JP2014235164A - クーポンの荷重試験を行うための装置および方法 - Google Patents

クーポンの荷重試験を行うための装置および方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014235164A
JP2014235164A JP2014109283A JP2014109283A JP2014235164A JP 2014235164 A JP2014235164 A JP 2014235164A JP 2014109283 A JP2014109283 A JP 2014109283A JP 2014109283 A JP2014109283 A JP 2014109283A JP 2014235164 A JP2014235164 A JP 2014235164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
linkage
assembly
lever
coupon
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
JP2014109283A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6374220B2 (ja
Inventor
マックス ユー． キスマートン，
Max U Kismarton
マックス ユー． キスマートン，
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.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
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 Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of JP2014235164A publication Critical patent/JP2014235164A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6374220B2 publication Critical patent/JP6374220B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/04—Chucks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/04—Chucks, fixtures, jaws, holders or anvils
    • G01N2203/0405—Features allowing alignment between specimen and chucks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/04—Chucks, fixtures, jaws, holders or anvils
    • G01N2203/0435—Chucks, fixtures, jaws, holders or anvils modifying the type of the force applied, e.g. the chuck transforms a compressive machine for applying a bending test

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

【課題】クーポンに、引張荷重または圧縮荷重を加える時、試験片の幅方向に均一に荷重を加ええることができる試験片把持機構を提供する。【解決手段】クーポン１１の荷重試験を行うための装置１０は、試験フレーム１２と、試験フレーム１２に接続され離間した荷重平衡組立体１６ａ、１６ｂの対を含む。荷重平衡組立体１６ａ、１６ｂは、試験フレーム１２に接続された荷重平準化機構１６０と、離間した複数の荷重プレート５４とを含み、複数の荷重プレート５４は荷重平準化機構１６０に枢動可能に接続された第１の端部と、第２の端部とを有し、各荷重プレート５４の第２の端部は、クーポン１１の一端と摩擦係合するように構成された摩擦ホルダ１０４を含む。荷重平衡組立体１６ａ、１６ｂの対のうちの少なくとも一方は、対向した荷重平衡組立体１６ａ、１６ｂに対して運動の軸Ｘに沿って可動である。【選択図】図２

