JP2000314691A - Control method in material testing device and material testing device - Google Patents

Control method in material testing device and material testing device

Info

Publication number
JP2000314691A
JP2000314691A JP12576199A JP12576199A JP2000314691A JP 2000314691 A JP2000314691 A JP 2000314691A JP 12576199 A JP12576199 A JP 12576199A JP 12576199 A JP12576199 A JP 12576199A JP 2000314691 A JP2000314691 A JP 2000314691A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ambient pressure
pressure
material test
chamber
test piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP12576199A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3749397B2 (en
Inventor
Hiroshi Uno
博 宇野
Masao Yamada
雅夫 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saginomiya Seisakusho Inc
Original Assignee
Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saginomiya Seisakusho Inc filed Critical Saginomiya Seisakusho Inc
Priority to JP12576199A priority Critical patent/JP3749397B2/en
Publication of JP2000314691A publication Critical patent/JP2000314691A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3749397B2 publication Critical patent/JP3749397B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a subject control method capable of holding the vertical stress applied to the shearing surface of a material test piece vertically to an almost constant state and a material testing device. SOLUTION: In a control method in a material testing device, a material test piece 1 is housed in a chamber 2, and the pressure in the chamber is made higher than atmospheric pressure and compression load is applied to the material test piece by a compression actuator 9. The compression load F applied to the material test piece 1 is increased by the compression actuator 9 and the pressure in the chamber 2 is lowered as an increase in this compression load and the vertical stress σn applied to the shearing surface (b) of the material piece 1 vertically is made kept almost constant.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、剪断面を有する岩
石などの材料試験片を試験する材料試験装置における制
御方法および材料試験装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method and a material test apparatus in a material test apparatus for testing a material test piece such as a rock having a shear surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、材料試験片に三次元の応力を加え
る材料試験装置では、チャンバーに材料試験片を収納
し、このチャンバー内の圧力を増大するとともに、圧縮
用アクチュエータで材料試験片を押圧している。この押
圧の際には、チャンバー内の圧力は、略一定に制御され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a material testing apparatus for applying a three-dimensional stress to a material test piece, the material test piece is housed in a chamber, the pressure in the chamber is increased, and the material test piece is pressed by a compression actuator. are doing. During this pressing, the pressure in the chamber is controlled to be substantially constant.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、地中では、
岩盤プレートの剪断面に垂直に加わる垂直応力が略一定
な状態で、剪断面に加わる剪断力が増大して、岩盤プレ
ートが破壊している。そのため、材料試験においても、
材料試験片の状態を、地中と略同じ環境に保って再現す
ることが要求されている。
By the way, in the ground,
With the vertical stress applied to the shear plane of the rock plate being substantially constant, the shear force applied to the shear plane increases and the rock plate breaks. Therefore, in material testing,
It is required to reproduce the state of a material test piece while maintaining it in substantially the same environment as underground.

【0004】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、材料試験片の剪断面に垂直に加わる垂直応
力を略一定な状態に保つことができる材料試験装置にお
ける制御方法および材料試験装置を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a control method and a material for a material testing apparatus capable of maintaining a substantially constant vertical stress applied to a shear plane of a material test piece. It is intended to provide a test device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の材料試験装置に
おける制御方法は、材料試験片(1)をチャンバー
(2)内に収納するとともに、チャンバー内の圧力を大
気圧よりも高くし、かつ、前記材料試験片に圧縮用アク
チュエータ(9)で圧縮荷重を加えている。そして、圧
縮用アクチュエータで前記材料試験片に加わる圧縮荷重
(F)を増大させるとともに、この圧縮荷重の増大にと
もなって、チャンバー内の圧力を低下させている。
According to the control method of the material testing apparatus of the present invention, the material test piece (1) is housed in the chamber (2), the pressure in the chamber is made higher than the atmospheric pressure, and A compressive load is applied to the material test piece by a compression actuator (9). The compression load (F) applied to the material test piece by the compression actuator is increased, and the pressure in the chamber is reduced with the increase in the compression load.

【0006】また、材料試験片の剪断面(b)に垂直に
加わる垂直応力(σn)が略一定に維持されている場合
がある。
In some cases, the normal stress (σn) applied perpendicular to the shear surface (b) of the material test piece is maintained substantially constant.

【0007】さらに、チャンバー内の圧力を、圧縮用ア
クチュエータによる圧縮荷重の増大に比例して、減少さ
せている場合がある。
Further, there is a case where the pressure in the chamber is reduced in proportion to the increase of the compression load by the compression actuator.

