JP2015014544A - Compression test method and compression test device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリート等の材料の圧縮強度を測定する試験方法及び装置に関する。 The present invention relates to a test method and apparatus for measuring the compressive strength of a material such as concrete.
コンクリート等の材料の強度が適切であるかを確認するために、材料の供試体の圧縮試験を行い、各材料の圧縮強度が求められる。ここで、「圧縮強度」とは、圧縮試験において検出された最大載荷荷重を供試体の載荷方向に垂直な断面積で除して得られる応力値のことを指す。コンクリート供試体の圧縮試験において、最大載荷荷重が出現した後コンクリート供試体に対して荷重を加え続けると、コンクリート供試体が急激に破壊し破片が周囲に飛び散る「爆裂」と称される破壊現象が生じることがある。爆裂は、試験者に対する危険や試験測定器具の破損など、周囲に好ましくない影響を及ぼすため、コンクリート供試体の圧縮試験は、コンクリート供試体を爆裂させずに行う必要がある。コンクリート供試体を爆裂させないで圧縮試験を可能とすることを狙った従来の装置の例として特許文献1から3が挙げられる。
In order to confirm whether the strength of a material such as concrete is appropriate, a compression test is performed on a specimen of the material, and the compression strength of each material is obtained. Here, the “compressive strength” refers to a stress value obtained by dividing the maximum loaded load detected in the compression test by the cross-sectional area perpendicular to the loading direction of the specimen. In a compression test of a concrete specimen, if a load is continuously applied to the concrete specimen after the maximum load load has appeared, a fracture phenomenon called `` explosion '' occurs in which the concrete specimen suddenly breaks and fragments are scattered around. May occur. Since the explosion has an unfavorable effect on the surroundings, such as danger to the tester and breakage of the test and measurement equipment, the compression test of the concrete specimen must be performed without exploding the concrete specimen.
特許文献1には、圧縮試験と圧縮試験時に生じる横歪みの測定とを併用して行う圧縮試験装置が記載されている。
特許文献2には、載荷機構の載荷方向と反対方向に膨張バネを張架して、載荷力低下後のオーバーシュートを防止する材料試験機が記載されている。
特許文献3には、設定しておいた予測圧縮強度に応じて破断検出のための載荷力減少割合を調整する材料試験機が記載されている。 Patent Document 3 describes a material testing machine that adjusts a loading force reduction rate for detecting breakage according to a set predicted compressive strength.
ここで、特許文献1、2、及び3を含めた従来の圧縮試験装置において、爆裂させないで圧縮試験を行い、かつ正しく圧縮強度を検出することが難しい場合もあることを、図1及び図2を参照して説明する。
Here, in the conventional compression test apparatus including
図1の(a)は、従来の圧縮試験装置において、供試体の圧縮強度が小さくかつ試験装置フレームの剛性が十分に大きい場合(以降、「第1ケース」と称す)の、載荷テーブル変位δと供試体に作用する試験荷重Pとの関係について示したグラフの例である。第1ケースの場合は、変位δが一定速度で増加していくような変位制御系の載荷方式を採用すれば、供試体を爆裂させることなく圧縮強度を確実に確認できる圧縮試験を容易に実現できる。特許文献1の圧縮試験装置は、そのような変位制御系の圧縮試験を、変位δの測定と横歪みの測定を併用することで、より容易に実施可能とすることを狙った試験機の一例である。
FIG. 1A shows a loading table displacement δ in a conventional compression test apparatus when the compression strength of the specimen is small and the rigidity of the test apparatus frame is sufficiently large (hereinafter referred to as “first case”). It is the example of the graph shown about the relationship with the test load P which acts on a test body. In the case of the first case, if a displacement control system loading method in which the displacement δ increases at a constant speed is adopted, a compression test can be easily realized in which the compressive strength can be reliably confirmed without causing the specimen to explode. it can. The compression test apparatus of
これに対し、図1の(b)は、従来の圧縮試験装置において、供試体の圧縮強度が高い、もしくは試験装置フレーム剛性が不足している場合(以降、「第2ケース」と称す)の、載荷テーブル変位δと試験荷重Pとの関係について示したグラフの例である。 On the other hand, FIG. 1B shows a case where the compression strength of the specimen is high or the rigidity of the test apparatus frame is insufficient (hereinafter referred to as “second case”) in the conventional compression test apparatus. 5 is an example of a graph showing the relationship between the loading table displacement δ and the test load P.
