JP2006078345A - Mark setting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、引張試験等において、試験片の変形量を測定する際に用いられる複数の標点を、試験片の表面に設定する標点設定方法に関する。 The present invention relates to a gauge setting method for setting a plurality of gauges used when measuring the amount of deformation of a specimen in a tensile test or the like on the surface of the specimen.
引張試験等において、試験片に複数の標点を付しておき、標点間の距離の変化から試験片の伸び量を測定する方法が知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。この方法においては、作業の効率化の観点より、試験片に対する標点の設定を容易化することが重要である。 In a tensile test or the like, a method is known in which a plurality of test points are attached to a test piece, and the amount of elongation of the test piece is measured from a change in the distance between the test points (for example, see Patent Documents 1 to 4). . In this method, it is important to facilitate the setting of the test point for the test piece from the viewpoint of work efficiency.
従来、標点の設定作業を容易化するために、例えば次の方法が提案されている。すなわち、特許文献１には、一定間隔の目盛が印刷され、裏面に粘着のりが塗布された帯状の標点表示紙を、試験片の全長にわたって貼り付ける方法が開示されている。また、特許文献２には、白色系の塗料を試験片に塗布し、塗料を乾燥させた後に、黒色のペンで塗料の上に標線を描く方法が開示されている。 Conventionally, for example, the following method has been proposed in order to facilitate the setting work of the reference point. That is, Patent Document 1 discloses a method of sticking a strip-shaped mark display paper having scales printed at regular intervals and coated with an adhesive paste on the back surface over the entire length of the test piece. Patent Document 2 discloses a method in which a white paint is applied to a test piece, the paint is dried, and then a marked line is drawn on the paint with a black pen.
また、特許文献１〜４には、引張方向にのみ一次元的に複数の標点を配列し、引張方向の伸び量を測定する方法が開示されている。 Patent Documents 1 to 4 disclose a method in which a plurality of gauge points are arranged one-dimensionally only in the tensile direction and the amount of elongation in the tensile direction is measured.
しかし、上記の特許文献１に記載された方法では、試験片の変形量を精度良く測定するためには標点表示紙を所定方向に正確に貼り付けなければならず、作業が困難である。例えば、引張試験においては、標点表示紙を引張方向に対して真っ直ぐに貼り付けることが難しく、斜めに張り付けてしまった場合、試験片の伸び量を精度良く測定することができない。また、上記の特許文献２に記載された方法では、試験片に塗料を塗布し、塗料を乾燥させる必要があるので、作業に手間や時間がかかってしまう。 However, in the method described in Patent Document 1 described above, in order to accurately measure the deformation amount of the test piece, it is necessary to attach the gage display paper accurately in a predetermined direction, and the operation is difficult. For example, in the tensile test, it is difficult to stick the gage indicating paper straight with respect to the tensile direction, and when the paper is pasted obliquely, the elongation amount of the test piece cannot be measured with high accuracy. Further, in the method described in Patent Document 2, it is necessary to apply the paint to the test piece and dry the paint, so that work takes time and effort.
そこで、本発明は、試験片の変形量を測定する際に用いられる複数の標点を、試験片の表面に容易に設定することができる標点設定方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a standard setting method that can easily set a plurality of standard points used when measuring the deformation amount of a test piece on the surface of the test piece.
また、上記の特許文献１〜４に記載された方法では、一次元的に標点を配列しているので、二次元方向について試験片の変形量を測定することができない。例えば、引張試験において、引張方向の変形量と引張方向に垂直な方向の変形量とを同時に測定することができない。 Moreover, in the method described in said patent document 1-4, since the test mark is arranged in one dimension, the deformation amount of a test piece cannot be measured about a two-dimensional direction. For example, in a tensile test, the amount of deformation in the tensile direction and the amount of deformation in the direction perpendicular to the tensile direction cannot be measured simultaneously.
そこで、他の本発明は、二次元方向についての試験片の変形量の測定を可能とする標点設定方法を提供する。 Therefore, another aspect of the present invention provides a gauge setting method that enables measurement of a deformation amount of a test piece in a two-dimensional direction.
本発明に係る標点設定方法は、試験片の変形量を測定する際に用いられる複数の標点を、試験片の表面に設定する標点設定方法であって、試験片の表面にテープを貼り付けた後に、当該テープの表面に複数の標点を書き入れることを特徴とする。 The mark setting method according to the present invention is a mark setting method for setting a plurality of marks used when measuring the deformation amount of a test piece on the surface of the test piece, and a tape is applied to the surface of the test piece. After pasting, a plurality of marks are written on the surface of the tape.
本発明の好適な態様では、複数の標点を試験片の表面に二次元的に配置する。 In a preferred aspect of the present invention, a plurality of reference points are two-dimensionally arranged on the surface of the test piece.
また、本発明の好適な態様では、テープの表面に複数の標点をプリンタで印刷する。 In a preferred aspect of the present invention, a plurality of marks are printed on the surface of the tape by a printer.
また、他の本発明に係る標点設定方法は、試験片の変形量を測定する際に用いられる複数の標点を、試験片の表面に設定する標点設定方法であって、複数の標点を試験片の表面に二次元的に配置することを特徴とする。 Further, another standard setting method according to the present invention is a standard setting method for setting a plurality of standard points used when measuring the deformation amount of a test piece on the surface of the test piece, The point is two-dimensionally arranged on the surface of the test piece.