Description

本開示は一般に、材料の荷重試験に関し、より具体的には、サンプル材料のクーポンの荷重試験を行うための装置および方法に関する。
材料の強度特性および挙動に関する情報は、特に航空宇宙産業ではコンポーネントおよび部品の設計において非常に重要である。通常、そのような情報は、材料のサンプルの荷重試験を行い、様々な荷重条件下でのサンプルの挙動を観測することによって発見される。例えば、クーポンとして知られる材料の小サンプルに、引張荷重または圧縮荷重が加えられて、破壊試験が行われる場合がある。
クーポンは通常、試験用の治具または機械への取付け用に構成された固有の特徴を含むように製作される。例えば、クーポン上に幾つかのタブが作られ、タブに穴が開けられて、これらのタブが試験治具にボルト留めされる。試験が完結したら、クーポンのボルトを外して、試験治具から取り出さなければならない。したがって、新しい材料を試験する過程は、時間も費用もかかる可能性がある。例えば、クーポンを製作して試験する過程は、２ヶ月から６ヶ月かかる場合がある。
新規の複合材料の開発に伴って、その複合材料および複合材料の様々な構成の試験に関わる時間と費用は、あまりにも大きくなる可能性がある。例えば、多くの異なる層の組み合わせを有する複合構造は、桁違いに多くのクーポン試験を必要とするであろう。
それゆえ、当業者は、材料荷重試験の分野における研究および開発努力を続けている。
一実施形態では、本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置は、試験フレームと、試験フレームに接続された離間した荷重平衡組立体の対とを含むことができ、荷重平衡組立体の対の各荷重平衡組立体は、試験フレームに接続された荷重平準化機構と、離間した複数の荷重プレートとを含み、複数の荷重プレートの各荷重プレートは、荷重平準化機構に枢動可能に接続された第１の端部と、第２の端部とを有し、各荷重プレートの第２の端部は、クーポンの一端と摩擦係合するように構成された摩擦ホルダを含み、ここで、荷重平衡組立体の対のうちの少なくとも一方の荷重平衡組立体は、クーポンに荷重を伝えるために、対向した荷重平衡組立体に対して、運動の軸に沿って可動である。
別の実施形態では、本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置は、クーポンの一端を保持しかつ軸に沿った運動に応じてクーポンに軸方向荷重を伝えるように構成された、少なくとも１つの荷重平衡組立体を含むことができ、この荷重平衡組立体は、荷重平準化機構と、離間した複数の荷重プレートとを含み、複数の荷重プレートの各荷重プレートは、第１の端部と第２の端部とを有し、第１の端部は、荷重平準化機構に枢動可能に接続され、第２の端部は、クーポンの一端と摩擦係合するように構成された摩擦ホルダを含む。
別の実施形態では、本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置は、クーポンの一端を保持しかつ軸に沿った運動に応じてクーポンに軸方向荷重を伝えるように構成された、少なくとも１つの荷重平衡組立体を含むことができ、この荷重平衡組立体は、荷重平準化機構と、離間した複数の荷重プレートとを含み、複数の荷重プレートの各荷重プレートは、第１の端部と第２の端部とを有し、第１の端部は、荷重平準化機構に枢動可能に接続され、第２の端部は、クーポンの一端と摩擦係合するように構成された摩擦ホルダを含み、摩擦ホルダは、開口部内で荷重プレートに調整可能に接続された少なくとも１つの把持くさびを含むことができ、この把持くさびは、クーポンの実質的に平坦な表面と摩擦係合するように構成されており、摩擦ホルダはさらに、開口部内で把持くさびを位置決めするように構成された調整機構と、把持くさびと荷重プレートとを相互接続するように構成されたコネクタとを含むことができ、このコネクタは、荷重プレートに対する把持くさびの運動を可能にするように構成されている。
別の実施形態では、クーポンの荷重試験を行うための方法が開示され、この方法は、（１）試験クーポンを用意するステップと、（２）荷重平衡組立体の対を用意するステップであって、各荷重平衡組立体が、荷重平準化機構と、離間した複数の荷重プレートを含み、複数の荷重プレートの各荷重プレートが、第１の端部と第２の端部とを含み、第１の端部は、荷重平準化機構に枢動可能に接続され、第２の端部は、摩擦ホルダを含む、ステップと、（３）荷重平衡組立体の対の間にクーポンを接続するステップと、（４）クーポンに荷重を加えるステップと、を含むことができる。
本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置および方法の他の実施形態は、以下の詳細な説明、添付の図面、および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置の一実施形態の、正面および側面の斜視図である。 本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置の、側面図である。 本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置の、正面図である。 本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置を示す、ブロック図である。 本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置の荷重平衡組立体の一実施形態の、正面および側面の斜視図である。 荷重平衡組立体の側面図である。 荷重平衡組立体の正面図である。 荷重平衡組立体の拡大正面図である。 本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置の摩擦ホルダの一実装態様の、側面概略図である。 本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置の摩擦ホルダの別の実施態様の、側面概略図である。 本開示のクーポンの荷重試験を行うための方法の、流れ図である。
以下の詳細な説明は、本開示の特定の実施形態を示す添付の図面を参照する。異なる構造および動作を有する他の実施形態は、本開示の範囲から逸脱しない。異なる図面において、同様の参照番号は、同一の要素またはコンポーネントを指しうる。
図１を参照すると、全体が１０で表された、本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置は、試験フレーム１２、少なくとも１つの荷重組立体１４、および荷重平衡組立体１６ａ、１６ｂの対（概して、平衡組立体１６）を含みうる。装置１０は、圧縮荷重および引張荷重の両方の下で、特にピーク荷重状態の下で、クーポン１１の荷重試験に使用して、クーポン１１を形成する材料または複数の材料の挙動を判定することができる。各荷重平衡組立体１６は、摩擦を介してクーポン１１の一端を把持しかつ保持するように構成された摩擦ホルダ１０４と、クーポン１１の幅にわたって実質的に均一に荷重を分布するように構成された、機械的な荷重平準化機構１６０とを含むことができる。
クーポン１１は、材料の強度特性を測定するための破壊試験を行うことができる、材料の小サンプルである。一例として、クーポン１１は、２０インチ掛ける６０インチのサンプル材料のストリップとすることができる。しかし、クーポン１１は、任意の幾何学的形状および寸法を有することができる。
荷重平衡組立体１６ａ、１６ｂの対は、２つの対向した端部において、クーポン１１をしっかりと保持することができる。荷重平衡組立体１６ａ、１６ｂのそれぞれは、それに応じた寸法のクーポン１１を把持しかつ保持するのに適した寸法とすることができる。荷重組立体１４は、荷重平衡組立体１６のうちの少なくとも一方を単一の軸Ｘ（図２）に沿って動かすことにより、クーポン１１に荷重（例えば、引張荷重または圧縮荷重）を送ることができる。
試験フレーム１２は、フレーム１２を支持面に対して概ね垂直な配向で支持するように構成された、ベース部材１８を含むことができる。ベース部材１８は、全体的に正方形または長方形の形状を有することができるが、任意の他の幾何学的形状も企図される。
試験フレーム１２を画定するために、複数のフレーム部材がベース部材１８に接続されうる。例えば、離間した４つのフレーム部材が、全体的に長方形の試験フレーム１２を画定しうる。４つのフレーム部材は、第１のフレーム部材２０、第２のフレーム部材２２、第３のフレーム部材２４、および第４のフレーム部材２６を含みうる。各フレーム部材２０、２２、２４、２６は、ベース部材１８に堅固に接続された第１の端部（例えば、下端部）を含みうる。例えば、各フレーム部材２０、２２、２４、２６の第１の端部は、ベース部材１８の各隅部においてまたはその近傍に、堅固に接続されうる。
複数のフレーム支持部材が、フレーム部材同士を相互接続しうる。例えば、４つのフレーム支持部材が、平行したフレーム部材の第２の端部（例えば、上端部）間に延在しうる。４つのフレーム支持部材は、第１のフレーム支持部材２８、第２のフレーム支持部材３０、第３のフレーム支持部材３２、および第４のフレーム支持部材３４を含みうる。第１のフレーム支持部材２８は、第１のフレーム部材２０の第２の端部と第２のフレーム部材２２の第２の端部とを相互接続しうる。第２のフレーム支持部材３０は、第３のフレーム部材２４の第２の端部と第４のフレーム部材２６の第２の端部とを相互接続しうる。第３のフレーム支持部材３２は、第１のフレーム部材２０の第２の端部と第３のフレーム部材２４の第２の端部とを相互接続しうる。第４のフレーム支持部材３４は、第２のフレーム部材２２の第２の端部と第４のフレーム部材２６の第２の端部とを相互接続しうる。
ベース部材１８、フレーム部材２０、２２、２４、２６、およびフレーム支持部材２８、３０、３２、３４を含めた試験フレーム１２は、適切に剛性でかつ耐久性のある任意の材料で作ることができる。例えば、支持ベース１８およびフレーム部材２０、２２、２４、２６は、構造用の鋼管、溝形鋼、またはＩ形鋼で作られていてもよい。フレーム支持部材２８、３０、３２、３４は、鋼製棒、または鋼製の管もしくはチャネルで作られていてもよい。示された実施形態では、試験フレーム１２の各部材は、共に溶接されうるが、他の実施形態は、他の材料、および試験フレーム１２の各部材を結合する他の方法を使用しうる。あるいは、試験フレーム１２は、コンポーネント部材で形成される代わりに、一体的なフレーム体であってもよい。
第１の（例えば、下方の）荷重平衡組立体１６ａが、ベース部材１８に接続されうる。例えば、第１の荷重平衡組立体１６ａは、ベース部材１８の中央または中間の位置に堅固に接続されうる。本開示の装置１０の一実施態様では、ベース部材１８は、ベースプラットフォーム３６を含みうる。ベースプラットフォーム３６は、第１の荷重平衡組立体１６ａの接続に適した、適切に剛性でかつ耐久性のある、任意の部材または複数の部材とすることができる。例えば、ベースプラットフォーム３６は、第１の荷重平衡組立体１６ａを固定位置で支持するように構成された少なくとも１つの実質的に平坦な主表面を有する鋼製パネルとすることができる。別の例として、ベースプラットフォーム３６は、ベース部材１８の各隅部間に延在する複数のクロスフレーム部材であってもよい。
ベース部材１８は、第１の荷重平衡組立体１６ａに接続するように構成された第１の継手３８を含みうる。例えば、第１の継手３８は、ベースプラットフォーム３６の中央部または中間部周辺に接続されうる。第１の継手３８は、任意の適切な剛体機械式結合デバイスとすることができ、例えば、第１の継手３８は、カラー、スリーブ、またはクランプとすることができる。これに関して、第１の継手３８は、それによって第１の荷重平衡組立体１６ａをベース部材１８に接続することができる、任意のタイプの接続点または付着点とすることができる。
図２および図３を参照すると、荷重組立体１４は、フレーム部材２０、２２、２４、２６に動作可能に接続された荷重プラットフォーム４０を含むことができる。荷重プラットフォーム４０は、軸Ｘに沿って相反する２つの方向に可動とすることができる。荷重プラットフォーム４０は、第２の（例えば、上方の）荷重平衡組立体１６ｂの接続に適した、適切に剛性でかつ耐久性のある、任意の部材または複数の部材とすることができる。