第2ケースの場合は、変位δが一定速度で増加していくような変位制御系を採用しても、最大荷重点Pmaxを過ぎた点Pzで供試体の耐圧荷重(試験荷重P)が急減してしまい、それまで圧縮試験装置のフレーム側へ蓄えられていた変形エネルギーが供試体側へキックバックされ、それによって、一瞬のうちに供試体の破壊が進行し爆裂してしまう。そこで、第2ケースの場合、従来の圧縮試験装置では爆裂防止のために試験方法に試験荷重Pを調整して載荷する荷重制御系の載荷方式を採用している。そのような荷重制御系の載荷方式は、最大荷重点Pmaxを過ぎて試験荷重Pが低下を示し、点Pzに到達する前の時点において載荷テーブルを急速下降に移行させ試験荷重Pを除荷してやることにより、供試体を爆裂させずに圧縮強度を確認する。 In the case of the second case, even if a displacement control system in which the displacement δ increases at a constant speed is adopted, the pressure load (test load P) of the specimen rapidly decreases at a point Pz that exceeds the maximum load point Pmax. Thus, the deformation energy that has been stored on the frame side of the compression test apparatus until then is kicked back to the specimen side, which causes the specimen to break down and explode in an instant. Therefore, in the case of the second case, the conventional compression test apparatus adopts a load control system loading method in which the test load P is adjusted and loaded in order to prevent explosion. In such a load control system loading method, the test load P decreases after the maximum load point Pmax, and the test load P is unloaded by shifting the loading table to a rapid descent before reaching the point Pz. Therefore, the compressive strength is confirmed without exploding the specimen.
特許文献2及び特許文献3の圧縮試験装置は、そのような荷重制御系の圧縮試験を可能とする試験機の一例である。なお、上記のような荷重制御系の載荷方式は、図1の(a)に示した第1ケースの場合にも爆裂を防ぐのには有効である。
The compression test apparatus of
しかしながら、圧縮試験において、図2の(a)に示すように、最大荷重点Pmaxに到達する以前に、試験荷重Pが一時的な低下を示すピーク荷重点Paを有する場合(以降、「第3ケース」と称す)がある。図2の(a)及び(b)は従来の圧縮試験装置の載荷テーブル変位δと供試体に作用する試験荷重Pとの関係について、試験荷重Pが最大荷重点に到達する前に一時的な荷重低下点を有する場合を示したグラフの例である。図2の(a)は、実際の載荷テーブル変位δと供試体に作用する試験荷重Pとの関係を示す。図2の(b)は、誤認識した際の載荷テーブル変位δと供試体に作用する試験荷重Pとの関係を示す。最大荷重点Pmax直後の試験荷重Pの低下は、規模が大きく、且つ、供試体全体にとって致命的なひび割れが発生したことが原因で生じる。対して、ピーク荷重点Pa直後の試験荷重Pの一時的な低下は、試験荷重Pの載荷中において供試体に局在的なひび割れが発生することによって生じるものである。このようなピーク荷重点Pa直後の試験荷重Pの一時的な低下は、供試体の圧縮強度等、材料の特性によらず生じると考えられる。また、ピーク荷重点Pa直後の試験荷重Pの低下と、最大荷重点Pmax直後の試験荷重Pの低下とを区別するのは困難である。 However, in the compression test, as shown in FIG. 2A, before reaching the maximum load point Pmax, the test load P has a peak load point Pa indicating a temporary decrease (hereinafter referred to as “third”. "Case"). 2 (a) and 2 (b) show the relationship between the loading table displacement δ of the conventional compression test apparatus and the test load P acting on the specimen, before the test load P reaches the maximum load point. It is an example of the graph which showed the case where it has a load drop point. FIG. 2A shows the relationship between the actual loading table displacement δ and the test load P acting on the specimen. FIG. 2B shows the relationship between the loading table displacement δ when erroneously recognized and the test load P acting on the specimen. The decrease in the test load P immediately after the maximum load point Pmax is caused by the fact that the scale is large and a fatal crack has occurred for the entire specimen. On the other hand, the temporary decrease in the test load P immediately after the peak load point Pa is caused by the occurrence of local cracks in the specimen while the test load P is being loaded. Such a temporary decrease in the test load P immediately after the peak load point Pa is considered to occur regardless of the material characteristics such as the compressive strength of the specimen. In addition, it is difficult to distinguish between a decrease in the test load P immediately after the peak load point Pa and a decrease in the test load P immediately after the maximum load point Pmax.