本発明によれば、試験片にテープを貼り付けた後に、当該テープの表面に標点を書き入れるので、テープを所定方向に正確に貼り付ける作業や、塗料を塗布・乾燥させる作業を不要とすることができ、試験片の表面に標点を容易に設定することができる。 According to the present invention, since the mark is written on the surface of the tape after the tape is applied to the test piece, the operation of applying the tape accurately in a predetermined direction and the operation of applying and drying the paint are unnecessary. The test point can be easily set on the surface of the test piece.
他の本発明によれば、複数の標点を試験片の表面に二次元的に配置するので、二次元方向についての試験片の変形量の測定が可能となる。 According to another aspect of the present invention, since a plurality of marks are two-dimensionally arranged on the surface of the test piece, the deformation amount of the test piece in the two-dimensional direction can be measured.
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本実施の形態に係る標点設定方法を含む変形量測定方法の概略の工程を示す図である。この変形量測定方法は、試験片に複数の標点を予め設定しておき、標点間の距離の変化から試験片の変形量を測定するものである。以下、図１に従って、この変形量測定方法の手順について説明する。なお、図１に示される工程は、作業者によって手作業で行われてもよいし、装置によって自動的に行われてもよい。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic process of a deformation amount measuring method including a gauge setting method according to the present embodiment. In this deformation amount measuring method, a plurality of test points are set in advance on a test piece, and the deformation amount of the test piece is measured from a change in the distance between the test points. The procedure of this deformation amount measuring method will be described below with reference to FIG. The process shown in FIG. 1 may be performed manually by an operator or automatically by an apparatus.
まず、試験片の表面にテープを貼り付ける（Ｓ１１）。ここで、試験片は、金属や樹脂等の適宜の材料からなる。作業の容易性の観点より、テープに粘着層を設け、この粘着層によってテープを試験片に貼り付けることが好ましい。テープは、試験片の伸びに追従すべく、伸びの大きい材質であることが好ましい。 First, a tape is affixed on the surface of a test piece (S11). Here, a test piece consists of appropriate materials, such as a metal and resin. From the viewpoint of ease of work, it is preferable to provide an adhesive layer on the tape, and to stick the tape to the test piece with this adhesive layer. The tape is preferably made of a material having a large elongation so as to follow the elongation of the test piece.
ついで、試験片に張り付けられたテープの表面に、複数の標点を書き入れる（Ｓ１２）。標点の形状は、例えばドットやライン（標線）であるが、試験片上の位置を示すものであればよい。標点は、一次元的に配置されてもよいし、二次元的に配置されてもよい。例えば、一定間隔で一列に配列されてもよいし、マトリクス状に配列されてもよい。二次元的に標点を配置することとすれば、二次元方向について試験片の変形量を測定することが可能となる。テープに標点を書き入れる方式は、特に限定されないが、作業の容易性や正確性の観点より、プリンタによる印刷が好ましい。 Next, a plurality of marks are written on the surface of the tape attached to the test piece (S12). The shape of the gauge point is, for example, a dot or a line (mark line), but any shape that indicates the position on the test piece may be used. The gauge points may be arranged one-dimensionally or two-dimensionally. For example, it may be arranged in a line at regular intervals, or may be arranged in a matrix. If the gauge points are arranged two-dimensionally, the deformation amount of the test piece can be measured in the two-dimensional direction. The method of writing the mark on the tape is not particularly limited, but printing by a printer is preferable from the viewpoint of ease of operation and accuracy.
ついで、標点が設定された試験片に対し、引張試験、圧縮試験、曲げ試験等を施し、この場合における試験片の変形量を測定する（Ｓ１３）。具体的には、標点間の距離の変化量を測定し、この変化量に基づいて試験片の変形量を求める。標点間の距離の変化量は、適宜の方法で測定することができる。例えば、特許文献３または４に記載されているように、試験中に試験片表面の画像をカメラで撮影し、得られた画像データを画像解析することによって、各時点における標点間の距離の変化量を求めることができる。また例えば、試験前後に標点間の距離を作業者がスケール等で測定することにより、標点間の距離の変化量を求めることができる。 Next, a tensile test, a compression test, a bending test, and the like are performed on the test piece on which the mark is set, and the deformation amount of the test piece in this case is measured (S13). Specifically, the amount of change in the distance between the gauge points is measured, and the amount of deformation of the test piece is obtained based on this amount of change. The amount of change in the distance between the gauge points can be measured by an appropriate method. For example, as described in Patent Document 3 or 4, an image of the surface of the test piece is taken with a camera during the test, and the obtained image data is subjected to image analysis, so that the distance between the gauge points at each time point can be determined. The amount of change can be determined. Further, for example, the amount of change in the distance between the gauge points can be obtained by the operator measuring the distance between the gauge points with a scale or the like before and after the test.
以上、本実施の形態に係る標点設定方法を含む変形量測定方法について概略説明したが、以下、この変形量測定方法について、これを引張試験に適用した場合を例にとって具体的に説明する。 Although the deformation amount measuring method including the gauge setting method according to the present embodiment has been outlined above, the deformation amount measuring method will be specifically described below with reference to an example in which the deformation amount measuring method is applied to a tensile test.
