JP2000508765A

JP2000508765A - 引っ張り試験用装置

Info

Publication number: JP2000508765A
Application number: JP9537010A
Authority: JP
Inventors: バーグス、スーネ
Original assignee: バーグスエンジニアリングエイビー
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 2000-07-11
Also published as: EP0898698A1; SE9601402D0; SE9601402L; AU2418397A; SE506875C2; US6148676A; WO1997039331A1

Abstract

(57)【要約】締め付け手段（２、１４）の相対的変位手段により引っ張り試験試料（２４）の張力を測定し、その結果、印加される引っ張り試験の力とは無関係に引っ張り試験試料（２４）の取り付けを行なう引っ張り試験装置。さらに、本装置は引っ張り試験手順と同時に引っ張り試験試料（２４）の非接触外形寸法測定（２６、２７）を行なう。同時に、本装置により、引っ張り試験曲線の様子に応じて、引っ張り試験手順における機械張力、摩擦力、引っ張り速度に関して測定された値の補償が制御可能になる。さらに、最大引っ張り応力、さまざまな標準化された応力測定規準と破断面積が算出される。

Description

【発明の詳細な説明】引っ張り試験用装置技術分野本発明は一般的に材料、特に金属材料の引っ張り試験のための装置と方法に関するものである。発明の背景今日、材料の引っ張り試験は、材料依存特性を測定し検査する方法としては最も一般的なものの１つである。このような試験は設計者が知る必要があるほぼどんな材料データでも提供できる。引っ張り試験において、引っ張り試験用試料は通常２つの取り付け装置の間に搭載される。その装置の１つは通常、フレームに設けられ、他方は可動引っ張りヨークに設けられる。引っ張りヨークの位置をずらして、引っ張り試験試料を伸長し、最終的に試料は破断する。測定する中で最も興味深い量は、引っ張り試験試料の張力と引っ張りヨークの引っ張り力である。張力と引っ張り力の関係は引っ張り動作が継続している間記録される。その他の興味深い量、これはしばしば判定の必要があるものであるが、破断面積と、最大引っ張り力と、破面の張力である。最新技術による引っ張り試験装置において、引っ張り試験試料はくさび割クリップ手段によって取り付けられる。これらの装置は、引っ張り力が増加すればするほど、引っ張り試験試料を固く締め付けるように作動する。このような装置によって、外部締め付け機構を必要とせずに、取り付けを簡単で安全に行えることが多いが、引っ張り試験自体が行われている間、特に、試験の始めで、生来、引っ張り試験試料が締め付け装置からわずかに動くという問題がある。この結果、締め付け装置を変位させても、引っ張り試験試料の真の張力測定が行なえないということが生じる。そういう理由で、張力測定では別の手段が一般的に用いられる。張力センサは引っ張り試験試料と接触しているものだが、測定装置としては一般的なタイプである。張力センサは、純粋に機械的な測定装置、電磁装置または張力ゲージからなる。これらのタイプの張力センサに共通していることは、引っ張り試験試料に正確に取り付けなくてはいけないということであり、このために自動試験構造には不向きとなる。さらに、引っ張り試験試料が破断にいたると、センサが壊れたり破損したりするという危険もある。非接触張力センサの方が、上述の問題点を回避されるので、自動試験には適している。引っ張り試験試料に関する最も一般的な方法は、マークをスクライブするか、他の任意の方法でマークを施して、それを変位させてから別の記録メータを用いるというものである。米国特許番号５，１９３，３９８の特許公報において、張力測定装置が開示されている。この装置はＣＣＤカメラによって格子を記録するのに用いられる。