特に供試体の圧縮強度が大きい場合、上述したような荷重制御系の載荷方式の試験方法では、供試体を爆裂させないために試験荷重Pの低下をより鋭敏に検出する必要がある。そのため、かえってピーク荷重点Pa直後の試験荷重Pの低下を、最大荷重点Pmax直後の試験荷重Pの低下と誤認識してしまうことが多かった。ピーク荷重点Paを最大荷重点Pmaxであると誤認識してしまうとその結果として、本来は図2の(a)のような変位δと試験荷重Pとの関係から最大荷重点Pmaxを測定すべきところ、図2の(b)の矢印に示すように変位δと試験荷重Pとの関係を誤って測定してしまう。そのため、正しい圧縮強度を測定できないという問題がある。 In particular, when the specimen has a high compressive strength, the load control system loading method as described above needs to detect the decrease in the test load P more sensitively in order not to explode the specimen. For this reason, a decrease in the test load P immediately after the peak load point Pa is often mistakenly recognized as a decrease in the test load P immediately after the maximum load point Pmax. If the peak load point Pa is mistakenly recognized as the maximum load point Pmax, the maximum load point Pmax is originally measured from the relationship between the displacement δ and the test load P as shown in FIG. However, the relationship between the displacement δ and the test load P is erroneously measured as shown by the arrow in FIG. Therefore, there is a problem that correct compressive strength cannot be measured.
そこで、本発明は、上記第1ケース、第2ケース、及び第3ケースのいずれの場合においても、供試体に爆裂を生じさせることなく、最大荷重点Pmax及び圧縮強度を正しく検出できるような圧縮試験方法、及びそれを実施可能とする圧縮試験装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides a compression that can correctly detect the maximum load point Pmax and the compressive strength without causing the specimen to explode in any of the first case, the second case, and the third case. It is an object of the present invention to provide a test method and a compression test apparatus that can implement the test method.
上記の課題を解決するために、本発明に係る圧縮試験方法は、初期荷重後、最初に試験荷重が低下する第1荷重低下まで、対象材料に試験荷重を増加させつつ載荷する第1載荷工程と、上記第1荷重低下した時点で、上記対象材料に載荷される試験荷重を減少させつつ除荷する第1除荷工程と、上記対象材料に載荷される試験荷重が上記初期荷重になる前に上記第1除荷工程を終了させた後、当該試験荷重が低下する第2荷重低下まで、上記対象材料に試験荷重を増加させつつ載荷する第2載荷工程と、上記第2荷重低下した時点で、上記対象材料に載荷される試験荷重を減少させつつ除荷する第2除荷工程と、上記第1荷重低下の直前のピーク荷重点において上記対象材料に載荷された第1試験荷重と、上記第2荷重低下の直前のピーク荷重点において上記対象材料に載荷された第2試験荷重とを比較する試験荷重比較工程と、上記第2試験荷重が上記第1試験荷重より大きかった場合、1つ前のピーク荷重点の試験荷重以下となるピーク荷重点直後における試験荷重の低下が検出されるまで、上記第2載荷工程、上記第2除荷工程、及び上記試験荷重比較工程を繰り返す第1繰り返し工程とを含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the compression test method according to the present invention includes a first loading step of loading the target material while increasing the test load until the first load decrease at which the test load first decreases after the initial load. And a first unloading step of unloading while reducing the test load loaded on the target material when the first load is reduced, and before the test load loaded on the target material becomes the initial load. After the first unloading step is finished, the second loading step of loading the target material while increasing the test load until the second load reduction where the test load is reduced, and when the second load is reduced Then, the second unloading step of unloading while reducing the test load loaded on the target material, the first test load loaded on the target material at the peak load point immediately before the first load drop, Peak load just before the second load drop A test load comparison step for comparing the second test load loaded on the target material at a point, and if the second test load is greater than the first test load, the test load is equal to or less than the test load at the previous peak load point And a first repetition step of repeating the second loading step, the second unloading step, and the test load comparison step until a decrease in the test load immediately after the peak load point is detected. .