図２は、本実施の形態に係る標点設定方法を含む引張試験方法の詳細な工程を示す図である。この引張試験方法は、試験片に複数の標点を予め設定しておき、引張試験中にカメラで標点を撮影し、得られた画像データを画像解析することにより引張試験中の標点間の距離の変化量を測定し、得られた変化量を利用して真応力および真歪みを求めるものである。図３は、実施の形態に係る標点設定方法の様子を示す図である。図３において、試験片２は、比較的幅の狭い試験片平行部２ａと、その両端に設けられた比較的幅の広い把持部２ｂとから構成されており、引張試験において試験片平行部２ａが破断するようになっている。なお、試験片２は、ここではアルミの板材である。以下、図２、３に従って、引張試験方法の手順について説明する。 FIG. 2 is a diagram showing detailed steps of the tensile test method including the gauge setting method according to the present embodiment. In this tensile test method, a plurality of test points are set in advance on the test piece, the test points are photographed with a camera during the tensile test, and the obtained image data is subjected to image analysis to obtain a distance between the test points in the tensile test. The amount of change in the distance is measured, and the true stress and the true strain are obtained using the obtained amount of change. FIG. 3 is a diagram showing a state of the gauge setting method according to the embodiment. In FIG. 3, the test piece 2 is composed of a test piece parallel portion 2a having a relatively narrow width and a relatively wide gripping portion 2b provided at both ends thereof. In the tensile test, the test piece parallel portion 2a is formed. Is designed to break. The test piece 2 is an aluminum plate material here. Hereinafter, the procedure of the tensile test method will be described with reference to FIGS.
まず、作業者は、初期状態における試験片２の寸法をマイクロメータ等の適宜の測長器で測定する（Ｓ２１）。具体的には、引張方向（図３中Ｙ方向）における試験片平行部２ａの長さ（以下、「板長」と称す）ｌ０と、引張方向に垂直な方向（図３中Ｘ方向）における試験片平行部２ａの長さ（以下、「板幅」と称す）ｗ０と、試験片平行部２ａの厚さ（以下、「板厚」と称す）ｔ０とを測定する。ここでは、板長ｌ０は４．０ｍｍ、板幅ｗ０は３．８ｍｍ、板厚ｔ０は０．６ｍｍである。 First, an operator measures the dimension of the test piece 2 in an initial state with an appropriate length measuring device such as a micrometer (S21). Specifically, the tensile direction length of the test KATAHIRA Gyobu 2a in (in FIG. 3 Y-direction) (hereinafter, referred to as "Itacho") and l 0, a direction perpendicular to the pulling direction (in the figure 3 X direction) The length (hereinafter referred to as “plate width”) w 0 of the test piece parallel portion 2a and the thickness t 0 of the test piece parallel portion 2a (hereinafter referred to as “plate thickness”) are measured. Here, the plate length l 0 is 4.0 mm, the plate width w 0 is 3.8 mm, and the plate thickness t 0 is 0.6 mm.
ついで、作業者は、図３に示されるとおり、テープ１を試験片２の試験片平行部２ａの表面に貼り付ける（Ｓ２２）。ここでは、後述する黒色のドットを鮮明にするため、テープ１として白色のテープを用いる。また、テープ１は、試験片破断までの変形に追従すべく、伸びが大きい材質であり、２０％以上伸び率のあるものである。また、テープ１は、試験片２が破断するまで剥がれない粘着性の良いものである。具体的には、テープ１は、長鎖アルキル系アクリル樹脂にチタン（Ｔｉ）白（顔料）が充填されてなる層と、粘着性を有する層とが積層されてなり、例えば事務用修正テープである。テープ１の膜厚は、１０〜３０μｍ程度である。 Next, the worker attaches the tape 1 to the surface of the test piece parallel part 2a of the test piece 2 as shown in FIG. 3 (S22). Here, a white tape is used as the tape 1 in order to make black dots described later clear. Further, the tape 1 is a material having a large elongation so as to follow the deformation until the test piece breaks, and has an elongation rate of 20% or more. Further, the tape 1 has good adhesiveness that does not peel off until the test piece 2 is broken. Specifically, the tape 1 is formed by laminating a layer in which a long-chain alkyl acrylic resin is filled with titanium (Ti) white (pigment) and an adhesive layer. is there. The film thickness of the tape 1 is about 10 to 30 μm.
ついで、作業者は、テープ１が貼り付けられた試験片２をプリンタ（不図示）にセットし、テープ１の表面に複数の標点をプリンタで印刷する（Ｓ２３）。ここでは、図３に示されるとおり、複数の標点を二次元的に配置する。具体的には、引張方向に対して垂直な方向と平行な方向とに複数のドットｄｉｊ（ｉ，ｊは整数、１≦ｉ≦６、１≦ｊ≦６）を等間隔に配列する。このようなマトリクス状のドットパターンは、市販のパーソナルコンピュータおよび市販の図形作成ソフトウェアを用いることによって容易に作成できる。また、プリンタは、例えば市販のインクジェットプリンタを用いることができる。 Next, the operator sets the test piece 2 on which the tape 1 is attached to a printer (not shown), and prints a plurality of marks on the surface of the tape 1 with the printer (S23). Here, as shown in FIG. 3, a plurality of reference points are two-dimensionally arranged. Specifically, a plurality of dots d ij (i, j are integers, 1 ≦ i ≦ 6, 1 ≦ j ≦ 6) are arranged at equal intervals in a direction perpendicular to the pulling direction and in a parallel direction. Such a matrix-like dot pattern can be easily created by using a commercially available personal computer and commercially available graphic creation software. As the printer, for example, a commercially available ink jet printer can be used.