例えば、荷重プラットフォーム４０は、第２の荷重平衡組立体１６ｂを固定位置で支持するように構成された少なくとも１つの実質的に平坦な主表面を有する鋼製パネルを含みうる。別の例として、荷重プラットフォーム４０は、各フレーム部材２０、２２、２４、２６の間に延在する複数のクロスフレーム部材を含みうる。別の例として、荷重プラットフォーム４０は、それぞれがフレーム部材２０、２２、２４、２６の平行する対の間に延在しかつそれらに可動に接続された荷重支持体の対と、荷重支持体の対の間に接続されたパネルまたはクロスフレーム部材とを含みうる。
荷重組立体１４は、少なくとも１つの駆動組立体４２を含むことができる。駆動組立体４２は、荷重組立体１４を軸Ｘに沿って２つの方向のうちの少なくとも一方（例えば、上方または下方）に動かすように構成された、機械式駆動装置、液圧式駆動装置、電気式駆動装置、等のような、任意の適切な線形作動駆動装置（ｌｉｎｅａｒ ａｃｔｕａｔｉｏｎ ｄｒｉｖｅ）とすることができる。駆動組立体４２は、定速駆動装置であってもよく、または、可変速式のもしくは速度調整可能な駆動装置であってもよい。
例示的な一実施態様では、駆動組立体４２は、ロッドに接続されたピストンを収容する少なくとも１つの液圧シリンダを含みうる。例えば、液圧シリンダは、試験フレーム１２に堅固に接続され、ロッドの一端が、荷重プラットフォーム４０に堅固に接続されうる。別の例として、液圧シリンダは、荷重プラットフォーム４０に堅固に接続され、ロッドの一端が、試験フレーム１２に堅固に接続されうる。
シリンダ内部でのピストンの運動が、ロッドを軸Ｘに沿って移動させ、また、荷重組立体１４を試験フレーム１２に対して、したがって第２の荷重平衡組立体１６ｂを第１の荷重平衡組立体１６ａに対して移動させうる。場合により、荷重プラットフォーム４０は、例えば荷重プラットフォーム４０の各隅部に配置された少なくとも１つのローラにより、フレーム部材２０、２２、２４、２６のそれぞれに、移動可能に接続されうる。
例示的な一実施態様では、駆動組立体４２は、少なくとも１つのラックアンドピニオン機構を含みうる。例えば、各フレーム部材２０、２２、２４、２６の表面に、ラックが接続されうる。各ラックは、軸Ｘと平行に位置決めされうる。電気モータまたは液圧式回転弁などの回転式アクチュエータが、荷重プラットフォーム４０の各隅部に接続されうる。ピニオンギアが、各回転式アクチュエータに動作可能に接続され、かつ、隣接したラックと係合するように構成されうる。ピニオンの回転が、ピニオンをラックに沿って軸Ｘに平行に移動させ、また、荷重組立体１４を試験フレーム１２に対して、したがって第２の荷重平衡組立体１６ｂを第１の荷重平衡組立体１６ａに対して、移動させうる。
別の例示的な実施態様では、駆動組立体４２は、少なくとも１つのウォーム駆動装置を含みうる。例えば、ウォーム（例えば、ねじ歯車）が、各フレーム部材２０、２２、２４、２６に接続されうる。ウォーム歯車が、荷重プラットフォーム４０の各隅部に回転可能に接続され、かつ、ウォームと係合するように構成されうる。各ウォームは、軸Ｘと平行に位置決めされうる。回転式アクチュエータが、ウォームの少なくとも１つの端部に動作可能に接続されうる。ウォームの回転が、ウォーム歯車をウォームに沿って軸Ｘに平行に移動させ、また、荷重組立体１４を試験フレーム１２に対して、したがって第２の荷重平衡組立体１６ｂを第１の荷重平衡組立体１６ａに対して、移動させうる。
荷重組立体１４は、第２の荷重平衡組立体１６ｂに受入可能に（ｒｅｃｅｉｖａｂｌｙ）接続するように構成された、第２の継手４４を含みうる。例えば、第２の継手４４は、荷重プラットフォーム４０の中央部または中間部周辺に接続されうる。第２の継手４４は、任意の適切な剛体機械式結合デバイスとすることができ、例えば、第２の継手４４は、カラー、スリーブ、またはクランプとすることができる。これに関して、第２の継手４４は、それによって第２の荷重平衡組立体１６ｂを荷重組立体１４に接続することができる、任意のタイプの接続点または付着点とすることができる。
別の実施形態では、荷重プラットフォーム４０は、例えば各隅部においてフレーム部材２０、２２、２４、２６に接続されて、固定位置で試験フレーム１２に堅固に接続されうる。駆動組立体４２は、荷重プラットフォーム４０または試験フレーム１２と第２の荷重平衡組立体１６ｂとの間に、動作可能に接続されうる。例えば、ロッドに接続されたピストンを収容する液圧シリンダが、荷重プラットフォーム４０または試験フレーム１２に堅固に接続され、ロッドの一端が、第２の荷重平衡組立体１６ｂに堅固に接続されうる。第２の継手４４は、第２の荷重平衡組立体１６ｂとの受入可能な接続のために、ロッドの端部に接続されうる。シリンダ内部でのピストンの運動が、ロッドを軸Ｘに沿って移動させ、また、第２の荷重平衡組立体１６ｂを荷重プラットフォーム４０に対して、したがって第２の荷重平衡組立体１６ｂを第１荷重平衡組立体１６ａに対して、移動させうる。
さらに別の実施形態では、第１の荷重平衡組立体１６ａおよび第２の荷重平衡組立体１６ｂの両方が、軸Ｘに沿って可動とされうる。例えば、第２の荷重組立体（図示せず）が、ベース部材１８に最も近い試験フレーム１２に接続されうる。第２の荷重組立体は、本明細書に記載の荷重組立体１４と実質的に同等のものとすることができ、また、第２の駆動組立体（図示せず）を含むことができる。第２の駆動組立体は、本明細書に記載の駆動組立体４２と実質的に同等のものとすることができる。第１の荷重平衡組立体１６ａは、軸Ｘに沿った第２の荷重組立体の運動もまた第１の荷重平衡組立体１６ａを第２の荷重平衡組立体１６ｂに対して移動させるように、任意の適切な方法で第２の荷重組立体に接続されうる。
図４を参照すると、駆動組立体４２は、また場合により第２の駆動組立体は、電気式動力源または液圧式動力源などの適切な動力源４６に接続されうる。オペレータからの入力信号を受信して荷重平衡組立体１６ａ、１６ｂの運動とクーポン１１に加えられる荷重とを制御するために、対応する制御ユニット４８が設けられうる。制御ユニット４８は、手動の（例えば、押しボタンの）ユーザインターフェースか、または、プロセッサおよび少なくとも１つのコンピュータ可読媒体に記憶されたプログラムを有するコンピュータを含みうる。
図２および図３に戻り参照すると、例示的な一構成では、各荷重平衡組立体１６ａ、１６ｂの荷重平準化機構１６０は、ステム５０と、少なくとも１つのアーム５２と、少なくとも１つのレバー５６によりアーム５２に枢動可能に接続された、複数の荷重プレート５４とを含みうる。一般に、荷重平衡組立体１６ａ、１６ｂのそれぞれの荷重平準化機構１６０は、アーム５２からの力（例えば、荷重）をレバー５６または複数のレバー５６を介して複数のプレート５４にまたクーポン１１の幅にわたって均一に分布するための、ホイッフルツリーまたはホイップルツリーとして構成されうる。
例示的な一実施形態では、図１〜図３に示されるように、第１の荷重平衡組立体１６ａのステム５０は、ベース部材１８に接続される（例えば、第１の継手３８に接続される）ように構成され、また、第２の荷重平衡組立体１６ｂのステム５０は、荷重組立体１４に接続される（例えば、第２の継手４４に接続される）ように構成されうる。少なくとも１つのアーム５２が、ステム５０に堅固に接続されうる。複数のレバー５６の各レバー５６は、中央部においてまたはその近傍でアーム５２に枢動可能に接続されうる。荷重プレート５４の上端が、複数のレバー５６のそれぞれの端部においてまたはその近傍で枢動可能に接続されうる。
各荷重プレート５４は、対向した２つの主表面、第１のエッジ５８、第２のエッジ６０、および対向した２つのサイドエッジ６２を含みうる。主表面は、実質的に平坦なものとすることができ、荷重プレート５４の幅（例えば、対向したサイドエッジ６２間の距離）は、荷重プレート５４の厚さよりも大きくすることができる。例えば、荷重プレート５４は、その長さおよび幅に比べて、比較的薄くすることができる。複数の荷重プレート５４のそれぞれは、隣接した荷重プレート５４との間に最小限の隙間を伴って、隣接した荷重プレート５４と実質的に平行に位置決めされうる。荷重プレート５４の各サイドエッジ６２は、第１のエッジ５８から第２のエッジ６２へと内方に先細りにすることができる。各荷重プレート５４は、鋼等のような、適切に剛性でかつ耐久性のある任意の材料で作ることができる。荷重プレート５４は、クーポン１１の端部を把持するように構成されうる。
場合により、荷重試験中のクーポン１１の破壊（例えば、破断）による荷重プレート５４の非制御運動を制御または防止するために、少なくとも１つの剛性部材（図示せず）が、隣接した荷重プレート５４同士を相互接続するか、または、複数の荷重プレート５４にわたって延在しうる。例えば、鋼製棒が、全ての荷重プレート５４を貫通して延在しうる。
各荷重プレート５４は、第２のエッジ６２周辺に配置された少なくとも１つの摩擦ホルダ１０４を含みうる。摩擦ホルダ１０４は、クーポン１１の端部と摩擦係合してその端部を保持する（例えば、把持する）ように構成されうる（図１）。摩擦ホルダ１０４は、クーポン１１の端部の対向した表面に接触してクーポン１１に初期摩擦荷重を加えるように、構成されうる。クーポン１１に（例えば、荷重平衡組立体１６を軸Ｘに沿って互いに離れる方向に移動させることにより）試験荷重が加えられるにつれて、クーポン１１の端部の対向した表面上の摩擦荷重が増大して、クーポン１１を荷重平衡組立体１６内に保持することができる。
摩擦ホルダ１０４は、少なくとも１つの摩擦パッド１４０（図６）と、クーポン１１の表面を摩擦パッド１４０と接触させることによりクーポン１１の端部に最初に予荷重を加えることが可能な、任意の適切な調整機構とを含みうる。調整機構は、クーポン１１が荷重平衡組立体１６から離れる方向に引っ張られると、摩擦パッド１４０を荷重プレート５４に対して移動できるようにすることにより、試験荷重が増大するにつれてクーポン１１の端部上の摩擦荷重を増大させることができる。
本明細書においてより詳細に説明されるように、摩擦ホルダ１０４の例示的な一構成は、荷重プレート５４のアーム５２とは反対側の端部の中間部周辺に配置された、開口部または切抜き部６４を含みうる。例えば、開口部６４は、第２のエッジ６０から第１のエッジ５８に向かって延在しうる。１対の把持くさび６６が、開口部６４内で荷重プレート５４に調整可能に接続されうる。摩擦パッド１４０は、各把持くさび６６に接続されるか、または各把持くさび６６と一体にされうる。把持くさび６６は、荷重試験中に摩擦パッド１４０との摩擦係合を介してクーポン１１の端部を把持しかつその端部をしっかりと保持するように、構成されうる。
示された実施形態では、１対のアーム５２が、ステム５０に接続され、複数のレバー５６が、対のアーム５２のそれぞれに接続されうる。例えば、第１のアームおよび第２のアームが、ステム５０に接続されうる。第１の複数のレバー５６が、第１のアーム５２に接続され、第２の複数のレバー５６が、第２のアーム５２に接続されうる。各レバー５６は、第１の端部と、対向した第２の端部とを含みうる。荷重プレート５４が、各レバー５６の各端部に枢動可能に接続されうる。各レバー５６は、接続された荷重プレート５４の各隣接した対の第１のエッジ５８にわたって離間されうる。図２に示されるように、レバー５６は、各荷重プレート５４の第１のエッジ５８の対向した端部近傍に接続されうるが、レバー５６は、各荷重プレート５４の第１エッジ５８全体にわたって均等に離間されてもよい。
図５および図７を参照すると、別の例示的な実施形態では、荷重平衡組立体１６は、接続されたクーポン１１（図１）に力（例えば、試験荷重）を均一に分布するための、一連のホイッフルツリーまたはホイップルツリーとして構成されうる。荷重平衡組立体１６は、第１のレベル１０６（図７）および第２のレベル１０８（図７）を含みうる。
少なくとも１つの第１のレバー７２が、アーム５２に枢動可能に接続されうる。少なくとも１つのリンケージ７３が、第１のレバー７２の第１の端部に枢動可能に接続されうる。少なくとも１つの第２のリンケージ７４が、第１のレバー７２の第２の端部に枢動可能に接続されうる。第１のレバー７２、第１のリンケージ７３、および第２のリンケージ７４は、第１のレベル１０６を画定しうる。