また、本発明に係る圧縮試験方法に用いられる圧縮試験装置は、上記対象材料に試験荷重を載荷または除荷する試験荷重載荷部と、上記対象材料に載荷された試験荷重同士を比較する試験荷重判定部とを備え、上記試験荷重載荷部は、上記第1荷重低下まで、上記対象材料に試験荷重を増加させつつ載荷する第1載荷をし、上記第1荷重低下した時点で、上記対象材料に載荷される試験荷重を減少させつつ除荷する第1除荷をし、上記対象材料に載荷される試験荷重が上記初期荷重になる前に上記第1除荷を終了させた後、上記第2荷重低下まで、上記対象材料に試験荷重を増加させつつ載荷する第2載荷をし、上記第2荷重低下した時点で、上記対象材料に載荷される試験荷重を減少させつつ除荷する第2除荷をし、上記試験荷重判定部が上記第1試験荷重と上記第2試験荷重とを比較し、上記第2試験荷重が上記第1試験荷重より大きかった場合、1つ前のピーク荷重点の試験荷重以下となるピーク荷重点直後における試験荷重の低下が検出されるまで、上記第2載荷、上記第2除荷及び上記比較が繰り返されることを特徴とする。 In addition, a compression test apparatus used in the compression test method according to the present invention includes a test load loading unit that loads or unloads a test load on the target material, and a test load that compares the test loads loaded on the target material. A determination unit, and the test load loading unit performs a first loading on the target material while increasing the test load until the first load is reduced, and when the first load is reduced, the target material is loaded. The first unloading is performed while reducing the test load loaded on the target material, and the first unloading is terminated before the test load loaded on the target material reaches the initial load. The second loading is performed while increasing the test load on the target material until the load is decreased by 2 and when the second load is decreased, the second load is decreased while reducing the test load loaded on the target material. Unloading, the test load judgment part When the first test load and the second test load are compared, and the second test load is greater than the first test load, immediately after the peak load point that is equal to or less than the test load of the previous peak load point The second loading, the second unloading, and the comparison are repeated until a decrease in the test load is detected.
上記構成により、最大荷重点Pmax以外のピーク荷重点がある供試体においても、その後のピーク荷重点の試験荷重を確認することで、最大荷重点Pmaxを正しく検出することができる。よって供試体に爆裂を生じさせることなく確実に供試体の圧縮強度を得ることができる。 With the above configuration, even in a specimen having a peak load point other than the maximum load point Pmax, the maximum load point Pmax can be correctly detected by confirming the test load at the subsequent peak load point. Therefore, the compressive strength of the specimen can be reliably obtained without causing the specimen to explode.
また、本発明に係る圧縮試験方法は、上記試験荷重比較工程において、上記第2試験荷重が上記第1試験荷重以下の場合、上記第2載荷工程及び第2除荷工程を繰り返す第2繰り返し工程をさらに含むことが好ましい。 In the compression test method according to the present invention, in the test load comparison step, the second loading step and the second unloading step are repeated when the second test load is not more than the first test load. It is preferable that it is further included.
上記構成により、これまでの載荷方法では得られなかった、従来の載荷方法において供試体が爆裂をおこしていた点以降の供試体特性(試験荷重Pと変位δの関係)を得ることができる。 With the above configuration, specimen characteristics (relationship between the test load P and the displacement δ) after the point at which the specimen has exploded in the conventional loading method, which could not be obtained by the conventional loading methods, can be obtained.
本発明は、供試体に爆裂を生じさせることなく確実に供試体の圧縮強度を得ることができる効果を奏する。 The present invention has an effect that the compressive strength of the specimen can be obtained with certainty without causing the specimen to explode.