最新技術による非接触張力センサに共通する点は、引っ張り試験試料にある種のマーキングを施す必要があるということで、これは一方で追加の動作を必要とし、また一方では幾分引っ張り試験試料の特性を変質させる危険性をはらむということである。最新技術による引っ張り試験は、ほとんど一定の引っ張り力のみを使って作動する。この一定の引っ張り力は引っ張り力を調整することによって得られる。しかし、引っ張り試験曲線の中で、最も重要な情報は力の変化が大きい領域を発見することであるが、こうした領域はすぐに通過されてしまうので、これによってある測定規準の測定の精度が損なわれることになる。反対に、引っ張り試験曲線の中には、ほとんど興味を引かない部分が多くあるが、そこでは力の変化が小さいので、これらの領域はゆっくりと通過される。したがって、引っ張り試験時間の使われ方は非常に効率が悪い。特に注目すべき１つの領域は破断直前の領域である。最新技術による引っ張り試験において、当該部分はすぐに通過してしまい、引っ張り試験曲線から得られる情報はほんのわずかである。１つの興味を引く測定規準は破断領域の断面積であり、最新技術によれば、この面積は破断完了後に手動で計測される。この種の動作の手動工程は、特に、破断表面が不均一であるほど、測定に正確さを大きく欠くことになりかねないのは明らかである。また、この手順は相対的に時間がかかるものである。多くの引っ張り試験試料において、破断表面を容易には定義できない。こうした理由から、測定対象のモデルが異なると結果に影響を与えることになる。引っ張り試験時に測定される量は引っ張り試験試料の元の領域に関して、最新技術に基づくものである。面積測定値は引っ張り試験中に変化し、この変化を知ることが多くの点で興味を引くものとなる。最新技術による引っ張り試験装置の中でこのような情報を提供できるものはない。従来、引っ張り試験装置の大部分は垂直に配置されているが、これにより、しばしば試料搭載、調節および測定での作業位置が人間工学的に好ましくないものとなる。発明の開示本発明の目的は、上述のような問題点を持たない引っ張り試験装置と方法を提供することである。本発明の装置と方法によって、張力測定を非接触で実行し、引っ張り試験試料に測定前にマーキングを施す必要もなく、引っ張り試験測定を高精度、自動で行うことができる。好ましい実施例において、引っ張り速度は、可能な限り時間効率の良い測定をするように調節される。好ましい実施例の装置と方法によって、手動測定を行なう必要なく、引っ張り試験試料の破断領域を測定することができる。さらに、装置全体が、オペレータに最大人間工学的作業位置を提供するように調節される。図面の簡単な説明その他の特徴は同封の図面に関する以下の詳細な説明から明らかになる。すなわち図面とは、図１は、本発明の一実施形態の概略図であり；図２は、図１に示される実施形態にかかる締め付け手段の概略図であり；図３は、図１に示される実施形態にかかる非接触外形寸法メータの取り付けの概略図であり；図４は、図１に示される、実施形態に含まれる部材の接続を示したブロック略図であり；図５は、本発明にかかる試験結果の処理を示したブロック図であり；図６は、本発明にかかる試験結果の別の処理を示したブロック図であり；図７は、典型的な引っ張り試験曲線の一例である。実施形態の説明図１は本発明の好ましい実施形態を示している。引っ張り試験装置はフレーム１内に固定されている。第１の締め付け手段２は、この実施例において、第１の端部ブロック３を備えており、このブロック３はフレーム１の一端で固定して留められている。第１の端部ブロック３はフレームの中心に対して配向する端部に窪み容量５を有している。この容量内で、クランプジョーの２つの差し込み６、７が設けられている。一方の差し込み６は水力学によって変位可能であり、他方の差し込み７は固定している。プレート８の下方には、締め付け手段が設けられている。この締め付け手段については後で詳述するが、ここに差し込み６と７が入っている。締め付け手段が、端部ブロック３の窪み容量５とともに装置中心に対して配向した比較的狭いスリット４を形成する。