【0008】本発明の材料試験装置は、剪断力が加わる
と剪断される剪断面を有する材料試験片をチャンバー内
に収納するとともに、チャンバー内の圧力を大気圧より
も高くし、かつ、前記材料試験片に圧縮用アクチュエー
タで圧縮荷重を加えている。そして、この材料試験装置
は、圧縮用アクチュエータによる圧縮荷重を検出する荷
重センサ(12)と、チャンバー内の圧力を検出する周
囲圧検出センサ(26)と、チャンバー内の圧力を増減
する周囲圧用アクチュエータ(23)と、荷重センサか
らの信号が入力されているとともに、周囲圧(Pc)の
目標値を生成する周囲圧目標値発生部(41)とが設け
られ、前記周囲圧目標値発生部、周囲圧用アクチュエー
タおよび周囲圧検出センサでフィードバック制御ループ
が構成され、前記周囲圧目標値発生部は、荷重センサが
検出した圧縮荷重に比例定数を掛けた値を、実験開始時
のチャンバー内の圧力である初期周囲圧から引き算して
周囲圧目標値を生成し、前記フィードバック制御ループ
は、周囲圧検出センサの検出値が、前記周囲圧目標値と
なるように、周囲圧用アクチュエータを制御している。
The material test apparatus of the present invention accommodates a material test piece having a shear surface which is sheared when a shearing force is applied, in a chamber, and makes the pressure in the chamber higher than the atmospheric pressure, and A compression load is applied to the test piece by a compression actuator. The material testing apparatus includes a load sensor (12) for detecting a compression load by the compression actuator, an ambient pressure detection sensor (26) for detecting a pressure in the chamber, and an ambient pressure actuator for increasing / decreasing the pressure in the chamber. (23) and an ambient pressure target value generating section (41) for receiving a signal from the load sensor and generating a target value of the ambient pressure (Pc). A feedback control loop is formed by an ambient pressure actuator and an ambient pressure detection sensor, and the ambient pressure target value generation unit calculates a value obtained by multiplying a compression load detected by the load sensor by a proportional constant by a pressure in the chamber at the start of the experiment. An ambient pressure target value is generated by subtracting from an initial ambient pressure, and the feedback control loop determines that the detected value of the ambient pressure detection sensor is the ambient pressure target value. As a Shirubechi controls the ambient pressure actuator.

【0009】また、前記比例定数が、圧縮用アクチュエ
ータの押圧方向と剪断面とのなす角度(θ)の正弦値の
二乗の値を、圧縮用アクチュエータの押圧方向に垂直な
面における材料試験片の断面積で割った値である場合が
ある。
The proportionality constant is a square of the sine value of the angle (θ) between the pressing direction of the compression actuator and the shear surface, and the square of the sine value of the material test piece in a plane perpendicular to the pressing direction of the compression actuator. It may be the value divided by the cross-sectional area.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に、本発明における材料試験装
置の実施の一形態を説明する。図1は本発明の材料試験
装置の実施の一形態の構成を示すブロック図である。図
2は材料試験片に加わる応力および剪断力を説明する概
略図である。図3は材料試験のフローチャートである。
図4は材料試験のタイムチャートで、(a)が周囲圧の
タイムチャート、(b)が周囲圧用アクチュエータの変
位のタイムチャート、(c)が圧縮用変位センサの出力
のタイムチャートである。図5は材料試験のタイムチャ
ートで、(a)が荷重センサの検出値のタイムチャー
ト、(b)が剪断面に垂直な応力σnのタイムチャート
である。
Next, an embodiment of a material testing apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the material testing apparatus of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating stress and shear force applied to a material test piece. FIG. 3 is a flowchart of a material test.
4A and 4B are time charts of a material test, in which FIG. 4A is a time chart of an ambient pressure, FIG. 4B is a time chart of a displacement of an actuator for an ambient pressure, and FIG. 4C is a time chart of an output of a compression displacement sensor. 5A and 5B are time charts of the material test, in which FIG. 5A is a time chart of the detected value of the load sensor, and FIG. 5B is a time chart of the stress σn perpendicular to the shear plane.