〔実施形態1〕
以下、本発明の実施形態を図3から図5を参照して以下に説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
〔圧縮試験装置1〕
まず、圧縮試験装置1の構成について図3を参照して説明する。図3は本発明の一実施形態に係る圧縮試験装置の構成図で、機械的要部構成を表す概略的縦断面図と電気的要部構成を表すブロック図を併記して示す図である。圧縮試験装置1は、試験装置フレーム3の内側に、油圧シリンダー4、載荷ラム5、載荷テーブル6及び球面座7を備える。試験装置フレーム3の上部(図3において上方向)には球面座7が設置され、球面座7の下方には、試験装置フレーム3の下部に固定された油圧シリンダー4により、載荷ラム5を介して上下動する載荷テーブル6が設置されている。供試体2(対象材料)は、球面座7及び載荷テーブル6の間に配置される。上記のように配置された状態で、油圧シリンダー4を駆動して載荷テーブル6を上下動させることによって、供試体2に試験荷重Pが載荷もしくは除荷される。また、試験装置フレーム3の剛性は非常に大きく、δ≒供試体2そのものの圧縮変形量とみなせるものである。
[Compression test device 1]
First, the configuration of the
圧縮試験装置1はさらに制御部10を備える。制御部10は、試験荷重載荷部11、試験荷重検出部12及び試験荷重判定部13を備える。試験荷重載荷部11は、試験荷重検出部12で検出される試験荷重Pにより、油圧シリンダー4を駆動させ供試体2に試験荷重Pを載荷、もしくは除荷させる。試験荷重検出部12は、供試体2に作用する試験荷重Pを検出する。試験荷重判定部13は、試験荷重検出部12が検出した試験荷重Pが低下する直前のピーク荷重点と上記ピーク荷重点の次のピーク荷重点とにおける試験荷重Pの大きさを比較する。また、試験荷重検出部12で検出した試験荷重Pを用いて、圧縮試験装置1の載荷テーブル6と球面座7の下面までの距離、すなわち供試体2の高さを何らかの方法で計測し、その変化量を変位δで表せば、試験荷重Pと変位δとの関係のグラフを得ることができる。
The
〔圧縮試験方法〕
試験荷重Pの載荷は、荷重制御系の載荷方式により行う。まず、供試体2が図2の(a)のようなグラフ形状を示すほど圧縮強度が大きい場合について、図3から図5を参照して説明する。図4は、本発明の一実施形態に係る圧縮試験装置の載荷テーブル変位δと供試体に作用する試験荷重Pとの関係について、供試体に爆裂を生じさせることなく正しく圧縮強度が検出できることを示したグラフの例である。図5は、上記変位δと試験荷重Pとの関係について、最大荷重点に到達する前に一時的な荷重低下点を有する場合でも、供試体に爆裂を生じさせることなく正しく圧縮強度が検出できることを示したグラフの例である。まず、初期荷重の状態から最初に試験荷重Pが低下する(第1荷重低下A1)まで、試験荷重載荷部11は油圧シリンダー4を駆動し載荷テーブル6を上げて、供試体2に試験荷重Pを増加させつつ載荷する(第1載荷工程)。次に第1荷重低下A1した時点で、試験荷重載荷部11は載荷テーブル6を下げて供試体2に載荷される試験荷重Pを減少させつつ除荷する(第1除荷工程)。また、試験荷重載荷部11は、上記供試体2に載荷される試験荷重Pが上記初期荷重になる前に上記第1除荷を終了し、次に試験荷重Pが低下する第2荷重低下A2まで、供試体2に試験荷重Pを増加させつつ載荷する(第2載荷工程)。また、上記第2荷重低下A2した時点で、試験荷重載荷部11は載荷テーブル6を下げて供試体2に載荷される試験荷重Pを減少させつつ除荷する(第2除荷工程)。ここで、試験荷重判定部13は、第2荷重低下A2の直前のピーク荷重点(第2ピーク荷重点P2)において供試体2に載荷された第2試験荷重と、第1荷重低下A1の直前のピーク荷重点(第1ピーク荷重点P1)において供試体2に載荷された第1試験荷重とを比較する(試験荷重比較工程)。第2試験荷重が第1試験荷重以下であれば、試験荷重載荷部11はそのまま供試体2に載荷される試験荷重Pを除荷して試験を終了する。
[Compression test method]
The test load P is loaded by a load control system loading method. First, the case where compressive strength is so large that the
また、図5に示すように、第2試験荷重が第1試験荷重よりも大きい場合は、第1ピーク荷重点P1は供試体2の最大荷重点Pmaxを検出したものではないと判断できる。よって、上記の場合、上記第2除荷工程の後、試験荷重載荷部11は上記供試体2に載荷される試験荷重Pが上記初期荷重になる前に上記第2除荷を終了し、次に試験荷重Pが低下する第3荷重低下A3まで、供試体2に試験荷重Pを増加させつつ載荷する(第2載荷工程)。また、上記第3荷重低下A3した時点で、供試体2に載荷される試験荷重Pを除荷する(第2除荷工程)。また、試験荷重判定部13は、3回目のピーク荷重点である第3ピーク荷重点P3において供試体2に載荷された第3試験荷重と、第2試験荷重とを比較する(試験荷重比較工程)。第3試験荷重が第2試験荷重以下であれば試験荷重載荷部11はそのまま供試体2に載荷される試験荷重Pを除荷して試験を終了する。第3試験荷重が第2試験荷重より大きければ、1つ前のピーク荷重点において供試体2に載荷された試験荷重以下となるピーク荷重点直後における試験荷重の低下が検出されるまで、上記第2載荷工程、上記第2除荷工程及び上記試験荷重比較工程が繰り返えし行われる(第1繰り返し工程)。