フレーム１の他端には、第２の端部ブロック９が固定して留められている。第１と第２の端部ブロック３と９の間にはそれぞれ、２つの平行した強固な線形シャフト１０と１１が設けられている。線形シャフトのそれぞれにおいて、上部の一部が平坦面を形成するようにくぼんでおり、これらのくぼんだ表面上に、それぞれ１つの線形レール１２と１３が固定して配置されている。第２の締め付け手段１４は、この実施例においては、変位可能なクランプジョーハウジング１５を備えており、このハウジング１５は多くの線形キャリッジによって線形シャフト１２、１３を摺動可能に支持している。線形キャリッジにより、線形レール１２、１３は、クランプジョーが線形シャフト１２と１３に沿って直進にだけ変位可能で、他のいかなる方向でも回転や変位できないようにクランプジョーを導く。クランプジョーハウジング１５には第１の端部ブロック３に配向する側面に窪み１６が設けられている。この窪みに、第１の端部ブロックの場合同様、クランプジョーのための２つの差し込み１７と１８が、つまり１つは固定差し込み１７で１つは変位可能な差し込み１８が設けられている。プレート１９の下方には、第１の端部ブロック３と同様な方法で形成される締め付け手段が設けられている。クランプジョーハウジングは、２つの平行なプレートによって形成され、空隙２３によって分離した第２の端部ブロック９に対して配向する側面にある。クランプジョーハウジング１５を通って、他方の端部ブロック９に対して配向している側面近くで、開口部が各プレートに形成される。ロードセル２０がこれらの開口部から導入される。ロードセル２０は、フランジブシュが設けられており、端部をクランプジョーハウジング１５のプレートに付勢され、これらに対して固定される。油圧シリンダが第２の端部ブロック９の外側に固定して留められ、油圧シリンダ２１のロッドピストン２２がクランプジョーハウジングに向かう方向に開口部を通って第２の端部ブロック９内に延出する。クランプジョーハウジング１５の空隙２３は、ロードセル２０の領域全体に広がるように配置される。油圧シリンダのロッドピストン２２の端部は突出してこの空隙２３内に入り、ロードセル２０の中心部分に接続される。図２において、第１のクランプジョー（a first clamping jaw）４０と、第２のクランプジョー（a second clamping jaw）４１を備える締め付け手段が示されている。この第１と第２のクランプジョー４０、４１は第１の端部ブロック３内のくぼんだ体積５の固定差し込み７と可動差し込み６内にそれぞれ取り付けられる。クランプジョー４０と４１は硬化スチールからなり、クランプジョーそれぞれの締め付け面４２と４３は引っ張り試験試料２４をつかむために、グルーブで押し付けられている。あるいは、クランプジョー４０と４１に、グルーブ付き硬質合金からなる差し込みを設けて、締め付け表面４２と４３を構成するようにしてもよい。クランプジョーは、固定取付された（図示しない）支持体によって引っ張り方向で、ばねによってその反対方向で封鎖される。こうした構成により、引っ張り試験の間、ジョーが定位置に据えられる。工具を必要とせずに荷重されないばあいは、クランプジョーを押し上げることによって変化させることもできる。油圧ユニット４４は、第１のクランプジョー４０から第２のクランプジョー４１を引き離し、その結果引っ張り試験試料２４をクランプジョー４０、４１の間に固定するために可動差し込み６に配置される。差し込みと、クランプジョーと油圧ユニットが、引っ張り試験試料の他端を締め付けるために、クランプジョーハウジング１５内に対応して配列している。油圧システムは図１には示されていないが、油圧シリンダ２１と締め付け手段に液圧を与えて、ロッドピストン２２を駆動させ、クランプジョー４０と４１をそれぞれともに圧迫する。液圧の制御は、論理ユニットに接続される制御装置によって行なわれる。ロードセル２０は、多数の張力センサを備えており、これらのセンサがロードセル２０の屈曲を測定する。