ついで、作業者は、複数のドットが表面に印刷された試験片２を引張試験装置１００にセットし、引張試験装置１００に対して引張試験の開始を指示する（Ｓ２４）。引張試験装置１００は、この指示に応じて引張試験を実行する（Ｓ２５〜Ｓ２７）。 Next, the operator sets the test piece 2 having a plurality of dots printed on the surface thereof to the tensile test apparatus 100, and instructs the tensile test apparatus 100 to start a tensile test (S24). The tensile test apparatus 100 performs a tensile test in response to this instruction (S25 to S27).
ここで、引張試験装置１００の構成について説明する。図４は、引張試験装置１００の構成を示すブロック図である。図４において、引張試験装置１００は、引張試験機１０、カメラ２０、解析コンピュータ３０、および制御コンピュータ４０を備えている。 Here, the configuration of the tensile test apparatus 100 will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the tensile test apparatus 100. In FIG. 4, the tensile test apparatus 100 includes a tensile tester 10, a camera 20, an analysis computer 30, and a control computer 40.
引張試験機１０は、移動係止具１１、荷重検出器１２、および引張変位検出器１３を備えている。試験片２の両側の把持部２ｂは、一方が移動係止具１１に支持され、他方が荷重検出器１２に支持される。移動係止具１１は、不図示の駆動装置により、試験片２を延伸させる方向に移動するものである。荷重検出器１２は、試験片２に作用する引張荷重を検出するセンサである。引張変位検出器１３は、移動前の移動係止具１１の位置を始点とし、その移動距離を検出するセンサである。 The tensile testing machine 10 includes a movement locking tool 11, a load detector 12, and a tensile displacement detector 13. One of the grip portions 2 b on both sides of the test piece 2 is supported by the movement locking tool 11 and the other is supported by the load detector 12. The movement locking tool 11 is moved in a direction in which the test piece 2 is stretched by a driving device (not shown). The load detector 12 is a sensor that detects a tensile load acting on the test piece 2. The tensile displacement detector 13 is a sensor that detects the movement distance from the position of the movement locking tool 11 before movement.
カメラ２０は、試験片２の表面を撮影して画像データを得る撮像装置である。解析コンピュータ３０は、カメラ２０により得られた画像データと、荷重検出器１２により得られた荷重データと、引張変位検出器１３により得られた変位データとに基づいて、真応力、真歪み、公称応力、および公称歪みを算出する。制御コンピュータ４０は、引張試験装置１００全体を制御する。 The camera 20 is an imaging device that obtains image data by photographing the surface of the test piece 2. Based on the image data obtained by the camera 20, the load data obtained by the load detector 12, and the displacement data obtained by the tensile displacement detector 13, the analysis computer 30 performs true stress, true strain, nominal Calculate stress and nominal strain. The control computer 40 controls the entire tensile test apparatus 100.
次に、図４を参照しながら、図２における引張試験装置１００の動作手順（Ｓ２５〜Ｓ２７）について説明する。 Next, the operation procedure (S25 to S27) of the tensile test apparatus 100 in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
制御コンピュータ４０は、作業者から引張試験開始の指示を受けると、引張試験機１０に対して開始信号を送出する。引張試験機１０は、この開始信号に応じて、移動係止具１１の移動を開始させ、試験片２に対する引張試験を開始する（Ｓ２５）。 When receiving an instruction to start a tensile test from an operator, the control computer 40 sends a start signal to the tensile tester 10. In response to this start signal, the tensile tester 10 starts the movement of the movable locking tool 11 and starts a tensile test on the test piece 2 (S25).
引張試験の最中、荷重検出器１２は引張荷重を随時検出し、引張変位検出器１３は引張変位を随時検出し、カメラ２０は試験片２の表面を随時撮影する（Ｓ２６）。荷重検出器１２は、検出された荷重データＰ（ｔ）を制御コンピュータ４０に送る。ここでは、荷重データＰ（ｔ）は、各時点ｔにおける荷重を示すデジタルデータである。引張変位検出器１３は、検出された変位データａ（ｔ）を制御コンピュータ４０に送る。ここでは、変位データａ（ｔ）は、各時点ｔにおける変位を示すデジタルデータである。制御コンピュータ４０は、引張試験機１０から受けた荷重データＰ（ｔ）および変位データａ（ｔ）を解析コンピュータ３０に送る。また、制御コンピュータ４０は、荷重データＰ（ｔ）の立ち上がりを検出すると、カメラ２０に対して撮影開始信号を送出する。この撮影開始信号に応じて、カメラ２０は、試験片２の撮影を開始する。カメラ２０は、一定時間間隔で試験片２の撮影を行い、得られた各時点ｔでの画像データを解析コンピュータ３０に送る。 During the tensile test, the load detector 12 detects the tensile load as needed, the tensile displacement detector 13 detects the tensile displacement as needed, and the camera 20 photographs the surface of the test piece 2 as needed (S26). The load detector 12 sends the detected load data P (t) to the control computer 40. Here, the load data P (t) is digital data indicating the load at each time point t. The tensile displacement detector 13 sends the detected displacement data a (t) to the control computer 40. Here, the displacement data a (t) is digital data indicating the displacement at each time point t. The control computer 40 sends the load data P (t) and displacement data a (t) received from the tensile tester 10 to the analysis computer 30. Further, when the control computer 40 detects the rise of the load data P (t), it sends a shooting start signal to the camera 20. In response to this imaging start signal, the camera 20 starts imaging the test piece 2. The camera 20 images the test piece 2 at regular time intervals, and sends the obtained image data at each time point t to the analysis computer 30.