Moreover, as shown in FIG. 5, when the 2nd test load is larger than the 1st test load, it can be judged that the 1st peak load point P1 is not what detected the maximum load point Pmax of the
上記構成により、最大荷重点Pmax以外のピーク荷重点がある供試体においても、該ピーク荷重点の次のピーク荷重点における試験荷重Pを確認することで、最大荷重点Pmaxを正しく検出することができる。よって、対象材料の圧縮強度を正しく測定することができる。 With the above configuration, even in a specimen having a peak load point other than the maximum load point Pmax, the maximum load point Pmax can be correctly detected by confirming the test load P at the peak load point next to the peak load point. it can. Therefore, it is possible to correctly measure the compressive strength of the target material.
なお、本実施形態では、試験荷重Pの比較が3回で終了する場合についての試験方法を述べたものであるが、上記比較が4回あるいは5回以上になる場合もあり得る。すなわち、本質的な試験終了の条件としては、試験荷重Pの低下後の試験荷重Pの除荷に続く再載荷において、当該試験荷重Pの低下の直前のピーク荷重点における試験荷重以下となる当該試験荷重Pの低下の次のピーク荷重点直後の試験荷重Pの低下を検出することである。 In the present embodiment, the test method for the case where the comparison of the test loads P is completed in three times is described, but the comparison may be four times or five times or more. That is, as an essential condition for the end of the test, in the reloading subsequent to the unloading of the test load P after the decrease in the test load P, the test load becomes equal to or less than the test load at the peak load point immediately before the decrease in the test load P. This is to detect a decrease in the test load P immediately after the peak load point next to the decrease in the test load P.
また、爆裂を避けるため試験荷重の低下は試験荷重検出部12の十分に鋭敏な検出能力によって検出する必要がある。上記検出能力は、載荷荷重の検出精度を考慮して、例えば圧縮試験機載荷容量の1/1000〜1/10000の範囲で試験者が予め設定しておいてもよい。なお上記のような載荷方式を「セカンドピーク載荷方式」と名付ける。
Moreover, in order to avoid explosion, it is necessary to detect a decrease in the test load by a sufficiently sensitive detection capability of the
また、供試体2の圧縮強度が小さい場合の圧縮試験方法は、一般的なコンクリート品質管理試験所において実施されている、手動制御の圧縮試験で供試体の爆裂を避ける目的で行われる、いわゆる「寸止め試験」と同じ方式で実現できる。
In addition, the compression test method when the compressive strength of the
〔実施形態2〕
また、第2ケース及び第3ケースの場合に、従来の圧縮試験装置または試験方法で取得できなかった、最大荷重点Pmaxを過ぎて以降、試験荷重Pが十分に小さくなる範囲まで、変位δと試験荷重Pとの関係を検出できるような圧縮試験方法、及びそれを実施可能とする圧縮試験装置が求められている。
[Embodiment 2]
Further, in the case of the second case and the third case, the displacement δ and the range until the test load P becomes sufficiently small after passing the maximum load point Pmax, which could not be obtained by the conventional compression test apparatus or test method. There is a need for a compression test method that can detect the relationship with the test load P and a compression test apparatus that can implement the compression test method.