少なくとも１つの第２のレバー７５が、第１のリンケージ７３に枢動可能に接続されうる。少なくとも１つの第３のレバー７６が、第２のリンケージ７４に枢動可能に接続されうる。少なくとも１つの第３のリンケージ７７が、第２のレバー７５の第１の端部に枢動可能に接続されうる。少なくとも１つの第４のリンケージ７８が、第２のレバー７５の第２の端部に枢動可能に接続されうる。少なくとも１つの第５のリンケージ７９が、第３のレバー７６の第１の端部に枢動可能に接続されうる。少なくとも１つの第６のリンケージ８１が、第３のレバー７６の第２の端部に枢動可能に接続されうる。第２のレバー７５、第３のレバー７６、第３のリンケージ７７、第４のリンケージ７８、第５のリンケージ７９、および第６のリンケージ８１は、第２のレベル１０８を画定しうる。
複数の荷重プレート５４は、第２のレベル１０８のリンケージ７７、７８、７９、８１に枢動可能に接続されうる。
ステム５０は、第１の継手３８または第２の継手４４（図２）によって受け入れられるように構成された第１の端部を有する、円筒形の本体を含みうる。ステム５０は、ピン、ボルト、等のような任意の適切な機械的締結具により、対応する継手３８、４４に締結されうる。アーム５２は、ステム５０の第２の端部に堅固に接続されうる。例えば、アーム５２は、ステム５０に機械的に締結されるか、または溶接されうる。別の例として、ステム５０およびアーム５２は、一体であっても（単一の本体を形成していても）よい。
図５および図６を参照すると、アーム５２は、少なくとも１つのクレビスフィーチャ８０を含みうる。クレビスフィーチャ８０は、第１のレバー７２を受け入れるように構成されうる。第１のレバー７２は、第１の枢支点８２において、クレビスフィーチャ８０の内側で中央部の周辺またはその近傍に枢動可能に接続されうる。例えば、第１の枢支点８２は、各クレビスフィーチャ８０および関連した第１のレバー７２を貫通して延在する、円筒形の棒またはピンとすることができる。
図５、図７、および図８を参照すると、例示的な実施形態の一実装態様では、荷重平衡組立体１６は、複数の第１のレバー７２を含みうる。複数の第１のリンケージ７３が、複数の第１のレバー７２の第１の端部においてまたはその近傍で枢動可能に接続され、複数の第２のリンケージ７４が、複数の第１のレバー７２の第２の端部においてまたはその近傍で枢動可能に接続されうる。例えば、各第１のリンケージ７３の第１の端部１１０が、第２の枢支点８３において、第１のレバー７２の第１の端部１１２に枢動可能に接続されうる。各第２のリンケージ７４の第１の端部１１４が、第３の枢支点８４において、第１のレバー７２の反対側の第２の端部１１６に枢動可能に接続されうる。
第２の枢支点８３は、複数の第１のリンケージ７３の第１の端部１１０と複数の第１のレバー７２の第１の端部１１２とを貫通して延在する、円筒形の棒またはピンとすることができる。荷重平衡組立体１６の構成に応じて、第１のレバー７２は、第１のリンケージ７３（図５）の隣接した対の第１の端部１１０間に枢動可能に接続されうる。
第３の枢支点８４は、複数の第２のリンケージ７４の第１の端部１１４と複数の第１のレバー７２の第２の端部１１６とを貫通して延在する、円筒形の棒またはピンとすることができる。荷重平衡組立体１６の構成に応じて、第１のレバー７２は、第２のリンケージ７４（図５）の隣接した対の第１の端部１１４間に枢動可能に接続されうる。
複数の第２のレバー７５が、中央部においてまたはその近傍で、複数の第１のリンケージ７３に枢動可能に接続されうる。例えば、各第１のリンケージ７３の第２の端部１１８が、第４の枢支点８５において、第２のレバー７５の中央部に枢動可能に接続されうる。第４の枢支点８５は、複数の第１のリンケージ７３の第２の端部１１８と複数の第２のレバー７５の中間部とを貫通して延在する、円筒形の棒またはピンとすることができる。荷重平衡組立体１６の構成に応じて、第２のレバー７５は、第１のリンケージ７３（図５）の隣接した対の第２の端部１１８間に枢動可能に接続されうる。
複数の第３のレバー７６が、中央部においてまたはその近傍で、複数の第２のリンケージ７４に枢動可能に接続されうる。例えば、各第２のリンケージ７４の第２の端部１２０が、第５の枢支点８６において、第３のレバー７６の中央部に枢動可能に接続されうる。第５の枢支点８６は、複数の第２のリンケージ７４の第２の端部１２０と複数の第３のレバー７６の中間部とを貫通して延在する、円筒形の棒またはピンとすることができる。荷重平衡組立体１６の構成に応じて、第３のレバー７６は、第２のリンケージ７４（図５）の隣接した対の第２の端部１２０間に枢動可能に接続されうる。
複数の第３のリンケージ７７が、複数の第２のレバー７５の第１の端部１２２においてまたはその近傍で枢動可能に接続されうる。例えば、各第３のリンケージ７７の第１の端部１２４が、第６の枢支点８７において、第２のレバー７５の第１の端部１２２に枢動可能に接続されうる。第６の枢支点８７は、複数の第３のリンケージ７７の第１の端部１２４と複数の第２のレバー７５の第１の端部１２２とを貫通して延在する、円筒形の棒またはピンとすることができる。荷重平衡組立体１６の構成に応じて、第２のレバー７５は、第３のリンケージ７７（図５）の隣接した対の第１の端部１２４間に枢動可能に接続されうる。
複数の第４のリンケージ７８が、複数の第２のレバー７５の対向した第２の端部１２６においてまたはその近傍で枢動可能に接続されうる。例えば、各第４のリンケージ７８の第１の端部１２８が、第７の枢支点８８において、第２のレバー７５の第２の端部１２６に枢動可能に接続されうる。第７の枢支点８８は、複数の第４のリンケージ７８の第１の端部１２８と複数の第２のレバー７５の第２の端部１２６とを貫通して延在する、円筒形の棒またはピンとすることができる。荷重平衡組立体１６の構成に応じて、第２のレバー７５は、第４のリンケージ７８（図５）の隣接した対の第１の端部１２８間に枢動可能に接続されうる。
複数の第５のリンケージ７９が、複数の第３のレバー７６の第１の端部１３０においてまたはその近傍で枢動可能に接続されうる。例えば、各第５のリンケージ７９の第１の端部１３２が、第８の枢支点８９において、第３のレバー７６の第１の端部１３０に枢動可能に接続されうる。第８の枢支点８９は、複数の第５のリンケージ７９の第１の端部１３２と複数の第３のレバー７６の第１の端部１３０とを貫通して延在する、円筒形の棒またはピンとすることができる。荷重平衡組立体１６の構成に応じて、第３のレバー７６は、第５のリンケージ７９（図５）の隣接した対の第１の端部１３２間に枢動可能に接続されうる。
複数の第６のリンケージ８１が、複数の第３のレバー７６の対向した第２の端部１３４においてまたはその近傍で枢動可能に接続されうる。例えば、各第６のリンケージ８１の第１の端部１３６が、第９の枢支点９１において、第３のレバー７６の第２の端部１３４に枢動可能に接続されうる。第９の枢支点９１は、複数の第６のリンケージ８１の第１の端部１３６と複数の第３のレバー７６の第２の端部１３４とを貫通して延在する、円筒形の棒またはピンとすることができる。荷重平衡組立体１６の構成に応じて、第３のレバー７６は、第６のリンケージ８１（図５）の隣接した対の第１の端部１３６間に枢動可能に接続されうる。
図６を参照すると、複数の荷重プレート５４のうちの１つの荷重プレート５４が、第３のリンケージ７７、第４のリンケージ７８、第５のリンケージ７９、および第６のリンケージ８１の各複数のリンケージの第２の端部に、枢動可能に接続されうる。例えば、第１の荷重プレート５４ａ（図７）が、第１０の枢支点９２において、複数の第３のリンケージ７７の第２の端部１３８に枢動可能に接続されうる。例えば、第１０の枢支点９２は、第１の荷重プレート５４ａのクレビスフィーチャ９０と第３のリンケージ７７の第２の端部１３８とを貫通して延在する、円筒形の棒またはピンとすることができる。
図６には見られないが、第２の荷重プレート５４ｂが、第１１の枢支点９３において、複数の第４のリンケージ７８の第２の端部に枢動可能に接続され、第３の荷重プレート５４ｃが、第１２の枢支点９５において、複数の第５のリンケージ７９の第２の端部に枢動可能に接続され、第４の荷重プレート５４ｄが、第１３の枢支点９７において、複数の第６のリンケージ８１の第２の端部に枢動可能に接続されうることが、理解されうる。
図５および図６を参照すると、各荷重プレート５４は、第１のエッジ５８に沿って配置された複数のクレビス特徴９０を含みうる。複数のクレビスフィーチャ９０は、各荷重プレート５４の第１のエッジ５８に沿って等間隔で配置されうる。例えば、第１の荷重プレート５４ａ（図７）の各クレビスフィーチャ９０は、各第３のリンケージ７７の第２の端部１３８を受け入れるように構成されうる。
図６には見られないが、第２の荷重プレート５４ｂ（図７）のクレビスフィーチャは、各第４のリンケージ７８の第２の端部を受け入れるように構成され、第３の荷重プレート５４ｃ（図７）のクレビスフィーチャは、各第５のリンケージ７９の第２の端部を受け入れるように構成され、第４の荷重プレート５４ｄ（図７）のクレビスフィーチャは、各第６のリンケージ８１の第２の端部を受け入れるように構成されうることが、理解されうる。
荷重プレート５４と複数のリンケージ７７、７８、７９、８１との間のピボット接続（例えば、枢支点９２、９３、９５、９７）は、複数の第２のレバー７５または複数の第３のレバー７６の角度的な回転位置に関わらず、各荷重プレート５４が自己平衡しかつ運動の軸Ｘに対して実質的に平行を維持することを、可能にしうる。荷重プレート５４の自己平衡特性により、各荷重プレート５４は、クーポン１１の長手軸に対して平行に、分布荷重をクーポン１１に加えることができる。
アーム５２に分布された荷重は、複数のレバーおよびリンケージを通して、荷重プレートに均等に分布されうる。例えば、中央部において接続されている複数の第１のレバー７２のそれぞれにより、複数の第１のリンケージ７３の第２の端部１１６および複数の第２のリンケージ７４の第２の端部１２０において分布される荷重は、アーム５２において分布される荷重の２分の１になりうる。中央部において複数の第２のリンケージ７３に接続されている複数の第２のレバー７５のそれぞれにより、複数の第３のリンケージ７７の第２の端部１３８（図６）において（また、第１の荷重プレート５４ａに）分布される荷重、および複数の第４のリンケージ７８の第２の端部（図示せず）に（また、第２の荷重プレート５４ｂに）分布される荷重は、第２のリンケージ７３の第１の端部１１４に分布される荷重の２分の１になりうる。
この平衡のとれた荷重分布は、サンプル材料のクーポン１１（図１）の荷重試験において装置１０を利用する際に有益でありうる。航空宇宙産業などの特定の分野において、荷重試験中に試験クーポン１１の表面領域にわたる応力水準の均一性は、所定の許容範囲内でなければならない。
アーム５２に分布された荷重はまた、複数のレバーおよびリンケージを通して、荷重プレートに不均等にも分布されうることが、理解されうる。例えば、複数の第１のレバー７２のそれぞれが中央部から離れて接続されていると、複数の第１のリンケージ７３の第２の端部１１８において分布される荷重、および、複数の第２のリンケージ７４の第２の端部１２０において分布される荷重は、第１のレバー７２の中央部からの距離に基づいて、アーム５２において分布される荷重の何分の１かの荷重になりうる。複数の第２のレバー７５のそれぞれが中央部から離れて接続されていると、複数の第３のリンケージ７７の第２の端部１３８（図６）において（また、第１の荷重プレート５４ａに）分布される荷重、および、複数の第４のリンケージ７８の第２の端部（図示せず）において（また、第２の荷重プレート５４ｂに）分布される荷重は、第２のレバー７５の中央部からの距離に基づいて、第１のリンケージ７３の第１の端部１１８に分布される荷重の何分の１かの荷重になりうる。
図５〜図７に示されている装置１０の実施形態は、レバー７２およびリンケージ７３、７４の第１のレベル１０６と、第１のレベル１０６に接続された、レバー７５、７６およびリンケージ７７、７８、７９、８１の第２のレベル１０８と、第２のレベル１０８に接続された荷重プレート５４とを含みうるが、レバーおよびリンケージの、より多いまたは少ないレベルが、アーム５２から荷重プレート５４へ荷重を分布するために使用されてもよい。例えば、図１〜図３に示されるように、レバーおよびリンケージのより少ないレベル（例えば、少なくとも１つのレバー５６）が使用されうる。別の例として、追加的なレバーのレベルが、リンケージにより、隣接する（例えば、上方または下方の）レバーのレベルに接続されうる。レバーのレベルの数（例えば、ホイップルツリー構造の数）は、荷重プレート５４の数と各荷重プレート５４に分布される荷重とを決定しうることが、理解されうる。
