被用户按下的情况下(步骤S301;否),处理成为待机状态。在受理部511判定为测试开始按钮被用户按下的情况下(步骤S301;是),处理进入步骤S303。
接下来,步骤S303中,执行指示部516对高速拉伸测试机1指示执行拉伸测试。具体而言,执行指示部516针对本体控制装置41的测试控制部411,指示执行拉伸测试。测试控制部411按照来自执行指示部516的指示,使高速拉伸测试机1执行拉伸测试。
接下来,步骤S305中,控制部51判定是否检测到测试对象TP的断裂。
在控制部51判定为未检测到测试对象TP的断裂的情况下(步骤S305;否),处理回到步骤S303。在控制部51判定为检测到测试对象TP的断裂的情况下(步骤S305;是),处理进入步骤S307。
接下来,步骤S307中,第二检测部512检测伴随测试对象TP的断裂的、测试机本体2的振动。
然后,步骤S309中,第二检测部512判定伴随测试对象TP的断裂的、测试机本体2的振动是否收敛。
在第二检测部512判定为测试机本体2的振动未收敛的情况下(步骤S309;否),处理回到步骤S307。在第二检测部512判定为测试机本体2的振动收敛的情况下(步骤S309;是),处理进入步骤S311。
接下来,步骤S311中,控制部51执行图6所示的“固有频率测定处理”。
然后,步骤S313中,记录部517将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率FA的信息关联地写入至结果存储部518。
接下来,步骤S315中,控制部51在显示部53的LCD显示测试已结束,处理结束。
步骤S303对应于“执行步骤”的一例。步骤S313对应于“记录步骤”的一例。
图11是表示第二实施方式的第二检测部512的处理的一例的图表。
图11的横轴表示时间T,纵轴表示对测试对象TP赋予的测试力F。测试力F由载荷传感器27检测。
图11中,如图表G2所示,在时间T31,对测试对象TP赋予测试力F,测试对象TP开始弹性变形。
接下来,在时间T32,测试对象TP开始塑性变形,在时间T33,测试对象TP断裂。
测试对象TP断裂导致测试机本体2振动,因而由载荷传感器27检测的测试力F振动。测试机本体2的振动的振幅W随时间经过而减小。另外,在时间T34,测试机本体2的振动的振幅W成为规定振幅WA以下。第二检测部512在振幅W成为规定振幅WA以下时,检测到伴随测试对象TP的断裂的、测试机本体2的振动收敛。
期间A表示开始对测试对象TP赋予测试力F的时间T31之前的期间。期间B表示对测试对象TP给予测试力F的期间,且表示从开始拉伸测试的时间T31到测试对象TP断裂的时间T33为止的期间。期间C表示测试对象TP断裂的时间T33以后的时间。
图表G2包含图表G21、图表G22及图表G23。图表G21对应于期间A,图表G22对应于期间B,图表G23对应于期间C。
记录部517向结果存储部518写入的、表示拉伸测试的测试结果的信息包含期间B的表示图表G22的数据。
[4.形态及效果]
本领域技术人员理解,所述实施方式及变形例为以下形态的具体例。
(第一项)
一形态的拉伸测试机对测试对象给予测试力而执行拉伸测试,所述拉伸测试机包括:决定部,决定对拉伸测试机本体给予击打力的时机;击打结构,在所述决定部所决定的时机,对所述拉伸测试机本体给予击打力;第一检测部,检测因所述击打力而产生的所述拉伸测试机本体的振动;计算部,基于所述第一检测部的检测结果而算出所述拉伸测试机的固有频率;执行部,执行所述拉伸测试;以及记录部,将表示所述拉伸测试的测试结果的信息与表示所述固有频率的信息关联地记录,所述时机包含于所述拉伸测试机执行所述拉伸测试之前及执行所述拉伸测试之后的任一者。
根据第一项所记载的拉伸测试机,将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率的信息关联地记录,因而可使拉伸测试的测试结果与固有频率的测定结果容易地关联。
(第二项)
第一项所记载的拉伸测试机中,还包括:受理部,受理对执行所述拉伸测试进行指示的、来自用户的输入,所述时机包含于所述拉伸测试机执行所述拉伸测试之前,所述决定部将所述时机决定为所述受理部受理来自所述用户的输入之后的时机,所述执行部在所述计算部算出所述固有频率后,执行所述拉伸测试。
根据第二项所记载的拉伸测试机,将对拉伸测试机本体给予击打力的时机决定为受理来自用户的输入之后的时机,算出固有频率后,执行拉伸测试,因而可将对拉伸测试机本体给予击打力的时机决定为适当时机。即,在执行拉伸测试之前,对拉伸测试机本体给予击打力,因而在与执行拉伸测试时的拉伸测试机的状态大致相同的状态下,算出拉伸测试机的固有频率。因此,可适当算出拉伸测试机的固有频率。