以下、本発明の他の実施の形態に係る材料試験方法について、図3及び図6を参照して説明する。図6は本発明の他の実施形態に係る圧縮試験装置の載荷テーブル変位δと供試体に作用する試験荷重Pとの関係について、最大荷重点を過ぎて以降、試験荷重Pが十分に小さくなる範囲まで、変位δと試験荷重Pとの関係を検出できることを示したグラフの例である。 Hereinafter, a material testing method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows the relationship between the loading table displacement δ of the compression test apparatus according to another embodiment of the present invention and the test load P acting on the specimen, and the test load P becomes sufficiently small after passing the maximum load point. It is an example of a graph showing that the relationship between the displacement δ and the test load P can be detected up to a range.
本実施形態に係る試験方法は、最大荷重点Pmaxの次のピーク荷重点の確認後、すなわち、1つ前のピーク荷重点の試験荷重以下となるピーク荷重点直後の試験荷重Pの低下が検出された後、除荷工程へ移行するまではセカンドピーク試験と同じである。ただし、本実施形態に係る試験方法は、そこで完全に試験荷重Pを除荷して試験を終了しない。最大荷重点Pmaxの次のピーク荷重点の確認後、試験荷重載荷部11は供試体2に載荷される試験荷重Pを減少させつつ除荷する(第2除荷工程)。また、試験荷重載荷部11は供試体2に載荷される試験荷重Pが上記初期荷重になる前に上記除荷を終了し、次に試験荷重Pが低下するまで、供試体2に試験荷重Pを増加させつつ載荷する(第2載荷工程)。また、試験荷重載荷部11は試験荷重が低下した時点で供試体2に載荷される試験荷重Pを除荷する(第2除荷工程)。本実施形態に係る試験方法は、最大荷重点Pmaxの次のピーク荷重点の確認後、上述のように上記第2除荷工程と上記第2載荷工程を繰り返し行う(第2繰り返し工程)。上記のような載荷方式を「ポストピーク載荷方式」と名付ける。
The test method according to the present embodiment detects a decrease in the test load P immediately after the peak load point after the maximum load point Pmax is confirmed, that is, immediately after the peak load point that is equal to or less than the test load of the previous peak load point. After that, it is the same as the second peak test until the transition to the unloading process. However, the test method according to the present embodiment does not end the test by completely unloading the test load P there. After confirming the peak load point next to the maximum load point Pmax, the test
ポストピーク載荷方式で圧縮試験を行う際、供試体2の変化量を何らかの方法で計測し変位δとして表せば、試験荷重Pと変位δの関係は図6のような曲線を描く。この図6に示したと変位δの描く曲線は、ピーク荷重点Pnの包絡線を取ればこれまでの載荷方法では得られなかった図2の(a)の点Pz以降に破線で示す試験荷重Pと変位δの関係に一致する。材料の圧縮試験においてこのようなピーク荷重点Pnと変位δの関係が得られることは、供試体の材料特性の品質管理や研究を行う上で有意義な技術情報である。
When the compression test is performed by the post-peak loading method, if the amount of change of the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、試験荷重を載荷して行う圧縮試験に好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used for a compression test performed by loading a test load.