図５および図６を再度参照すると、摩擦ホルダ１０４の例示的な構成では、各把持くさび６６の摩擦パッド１４０は、クーポン１１の端部表面と接触するように構成された実質的に平坦な第１の表面７０（図９）を含みうる。第１の把持くさび６６ａの第１の表面７０（例えば、摩擦パッド１４０）は、対向した第２の把持くさび６６ｂ（図９）の第１の表面７０（例えば、摩擦パッド１４０）に面するように構成されうる。開口部６４内の各把持くさび６６の位置は、対向した各把持くさび６６の第１の表面７０間に形成された間隙６８（図９）を開閉するように独立して調整可能とされうる。
把持くさび６６は、間隙６８を閉じてクーポン１１と接触するように調整されることで圧縮力によってクーポン１１（図１）をしっかりと保持する（例えば、把持する）ように構成されうる。したがって、試験荷重は、把持くさび６６から（例えば、レバー、リンケージ、および荷重プレート５４を介して）クーポン１１へ、摩擦を通じて加えられうる。各把持くさび６６の第１の表面７０は、第１の表面７０とクーポン１１の端部の表面との間の摩擦を高めるように構成されうる。
例えば、第１の表面７０は、刻み付きであってもよく、または、高摩擦表面被覆を含んでいてもよい。別の例として、第１の表面７０は、クーポン１１の端部表面と係合してクーポン１１の運動に抵抗するように構成された、複数のさかとげ（図示せず）を含みうる。さかとげのそれぞれは、第１の表面７０に対してゼロ以外の角度で外方に延在しうる。例示的な一実施態様では、さかとげは、第１の表面７０に対して垂直に配置されうる。別の実施態様では、さかとげは、後方に延在する角度で（例えば、試験荷重の方向と反対に）配置されうる。
把持くさび６６は、クーポン１１に試験荷重を加えるのに適切な寸法となされうる。例えば、２０インチ掛ける６０インチのクーポンとともに使用する場合、把持くさび６６は、クーポン１１に５００キップの荷重をもたらすために、約１２インチの長さとされうる。把持くさび６６は、荷重プレート５４の厚さと実質的に等しい厚さを含みうる。あるいは、把持くさび６６は、荷重プレート５４の厚さよりも小さいまたは大きい厚さを含みうる。
図９を参照すると、荷重プレート５４は、開口部６４を画定する傾斜した側面９４を含みうる。例えば、側面９４は、荷重平衡組立体１６の運動の軸Ｘに対してゼロ以外の角度で配置されて、内方に先細りになった開口部６４を画定しうる。非限定的な例として、側面９４は、運動の軸Ｘに対して１８度（１８°）の角度で配置されうる。各把持くさび６６は、開口部６４を画定している荷重プレート５４の側面９４と接触するように構成された、第１の表面７０に対向した第２の表面９６を含みうる。
各把持くさび６６は、第１の把持くさび６６ａの位置、したがって摩擦パッド１４０の位置を、対向する第２の把持くさび６６ｂに対して調整するために、開口部６４内で側面９４上に独立して位置決めされうる。例えば、各把持くさび６６が開口部６４内でより深くに位置決めされると、各把持くさび６６は、対向する把持くさび６６からさらに離れる方向に配置されうる。別の例として、各把持くさび６６が開口部６４から外に延在するように位置決めされると、各把持くさび６６は、対向する把持くさび６６に接近して配置されうる。
把持くさび６６は、対向する各第１の表面７０が開口部６４または対向する把持くさび６６に対する把持くさび６６の位置に関わらず互いに対してまた軸Ｘに対して実質的に平行を維持しうるように、構成されうる。例えば、各把持くさび６６の第２の表面９６は、第１の表面７０に対してゼロ以外の角度（例えば、１８度）で配置されうる。把持くさび６６の第１の表面７０と第２の表面９６との間の角度は、開口部６４を画定している側面９４と軸Ｘとの間の角度に実質的に等しい角度としうる。
把持くさび６６が（例えば、開口部６４から外に動かされることにより）互いに接近して配置されると、対向した第１の表面７０間に画定される間隙６８は、対向した第１の表面７０が互いに接触するかまたはクーポン１１の端部表面に接触するまで、減少しうる。把持くさび６６が（例えば、開口部６４内のより深くに動かされることにより）互いからさらに離れて配置されると、間隙６８は増大しうる。したがって、把持くさび６６は、間隙６８内のクーポン１１の配置、および把持くさび６６の調整に応じて、クーポン１１（図１）と接触するように位置決めされうる。
各把持くさび６６は、開口部６４内の把持くさび６６の位置を調整してクーポン１１の端部表面を摩擦パッド１４０に接触させることによりクーポン１１に予荷重を加えるように構成された、調整機構９８を含みうる。例えば、調整機構９８は、把持くさび６６と荷重プレート５４との間に係合された機械的締結具でありうる。別の例として、調整機構９８は、荷重プレート５４と把持くさび６６との間に係合された少なくとも１つの液圧式シリンダでありうる。調整機構９８が作動すると、把持くさび６６は、間隙９８を調整するために開口部６４内で位置決めされうる。
例示的な一構成では、調整機構９８は、把持くさび６６の下端部を貫通して荷重プレート５４の下端部内へと延在するボルト１４６とされうる。各把持くさび６６は、荷重プレート５４のサイドエッジ６２に向かって第１の表面７０から離れる方向に延在する、下端部上のタブを含みうる。ボルト１４６は、タブを貫通して荷重プレート５４の底面内へと延在しうる。
ボルト１４６は、軸Ｘに対してゼロ以外の角度で配置されうる。例えば、軸Ｘに対するボルト１４６の角度は、把持くさび６６の第２の表面９６の角度と実質的に等しい角度とされうる。別の例として、軸Ｘに対するボルト１４６の角度は、約３５°から約４０°の間とされうる。別の例として、軸Ｘに対するボルト１４６の角度は、約３８°とされうる。ボルト１４６の回転が、間隙６８を調整するように把持くさび６６を開口部６４内で位置決めさせられうる。
例示的な一実施態様では、把持くさび６６は、ボルト１４６を受け入れかつボルト１４６と嵌合的に係合するように構成された（例えば、タブを貫通する）ねじ穴１４２を含みうる。荷重プレート５４は、底面を貫通して（例えば、第２のエッジ６０に沿って）配置された、平滑に開けられた穴１４４を含みうる。ボルト１４６の軸の少なくとも一部分は、平滑に開けられた穴１４４内に受け入れられうる。ボルト１４６が回転されると、ボルト１４６の位置は、平滑に開けられた穴１４４内で一定の位置に留まり、把持くさび６６は、ボルト１４６のねじ付きの軸に沿って、また荷重プレート５４に対して、移動する。
図５および図６を再度参照すると、各荷重プレート５４は、各把持くさび６６に関連付けられた１対の保持プレート１４８を含みうる。保持プレート１４８は、開口部６４のサイドエッジに近接して、また把持くさび６６の側部に沿って、荷重プレート５４の各対向した主表面に締結（例えば、ボルト留め）されうる。対向した対の保持プレート１４８のそれぞれは、運動の軸Ｘに垂直な方向において、荷重プレート５４に対する把持くさび６６の運動を制限しうる。
図５、図６、および図９を参照すると、各把持くさび６６、または把持くさび６６の対はまた、把持くさびコネクタ１６２により、関連する荷重プレート５４に可動に接続されうる。例えば、把持くさびコネクタ１６２は、把持くさび６６と荷重プレート５４（図６および図９）との間に接続された、少なくとも１つのばね１５０とされうる。ばね１５０は、把持くさび６６を荷重プレート５４の開口部６４内に保持しうる。例えば、ばね１５０の第１の端部が、荷重プレート５４に接続され、ばね１５０の反対側の端部が、把持くさび６６に接続されうる。
例示的な一構成では、各荷重プレート５４は、開口部６４の上エッジに近接して各対向した主表面に締結（例えば、ボルト留め）された、１対のばねストラップ１５２を含みうる。各ばねストラップ１５２は、関連する把持くさび６６との相対的な整列において位置決めされうる。例えば、図５および図６に示されている荷重平衡組立体１６では、各ばねストラップ１５２は、対応する把持くさび６６の上方に配置される。各ばねストラップ１５２の一端が、開口部６４（図５および図６）の上エッジを越えて延在しうる。第１のピン１５４（図５）が、開口部６４内に配置されて、対向したばねストラップ１５２（例えば、荷重プレート５４の対向した主表面上の平行するばねストラップ１５２）の間に延在しうる。
各把持くさび６６は、厚さ方向を（例えば、側面から側面へ）貫通して延在する、第２のピン１５６（図６および図７）を含みうる。各把持くさび６６は、上面から第２のピン１５６まで延在する、少なくとも１つの穴またはチャネル１５８（図５）を含みうる。チャネル１５８は、ばね１５０の長さを受け入れるのに適したサイズとなされうる。ばね１５０の第１の端部は、第１のピン１５４に接続され、ばね１５０の第２の端部は、第２のピン１５６に接続されうる。
図９を参照すると、荷重平衡組立体１６へのクーポン１１の取り付けの際、ばね１５０は、把持くさび６６を開口部６４内の所定の位置に維持しうる。例えば、ばね１５０は、重力により把持くさび６６が第２の（例えば、上方の）荷重平衡組立体１６ｂの荷重プレート５４の開口部６４から抜け出るのを防止しうる。調整機構９８（例えば、ボルト１４６）の作動は、第２の荷重平衡組立体１６ｂの把持くさび６６上に、また、ばね１５０に逆らって作用して、把持くさび６６を荷重プレート５４に対して移動させ、かつ、把持くさび６６をクーポン１１の端部表面と接触させるように位置決めしうる。
あるいは、調整機構９８（例えば、ボルト１４６）は、把持くさび６６を開口部６４内へと引っ張る重力に逆らって作用して、把持くさび６６を第１の（例えば、下方の）荷重平衡組立体１６ａの開口部６４内の所定の位置に保持しうる。調整機構９８（例えば、ボルト１４６）の作動は、第１の荷重平衡組立体１６ａの把持くさび６６上に、また、重力に逆らって作用して、把持くさび６６を荷重プレート５４に対して移動させ、かつ、把持くさび６６をクーポン１１の端部表面と接触させるように位置決めしうる。
把持くさび６６の（例えば、調整機構９８を作動させることによる）位置調整は、荷重プレート５４の第２のエッジ６０にアクセスするだけで行うことができ、したがって、複数の荷重プレート５４を互いにごく接近させて位置決めすることが可能になる。
試験荷重がクーポン１１に加えられて（例えば、第２の荷重平衡組立体１６ｂを第１の荷重平衡組立体１６ａに対して運動の軸Ｘに沿って移動させることにより）増大するにつれて、クーポン１１は、摩擦ホルダ１０４から（例えば、対向した対の把持くさび６６の間から）引き出されうる。クーポン１１が試験荷重の方向から離れる方向に付勢されるにつれて、クーポン１１と摩擦パッド１４０との間の摩擦係合は、把持くさび６６を開口部６４から外方に引っ張り、したがって、間隙６８はさらに閉じられ、クーポン１１の端部に加えられる力はさらに増大する。したがって、試験荷重が増大するにつれて、クーポン１１の端部に加えられる摩擦荷重も増大する。
最初に把持くさび６６を荷重プレート５４の開口部６４内に保持するため、また、把持くさび６６または摩擦パッド１４０をクーポン１１の端部の対向した表面に対して調整可能に位置決めするために、他の機構が利用されてもよいことは、当業者であれば理解することができる。例えば、摩擦ホルダ１０４は、最初に摩擦パッド１４０をクーポン１１に接触させるように位置決めするために、また、クーポン１１に加えられる試験荷重が増大するにつれてクーポン１１の表面に加えられる摩擦荷重を増大させるために摩擦パッド１４０を動かすことができるように、少なくとも１つのカムロック機構、少なくとも１つの液体駆動機構、または少なくとも１つの回転可能なルーバ機構を含むことができる。
図１０を参照すると、別の実施形態では、各荷重プレート５４は、開口部６４内に調整可能に接続された１つの把持くさび６６を含みうる。開口部６４を画定する第１の側面１００が、運動の軸Ｘに実質的に平行に配置された実質的に平坦な表面を含みうる。開口部６４を画定する対向した第２の側面１０２が、把持くさび６６との接続のために軸Ｘに対してゼロ以外の角度で配置された表面を含みうる。第１の側面１００は、間隙６８を画定する把持くさび６６の第１の表面７０（例えば、摩擦パッド１４０）に平行しかつその第１の表面７０に面しうる。
調整機構９８が作動すると、開口部６４内のまた第１の側面１００に対する把持くさび６６の位置は、間隙６８を調整するように調整されうる。クーポン１１（図１）は、開口部６４を画定する第１の側面１００と把持くさび６６の第１の表面７０との間に、摩擦によって保持されうる。