【0011】図1において、材料試験片1は、気密なチ
ャンバー2内に収納されている。また、材料試験片1を
間に挟む状態で、固定支持部3および可動支持部4が対
向して配置されている。この固定支持部3の先端部、可
動支持部4の先端部および材料試験片1の周囲を筒状の
シール材5が覆っている。そして、固定支持部3には、
材料試験片1に向かって水を流す通水路6が、一方、可
動支持部4には排水路7が形成されている。可動支持部
4は油圧式の圧縮用アクチュエータ9により駆動されて
移動する。この可動支持部4の移動量すなわち圧縮用ア
クチュエータ9の駆動部の変位量を、圧縮用変位センサ
11が検出している。また、圧縮用アクチュエータ9が
材料試験片1に加えている荷重Fを荷重センサ12が検
出している。さらに、チャンバー2の内部は、高圧ガス
ボンベやコンプレッサーなどで構成されている増圧器1
7に、配管16を介して接続されている。また、配管1
6にはシリンダ装置21が接続され、このシリンダ装置
21のピストン22は、周囲圧用の油圧アクチュエータ
23で駆動されている。ピストン22の移動量すなわち
周囲圧用アクチュエータ23の駆動部の変位量を、周囲
圧用変位センサ24が検出している。さらに、配管16
には、チャンバー2内の圧力である周囲圧Pcを検出す
る周囲圧検出センサ26が取り付けられている。
In FIG. 1, a material test piece 1 is housed in an airtight chamber 2. Further, the fixed support portion 3 and the movable support portion 4 are arranged to face each other with the material test piece 1 interposed therebetween. A cylindrical sealing material 5 covers the distal end of the fixed support 3, the distal end of the movable support 4, and the material test piece 1. And the fixed support part 3 includes
A water passage 6 through which water flows toward the material test piece 1 is formed, while a drain passage 7 is formed in the movable support portion 4. The movable support 4 is driven and moved by a hydraulic compression actuator 9. The amount of movement of the movable support part 4, that is, the amount of displacement of the drive part of the compression actuator 9, is detected by the compression displacement sensor 11. The load sensor 12 detects a load F applied to the material test piece 1 by the compression actuator 9. Further, the inside of the chamber 2 is provided with an intensifier 1 comprising a high-pressure gas cylinder, a compressor, and the like.
7 is connected via a pipe 16. Also, piping 1
A cylinder device 21 is connected to 6, and a piston 22 of the cylinder device 21 is driven by a hydraulic actuator 23 for ambient pressure. The amount of movement of the piston 22, that is, the amount of displacement of the drive unit of the actuator for ambient pressure 23 is detected by the displacement sensor for ambient pressure 24. Furthermore, piping 16
Is provided with an ambient pressure detection sensor 26 for detecting an ambient pressure Pc which is a pressure in the chamber 2.

【0012】圧縮目標値発生部としての圧縮目標値発生
器31は、圧縮用制御目標入力信号Eiを加算部32に
出力している。また、圧縮用変位センサ11の検出信号
Daは、センサ用アンプ30で増幅されて加算部32に
出力されている。加算部32は、圧縮用制御目標入力信
号Eiから、圧縮用変位検出信号Daを減算して差信号
Erを算出し、この差信号Erを、アンプ33を介し
て、圧縮用アクチュエータ9のサーボバルブ34に出力
している。
A compression target value generator 31 serving as a compression target value generator outputs a compression control target input signal Ei to an adder 32. The detection signal Da of the compression displacement sensor 11 is amplified by the sensor amplifier 30 and output to the adding unit 32. The adder 32 calculates a difference signal Er by subtracting the compression displacement detection signal Da from the compression control target input signal Ei, and outputs the difference signal Er via the amplifier 33 to the servo valve of the compression actuator 9. 34.

【0013】周囲圧目標値発生部としての周囲圧目標値
発生器41は、周囲圧用制御目標入力信号Esを周囲圧
用加算部42に出力している。また、周囲圧用変位セン
サ24の出力信号Dsは、センサ用アンプ43で増幅さ
れ、変位制御用スイッチ45aを介して周囲圧用加算部
42に出力されている。さらに、周囲圧検出センサ26
の検出信号Dpは、センサ用アンプ44で増幅され、圧
力制御用スイッチ45bを介して周囲圧用加算部42に
出力されている。この両スイッチ45a,45bは、一
方がONの時には、他方はOFFである。そして、周囲
圧目標値発生器41には、荷重センサ12の検出信号E
fがセンサ用アンプ46を介して入力されているととも
に、周囲圧検出センサ26の検出信号Dpが入力されて
いる。また、周囲圧用加算部42の出力は、アンプ47
を介して、周囲圧用アクチュエータ23のサーボバルブ
48に入力されている。
An ambient pressure target value generator 41 as an ambient pressure target value generator outputs an ambient pressure control target input signal Es to an ambient pressure adder 42. The output signal Ds from the ambient pressure displacement sensor 24 is amplified by the sensor amplifier 43 and output to the ambient pressure adding unit 42 via the displacement control switch 45a. Further, the ambient pressure detection sensor 26
Is amplified by the sensor amplifier 44 and output to the ambient pressure addition unit 42 via the pressure control switch 45b. When one of the switches 45a and 45b is ON, the other is OFF. The detection signal E of the load sensor 12 is supplied to the ambient pressure target value generator 41.
f is input via the sensor amplifier 46, and the detection signal Dp of the ambient pressure detection sensor 26 is input. The output of the ambient pressure addition unit 42 is supplied to an amplifier 47.
Is input to the servo valve 48 of the actuator 23 for ambient pressure.