(第三项)
第一项或第二项所记载的拉伸测试机中,所述拉伸测试是使所述测试对象断裂的测试,且所述拉伸测试机还包括第二检测部,所述第二检测部检测伴随所述测试对象的断裂的、所述拉伸测试机本体的振动收敛,所述时机包含于所述拉伸测试机执行所述拉伸测试之后,所述决定部将所述时机决定为所述第二检测部检测到所述拉伸测试机本体的振动收敛之后的时机。
根据第三项所记载的拉伸测试机,将对拉伸测试机本体给予击打力的时机决定为检测到拉伸测试机本体的振动收敛之后的时机,因而可将对拉伸测试机本体给予击打力的时机决定为适当的时机。即,拉伸测试为使测试对象断裂的测试,因而伴随测试对象的断裂,拉伸测试机本体振动。因此,在检测到拉伸测试机本体的振动收敛后对拉伸测试机本体给予击打力,因而可不受伴随测试对象的断裂的、张测试机本体的振动的影响而测定固有频率。因此,可适当算出拉伸测试机的固有频率。
(第四项)
第一项至第三项中任一项所记载的拉伸测试机中,还包括:力检测器,检测所述拉伸力,所述击打结构对所述力检测器给予所述击打力,在由所述击打结构给予了所述击打力的情况下,所述第一检测部利用所述力检测器来检测所述拉伸测试机本体的振动。
根据第四项所记载的拉伸测试机,利用力检测器来检测拉伸测试机本体的振动,因而可准确地检测拉伸测试机本体的振动。而且,无需为了检测拉伸测试机本体的振动而配置与力检测器不同的检测器。因此,可利用简单的结构来检测拉伸测试机本体的振动。
(第五项)
第四项所记载的拉伸测试机中,所述拉伸测试机本体包含连接于所述力检测器的夹具,所述击打结构对所述夹具给予所述击打力。
根据第五项所记载的拉伸测试机,对连接于力检测器的夹具给予击打力,因而可准确地测定固有频率。
(第六项)
第六项所记载的拉伸测试机的控制方法是对测试对象给予拉伸力而执行拉伸测试的拉伸测试机的控制方法,其中,所述拉伸测试机包括对拉伸测试机本体给予击打力的击打结构,所述拉伸测试机的控制方法包括:决定步骤,决定对拉伸测试机本体给予击打力的时机;击打步骤,在所述决定步骤中所决定的时机,所述击打结构对所述拉伸测试机本体给予击打力;检测步骤,检测因所述击打力而产生的所述拉伸测试机的振动;计算步骤,基于所述检测步骤的检测结果而算出所述拉伸测试机的固有频率;执行步骤,执行所述拉伸测试;以及记录步骤,将表示所述拉伸测试的测试结果的信息与表示所述固有频率的信息关联地记录,所述时机包含于所述拉伸测试机执行所述拉伸测试之前及执行所述拉伸测试之后的任一者。
根据第六项所记载的拉伸测试机,将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率的信息关联地记录,因而可使拉伸测试的测试结果与固有频率的测定结果容易地关联。
[5.其他实施方式]
此外,所述实施方式仅例示本发明的一形态,可在不偏离本发明主旨的范围内任意地变形及应用。
所述实施方式中,拉伸测试机为液压式的高速拉伸测试机1,但本发明的实施方式不限定于此。例如,拉伸测试机也可为下述结构,即:使配置有上夹具的交叉头(crosshead),沿着由伺服马达驱动的丝杠移动。
所述实施方式中,记录部517将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率FA的信息关联地写入至结果存储部518,但本发明的实施方式不限定于此。例如,记录部517也可将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率FA的信息关联地写入至光盘(Compact Disc,CD)或数字多功能光盘(Digital Versatile Disc,DVD)等记录介质。而且,例如记录部517也可将表示拉伸测试的测试结果的信息与表示固有频率FA的信息关联地写入至与控制部51可通信地连接的服务器装置。
所述实施方式中,载荷传感器14检测因击打力FD而产生的测试机本体2的振动,但本发明的实施方式不限定于此。拉伸测试机1也可包括与载荷传感器14不同的振动检测器,且振动检测器检测因击打力FD而产生的测试机本体2的振动。此时,振动检测器也可为加速度计。
所述实施方式中,力检测器为载荷传感器14,但本发明的实施方式不限定于此。力检测器只要检测对测试对象给予的冲击力即可。力检测器也可为加速度计。