使用に際して、本開示の装置１０は通常、図１に示されているように、試験フレーム１２を全体的に垂直な配向とし、かつ荷重試験すべきクーポン１１を対向した荷重平衡組立体１６の間に取り付けた状態で、配向されうる。オペレータ（例えば、人間、機械、またはコンピュータ）は、各荷重平衡組立体１６を離れるように移動させてクーポン１１に引張荷重を加えるか、または、各荷重平衡組立体１６を集まるように移動させてクーポン１１に圧縮荷重を加えることができる。運動は、十分な試験荷重が達せられるか、またはクーポン１１が破壊されるまで持続しうる。あるいは、本開示の装置１０は、試験フレームを全体的に水平な向きにして配向されてもよい。
図１１を参照すると、全体が２００で表された、クーポンの荷重試験を行うための方法も開示されている。ブロック２０２に示されるように、サンプル材料のために試験クーポンが用意される。例えば、クーポン１１（図１）は、任意の適切な工程によって形成された複合材料のサンプルでありうる。クーポン１１は、任意の積層角度において任意の数のラミネート層を含みうる。クーポン１１の形成過程は、クーポンの製作速度を高めるために、機械やロボットなどにより自動化されてもよい。クーポン１１は、本開示の荷重試験装置１０（図１）へのクーポン１１の取り付けのために特別に構成される特徴をなんら必要としないので、製作の複雑さ、費用、および時間を、大幅に減らすことができる。
ブロック２０４に示されるように、クーポンの荷重試験を行うための装置１０（図１）が用意されうる。装置１０は、試験フレーム１２、少なくとも１つの荷重組立体１４、および１対の荷重平衡組立体１６を含みうる。
ブロック２０６に示されるように、クーポン１１は、試験装置１０に取り付けられうる。本明細書において論ずるように、クーポン１１は、荷重平衡組立体１６（図１）により各端部においてしっかり固定されうる。荷重平衡組立体１６にクーポン１１を装着する過程は、クーポン１１の挿入速度を高めるために、機械やロボットなどによって自動化されてもよい。
ブロック２０８に示されるように、クーポン１１に荷重が加えられうる。本明細書において論ずるように、荷重は、少なくとも１つの荷重平衡組立体１６を対向した荷重平衡組立体１６（図１）に対して運動の軸Ｘに沿って直線的に移動させることにより、加えられうる。例えば、各荷重平衡組立体１６を互いに離れるように移動させることにより、クーポン１１に引張荷重を加えることができる。別の例として、各荷重平衡組立体１６を互いの方向に移動させることにより、圧縮荷重を加えることができる。クーポン１１に荷重を加える過程は、機械またはコンピュータ制御の制御ユニット４８（図４）などによって自動化されてもよい。
ブロック２１０に示されるように、加えられた荷重に応じたクーポン１１の挙動が記録されうる。例えば、クーポンのサンプル材料の強度特性は、常用荷重とピーク（例えば、破壊的）荷重の両方に基づいて判定することができる。試験中に加えられる荷重を測定しかつ記録するために、歪みゲージ４９（図４）が使用されうる。クーポン１１に加えられる荷重を測定しかつ記録する過程は、コンピュータなどによって自動化されてもよい。
加えて、好ましい実施形態は、クーポン（１１）の荷重試験を行うための装置（１０）であって、前述のクーポン（１１）の端部を保持しかつ軸（Ｘ）に沿った運動に応じて前述のクーポンに軸方向荷重を伝えるように構成された少なくとも１つの荷重平衡組立体を有する、装置（１０）を含む。ここで、荷重平衡組立体（１６）は、荷重平準化機構（１６０）と、離間した複数の荷重プレート（５４）とを含み、前述の複数の荷重プレート（５４）の各荷重プレート（５４）は、第１の端部（１１２）および第２の端部（１１８）を備え、前述の第１の端部（１１２）は、前述の荷重平準化機構（１６０）に枢動可能に接続され、前述の第２の端部（１１８）は、前述のクーポン（１１）の一端と摩擦係合するように構成された摩擦ホルダ（１０４）を備える。
さらなる変形形態もまた、アーム（５２）と、複数の第１のレバー（７２）であって、そのそれぞれが、第１の端部（１１２）および第２の端部（１１８）を備え、かつ前述の第１のレバー（７２）の第１の端部（１１２）と前述の第１のレバー（７２）の第２の端部（１１８）との間で前述のアーム（５２）に枢動可能に接続されている、複数の第１のレバー（７２）と、そのそれぞれが第１の端部（１１２）および対向した第２の端部（１１６）を備える複数の第１のリンケージ（７３）であって、前述の複数の第１のリンケージ（７３）の前述の第１の端部（１１２）が前述の複数の第１のレバー（７２）の前述の第１の端部（１１２）に枢動可能に接続されている、複数の第１のリンケージ（７３）と、そのそれぞれが第１の端部（１１２）および対向した第２の端部（１１６）を備える複数の第２のリンケージ（７４）であって、前述の複数の第２のリンケージ（７４）の前述の第１の端部（１１２）が前述の複数の第１のレバー（７２）の前述の第２の端部（１１８）に枢動可能に接続されている、複数の第２のリンケージ（７４）と、複数の第２のレバー（７５）であって、そのそれぞれが、第１の端部（１１２）および第２の端部（１１８）を備え、かつ前述の第２のレバー（７５）の第１の端部（１１２）と前述の第２のレバー（７５）の第２の端部（１１８）との間で前述の複数の第１のリンケージ（７３）の前述の第２の端部に枢動可能に接続されている、複数の第２のレバー（７５）と、複数の第３のレバー（７６）であって、そのそれぞれが、第１の端部（１１２）および第２の端部（１１８）を備え、かつ前述の第２のレバー（７５）の第１の端部（１１２）と前述の第２のレバー（７５）の第２の端部（１１８）との間で前述の複数の第２のリンケージ（７４）の前述の第２の端部に枢動可能に接続されている、複数の第３のレバー（７６）と、そのそれぞれが第１の端部（１１２）および対向した第２の端部（１１６）を備える複数の第３のリンケージ（７７）であって、前述の複数の第３のリンケージ（７７）の前述の第１の端部（１１２）が前述の複数の第２のレバー（７５）の前述の第１の端部（１１２）に枢動可能に接続されている、複数の第３のリンケージ（７７）と、そのそれぞれが第１の端部（１１２）および対向した第２の端部（１１６）を備える複数の第４のリンケージ（７８）であって、前述の複数の第４のリンケージ（７８）の前述の第１の端部が前述の複数の第２のレバー（７５）の前述の第２の端部（１１８）に枢動可能に接続されている、複数の第４のリンケージと、そのそれぞれが第１の端部（１１２）および対向した第２の端部（１１６）を備える複数の第５のリンケージ（７９）であって、前述の複数の第５のリンケージ（７９）の前述の第１の端部が前述の複数の第３のレバー（７６）の前述の第１の端部に枢動可能に接続されている、複数の第５のリンケージ（７９）と、そのそれぞれが第１の端部（１１２）および対向した第２の端部（１１６）を備える複数の第６のリンケージ（８１）であって、前述の複数の第６のリンケージ（８１）の前述の第１の端部が前述の複数の第３のレバー（７６）の前述の第２の端部（１１８）に枢動可能に接続されている、複数の第６のリンケージ（８１）と、を有する荷重平準化機構（１６０）を含みうる。
さらに、前述の複数の荷重プレート（５４）のうちの第１の荷重プレート（５４）が、前述の第３の複数のリンケージの前述の第２の端部（１１８）に枢動可能に接続され、前述の複数の荷重プレート（５４）のうちの第２の荷重プレート（５４）が、前述の第４の複数のリンケージの前述の第２の端部（１１８）に枢動可能に接続され、前述の複数の荷重プレート（５４）のうちの第３の荷重プレート（５４）が、前述の第５の複数のリンケージの前述の第２の端部（１１８）に枢動可能に接続され、前述の複数の荷重プレート（５４）のうちの第４の荷重プレート（５４）が、前述の第６の複数のリンケージの前述の第２の端部（１１８）に枢動可能に接続される。
これらの代替構成もまた、各荷重プレート（５４）の前述の第２の端部（１１８）に画定された開口部（６４）と、前述の開口部（６４）内で前述の荷重プレート（５４）に調整可能に接続される１対の把持くさび（６６）とを含む摩擦ホルダ（１０４）を有することができ、前述の対の把持くさび（６６）は、対向するように配置されかつ前述のクーポン（１１）と摩擦係合するように構成されている。他の変形形態は、各荷重プレート（５４）の開口部（６４）が、対向した側面（９４）の対によって画定され、各側面（９４）が、前述の軸（Ｘ）に対してゼロ以外の角度で配置され、前述の把持くさび（６６）の対の各把持くさび（６６）が、第１の表面（７０）および第２の表面を備え、各把持くさび（６６）の前述の第２の表面が、前述の開口部（６４）の前述の側面（９４）と係合するように構成され、各把持くさび（６６）の前述の第１の表面（７０）が、前述のクーポン（１１）の実質的に平坦な表面と接触するように構成され、前述の把持くさび（６６）のそれぞれの前述の第１の表面（７０）が、互いに向かい合いかつ対向した把持くさび（６６）間に間隙（６８）を画定することを、企図している。
摩擦ホルダ（１０４）が調整機構を備え、前述の調整機構が、前述の把持くさびと前述の荷重プレート（５４）との間に動作可能に接続され、かつ前述の対向した把持くさびに対する前述の把持くさびの位置を調整するように構成されている配置もまた、好ましい。摩擦ホルダ（１０４）はまた、前述の把持くさび（６６）の対と前述の荷重プレート（５４）とを相互接続するように構成されたコネクタを有することができ、前述のコネクタは、前述の荷重プレート（５４）に対する前述の把持くさび（６６）の対の運動を可能にするように構成される。前述のクーポン（１１）の反対側の端部を保持するように構成された第２の荷重平衡組立体が含まれてもよく、前述の第２の荷重平衡組立体（１６）は、前述の軸（Ｘ）に沿って前述の荷重平衡組立体から離間されており、前述の荷重平衡組立体（１６）または前述の第２の荷重平衡組立体のうちの少なくとも１つは、前述のクーポン（１１）に前述の荷重を伝えるために、前述の軸（Ｘ）に沿って互いに可動とされる。
本開示のクーポンの荷重試験を行うための装置および方法の様々な実施形態が示されかつ説明されたが、本明細書を読めば、当業者は修正を思い付くであろう。本願は、そのような修正を含み、また、特許請求の範囲に記載の範囲によってのみ限定される。
１０ 装置
１１ クーポン
１２ 試験フレーム
１４ 荷重組立体
１６ 荷重平衡組立体
１６ａ 第１の荷重平衡組立体
１６ｂ 第２の荷重平衡組立体
１８ ベース部材
２０ 第１のフレーム部材
２２ 第２のフレーム部材
２４ 第３のフレーム部材
２６ 第４のフレーム部材
２８ 第１のフレーム支持部材
３０ 第２のフレーム支持部材
３２ 第３のフレーム支持部材
３４ 第４のフレーム支持部材
３６ ベースプラットフォーム
３８ 第１の継手
４０ 荷重プラットフォーム
４２ 駆動組立体
４４ 第２の継手
４６ 動力源
４８ 制御ユニット
４９ 歪みゲージ
５０ ステム
５２ アーム
５４ 荷重プレート
５４ａ 第１の荷重プレート
５４ｂ 第２の荷重プレート
５４ｃ 第３の荷重プレート
５４ｄ 第４の荷重プレート
５６ レバー
５８ 第１のエッジ
６０ 第２のエッジ
６２ サイドエッジ
６４ 開口部
６６ 把持くさび
６６ａ 第１の把持くさび
６６ｂ 第２の把持くさび
６８ 間隙
７０ 第１の表面
７２ 第１のレバー
７３ 第１のリンケージ
７４ 第２のリンケージ
７５ 第２のレバー
７６ 第３のレバー
７７ 第３のリンケージ
７８ 第４のリンケージ
７９ 第５のリンケージ
８０ クレビスフィーチャ
８１ 第６のリンケージ
８２ 第１の枢支点
８３ 第２の枢支点
８４ 第３の枢支点
８５ 第４の枢支点
８６ 第５の枢支点
８７ 第６の枢支点
８８ 第７の枢支点
８９ 第８の枢支点
９０ クレビスフィーチャ
９１ 第９の枢支点
９２ 第１０の枢支点
９３ 第１１の枢支点
９４ 側面
９５ 第１２の枢支点
９６ 第２の表面
９７ 第１３の枢支点
９８ 調整機構
１００ 第１の側面
１０２ 第２の側面
１０４ 摩擦ホルダ
１０６ 第１のレベル
１０８ 第２のレベル
１１０ 第１の端部
１１２ 第１の端部
１１４ 第１の端部
１１６ 第２の端部
１１８ 第２の端部
１２０ 第２の端部
１２２ 第１の端部
１２４ 第１の端部
１２６ 第２の端部
１２８ 第１の端部
１３０ 第１の端部
１３２ 第１の端部
１３４ 第２の端部
１３６ 第１の端部
１３８ 第２の端部
１４０ 摩擦パッド
１４２ ねじ穴
１４４ 平滑に開けられた穴
１４６ ボルト
１４８ 保持プレート
１５０ ばね
１５２ ばねストラップ
１５４ 第１のピン
１５６ 第２のピン
１５８ チャネル
１６０ 荷重平準化機構
１６２ 把持くさびコネクタ