【0014】この様に構成されている材料試験装置にお
いて、圧縮用アクチュエータ9を稼働させると、材料試
験片1に圧縮荷重Fが加わる。また、増圧器17でチャ
ンバー2内にアルゴンガスなどの不活性ガスを充填し、
チャンバー2内の圧力を大気圧よりも加圧して高圧と
し、材料試験片1に周囲から周囲圧Pcを加えることが
できる。この周囲圧Pcは、周囲圧用アクチュエータ2
3を稼働することにより調整することができる。この様
にして、図2に図示する様に、材料試験片1には、荷重
Fおよび周囲圧Pcが加わっている。そして、荷重Fの
荷重方向に垂直な面における材料試験片1の横断面積が
Aとすると、応力σfはF/Aとなる。
In the material testing apparatus having such a configuration, when the compression actuator 9 is operated, a compressive load F is applied to the material test piece 1. The chamber 2 is filled with an inert gas such as argon gas by the pressure intensifier 17,
The pressure in the chamber 2 is increased to a higher pressure than the atmospheric pressure, and an ambient pressure Pc can be applied to the material test piece 1 from the surroundings. This ambient pressure Pc is equal to the ambient pressure actuator 2
3 can be adjusted. Thus, as shown in FIG. 2, the load F and the ambient pressure Pc are applied to the material test piece 1. If the cross-sectional area of the material test piece 1 in a plane perpendicular to the load direction of the load F is A, the stress σf becomes F / A.

【0015】また、材料試験片1には、剪断に対する強
度が比較的低く大きな荷重Fが加わると剪断する断層面
などの剪断面bが形成されており、この剪断面bは、荷
重Fの荷重方向に対して角度θで傾斜している。なお、
図2において、符号σnは剪断面bに垂直に加わる応力
で、符号τは剪断面bに加わる剪断力である。そして、
力学的バランスは、下記1)式に示す通りである。 1)Pc=σn−(sinθ× sinθ) ×σf そして、地中では、応力σnは略一定で応力σfが増大
する(すなわち、剪断力τが増大する)ことにより、断
層面としての剪断面bが滑る現象が発生している。
Further, the material test piece 1 has a shear surface b such as a tomographic surface which is relatively low in shearing strength and shears when a large load F is applied. It is inclined at an angle θ to the direction. In addition,
In FIG. 2, the symbol σn is a stress applied perpendicular to the shear plane b, and the symbol τ is a shear force applied to the shear plane b. And
The mechanical balance is as shown in the following equation (1). 1) Pc = σn− (sinθ × sinθ) × σf In the ground, the stress σn is substantially constant and the stress σf increases (that is, the shearing force τ increases), so that the shear plane b as the fault plane b The phenomenon of slippage has occurred.

【0016】したがって、材料試験装置において、この
現象を再現するには、荷重F(すなわちA×σf)の増
大に伴って、周囲圧Pcを低下させて、応力σnを略一
定に維持する(すなわち、初期応力σn0を維持する)こ
とが必要となる。なお、荷重Fが0の場合には、応力σ
nは周囲圧Pcと等しくなっている。そして、(sinθ×
sinθ) /Aは、材料試験の前に確定しており、材料試
験中は一定であるので、前もって計算させておく。この
値は、材料試験中の制御においては定数として処理され
る。
Therefore, in the material testing apparatus, in order to reproduce this phenomenon, the ambient pressure Pc is reduced and the stress σn is maintained substantially constant with an increase in the load F (ie, A × σf) (that is, the stress σn is kept substantially constant). , Maintaining the initial stress σn0). When the load F is 0, the stress σ
n is equal to the ambient pressure Pc. Then, (sinθ ×
sin θ) / A is determined before the material test and is constant during the material test, so that it is calculated in advance. This value is treated as a constant in the control during the material test.