ロードセル２０の屈曲は、クランプジョーハウジング１５に印加された引っ張り力に関連していることは、当業者であれば容易に理解されるであろう。そういうわけで、屈曲が印加された力の測定値を表すのである。線形位置センサ２５がフレーム１に設けられ、クランプジョーハウジング１５の変位を検出する。非接触外形寸法メータは、第１の端部ブロック３に設けられており、レーザビーム源２６と反射鏡部２７を備えている。この部分は図３によりわかりやすく示されている。レーザ源２６からのレーザビームは引っ張り試験試料２４を照射し、通過した光が反射鏡部２７で再び反射してレーザビーム源２６によって検出される。引っ張り試験試料２４によって遮断される光の量は光の方向に垂直な方向の引っ張り試験試料２４の径に比例する。したがって測定した光の量は、引っ張り試験試料２４の寸法計測値を表している。このような外形寸法メータはそれ自体知られており、たとえばミツトヨレーザースキャンマイクロメータ５４４−４３２Ｖなどが市販されている。しかし最新技術ではこのような目的では使用されていなかった。引っ張り試験装置は水平に搭載され、したがってオペレータが試料位置に手を伸ばして、人間工学的条件下で引っ張り試験試料を搭載して作業することが簡単になる。図４は装置の制御と測定システムのそれぞれの部材がどのように接続されているかを概略的に示している。論理ユニット５０はシステムの中心点にある。この実施形態において、論理ユニット５０は、制御と測定結果の収集に好適なマイクロプロセッサを備えている。このようなマイクロプロセッサは当業者には公知である。その論理ユニットには、動作ユニット５１と表示ユニット５２が好適に接続されている。動作ユニットは、オペレータが装置の別の部材と連絡をとれるように動作ボード及び／又はキーボードを備えていればよい。表示ユニットはプリンタ及び／又はディスプレイを備えているのがよい。こうした構成要素の機能は当業者には公知であり、したがってさらに詳細に説明はしない。論理ユニット５０はさらに、線形位置センサ２５と、レーザービーム源２６と、ロードセル２０とに接続され、これらのユニットから、クランプジョーハウジング１５の変位と、引っ張り試験試料２４の径と、油圧シリンダ２１の引っ張り力のそれぞれの測定結果を読み出せるようにしている。さらに、論理ユニット５０は油圧システム制御手段５３に接続され、この制御手段５３が今度はクランプジョーハウジング１５内と第１端部ブロック３内のクランプジョー４０、４１と、油圧シリンダ２１への油圧を制御する。油圧システム制御手段５３と論理ユニット５０との連絡は、論理ユニット５０から油圧システム制御手段５３への情報を制御するだけでなく、油圧システム制御手段５３から論理ユニット５０への条件情報を好適に取り次ぐ。引っ張り試験試料２４は、端部が第１の端部ブロック３内のクランプジョー４０、４１とクランプジョーハウジング１５間に置かれるように配置される。油圧はクランプジョー４０、４１に印加され、このジョー４０、４１が、引っ張り試験試料２４への取付位置がクランプジョー４０に対して動かないような力で、引っ張り試験試料２４の端部をしっかりつかむ。その後油圧が制御されながら油圧シリンダ２１上に印加され、これによってロッドピストン２２がロードセル２０によって引っ張り力をクランプジョーハウジング１５上に印加する。本発明におけるクランプジョー４０、４１の機能とは、試験試料に印加される引っ張り力に依存しない引っ張り試験試料２４の取付装置を形成することである。その後印加される引っ張り力がジョーに対する引っ張り試験試料２４の位置を変化できないような力で、クランプジョー４０、４１が引っ張り試験試料をしっかりつかむことは特に重要である。このような構成により、クランプジョーハウジング１５の変位を、好ましくは機械の張力の補正の後に、引っ張り試験試料の張力の測定規準として用いることになる。したがって、引っ張り試験試料で直接張力を測定することが避けられ、試料と張力ゲージの取付装置で直接引っ張り試験試料にマーキングを施さなくてもよくなる。