Claims (13)

  1. クーポン（１１）の荷重試験を行うための装置（１０）であって、前記装置（１０）が、
    試験フレーム（１２）、および、
    前記試験フレーム（１２）に接続された、離間した荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対を備え、前記荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対の各荷重平衡組立体（１６）が、
    荷重平準化機構（１６０）、ならびに、
    離間した複数の荷重プレート（５４）であって、前記複数の荷重プレート（５４）の各荷重プレートが、前記荷重平準化機構（１６０）に枢動可能に接続された第１の端部（１１２）、および第２の端部（１１８）を含み、各荷重プレート（５４）の前記第２の端部（１１８）が、前記クーポン（１１）の一端と摩擦係合するように構成された摩擦ホルダ（１０４）を具備する、複数の荷重プレート（５４）を含み、
    前記荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対のうちの少なくとも一方の荷重平衡組立体が、前記クーポン（１１）に荷重を伝えるために、対向した荷重平衡組立体（１６）に対して運動の軸（Ｘ）に沿って可動である、装置（１０）。
  2. 前記荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対のうちの少なくとも一方の荷重平衡組立体に接続された少なくとも１つの荷重組立体（１４）をさらに備え、前記荷重組立体（１４）が、前記荷重組立体（１４）と前記試験フレーム（１２）との間に動作可能に係合されかつ前記荷重組立体（１４）を前記運動の軸（Ｘ）に沿って移動させるように構成された駆動組立体（４２）を含む、請求項１に記載の装置（１０）。
  3. 前記荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対のうちの少なくとも一方の荷重平衡組立体と前記試験フレーム（１２）との間に動作可能に係合された少なくとも１つの駆動組立体（４２）をさらに備え、前記駆動組立体（４２）が、前記荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対のうちの前記少なくとも一方の荷重平衡組立体（１６）を前記運動の軸（Ｘ）に沿って移動させるように構成されている、請求項１に記載の装置（１０）。
  4. 荷重組立体の対をさらに備え、前記荷重組立体の対の各荷重組立体（１４）が、前記荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対のうちの一方の荷重平衡組立体に接続されており、前記荷重組立体の対の各荷重組立体（１４）が、前記荷重組立体（１４）と前記試験フレーム（１２）との間に動作可能に係合されかつ前記荷重組立体（１４）を前記運動の軸（Ｘ）に沿って移動させるように構成された駆動組立体（４２）を含む、請求項１に記載の装置（１０）。
  5. 駆動組立体の対をさらに備え、前記駆動組立体の対の各駆動組立体（４２）が、前記荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対のうちの一方の荷重平衡組立体と前記試験フレーム（１２）との間に動作可能に係合されており、前記駆動組立体の対の各駆動組立体（４２）が、前記荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対のうちの前記一方の荷重平衡組立体（１６）を前記運動の軸（Ｘ）に沿って移動させるように構成されている、請求項１に記載の装置（１０）。
  6. 前記荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対の各荷重平衡組立体の前記荷重平準化機構（１６０）が、アーム（５２）と、１対の端部を備える少なくとも１つのレバー（５６）とを含み、前記レバー（５６）が、前記対の端部間で前記アーム（５２）に枢動可能に接続されており、また、前記複数の荷重プレート（５４）のうちの１つの荷重プレート（５４）が、前記レバー（５６）の前記対の端部の各端部に枢動可能に接続される、請求項１に記載の装置（１０）。
  7. 前記荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対の各荷重平衡組立体（１６）の前記荷重平準化機構（１６０）が、
    アーム（５２）と、
    第１の端部（１１２）および第２の端部（１１８）を含む少なくとも１つのレバー（５６）であって、前記第１の端部（１１２）と前記第２の端部（１１８）との間で前記アーム（５２）に枢動可能に接続されている、レバー（５６）と、
    前記レバー（５６）の第１の端部（１１２）に枢動可能に接続された第１の端部（１１２）、および対向した第２の端部（１１６）を含む、少なくとも１つの第１のリンケージ（７３）と、
    前記レバー（５６）の第２の端部（１１８）に枢動可能に接続された第１の端部（１１２）、および対向した第２の端部（１１６）を含む、少なくとも１つの第２のリンケージ（７４）と、を備え、
    前記複数の荷重プレート（５４）のうちの第１の荷重プレート（５４）が、前記第１のリンケージ（７３）の前記第２の端部（１１８）に枢動可能に接続され、
    前記複数の荷重プレート（５４）のうちの第２の荷重プレート（５４）が、前記第２のリンケージ（７４）の前記第２の端部（１１８）に枢動可能に接続される、請求項１に記載の装置（１０）。
  8. 前記荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対の各荷重平衡組立体（１６）の前記荷重平準化機構（１６０）が、
    アーム（５２）と、
    第１の端部（１１２）および第２の端部（１１８）を含む、少なくとも１つの第１のレバー（７２）であって、前記第１のレバー（７２）の第１の端部（１１２）と前記第１のレバー（７２）の第２の端部（１１８）との間で前記アーム（５２）に枢動可能に接続されている、第１のレバー（７２）と、
    第１の端部（１１２）および対向した第２の端部（１１６）を含む、少なくとも１つの第１のリンケージ（７３）であって、前記第１のリンケージ（７３）の第１の端部（１１２）が、前記第１のレバー（７２）の第１の端部（１１２）に枢動可能に接続されている、第１のリンケージ（７３）と、
    第１の端部（１１２）および対向した第２の端部（１１６）を含む、少なくとも１つの第２のリンケージ（７４）であって、前記第２のリンケージ（７４）の第１の端部（１１２）が、前記第１のレバー（７２）の第２の端部（１１８）に枢動可能に接続されている、第２のリンケージ（７４）と、
    第１の端部（１１２）および第２の端部（１１８）を含む、少なくとも１つの第２のレバー（７５）であって、前記第２のレバー（７５）の第１の端部（１１２）と前記第２のレバー（７５）の第２の端部（１１８）との間で前記第１のリンケージ（７３）の第２の端部（１１８）に枢動可能に接続されている、第２のレバー（７５）と、
    第１の端部（１１２）および第２の端部（１１８）を含む、少なくとも１つの第３のレバー（７６）であって、前記第３のレバー（７６）の第１の端部（１１２）と前記第３のレバー（７６）の第２の端部（１１８）との間で前記第２のリンケージ（７４）に枢動可能に接続されている、第３のレバー（７６）と、
    第１の端部（１１２）および対向した第２の端部（１１６）を含む、少なくとも１つの第３のリンケージ（７７）であって、前記第３のリンケージ（７７）の第１の端部（１１２）が、前記第２のレバー（７５）の第１の端部（１１２）に枢動可能に接続されている、第３のリンケージ（７７）と、
    第１の端部（１１２）および対向した第２の端部（１１６）を含む、少なくとも１つの第４のリンケージ（７８）であって、前記第４のリンケージ（７８）の第１の端部（１１２）が、前記第２のレバー（７５）の第２の端部（１１８）に枢動可能に接続されている、第４のリンケージ（７８）と、
    第１の端部（１１２）および対向した第２の端部（１１６）を含む、少なくとも１つの第５のリンケージ（７９）であって、前記第５のリンケージ（７９）の第１の端部（１１２）が、前記第３のレバー（７６）の第１の端部（１１２）に枢動可能に接続されている、第５のリンケージ（７９）と、
    第１の端部（１１２）および対向した第２の端部（１１６）を含む、少なくとも１つの第６のリンケージ（８１）であって、前記第６のリンケージ（８１）の第１の端部（１１２）が、前記第３のレバー（７６）の第２の端部（１１８）に枢動可能に接続されている、第６のリンケージ（８１）と、を備え、
    前記複数の荷重プレート（５４）のうちの第１の荷重プレート（５４）が、前記第３のリンケージ（７７）の前記第２の端部（１１８）に枢動可能に接続され、
    前記複数の荷重プレート（５４）のうちの第２の荷重プレート（５４）が、前記第４のリンケージ（７８）の前記第２の端部（１１８）に枢動可能に接続され、
    前記複数の荷重プレート（５４）のうちの第３の荷重プレート（５４）が、前記第５のリンケージ（７９）の前記第２の端部（１１８）に枢動可能に接続され、
    前記複数の荷重プレート（５４）のうちの第４の荷重プレート（５４）が、前記第６のリンケージ（８１）の前記第２の端部（１１８）に枢動可能に接続される、請求項１に記載の装置（１０）。
  9. 前記摩擦ホルダ（１０４）が、
    各荷重プレート（５４）の前記第２の端部（１１８）に画定された開口部（６４）と、
    前記開口部（６４）内で前記荷重プレート（５４）に調整可能に接続された少なくとも１つの把持くさび（６６）であって、前記クーポン（１１）の実質的に平坦な表面と摩擦係合するように構成されている把持くさび（６６）と、を含む、請求項１に記載の装置（１０）。
  10. 前記摩擦ホルダ（１０４）が、前記少なくとも１つの把持くさび（６６）を前記開口部（６４）内で位置決めするように構成された調整機構を含む、請求項９に記載の装置（１０）。
  11. 前記摩擦ホルダ（１０４）が、前記少なくとも１つの把持くさび（６６）と前記荷重プレート（５４）とを相互接続するように構成されたコネクタを含み、前記コネクタが、前記荷重プレート（５４）に対する前記少なくとも１つの把持くさび（６６）の運動を可能にするように構成されている、請求項１０に記載の装置。
  12. クーポン（１１）の荷重試験を行うための方法（２００）であって、前記方法（２００）が、
    試験クーポン（１１）を用意すること、および、
    荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対を用意することを含み、各荷重平衡組立体（１６）が、
    荷重平準化機構（１６０）と、
    離間した複数の荷重プレート（５４）であって、前記複数の荷重プレート（５４）の各荷重プレート（５４）が、第１の端部（１１２）および第２の端部（１１８）を備え、前記第１の端部が前記荷重平準化機構（１６０）に枢動可能に接続され、前記第２の端部（１１８）が摩擦ホルダ（１４０）を備える、複数の荷重プレート（５４）と、を含み、前記方法（２００）がさらに、
    前記クーポン（１１）を前記荷重平衡組立体（１６ａ、１６ｂ）の対の間に接続すること、および、
    前記クーポン（１１）に荷重を加えること
    を含む、方法（２００）。
  13. 前記荷重が引張荷重である、請求項１２に記載の方法（２００）。
JP2014109283A 2013-06-03 2014-05-27 クーポンの荷重試験を行うための装置および方法 Active JP6374220B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/908,606 US9063035B2 (en) 2013-06-03 2013-06-03 Apparatus and method for load testing a coupon
US13/908,606 2013-06-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014235164A true JP2014235164A (ja) 2014-12-15
JP6374220B2 JP6374220B2 (ja) 2018-08-15