【0017】この様に、この材料試験装置においては、
剪断面bに垂直な応力σnを、略一定に維持しており、
その材料試験のフローを図3のフローチャーに基づいて
説明する。まず始めに、ステップ1において、増圧器1
7でチャンバー2内を大気圧よりも高圧に加圧する。ま
た、変位制御用スイッチ45aがONであり、周囲圧目
標値発生器41、周囲圧用加算部42、サーボバルブ4
8、周囲圧用アクチュエータ23および周囲圧用変位セ
ンサ24などで変位用フィードバック制御ループが構成
されており、周囲圧用加算部42は周囲圧用制御目標入
力信号Esから周囲圧用変位センサ24の出力信号Ds
を引いてサーボバルブ48に出力している。そして、周
囲圧目標値発生器41は、周囲圧用制御目標入力信号E
sとして目標位置信号を出力して、ピストン22を中央
位置にする。ステップ2において、増圧器17によりチ
ャンバー2内の圧力が目標圧に達すると、周囲圧検出セ
ンサ26は、初期応力σn0である周囲圧Pcを初期値と
して検出し検出信号を周囲圧目標値発生器41に入力す
る。周囲圧目標値発生器41には記憶部が設けられてお
り、この周囲圧Pcの初期値を記憶する。また、変位制
御用スイッチ45aをOFFするとともに、圧力制御用
スイッチ45bをONして、周囲圧目標値発生器41、
周囲圧用加算部42、サーボバルブ48、周囲圧用アク
チュエータ23および周囲圧検出センサ26などで圧力
用フィードバック制御ループを構成しており、周囲圧用
加算部42は周囲圧用制御目標入力信号Esから周囲圧
検出センサ26の検出信号Dpを引いてサーボバルブ4
8に出力している。そして、周囲圧目標値発生器41
は、周囲圧用制御目標入力信号Esとして目標圧力信号
である周囲圧Pcの初期値を出力して、周囲圧Pcを初
期値すなわち初期応力σn0に維持する。
As described above, in this material testing apparatus,
The stress σn perpendicular to the shear plane b is maintained substantially constant,
The flow of the material test will be described based on the flowchart of FIG. First, in step 1, the intensifier 1
At 7, the inside of the chamber 2 is pressurized to a pressure higher than the atmospheric pressure. Further, the displacement control switch 45a is ON, and the ambient pressure target value generator 41, the ambient pressure adding section 42, the servo valve 4
8, an ambient pressure actuator 23 and an ambient pressure displacement sensor 24 constitute a displacement feedback control loop, and the ambient pressure adding section 42 outputs an output signal Ds of the ambient pressure displacement sensor 24 from the ambient pressure control target input signal Es.
Is output to the servo valve 48. The ambient pressure target value generator 41 outputs the ambient pressure control target input signal E.
A target position signal is output as s, and the piston 22 is set to the center position. In step 2, when the pressure in the chamber 2 reaches the target pressure by the pressure intensifier 17, the ambient pressure detection sensor 26 detects the ambient pressure Pc, which is the initial stress σn0, as an initial value, and outputs a detection signal to an ambient pressure target value generator. Input to 41. The storage unit is provided in the ambient pressure target value generator 41 and stores the initial value of the ambient pressure Pc. Further, the switch 45a for displacement control is turned off, and the switch 45b for pressure control is turned on to set the ambient pressure target value generator 41,
A pressure feedback control loop is formed by the ambient pressure addition unit 42, the servo valve 48, the ambient pressure actuator 23, the ambient pressure detection sensor 26, and the like. The ambient pressure addition unit 42 detects the ambient pressure from the ambient pressure control target input signal Es. The detection signal Dp of the sensor 26 is subtracted and the servo valve 4
8 is output. Then, the ambient pressure target value generator 41
Outputs the initial value of the ambient pressure Pc which is the target pressure signal as the ambient pressure control target input signal Es, and maintains the ambient pressure Pc at the initial value, that is, the initial stress σn0.

【0018】ついで、ステップ3において、圧縮用アク
チュエータ9を手動で稼働し、可動支持部4を材料試験
片1に向かって移動させる。そして、ステップ4におい
て、可動支持部4が材料試験片1を押圧し、荷重センサ
12がその荷重を検出した時に、圧縮用アクチュエータ
9を停止させる。ついで、ステップ5において、圧縮用
変位センサ11をリセットし、その現在位置を0にセッ
トする。これで、材料試験の準備が完了する。そして、
ステップ6において、材料試験が開始され、圧縮目標値
発生器31が一定速度で増大する目標変位信号を出力
し、圧縮用アクチュエータ9が図4(c)に図示する様
に稼働して、可動支持部4を材料試験片1に向かって一
定速度で移動させ、材料試験片1に圧縮荷重Fを負荷す
る。この荷重Fは図5(a)に図示する様に漸次増大す
る。なお、透水試験をする際には、通水路6から材料試
験片1に向かって注水するとともに、材料試験片1を通
り抜けた水は排水路7から排水される。
Next, in step 3, the compression actuator 9 is manually operated, and the movable support 4 is moved toward the material test piece 1. Then, in step 4, when the movable support unit 4 presses the material test piece 1 and the load sensor 12 detects the load, the compression actuator 9 is stopped. Next, in step 5, the compression displacement sensor 11 is reset and its current position is set to zero. This completes the preparation for the material test. And
In step 6, the material test is started, the compression target value generator 31 outputs a target displacement signal that increases at a constant speed, and the compression actuator 9 operates as shown in FIG. The part 4 is moved at a constant speed toward the material test piece 1, and a compressive load F is applied to the material test piece 1. This load F gradually increases as shown in FIG. In performing the water permeability test, water is injected from the water passage 6 toward the material test piece 1, and water that has passed through the material test piece 1 is drained from the drain passage 7.