しばしば、どの材料が試験対象となるのかということと、引っ張り試験試料の直径に依存して締め付け力を調節することが必要である。したがって、本発明の好ましい実施例では、引っ張り試験試料が引っ張り試験機械内で締め付けられる際の力を、引っ張り試験試料の材料と寸法に関する情報に基づき制御され、この情報が作動ユニット５１によってシステムに送られるという可能性がある。引っ張り試験の間、印加される引っ張り応力はロードセル２０によって記録され、クランプジョーハウジング１５の変位は線形位置センサ２５によって記録される。測定された引っ張り応力には２つの項が含まれている。すなわち、引っ張り試験試料内での真の引っ張り応力と、線形シャフト１０、１１に対するクランプジョーハウジング１５の摩擦である。後者の項は各装置ごどに容易に測定される。その後、好ましい実施形態においては、図５に示されるように、引っ張り応力の測定値が処理される。処理は参照番号６０で始まる。６１で、ロードセル２０の張力ｘ_LCの読出し値が論理ユニット５０内に読み出される。６２で、張力測定規準は、使用するロードセル２０の仕様に応じて、関数ｆ（ｘ）で定義された引っ張り力値Ｆ_LCに変換される。この引っ張り力値は工程６３でその後、線形シャフトに対する測定された摩擦力Ｆ_fについて補正される。この値は論理ユニット内に記憶され、引っ張り試験試料の元の面積Ａ₀と比較して、公称の引っ張り応力値σ₀に変換される。面積Ａ₀のもとの寸法が作動ユニット５１を使ってオペレータによって供給されるか、外見寸法メータ２６、２７を使って測定される。この処理は６４で終了する。規定の方法でクランプジョー４０、４１の間に引っ張り試験試料２４が固定されてしまうと、締め付けは、クランプジョーハウジングに対する引っ張り試験試料の変位に何ら影響を与えることはない。クランプジョーハウジング１５の測定された変位は２つの項、すなわち、引っ張り試験試料での真の応力に依存する項と機械の応力に依存する項の２つを含んでいる。機械の張力は、関連の部材の好適な構造により、印加される引っ張り力に比例するものと考えられ、当業者であればこの比例定数が論理ユニット内で容易に測定され記憶されることを理解されるであろう。好ましい実施形態において、図６に示されるように、張力の測定値の処理が実行される。処理は７０から開始される。７１で、変位Ｘ_LLGに対応する読出し値が論理ユニット５０内に読み出される。７２で、変位寸法が機械の測定された張力α・Ｆ_LCについて補正され、引っ張り試験試料ｘに関する変位値が求められる。この変位寸法は７３で、引っ張り試験試料の元の長さＬ_Oと比較しながら、公称の張力値ε₀に変換される。この元の長さＬ_oは作動ユニット５１を用いてオペレータが入力するか、線形位置メータ２５によって測定される。この処理は７４で終了する。よって、このようにして得られた引っ張り試験試料の公称引っ張り応力と張力の真の測定規準を、引っ張り試験が実施される間に記録することが可能になる。スチールのこのような引っ張り試験曲線の典型的な様子を示しているのが図７である。低引っ張り応力では、通常張力は引っ張り応力に対して線形に変化する、すなわち、材料が弾性的に引っ張られる。張力が大きくなると、引っ張り試験曲線は、塑性変形が起こるとすぐに平坦化する。引っ張り試験曲線は、最大引っ張り応力σ_maxが通過する地点を通過する。対応する張力はε_maxで示されている。この最大値に関連して、ウエストが通常引っ張り試験試料上に形成され始める。張力がさらに大きくなると、対応する引っ張り応力値 σ_bと張力値ε_bで破断点に到達する。平滑化された引っ張り試験曲線の微分係数を算出することにより、引っ張り試験曲線がどの点で最大値を通過するかを判定し、それによりσ_maxとε_maxの値を判定する。本発明によって、引っ張り試験曲線に対する早くしかも正確な判定が達成される。引っ張り速度は、油圧シリンダ２１の制御によって判定され、制御手段５３が論理ユニット５０に接続されているので、引っ張り試験曲線の様子に応じて、引っ張り速度を制御することができる。