試験片２の破断後、解析コンピュータ３０は、得られたデータに基づいて、破断部付近の真応力および真歪み、並びに、公称応力および公称歪みを算出する（Ｓ２７）。図５は、引張試験における試験片２の変化の様子を模式的に示す図である。以下、図５を参照しながら、真応力、真歪み、公称応力、および公称歪みのそれぞれの算出手順について説明する。なお、初期状態における、板長ｌ０、板幅ｗ０、および板厚ｔ０は、作業者によって解析コンピュータ３０に予め入力されているものとする。 After the test piece 2 is ruptured, the analysis computer 30 calculates the true stress and true strain near the rupture portion, as well as the nominal stress and nominal strain, based on the obtained data (S27). FIG. 5 is a diagram schematically showing a change state of the test piece 2 in the tensile test. Hereinafter, with reference to FIG. 5, a calculation procedure for each of true stress, true strain, nominal stress, and nominal strain will be described. It is assumed that the plate length l 0 , the plate width w 0 , and the plate thickness t 0 in the initial state are previously input to the analysis computer 30 by the operator.
（真応力）
まず、解析コンピュータ３０は、画像データを画像解析することにより、試験片２の破断部に近いドットのうち、ドット間距離が最大となる２つのドットを選択する。図５においては、ドットｄ４１およびドットｄ４６が選択される。なお、このドットの選択は、ディスプレイやマウス等のユーザインタフェースを介して作業者によって行われてもよい。
(True stress)
First, the analysis computer 30 performs image analysis on the image data to select two dots having the maximum inter-dot distance among the dots close to the fracture portion of the test piece 2. In FIG. 5, the dot d 41 and the dot d 46 are selected. The dot selection may be performed by the operator via a user interface such as a display or a mouse.
ついで、解析コンピュータ３０は、初期状態における画像データを解析することにより、選択された２つのドットｄ４１，ｄ４６間の初期状態におけるＸ方向の距離Ｘ０を求める。ここで、距離Ｘ０は例えば画素数で表される。 Next, the analysis computer 30 analyzes the image data in the initial state to obtain a distance X 0 in the X direction in the initial state between the two selected dots d 41 and d 46 . Here, the distance X 0 is represented by, for example, the number of pixels.
ついで、解析コンピュータ３０は、画像データの解析により、引張試験中の各時点ｔにおける、ドットｄ４１，ｄ４６間のＸ方向の距離Ｘ（ｔ）を求める。そして、引張試験中の各時点ｔにおけるドット間距離の減少率Ｘ（ｔ）／Ｘ０を算出する。そして、板幅および板厚がドット間距離と同様の減少率で減少していくとみなし、引張試験中の各時点ｔにおける試験片２の断面積Ｓ（ｔ）を、下記式
Ｓ（ｔ）＝ｗ０・（Ｘ（ｔ）／Ｘ０）×ｔ０・（Ｘ（ｔ）／Ｘ０）
により算出する。
Next, the analysis computer 30 obtains a distance X (t) in the X direction between the dots d 41 and d 46 at each time point t during the tensile test by analyzing the image data. Then, a reduction rate X (t) / X 0 of the inter-dot distance at each time point t during the tensile test is calculated. Then, it is assumed that the plate width and the plate thickness decrease at the same reduction rate as the inter-dot distance, and the cross-sectional area S (t) of the test piece 2 at each time point t during the tensile test is expressed by the following equation = W 0 · (X (t) / X 0 ) × t 0 · (X (t) / X 0 )
Calculated by
ついで、解析コンピュータ３０は、引張試験中の各時点ｔにおける荷重Ｐ（ｔ）を、算出した断面積Ｓ（ｔ）で割り、引張試験中の各時点ｔにおける真応力σ（ｔ）＝Ｐ（ｔ）／Ｓ（ｔ）を算出する。 Next, the analysis computer 30 divides the load P (t) at each time point t during the tensile test by the calculated cross-sectional area S (t), and the true stress σ (t) = P (at each time point t during the tensile test. t) / S (t) is calculated.
（真歪み）
まず、解析コンピュータ３０は、画像データを画像解析することにより、試験片２の破断部を挟んで対向し、破断部に隣接する一対または複数対のドットを選択する。ここでは、二対のドットを選択することとする。図５においては、ドット対（ｄ３１，ｄ４１）およびドット対（ｄ３６，ｄ４６）が選択される。なお、このドットの選択は、ディスプレイやマウス等のユーザインタフェースを介して作業者によって行われてもよい。
(True distortion)
First, the analysis computer 30 performs image analysis on the image data to select a pair or a plurality of pairs of dots that are opposed to each other with the fracture portion of the test piece 2 sandwiched therebetween and adjacent to the fracture portion. Here, two pairs of dots are selected. In FIG. 5, a dot pair (d 31 , d 41 ) and a dot pair (d 36 , d 46 ) are selected. The dot selection may be performed by the operator via a user interface such as a display or a mouse.
ついで、解析コンピュータ３０は、初期状態における画像データを解析することにより、選択されたドットｄ３１，ｄ４１間の初期状態におけるＹ方向の距離Ｙ１０およびドットｄ３６，ｄ４６間の初期状態におけるＹ方向の距離Ｙ２０を求める。ここで、距離Ｙ１０およびＹ２０は例えば画素数で表される。 Next, the analysis computer 30 analyzes the image data in the initial state to thereby detect the distance Y1 0 in the Y direction in the initial state between the selected dots d 31 and d 41 and the initial state between the dots d 36 and d 46 . determining the distance Y2 0 in the Y direction. Here, the distances Y1 0 and Y2 0 are represented by the number of pixels, for example.