【0019】ステップ7において、この材料試験片1に
加わる荷重Fを荷重センサ12が検出し、周囲圧目標値
発生器41に出力し、ステップ8に行く。ステップ8に
おいて、周囲圧目標値発生器41は、前記1)式によ
り、目標値である周囲圧Pcを求めている。すなわち、
定数である(sinθ× sinθ) /Aに荷重Fを掛けた値
を、記憶している周囲圧Pcの初期値である初期応力σ
n0から引いて、周囲圧Pcの目標値を決定し、ステップ
9に行く。ステップ9において、周囲圧目標値発生器4
1は、この周囲圧Pcの目標値を周囲圧用加算部42に
出力し、周囲圧用アクチュエータ23を図4(b)に図
示する様に稼働して、チャンバー2内の圧力をこの周囲
圧Pcの目標値にしている。ついで、ステップ6に戻
り、ステップ6からステップ9までを、たとえば0.2
秒間隔で繰り返している。そして、チャンバー2内の圧
力は荷重Fの増大に比例して、図4(a)に図示する様
に段々と低下している。また、図5(b)に図示する様
に、剪断面bに垂直な応力σnは略一定に維持されてい
る。この様にして、材料試験は行われており、材料試験
片1が剪断面bに沿って剪断して破断し、荷重センサ1
2の出力が略0になるまで行うことも可能であるし、材
料試験片1を破断させないで途中で停止することも可能
である。
In step 7, the load F applied to the material test piece 1 is detected by the load sensor 12 and output to the ambient pressure target value generator 41. In step 8, the ambient pressure target value generator 41 obtains the ambient pressure Pc, which is the target value, from the above equation (1). That is,
The value obtained by multiplying the constant (sinθ × sinθ) / A by the load F is used as the initial stress σ which is the initial value of the stored ambient pressure Pc.
By subtracting from n0, the target value of the ambient pressure Pc is determined, and the procedure goes to step 9. In step 9, the ambient pressure target value generator 4
1 outputs the target value of the ambient pressure Pc to the ambient pressure addition unit 42, and operates the ambient pressure actuator 23 as shown in FIG. 4B to reduce the pressure in the chamber 2 to the ambient pressure Pc. The target value is set. Then, returning to step 6, steps 6 to 9 are performed, for example, by 0.2
It repeats every second. Then, the pressure in the chamber 2 is gradually decreasing in proportion to the increase of the load F as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5B, the stress σn perpendicular to the shear plane b is maintained substantially constant. In this manner, the material test is performed, and the material test piece 1 is sheared along the shear plane b to break, and the load sensor 1
It is also possible to carry out until the output of No. 2 becomes substantially zero, or to stop the material test piece 1 halfway without breaking it.

【0020】前述の様に、この実施の形態では、剪断面
bに垂直な応力σnを略一定に維持して、荷重Fを増大
することができるので、実際の地中の状態を略再現する
ことができる。なお、チャンバー2内の温度を制御して
高温とすることも可能である。また、透水試験は必ずし
も行う必要はない。
As described above, in this embodiment, the load F can be increased while the stress σn perpendicular to the shear plane b is maintained substantially constant, so that the actual underground state is substantially reproduced. be able to. The temperature in the chamber 2 can be controlled to be high. Further, it is not always necessary to perform the water permeability test.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明によれば、圧縮用アクチュエータ
で前記材料試験片に加わる圧縮荷重を増大させるととも
に、この圧縮荷重の増大にともなって、チャンバー内の
圧力を低下させているので、材料試験片の剪断面に垂直
に加わる垂直応力が変化することが少なくなる。したが
って、材料試験において、材料試験片の状態を、極力地
中と略同じ環境に保って再現することができる。特に、
前記垂直応力を略一定に維持すると、より一層、地中と
略同じ環境にすることができる。
According to the present invention, since the compression load applied to the material test piece by the compression actuator is increased and the pressure in the chamber is reduced with the increase in the compression load, the material test is performed. Changes in the normal stress applied perpendicular to the shear plane of the piece are reduced. Therefore, in the material test, the state of the material test piece can be reproduced while maintaining the same environment as underground as much as possible. In particular,
When the vertical stress is maintained substantially constant, the environment can be further substantially the same as underground.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本発明の材料試験装置の実施の一形態の
構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a material testing apparatus according to the present invention.

【図2】図2は材料試験片に加わる応力および剪断力を
説明する概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating stress and shear force applied to a material test piece.

【図3】図3は材料試験のフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of a material test.

【図4】図4は材料試験のタイムチャートで、(a)が
周囲圧のタイムチャート、(b)が周囲圧用アクチュエ
ータの変位のタイムチャート、(c)が圧縮用変位セン
サの出力のタイムチャートである。
4A and 4B are time charts of a material test, in which (a) is a time chart of an ambient pressure, (b) is a time chart of a displacement of an actuator for an ambient pressure, and (c) is a time chart of an output of a displacement sensor for compression. It is.