弾性区間では、引っ張り応力は張力に応じて急速に変化し、この領域での低引っ張り速度を利用することによって、この区間で正確な測定値を得ることができる。塑性区間では、大きな変化はまったく起こらず、したがって、なんら重要な情報を失わずに、引っ張り速度を増加させられる。破断直前、引っ張り応力は通常かなり減少し、破断時の応力と張力の正しい値を外挿することができるように、引っ張り速度を最小速度に減速することが好ましい。破断すると、測定は終了し、引っ張り試験曲線が詳細に解析される。引っ張り試験試料に関して、通常多くのさまざまな張力測定規準があるが、もっとも一般的なものは破断領域の周辺の引っ張り試験試料の一定の長さについての張力を示すことである。それぞれの規準がそれぞれ別の長さを示し、その中でも最も一般的なのは、引っ張り試験試料の直径の５倍、引っ張り試験試料の直径の１０倍、１００ｍｍ、５インチ、１０インチである。従来の装置においては、このような判定は、破断が生じた後に手ずから行なわれることが多い。本発明の好ましい実施例においては、このような判定は引っ張り試験曲線に基づいた計算によってなされる。容量計算が以下のように行われる、すなわち、最大引っ張り応力σ_max までの張力が、引っ張り試験試料にわたって同質に生じており、その後破断点に最も接近した領域でのみ生じると仮定すると、張力測定値の算出には次の関係が用いられる： ε_D ＝ε_max・（１−Ｌ₀／Ｄ）＋ε_b・Ｌ₀／Ｄ（１）ここで、Ｄは張力測定規準の好適な長さである。よって、これらの算出の結果は、完全な引っ張り試験曲線とともに、破断が生じた直後に、表示ユニットに表される。これによって、オペレータが試験結果の予備的な判定をとり急いで行なうことが可能になる。破断領域の大きさは、引っ張り試験試料の特性の評価を行なうのに重要である。最新技術において利用される手動による方法には、オペレータが違うことによる差異、領域周辺の定義の違いに関する不確実要因が多く含まれる。本発明においては、破断領域の断面積算出のために、破断時の引っ張り力を開始点として用いることにより、このような問題が回避されている。これによって、手動作業工程の追加を避けることができ、また判定に関する大きな不確実要因が回避される。最大値点を通過した後、引っ張り試験曲線で引っ張り力が激減し始めると、引っ張り速度も大きく減速され、張力測定の精密さを維持しつつ可能な限り最低の引っ張り速度が適用される。破断が生じるまで、引っ張り力は大きく減少する。この最後の張力の速度が遅ければ遅いほど、破断時の引っ張り力の判定の精度が向上する。このような制御を実行するために、論理ユニットは、引っ張り試験曲線と最大引っ張り応力の算出について上記の算出された値にアクセスしなくてはいけないが、これは上で説明した方法によって可能である。破断前の引っ張り力の最終測定値を破断時の引っ張り力の測定規準として用いる。あるいは、次の測定予定点に行く中ほどで破断が生じたと仮定すると、好適な曲線に適合するように多くの最終測定点を用いて、破断での引っ張り力の測定規準を外挿する方法がある。評価方法とは独立して、破断Ｆ_bでの引っ張り力に関する他の評価方法と比較しても優れた判定値が得られる。さらに破断面積Ａ_bを、破断時の引っ張り力と最大値での公称引っ張り応力σ_m _ax を比較することによって判定してもよい。破断時の引っ張り力を、上述の摩擦力Ｆ_fと、ウエストが引っ張り試験試料で成長するまで起こる面積収縮とで補償すれば、さらに向上した効果が得られる。後者の項はε_maxから評価してもよい。したがって、破断面積は、次の関係から算出される：Ａ_b＝（Ｆ_b−Ｆ_f）／σ_max・ｇ（ε_max）（２）ここでｇは張力から断面積減少を評価する関数である。こうした算出の結果は、破断が生じた直後に、他の算出値と、完全な引っ張り試験曲線ともに表示ユニットで示され、これによりオペレータは試験結果をすぐに予備判断することが可能になる。引っ張り試験プロセス全体にわたり引っ張り試験試料の断面積が減少することは公知の事実である。面積の減少は、ウエストが形成される時と場所を除き、相対的に小さい。