ついで、解析コンピュータ３０は、画像データの解析により、引張試験中の各時点ｔにおける、ドットｄ３１，ｄ４１間のＹ方向の距離Ｙ１（ｔ）およびドットｄ３６，ｄ４６間のＹ方向の距離Ｙ２（ｔ）を求める。 Next, the analysis computer 30 analyzes the image data by analyzing the Y direction distance Y1 (t) between the dots d 31 and d 41 and the Y direction between the dots d 36 and d 46 at each time point t during the tensile test. The distance Y2 (t) is obtained.
そして、引張試験中の各時点ｔにおけるドット間距離の増加率｛Ｙ１（ｔ）−Ｙ１０｝／Ｙ１０および｛Ｙ２（ｔ）−Ｙ２０｝／Ｙ２０を算出し、これら２つの増加率の平均値を真歪みε（ｔ）とする。 Then, increase rates {Y1 (t) −Y1 0 } / Y1 0 and {Y2 (t) −Y2 0 } / Y2 0 of the distance between dots at each time point t during the tensile test are calculated, and these two increase rates are calculated. Is the true strain ε (t).
（公称応力）
解析コンピュータ３０は、引張試験中の各時点ｔにおける荷重Ｐ（ｔ）を、初期状態における断面積（ｗ０・ｔ０）で割り、引張試験中の各時点ｔにおける公称応力ｓ（ｔ）＝Ｐ（ｔ）／（ｗ０・ｔ０）を算出する。
(Nominal stress)
The analysis computer 30 divides the load P (t) at each time point t during the tensile test by the cross-sectional area (w 0 · t 0 ) in the initial state, and the nominal stress s (t) = at each time point t during the tensile test = P (t) / (w 0 · t 0 ) is calculated.
（公称歪み）
解析コンピュータ３０は、引張試験中の各時点ｔにおける変位ａ（ｔ）を、初期状態における板長ｌ０で割り、引張試験中の各時点ｔにおける公称歪みｅ（ｔ）＝ａ（ｔ）／ｌ０を算出する。
(Nominal distortion)
Analysis computer 30, the displacement a (t) at each time point t during the tensile test, divided by the plate length l 0 in the initial state, the nominal strain at each time point t during the tensile test e (t) = a (t) / to calculate the l 0.
図６、７に、本実施の形態における引張試験の試験結果を示す。ここでは、試験片２は５０００系アルミの板材であり、歪み速度は２００ｓ−１である。図６は、引張試験においてカメラ２０で撮影された試験片２の画像である。図６には、初期状態、引張試験中、および破断後の試験片２の画像が並べられている。図７は、解析コンピュータ３０の解析結果から得られた応力−歪み線図である。図７には、真応力−真歪み線図Ｌ１と、公称応力−公称歪み線図Ｌ２とが示されている。 6 and 7 show the test results of the tensile test in the present embodiment. Here, the test piece 2 is a plate material of 5000 series aluminum, and the strain rate is 200 s −1 . FIG. 6 is an image of the test piece 2 taken by the camera 20 in the tensile test. In FIG. 6, images of the test piece 2 in the initial state, during the tensile test, and after the fracture are arranged. FIG. 7 is a stress-strain diagram obtained from the analysis result of the analysis computer 30. FIG. 7 shows a true stress-true strain diagram L1 and a nominal stress-nominal strain diagram L2.
本実施の形態によれば、以下の効果が得られる。 According to the present embodiment, the following effects can be obtained.
（１）標点が印刷済みのテープを試験片に貼り付ける方法（特許文献１に記載の方法）では、変形量を精度良く測定するためにはテープを所定方向に正確に貼り付けなければならず、作業が困難である。これに対し、本実施の形態では、試験片にテープを貼り付けた後にテープ表面に標点を書き入れるので、テープの貼り付け方向は変形量の測定精度に影響を及ぼさない。このため、本実施の形態によれば、テープを所定方向に正確に貼り付ける必要がなく、作業を容易化することができる。別の言い方をすると、標点が印刷済みのテープを試験片に貼り付ける方法では、テープを斜めに張り付けてしまった場合、試験片の変形量を精度良く測定することができない。これに対し、本実施の形態では、テープ貼り付け時に発生し得るゆがみは変形量の測定精度に影響を与えないので、精度の良い測定が可能となる。 (1) In the method of sticking a tape with printed marks on the test piece (the method described in Patent Document 1), in order to accurately measure the amount of deformation, the tape must be stuck in a predetermined direction accurately. It is difficult to work. On the other hand, in this embodiment, since the mark is written on the tape surface after the tape is applied to the test piece, the tape application direction does not affect the measurement accuracy of the deformation amount. For this reason, according to this Embodiment, it is not necessary to stick a tape correctly in a predetermined direction, and work can be facilitated. In other words, in the method of sticking a tape with printed marks on the test piece, the amount of deformation of the test piece cannot be measured with high accuracy if the tape is attached obliquely. On the other hand, in the present embodiment, distortion that may occur at the time of applying the tape does not affect the measurement accuracy of the amount of deformation, so that accurate measurement is possible.