所述实施方式中,击打结构60使钢球61掉落至测试机本体2,但本发明的实施方式不限定于此。击打结构60只要对测试机本体2给予击打力FD即可。例如,击打结构60也可利用冲击锤(impact hammer)对测试机本体2给予击打力FD。
所述实施方式中,击打结构60对下夹具22给予击打力FD,但本发明的实施方式不限定于此。击打结构60只要对测试机本体2给予击打力FD即可。例如,击打结构60也可对载荷传感器14给予击打力FD。
所述实施方式中,图2所示的功能框是为了使本案发明容易理解而将结构元件根据主要的处理内容分类表示的概略图,也可根据处理内容分类为更多的结构元件。而且,也能以一个结构元件执行更多处理的方式分类。
所述实施方式中,图6、图8及图10各自所示的流程图的处理单位是为了使控制部51的处理容易理解而根据主要的处理内容分割。不受图6、图8及图10各自的流程图所示的处理单位的分割的方式或名称限制,也可根据处理内容分割为更多的处理单位,或也能以一个处理单位包含更多处理的方式分割。而且,所述流程图的处理顺序不限于图示例。
[符号的说明]
1:高速拉伸测试机(拉伸测试机)
2:拉伸测试机本体
14:载荷传感器(力检测器)
2:拉伸测试机本体
21:上夹具
22:下夹具(夹具)
30:控制装置
4:控制单元
41:本体控制装置
411:测试控制部
50:个人计算机
51:控制部
511:受理部
512:第二检测部
513:决定部
514:第一检测部
515:计算部
516:执行指示部(执行部)
517:记录部
518:结果存储部
60:击打结构
61:钢球
62:臂
63:支轴
64:支撑部
65:丝杠
66:电磁铁
67:支撑板
68:支撑部
69:丝杠
70:磁力架
71:支柱
72:基台
B:强度
FA:固有频率
FD:击打力
FR:频率
F:测试力
SP:频谱
TP:测试对象。
Claims (6)
1.一种拉伸测试机,对测试对象给予测试力而执行拉伸测试,其特征在于,所述拉伸测试机包括:
决定部,决定对拉伸测试机本体给予击打力的时机;
击打结构,在所述决定部所决定的时机,对所述拉伸测试机本体给予击打力;
第一检测部,检测因所述击打力而产生的所述拉伸测试机本体的振动;
计算部,基于所述第一检测部的检测结果而算出所述拉伸测试机的固有频率;
执行部,执行所述拉伸测试;以及
记录部,将表示所述拉伸测试的测试结果的信息与表示所述固有频率的信息关联地记录,
所述时机包含于所述拉伸测试机执行所述拉伸测试之前及执行所述拉伸测试之后的任一者。
2.根据权利要求1所述的拉伸测试机,其中,还包括:
受理部,受理对执行所述拉伸测试进行指示的来自用户的输入,
所述时机包含于所述拉伸测试机执行所述拉伸测试之前,
所述决定部将所述时机决定为所述受理部受理来自所述用户的输入之后的时机,
所述执行部在所述计算部算出所述固有频率后,执行所述拉伸测试。
3.根据权利要求1或2所述的拉伸测试机,其中
所述拉伸测试是使所述测试对象断裂的测试,
所述拉伸测试机还包括第二检测部,所述第二检测部检测伴随所述测试对象的断裂的所述拉伸测试机本体的振动收敛,
所述时机包含于所述拉伸测试机执行所述拉伸测试之后,
所述决定部将所述时机决定为所述第二检测部检测到所述拉伸测试机本体的振动收敛后的时机。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的拉伸测试机,其中,包括:
力检测器,检测所述测试力,
所述击打结构对所述力检测器给予所述击打力,
在由所述击打结构给予了所述击打力的情况下,所述第一检测部利用所述力检测器来检测所述拉伸测试机本体的振动。
5.根据权利要求4所述的拉伸测试机,其中
所述拉伸测试机本体包含连接于所述力检测器的夹具,
所述击打结构对所述夹具给予所述击打力。
6.一种拉伸测试机的控制方法,是对测试对象给予拉伸力而执行拉伸测试的拉伸测试机的控制方法,其中
所述拉伸测试机包括对拉伸测试机本体给予击打力的击打结构,
所述拉伸测试机的控制方法包括:
决定步骤,决定对拉伸测试机本体给予击打力的时机;
击打步骤,在所述决定步骤中所决定的时机,所述击打结构对所述拉伸测试机本体给予击打力;
检测步骤,检测因所述击打力而产生的所述拉伸测试机的振动;
计算步骤,基于所述检测步骤的检测结果而算出所述拉伸测试机的固有频率;
执行步骤,执行所述拉伸测试;以及
记录步骤,将表示所述拉伸测试的测试结果的信息与表示所述固有频率的信息关联地记录,
所述时机包含于所述拉伸测试机执行所述拉伸测试之前及执行所述拉伸测试之后的任一者。
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