【図5】図5は材料試験のタイムチャートで、(a)が
荷重センサの検出値のタイムチャート、(b)が剪断面
に垂直な応力σnのタイムチャートである。
5A and 5B are time charts of a material test, in which FIG. 5A is a time chart of a detection value of a load sensor, and FIG. 5B is a time chart of a stress σn perpendicular to a shear plane.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

θ 圧縮用アクチュエータの押圧方向と剪断面とのなす
角度 σn 剪断面bに垂直な応力 b 剪断面 F 圧縮荷重 Pc 周囲圧 1 材料試験片 2 チャンバー 9 圧縮用アクチュエータ 12 荷重センサ 23 周囲圧用アクチュエータ 26 周囲圧検出センサ 41 周囲圧目標値発生器(周囲圧目標値発生部)
θ Angle between the pressing direction of the compression actuator and the shear plane σn Stress perpendicular to the shear plane b b Shear plane F Compressive load Pc Ambient pressure 1 Material test piece 2 Chamber 9 Compression actuator 12 Load sensor 23 Ambient pressure actuator 26 Around Pressure detection sensor 41 Ambient pressure target value generator (Ambient pressure target value generator)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 材料試験片をチャンバー内に収納すると
ともに、チャンバー内の圧力を大気圧よりも高くし、か
つ、前記材料試験片に圧縮用アクチュエータで圧縮荷重
を加えている材料試験装置における制御方法において、 前記圧縮用アクチュエータで前記材料試験片に加わる圧
縮荷重を増大させるとともに、この圧縮荷重の増大にと
もなって、チャンバー内の圧力を低下させていることを
特徴とする材料試験装置における制御方法。
1. A control method in a material test apparatus, wherein a material test piece is housed in a chamber, a pressure in the chamber is set higher than the atmospheric pressure, and a compressive load is applied to the material test piece by a compression actuator. A method for controlling a material test apparatus, comprising: increasing a compression load applied to the material test piece by the compression actuator, and reducing a pressure in a chamber with the increase in the compression load. .
【請求項2】 剪断力が加わると剪断される剪断面を有
する材料試験片をチャンバー内に収納するとともに、チ
ャンバー内の圧力を大気圧よりも高くし、かつ、前記材
料試験片に圧縮用アクチュエータで圧縮荷重を加えてい
る材料試験装置における制御方法において、 前記圧縮用アクチュエータで前記材料試験片に加わる圧
縮荷重を増大させるとともに、この圧縮荷重の増大にと
もなって、チャンバー内の圧力を低下させて、前記剪断
面に垂直に加わる垂直応力を略一定に維持していること
を特徴とする材料試験装置における制御方法。
2. A material test piece having a shear surface that is sheared when a shear force is applied is housed in a chamber, the pressure in the chamber is made higher than atmospheric pressure, and a compression actuator is attached to the material test piece. In the control method in the material test apparatus applying a compressive load, the compressive actuator increases the compressive load applied to the material test piece, and with the increase of the compressive load, reduces the pressure in the chamber. A method for controlling a material test apparatus, wherein a vertical stress applied perpendicular to the shear surface is maintained substantially constant.
【請求項3】 前記チャンバー内の圧力を、圧縮用アク
チュエータによる圧縮荷重の増大に比例して、減少させ
ていることを特徴とする請求項1または2記載の材料試
験装置における制御方法。
3. The control method according to claim 1, wherein the pressure in the chamber is reduced in proportion to an increase in the compression load by the compression actuator.
【請求項4】 剪断力が加わると剪断される剪断面を有
する材料試験片をチャンバー内に収納するとともに、チ
ャンバー内の圧力を大気圧よりも高くし、かつ、前記材
料試験片に圧縮用アクチュエータで圧縮荷重を加えてい
る材料試験装置において、 圧縮用アクチュエータによる圧縮荷重を検出する荷重セ
ンサと、 チャンバー内の圧力を検出する周囲圧検出センサと、 チャンバー内の圧力を増減する周囲圧用アクチュエータ
と、 荷重センサからの信号が入力されているとともに、周囲
圧の目標値を生成する周囲圧目標値発生部とが設けら
れ、 前記周囲圧目標値発生部、周囲圧用アクチュエータおよ
び周囲圧検出センサでフィードバック制御ループが構成
され、 前記周囲圧目標値発生部は、荷重センサが検出した圧縮
荷重に比例定数を掛けた値を、実験開始時のチャンバー
内の圧力である初期周囲圧から引き算して周囲圧目標値
を生成し、 前記フィードバック制御ループは、周囲圧検出センサの
検出値が、前記周囲圧目標値となるように、周囲圧用ア
クチュエータを制御していることを特徴とする材料試験
装置。
4. A material test piece having a shear surface that is sheared when a shearing force is applied is housed in a chamber, the pressure in the chamber is made higher than atmospheric pressure, and a compression actuator is attached to the material test piece. In a material testing device that applies a compressive load by: a load sensor that detects a compressive load by a compressing actuator, an ambient pressure detecting sensor that detects a pressure in a chamber, an actuator for an ambient pressure that increases / decreases a pressure in a chamber, A signal from the load sensor is input, and an ambient pressure target value generation unit that generates a target value of the ambient pressure is provided. Feedback control is performed by the ambient pressure target value generation unit, the ambient pressure actuator, and the ambient pressure detection sensor. A loop is formed, and the ambient pressure target value generation unit multiplies the compression load detected by the load sensor by a proportional constant. The value is subtracted from the initial ambient pressure, which is the pressure in the chamber at the start of the experiment, to generate an ambient pressure target value.In the feedback control loop, the detection value of the ambient pressure detection sensor becomes the ambient pressure target value. A material testing device characterized by controlling an actuator for ambient pressure as described above.
【請求項5】 前記比例定数が、圧縮用アクチュエータ
の押圧方向と剪断面とのなす角度の正弦値の二乗の値
を、圧縮用アクチュエータの押圧方向に垂直な面におけ
る材料試験片の断面積で割った値であることを特徴とす
る請求項4記載の材料試験装置。
5. The method according to claim 5, wherein the proportionality constant is a square value of a sine value of an angle formed between the pressing direction of the compression actuator and the shear surface, and is a cross-sectional area of the material test piece in a plane perpendicular to the pressing direction of the compression actuator. The material testing apparatus according to claim 4, wherein the value is a value obtained by dividing the value.
JP12576199A 1999-05-06 1999-05-06 Control method and material test apparatus in material test apparatus Expired - Fee Related JP3749397B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12576199A JP3749397B2 (en) 1999-05-06 1999-05-06 Control method and material test apparatus in material test apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12576199A JP3749397B2 (en) 1999-05-06 1999-05-06 Control method and material test apparatus in material test apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000314691A true JP2000314691A (en) 2000-11-14
JP3749397B2 JP3749397B2 (en) 2006-02-22