（２）標点が印刷済みのテープを試験片に貼り付ける方法（特許文献１に記載の方法）では、変形量を精度良く測定するためにはテープの伸びが発生しないようにテープを貼り付けなければならず、作業が困難である。これに対し、本実施の形態では、試験片にテープを貼り付けた後にテープ表面に標点を書き入れるので、テープ貼り付け時のテープの伸びは変形量の測定精度に影響を及ぼさない。このため、本実施の形態によれば、テープの伸びを気にすることなく貼り付け作業を行うことができ、作業を容易化することができる。別の言い方をすると、標点が印刷済みのテープを試験片に貼り付ける方法では、テープ貼り付け時にテープの伸びが発生してしまった場合、試験片の変形量を精度良く測定することができない。これに対し、本実施の形態では、テープ貼り付け時に発生し得る伸びは変形量の測定精度に影響を与えないので、精度の良い測定が可能となる。 (2) In the method of pasting a tape with printed marks on the test piece (the method described in Patent Document 1), in order to accurately measure the amount of deformation, the tape is stuck so that the tape does not stretch. It must be difficult to work. On the other hand, in this embodiment, since the mark is written on the tape surface after the tape is applied to the test piece, the elongation of the tape at the time of applying the tape does not affect the measurement accuracy of the deformation amount. For this reason, according to this Embodiment, a sticking operation | work can be performed without minding the elongation of a tape, and an operation | work can be made easy. In other words, with the method of sticking a tape with printed marks on the test piece, the amount of deformation of the test piece cannot be measured accurately if the tape stretches when the tape is applied. . On the other hand, in the present embodiment, the elongation that can occur at the time of attaching the tape does not affect the measurement accuracy of the amount of deformation, so that accurate measurement is possible.
（３）標点が印刷済みのテープを試験片に貼り付ける方法（特許文献１に記載の方法）では、テープ貼り付け時のテープの伸びが測定精度を低下させるので、伸びの少ない材質のテープを用いることが望ましい。しかし、伸びの少ないテープを使用した場合、特に伸びの大きな試験片では、試験片の伸び量とテープの伸び量に差が発生し、正確な伸び量を測定することができない。これに対し、本実施の形態では、試験片にテープを貼り付けた後にテープ表面に標点を書き入れるので、テープ貼り付け時のテープの伸びは測定精度に影響を及ぼさない。このため、本実施の形態では、試験片の伸びに追従する伸びの大きい材質のテープを使用することができ、引張方向の変形量を高い精度で測定することができる。 (3) In the method of pasting a tape with printed marks on the test piece (the method described in Patent Document 1), the tape elongation at the time of tape affixing reduces the measurement accuracy, so the tape is made of a material with little elongation. It is desirable to use However, when a tape having a small elongation is used, particularly in a test piece having a large elongation, a difference occurs between the elongation amount of the test piece and the elongation amount of the tape, and the accurate elongation amount cannot be measured. On the other hand, in the present embodiment, since the mark is written on the tape surface after the tape is attached to the test piece, the elongation of the tape at the time of attaching the tape does not affect the measurement accuracy. For this reason, in this embodiment, a tape made of a material having a large elongation that follows the elongation of the test piece can be used, and the amount of deformation in the tensile direction can be measured with high accuracy.
（４）試験片にテープを貼り付けた後にテープの表面に複数の標点をプリンタで印刷するので、複数の標点をテープ表面の所望の位置に正確に書き入れることができる。また、複雑な標点パターンであっても、正確かつ容易に書き入れることができる。例えば、引張方向に対して垂直方向および平行方向に、複数のドットをマトリクス状に正確かつ容易に配列することができる。 (4) Since a plurality of marks are printed on the surface of the tape after affixing the tape to the test piece, the marks can be accurately written at desired positions on the tape surface. Further, even a complicated mark pattern can be written accurately and easily. For example, a plurality of dots can be accurately and easily arranged in a matrix in a direction perpendicular to and parallel to the tensile direction.
（５）特許文献１〜４に記載の技術では、標点を試験片に一次元的に配列している。このため、例えば引張試験において、引張方向の変形量と引張方向に垂直な方向の変形量とを同時に測定することができない。これに対し、本実施の形態によれば、複数の標点を試験片の表面に二次元的に配置するので、二次元方向について試験片の変形量を求めることができる。具体的には、引張試験において引張方向および引張方向に垂直な方向（幅方向）に標点を配列することにより、引張方向に配列された標点を用いて引張方向の試験片の歪みを求めることができ、幅方向に配列された標点を用いて幅方向の試験片の歪みを求めることができる。これにより、引張試験において、真応力および真歪みを同時に測定することができる。 (5) In the techniques described in Patent Documents 1 to 4, the gauge points are arranged one-dimensionally on the test piece. For this reason, for example, in a tensile test, the amount of deformation in the tensile direction and the amount of deformation in the direction perpendicular to the tensile direction cannot be measured simultaneously. On the other hand, according to the present embodiment, since a plurality of reference points are two-dimensionally arranged on the surface of the test piece, the deformation amount of the test piece can be obtained in the two-dimensional direction. Specifically, in the tensile test, by arranging the gauge points in the tensile direction and the direction perpendicular to the tensile direction (width direction), the strain of the test piece in the tensile direction is obtained using the gauge points arranged in the tensile direction. It is possible to determine the distortion of the test piece in the width direction using the marks arranged in the width direction. Thereby, in a tensile test, a true stress and a true strain can be measured simultaneously.
なお、当該効果は、テープに複数の標点を書き入れた後に当該テープを試験片に貼り付ける場合においても得られる。また、当該効果は、試験片に複数の標点を直接書き入れる場合においても得られる。 In addition, the said effect is acquired also when affixing the said tape on a test piece, after writing a some mark on a tape. Moreover, the said effect is acquired also when writing a some test mark directly in a test piece.