1 圧縮試験装置、2 供試体(対象材料)、3 試験装置フレーム、4 油圧シリンダー、5 載荷ラム、6 載荷テーブル、7 球面座、11 試験荷重載荷部、13 試験荷重判定部、A1・A2・A3 荷重低下、Pz 点、Pa・P1・P2・P3・Pn ピーク荷重点、Pmax 最大荷重点
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記第1荷重低下した時点で、上記対象材料に載荷される試験荷重を減少させつつ除荷する第1除荷工程と、
上記対象材料に載荷される試験荷重が上記初期荷重になる前に上記第1除荷工程を終了させた後、当該試験荷重が低下する第2荷重低下まで、上記対象材料に試験荷重を増加させつつ載荷する第2載荷工程と、
上記第2荷重低下した時点で、上記対象材料に載荷される試験荷重を減少させつつ除荷する第2除荷工程と、
上記第1荷重低下の直前のピーク荷重点において上記対象材料に載荷された第1試験荷重と、上記第2荷重低下の直前のピーク荷重点において上記対象材料に載荷された第2試験荷重とを比較する試験荷重比較工程と、
上記第2試験荷重が上記第1試験荷重より大きかった場合、1つ前のピーク荷重点の試験荷重以下となるピーク荷重点直後における試験荷重の低下が検出されるまで、上記第2載荷工程、上記第2除荷工程、及び上記試験荷重比較工程を繰り返す第1繰り返し工程と
を含むことを特徴とする圧縮試験方法。 A first loading step of loading while increasing the test load on the target material until the first load drop where the test load first decreases after the initial load;
A first unloading step of unloading while reducing the test load loaded on the target material when the first load is reduced;
After the first unloading step is completed before the test load loaded on the target material becomes the initial load, the test load is increased on the target material until a second load decrease where the test load decreases. A second loading step of loading while
A second unloading step of unloading while reducing the test load loaded on the target material when the second load is reduced;
A first test load loaded on the target material at a peak load point immediately before the first load drop, and a second test load loaded on the target material at a peak load point immediately before the second load drop. A test load comparison process to be compared;
If the second test load is greater than the first test load, the second loading step until a decrease in the test load immediately after the peak load point that is equal to or less than the test load of the previous peak load point is detected; A compression test method comprising: a second repetition step of repeating the second unloading step and the test load comparison step.
上記対象材料に試験荷重を載荷または除荷する試験荷重載荷部と、
上記対象材料に載荷された試験荷重同士を比較する試験荷重判定部と
を備え、
上記試験荷重載荷部は、
上記第1荷重低下まで、上記対象材料に試験荷重を増加させつつ載荷する第1載荷をし、
上記第1荷重低下した時点で、上記対象材料に載荷される試験荷重を減少させつつ除荷する第1除荷をし、
上記対象材料に載荷される試験荷重が上記初期荷重になる前に上記第1除荷を終了させた後、上記第2荷重低下まで、上記対象材料に試験荷重を増加させつつ載荷する第2載荷をし、
上記第2荷重低下した時点で、上記対象材料に載荷される試験荷重を減少させつつ除荷する第2除荷をし、
上記試験荷重判定部が上記第1試験荷重と上記第2試験荷重とを比較し、上記第2試験荷重が上記第1試験荷重より大きかった場合、1つ前のピーク荷重点の試験荷重以下となるピーク荷重点直後における試験荷重の低下が検出されるまで、上記第2載荷、上記第2除荷及び上記比較が繰り返されることを特徴とする圧縮試験装置。 In the compression test apparatus used for the compression test method according to claim 1,
A test load loading section for loading or unloading the test load on the target material;
A test load determination unit for comparing test loads loaded on the target material,
The test load loading part is
Until the first load is reduced, the first loading is performed while increasing the test load on the target material,
When the first load is reduced, the first unloading is performed while reducing the test load loaded on the target material,
After the first unloading is finished before the test load loaded on the target material becomes the initial load, the second load is loaded while increasing the test load on the target material until the second load is reduced. And
When the second load is reduced, the second unloading is performed to unload while reducing the test load loaded on the target material,
When the test load determination unit compares the first test load and the second test load, and the second test load is larger than the first test load, the test load is equal to or less than the test load at the previous peak load point. The compression test apparatus, wherein the second loading, the second unloading, and the comparison are repeated until a decrease in the test load immediately after the peak load point is detected.
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