Family

ID=50927922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014109283A Active JP6374220B2 (ja) 2013-06-03 2014-05-27 クーポンの荷重試験を行うための装置および方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9063035B2 (ja)
EP (1) EP2811282B1 (ja)
JP (1) JP6374220B2 (ja)
CN (1) CN104215503B (ja)
BR (1) BR102014013048B1 (ja)
CA (1) CA2847859C (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105890979A (zh) * 2016-04-06 2016-08-24 吉林大学 用于复合载荷材料力学性能测试的预紧式机械装夹机构
JP2022027674A (ja) * 2020-08-01 2022-02-14 濱田 和明 引張圧縮試験治具

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9733172B2 (en) * 2014-05-23 2017-08-15 The Boeing Company Universal grip system
DE102014110856B4 (de) * 2014-07-31 2016-04-14 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Kantenfestigkeit von scheibenförmigen Elementen aus sprödbrüchigem Material
DE102014110855B4 (de) 2014-07-31 2017-08-03 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Bruchfestigkeit der Ränder dünner Bahnen sprödbrüchigen Materials
CN104897479B (zh) * 2014-12-12 2016-11-23 国家电网公司 一种复合材料支柱绝缘子力学性能综合检测系统
CN104516271B (zh) * 2014-12-22 2017-05-17 中国科学院空间科学与应用研究中心 一种航天器载荷实验流程控制系统及方法
US10190954B2 (en) * 2015-06-01 2019-01-29 The Boeing Company Pre-strained composite test coupons
CN105259635A (zh) * 2015-11-17 2016-01-20 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种应用于大口径反射镜静定支撑中的whiffletree支撑结构
DE102015223404B4 (de) * 2015-11-26 2019-01-31 Airbus Defence and Space GmbH Zugprobe, Verfahren zum Herstellen einer Zugprobe, Vorrichtung zur Durchführung eines Zugversuchs und Verfahren zur Durchführung eines Zugversuchs
KR102353788B1 (ko) * 2016-07-01 2022-01-19 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드 정적 및 주기적인 테스트를 받는 대상물의 결함을 인시츄 3축 스캐닝 및 검출하기 위한 통합 시스템 및 방법
CN106168560B (zh) * 2016-09-19 2023-04-07 西安科技大学 高压釜环境下异种材料蠕变率试验装置
US10254206B2 (en) * 2016-09-27 2019-04-09 The Boeing Company Self contained load frame for in-situ inspection
CA3050317C (en) * 2017-02-17 2023-06-20 Goff Omega Holdings, Llc Testing method for hydrogen embrittlement
US10744727B2 (en) 2017-03-21 2020-08-18 Textron Innovations Inc. Methods of making a specimen with a predetermined wrinkle defect
US10746640B2 (en) * 2017-03-21 2020-08-18 Textron Innovations Inc. Methods of making a tubular specimen with a predetermined wrinkle defect
US10585025B2 (en) * 2017-11-07 2020-03-10 The Boeing Company System and method for testing mechanical properties
US11105720B1 (en) 2018-05-14 2021-08-31 Charles Fayle Apparatus for applying force to a workpiece
DE102018221336A1 (de) * 2018-12-10 2020-06-10 Vetter Pharma-Fertigung GmbH & Co. KG Befestigungsanordnung zum Befestigen eines Prüfvorrichtungshalters an einer Kraftmesseinrichtung, Kraftmesseinrichtung mit einer solchen Befestigungsanordnung; Prüfvorrichtungshalter, und Schlittenteil für eine Kraftmesseinrichtung
CN110411825B (zh) * 2019-09-06 2024-04-19 四川轻化工大学 用于飞机蒙皮疲劳试验的试验装置
CA3149717A1 (en) * 2019-09-16 2021-03-25 Christopher Hunter Universal modular test fixture
US11248997B2 (en) * 2019-09-27 2022-02-15 The Boeing Company Dissociatedly fabricated grips for additively manufactured coupons and methods
CN113075030A (zh) * 2020-01-03 2021-07-06 上海交通大学 板材的板面内应变dic测量的夹具装置
CN111707539B (zh) * 2020-06-22 2023-03-21 中国人民解放军空军工程大学 一种用于对板件施加压缩应力的试验夹具及其使用方法
DE102020127065B4 (de) 2020-10-14 2022-08-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Vorrichtung und Verfahren zum Einspannen eines Prüfkörpers
CN112903465B (zh) * 2021-02-04 2022-06-14 太原理工大学 一种倾斜采空区单排群柱双轴承载能力的测试装置与方法
CN114441323B (zh) * 2021-12-24 2024-06-14 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种双作动缸协调加载试验台架及协调加载试验方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6176344U (ja) * 1984-10-24 1986-05-22
JP2009516169A (ja) * 2005-11-10 2009-04-16 エムティーエス システムズ コーポレイション 試験片保持具

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2029971A (en) * 1978-05-25 1980-03-26 Cotton Silk & Man Made Fibres Improvements in or relating to the testing of woven fabric
US5297441A (en) * 1992-08-14 1994-03-29 The Boeing Company Apparatus for supporting a test specimen for compression testing
US5585570A (en) 1994-10-12 1996-12-17 Lra Laboratories, Inc. Rising step-load test apparatus
US5528942A (en) * 1995-06-13 1996-06-25 Baratta; Francis I. Apparatus for maximizing critical buckling loads for compression testing
JP4851660B2 (ja) * 2001-05-31 2012-01-11 学校法人日本大学 万能材料試験方法及びその装置
US7080561B2 (en) * 2004-09-27 2006-07-25 The Boeing Company Visual documentation of micro-cracks during tensile coupon testing
DE102005058582B4 (de) 2005-12-08 2014-04-30 Deutsch-Französisches Forschungsinstitut Saint-Louis Einspannanordnung für eine Flachprobe aus anisotropem Material
US7513168B2 (en) * 2006-03-29 2009-04-07 Alba Tony J Jack bolt activated tensile strength test machine
JP4883307B2 (ja) * 2007-07-04 2012-02-22 株式会社島津製作所 材料試験機
GB0713047D0 (en) * 2007-07-06 2007-08-15 Airbus Uk Ltd Method and apparatus for testing composite materials

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6176344U (ja) * 1984-10-24 1986-05-22
JP2009516169A (ja) * 2005-11-10 2009-04-16 エムティーエス システムズ コーポレイション 試験片保持具

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105890979A (zh) * 2016-04-06 2016-08-24 吉林大学 用于复合载荷材料力学性能测试的预紧式机械装夹机构
CN105890979B (zh) * 2016-04-06 2018-07-06 吉林大学 用于复合载荷材料力学性能测试的预紧式机械装夹机构
JP2022027674A (ja) * 2020-08-01 2022-02-14 濱田 和明 引張圧縮試験治具

Also Published As

Publication number Publication date
EP2811282B1 (en) 2021-05-05
US9063035B2 (en) 2015-06-23
BR102014013048A2 (pt) 2015-11-17
CN104215503B (zh) 2018-02-06
BR102014013048B1 (pt) 2021-08-31
CN104215503A (zh) 2014-12-17
JP6374220B2 (ja) 2018-08-15
EP2811282A1 (en) 2014-12-10
US20140352451A1 (en) 2014-12-04
CA2847859C (en) 2016-11-29
CA2847859A1 (en) 2014-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6374220B2 (ja) クーポンの荷重試験を行うための装置および方法
JP4953126B2 (ja) ねじり試験装置
CA2782928C (en) Pipe reel load simulator
JP2014167471A5 (ja)
US7543506B2 (en) Electromagnetic rotation and stability apparatus
JP6242752B2 (ja) サンドイッチ構造体のための周方向剪断テスト法および装置
JP2015169578A (ja) 試験装置
EP1577659B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Widerstandes von Blechen gegen Biegung mit wechselnder Belastungsrichtung
CN106370415B (zh) 一种自动控制轴心受力构件往复荷载加载装置及使用方法
CN116818563A (zh) 一种基于霍普金森杆的实验装置
EP2679980B1 (en) System and method for testing a fillet bond
US9499283B1 (en) Freeplay measurement device
CN109060525A (zh) 拉拔过程受力分析的试验方法及装置
Goanță et al. Device for testing at combined cyclic fatigue loading by tensile and torsion, attachable to the universal testing machine
WO2015185397A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur kompensation der gewichtskraft
Ramault et al. Effect of tab design on the strain distribution of a biaxially loaded cruciform composite specimen
JPH0441294B2 (ja)
CN117091971A (zh) 一种控制剪切接触面摩擦均匀的装置及方法
CN117491176A (zh) 一种混凝土管片抗裂性能试验装置及测试方法
CN116609171A (zh) 一种基于霍普金森杆的复合加载装置
JP2016075582A (ja) 多軸応力試験方法およびそれに用いる試験用治具

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170424

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171004

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180528

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180703

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180719

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6374220

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250