（６）塗料を試験片に塗布し、塗料を乾燥させた後に、塗料の上に標線を描く方法（特許文献２に記載の方法）では、試験片に塗料を塗布・乾燥させる必要があるので、作業に手間や時間がかかってしまう。これに対し、本実施の形態では、試験片にテープを貼り付けた後にテープ表面に標点を書き入れるので、塗料を塗布・乾燥させる必要がなく、標点設定作業を容易化することができる。 (6) After applying the paint to the test piece and drying the paint, the method of drawing a marked line on the paint (the method described in Patent Document 2) requires the paint to be applied to the test piece and dried. Therefore, it takes time and effort to work. On the other hand, in this embodiment, since the mark is written on the tape surface after the tape is attached to the test piece, it is not necessary to apply and dry the paint, and the mark setting work can be facilitated.
（７）試験片に標点を直接書き入れる方法では、標点を書き入れる前に試験片の表面を研磨、脱脂しなければならず、前準備に時間がかかってしまう。これに対して、本実施の形態では、試験片にテープを貼り、その上に標点を書き入れるので、表面研磨作業や脱脂作業等の前処理を省略することが可能となる。これにより、標点設定作業の容易化や、試験時間の短縮を図ることができる。 (7) In the method of directly writing the mark on the test piece, the surface of the test piece must be polished and degreased before writing the mark, which takes time for preparation. On the other hand, in the present embodiment, a tape is attached to a test piece and a mark is written thereon, so that pretreatment such as surface polishing work and degreasing work can be omitted. As a result, it is possible to facilitate the reference point setting work and shorten the test time.
（８）試験片に標点を直接書き入れる方法では、試験片の色によっては、試験片と標点とのコントラストを高くすることが困難である。試験片と標点とのコントラストが低いと、画像解析の精度が落ちてしまう。これに対し、本実施の形態では、試験片にテープを貼り、その上に標点を書き入れるので、標点の色とその背景（テープ）の色とを自由に設定することができ、標点とその背景とのコントラストを高くすることができる。例えば、テープを白色とし、標点を黒色とすることにより、高いコントラストを得ることができる。これにより、画像品質を向上させることができ、測定精度を向上させることができる。 (8) In the method of directly writing the mark on the test piece, it is difficult to increase the contrast between the test piece and the mark depending on the color of the test piece. If the contrast between the test piece and the test mark is low, the accuracy of the image analysis is lowered. On the other hand, in this embodiment, since a tape is attached to a test piece and a mark is written thereon, the color of the mark and the color of the background (tape) can be freely set. And the contrast with the background can be increased. For example, high contrast can be obtained by making the tape white and the mark black. Thereby, image quality can be improved and measurement accuracy can be improved.
（９）試験片に標点を直接書き入れる方法では、試験片の変形とともに標点が不鮮明になり、破断までを画像解析することができない。これに対し、本実施の形態では、試験片破断までの変形に追従する伸びが大きなテープを試験片に貼り、その上に標点を書き入れるので、破断まで標点を読み取ることが可能となり、破断時の真応力−真歪みの測定が可能となる。 (9) In the method of directly writing the mark on the test piece, the mark becomes unclear with the deformation of the test piece, and image analysis up to the break cannot be performed. On the other hand, in the present embodiment, a tape with a large elongation following the deformation until the test piece breaks is attached to the test piece, and a mark is written on the tape. The true stress-true strain at the time can be measured.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明が上記の実施の形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、標点の利用方法、すなわち標点をどのように処理してどのような変化量を測定するかは、特に限定されない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to said embodiment. For example, there are no particular limitations on the method of using the mark, that is, how the mark is processed and what amount of change is measured.
１ テープ、２ 試験片、２ａ 試験片平行部、２ｂ 把持部、１０ 引張試験機、１１ 移動係止具、１２ 荷重検出器、１３ 引張変位検出器、２０ カメラ、３０ 解析コンピュータ、４０ 制御コンピュータ、１００ 引張試験装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tape, 2 Test piece, 2a Test piece parallel part, 2b Gripping part, 10 Tensile tester, 11 Movement locking device, 12 Load detector, 13 Tensile displacement detector, 20 Camera, 30 Analysis computer, 40 Control computer, 100 Tensile test device.
Claims (4)
試験片の表面にテープを貼り付けた後に、当該テープの表面に複数の標点を書き入れることを特徴とする標点設定方法。 A standard setting method for setting a plurality of standard points used when measuring the deformation amount of a test piece on the surface of the test piece,
A method for setting a gage, wherein a plurality of gage points are written on the surface of the tape after a tape is applied to the surface of the test piece.
複数の標点を試験片の表面に二次元的に配置することを特徴とする標点設定方法。 The mark setting method according to claim 1,
A method for setting a mark, characterized in that a plurality of marks are arranged two-dimensionally on the surface of a test piece.
テープの表面に複数の標点をプリンタで印刷することを特徴とする標点設定方法。 It is a gage setting method according to claim 1 or 2,
A mark setting method, wherein a plurality of marks are printed on a surface of a tape by a printer.
複数の標点を試験片の表面に二次元的に配置することを特徴とする標点設定方法。 A standard setting method for setting a plurality of standard points used when measuring the deformation amount of a test piece on the surface of the test piece,
A method for setting a mark, characterized in that a plurality of marks are arranged two-dimensionally on the surface of a test piece.
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