通常、引っ張り試験試料の公称面積は、すべての引っ張り応力を評価することができるような標準として用いられる。しかし、たとえば上述の破断面積の場合と同様にして真の引っ張り応力を評価することができれば、それにより真の面積の測定基準が望ましくなるというのはしばしば興味深い。本発明の好ましい実施形態において、非接触外形寸法メータは引っ張り試験装置内に配置される。このレーザーマイクロメータ２６、２７が引っ張り試験時の領域の変化についての情報を与えてくれる。レーザーマイクロメータ２６、２７はたとえば、引っ張り試験装置に、引っ張り試験前に引っ張り試験試料の公称面積の測定規準を与えてもよい。これは上述のように、公称引っ張り応力を算出することによって用いられる。これはまた、最大引っ張り応力のときの引っ張り試験試料の真の直径に関する情報を与えることによって、破断領域の評価を向上させることに役立つ。上記式２の補正因数ｆの代わりに、最大引っ張り応力で測定された面積Ａ_maxに基づいて、別の補正因数を用いてもよい。多くの引っ張り試験の場合、領域は引っ張り試験試料の全長にわたって円滑に変化せず、張力はしばしば、引っ張り試験試料の長さのある部分において局所的に生じる。これらの部分は、最大引っ張り応力までの平均張力が全長にわたり実質的に同一となるように、このプロセスの間変化する。引っ張り試験試料のある位置での局所面積減少の評価によれば、引っ張り試験試料の同質性、結晶サイズなどの情報が得られる。本発明により、表示ユニットに引っ張り試験曲線と直接併せてこのような情報を取り入れることが可能になり、上記と同様に試験結果の評価を容易にする。上記の測定、算出、引っ張り試験手順の制御は、引っ張り試験手順の結果と、相互依存の形で、関連付けられる。図８はさまざまな構成部材がどのように連動しているかを示すものである。引っ張り速度の制御は参照番号８０で示される。この引っ張り速度は、引っ張り力８１、変位８２、引っ張り試験試料８３の直径を測定、変換するための装置の測定手段に影響を与える。引っ張り力８１は、図５に示されている方法にしたがって、引っ張り応力の測定規準に変換される。変位は図６による張力測定規準に変換される。これら３つの量が、引っ張り試験測定８４の結果の表示の一助となり、今度はこの結果が引っ張り速度のその後の制御８０に影響を与える。結果８４から、最大引っ張り応力σ_maxと最大引っ張り応力での張力ε_maxが決定され、これは参照番号８５で示される。そして破断後、引っ張り力Ｆ_bと破断での張力とε_bがそれぞれ判定され、これは参照番号８６で示される。また引っ張り速度８０の制御は、最大引っ張り応力６５での判定に影響を受ける。さらに、８５と８６の判定から、張力測定規準の必要数８７が決定される。これが今度は結果８４と示される。判定８５と８６から、破断面積Ａ_bがさらに判定される（８８）。この判定において、必要であれば、引っ張り試験試料８３の断面積を連続的に測定してもよい。また破断面積を別の結果８４とともに用いて、引っ張り試験手順から得られるすべての重要な結果を容易に理解できるような状況全体を示すようにする。これまでの説明は本発明の典型的な実施形態として理解するべきであり、請求の範囲は、この説明によって限定されるものではない。当業者には自明な変更や変形は、請求項で示しているように、請求の範囲内においてなされるものとする。したがって、制御可能なモータをねじ構造とともに用いることにより引っ張り力を得ることができ、よく制御された引っ張り力を与える。引っ張り試験試料のクランプジョー内への取り付けも、モータ駆動のスクリュー構造によって行なわれる。さらに、制御システムの実行、計測値や算出値の取り扱いを、最新技術に応じてさまざまな方法で行なえる。同様に、移動する引っ張り試験試料の取り付け手段を備え、かつ引っ張り試験試料の張力の測定規準として相対距離変化を測定することが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims

【特許請求の範囲】１．引っ張り試験試料取り付けのための第１と第２の締め付け手段と、締め付け手段を互いに対して変位させる引っ張り手段と、張力測定手段と、引っ張り力測定手段と、論理ユニットと、表示ユニットとを具備する引っ張り試験装置を用いた材料試験方法であって、引っ張り試験試料を、その端部を第１と第２の締め付け手段内でそれぞれ締め付けるすることによって取り付け、それによって前記引っ張り手段の力とは無関係の力によって締め付けを行う工程と、前記引っ張り手段によって力を印加することによって、互いに対して前記締め付け手段を変位させる工程と、前記引っ張り手段によって前記締め付け手段に印加される引っ張り力を測定する工程と、互いに対する前記引っ張り手段の変位の測定も含め、前記引っ張り試験試料の張力を測定する工程と、前記張力測定手段と前記引っ張り力測定手段とからの測定結果を、論理ユニットによって収集する工程と、表示ユニットで測定結果を表示する工程と、を具備した方法であって、前記引っ張り試験試料の直径を非接触で測定する工程であって、それによって前記引っ張り試験試料の非接触測定が前記締め付け手段の変位工程と同時に実行される工程と、前記引っ張り試験試料の直径の非接触測定結果を、引っ張り試験からのの別の結果とともに、前記表示ユニットで表示する工程と、をさらに具備することを特徴とする方法。２．前記引っ張り手段の引っ張り速度を制御する工程をさらに具備し、前記引っ張り手段の引っ張り速度の制御は引っ張り力と張力との測定値の間の関係に依存し、前記引っ張り手段の引っ張り速度制御は前記論理ユニットに接続された引っ張り制御手段によって実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。３．最大引っ張り応力と対応する張力を判定する工程をさらに具備したことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。４．張力測定規準を算出し、表示する工程をさらに具備したことを特徴とする請求項３に記載の方法。５．破断時の引っ張り力を外挿し表示する工程をさらに具備したことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の方法。６．破断時の引っ張り力の外挿での誤りを最小限にするために、最大引っ張り応力の所定の位置で引っ張り力が減少したときに、引っ張り速度を可能な限り最小速度に減速することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の方法。７．破断時の引っ張り力の測定に基づいて、破断時の破断面積を算出し表示する工程をさらに具備したことを特徴とする請求項５または６に記載の方法。８．引っ張り試験試料の取り付けのための第１と第２の締め付け手段と、前記締め付け手段を互いに対して変位させる引っ張り手段と、張力測定手段と、引っ張り力測定手段と、前記張力測定手段と前記引っ張り力測定手段からの測定値を収集する論理ユニットと、測定結果を表示するための表示手段とを具備する引っ張り試験試料の材料試験装置であって、前記張力測定手段は互いに対する締め付け手段の変位を測定する手段を具備し、前記締め付け手段は引っ張り手段の力とは無関係の力で引っ張り試験試料をクランプし、前記引っ張り手段の引っ張り力が印加される方向と垂直方向に締め付け手段内で前記引っ張り試験試料をクランプするジョーを具備しており、前記引っ張り試験試料の直径を非接触で測定するためのものであって、前記引っ張り試験試料の引っ張り位置での測定のために設けられ、測定結果を転送するための前記論理ユニットに接続されたレーザーマイクロメータを備えることを特徴とする装置。９．前記引っ張り手段の引っ張り力と引っ張り速度を制御する引っ張り制御手段を備え、前記引っ張り制御手段は前記論理ユニットに接続され、前記論理ユニットで引っ張り力と張力の間の評価された関係に相応して前記引っ張り手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の装置。