Family

ID=14918178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12576199A Expired - Fee Related JP3749397B2 (en) 1999-05-06 1999-05-06 Control method and material test apparatus in material test apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3749397B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012018015A (en) * 2010-07-06 2012-01-26 Central Res Inst Of Electric Power Ind Bedrock sample permeability testing method
JP2012211823A (en) * 2011-03-31 2012-11-01 Univ Of Fukui Multiaxial load testing device and method
CN103969107A (en) * 2014-05-06 2014-08-06 广西大学 High-pressure servo dynamic true triaxial testing machine
KR20180137066A (en) * 2017-06-15 2018-12-27 삼성디스플레이 주식회사 Apparatus for testing shear stress

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012018015A (en) * 2010-07-06 2012-01-26 Central Res Inst Of Electric Power Ind Bedrock sample permeability testing method
JP2012211823A (en) * 2011-03-31 2012-11-01 Univ Of Fukui Multiaxial load testing device and method
CN103969107A (en) * 2014-05-06 2014-08-06 广西大学 High-pressure servo dynamic true triaxial testing machine
KR20180137066A (en) * 2017-06-15 2018-12-27 삼성디스플레이 주식회사 Apparatus for testing shear stress
KR102366031B1 (en) 2017-06-15 2022-02-22 삼성디스플레이 주식회사 Apparatus for testing shear stress

Also Published As

Publication number Publication date
JP3749397B2 (en) 2006-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6353437A (en) Method and device for controlling automatic air injection of tire for test
JP2000314691A (en) Control method in material testing device and material testing device
JPH11300662A (en) Micropincette
JP3749412B2 (en) Control method and material test apparatus in material test apparatus
JPH07267592A (en) Automatic air balancer device
JP3570056B2 (en) Material testing machine
JP2008164463A (en) Tester
JP2001091428A (en) Data sampling method in material testing machine and material testing machine
JP3608285B2 (en) Material testing machine
JP3322219B2 (en) Material testing machine
JP3290837B2 (en) Concrete specimen compression test equipment
JPH055685A (en) Material testing machine
JP3340055B2 (en) Material testing machine
JP2007146973A (en) Hydraulic actuator control method and its device
JP2759103B2 (en) Load test equipment
JP2001183278A (en) Starting method for material test apparatus and material test apparatus
JPH03273133A (en) Safety device for material testing machine
JP2567094Y2 (en) Hydraulic servo compression test equipment
JP3358383B2 (en) Material testing machine
JP3453316B2 (en) Liquid crystal pressure supply device
JP4241747B2 (en) Servo control device
JP2001033368A (en) Material-testing machine
JP2004170227A (en) Material testing machine
JP2003307476A (en) Material testing machine with explosion preventive function
JP2003028770A (en) Material tester

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040624

A977 Report on retrieval

Effective date: 20050817

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20051129

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051201

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 3

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081209

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091209

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees