JP2021117065A - 材料試験機、及び材料試験機の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】歪み速度制御による材料試験の進捗状況を容易に確認する方法を提供する。【解決手段】引張試験機１は、試験対象に試験力を与えて試験対象を変形させる引張試験を実行する引張試験機であって、試験対象の伸び量を検出する検出部５３１と、検出部５３１の検出結果に基づき、試験対象の伸び速度を算出する算出部５３２と、伸び速度の変化を示すグラフを表示する表示制御部５３３と、を備える。【選択図】図２
Description
本発明は、材料試験機、及び材料試験機の制御方法に関する。
材料試験機において、歪み速度制御に関する種々の技術が知られている。
例えば、特許文献１に記載の引張試験機の制御部は、試験力の変化量に基づいて、負荷機構の動作制御をストローク速度制御から歪み速度制御に切り替えるための動作制御切替部を備える。この制御部は、圧力センサ、ストローク検出器、変位計、表示計、操作部およびタッチパネルと接続されている。また、この制御部は、油圧ユニットにおける電動サーボ弁および油圧ポンプとも接続されている。特許文献１に記載の引張試験機によれば、歪み速度制御による引張試験を実行することができる。
例えば、特許文献１に記載の引張試験機の制御部は、試験力の変化量に基づいて、負荷機構の動作制御をストローク速度制御から歪み速度制御に切り替えるための動作制御切替部を備える。この制御部は、圧力センサ、ストローク検出器、変位計、表示計、操作部およびタッチパネルと接続されている。また、この制御部は、油圧ユニットにおける電動サーボ弁および油圧ポンプとも接続されている。特許文献１に記載の引張試験機によれば、歪み速度制御による引張試験を実行することができる。
しかしながら、特許文献１に記載の引張試験機では、歪み速度制御による引張試験の進捗状況を確認することに関して改善の余地があった。例えば、引張試験機が、試験片が破断するまで試験力を付与する場合には、試験片が破断する際の作業者の安全を確保するために、作業者が引張試験の進捗状況を確認することは困難であった。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、歪み速度制御による材料試験の進捗状況を容易に確認可能な材料試験機、及び材料試験機の制御方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様は、試験対象に試験力を与えて前記試験対象の変形させる材料試験を実行する材料試験機であって、前記試験対象の歪み量を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づき、前記試験対象の歪み速度を算出する算出部と、前記歪み速度の変化を示すグラフを表示する表示制御部と、を備える、材料試験機に関する。
本発明の第２の態様は、試験対象に試験力を与えて前記試験対象を変形させる材料試験を実行する材料試験機の制御方法であって、前記試験対象の歪み量を検出する検出ステップと、前記検出ステップにおける検出結果に基づき、前記試験対象の歪み速度を算出する算出ステップと、前記歪み速度の変化を示すグラフを表示する表示制御ステップと、を含む、材料試験機の制御方法に関する。
本発明の第１の態様によれば、表示制御部によって、歪み速度の変化を示すグラフが表示されるため、歪み速度制御による材料試験の進捗状況を容易に確認できる。
本発明の第２の態様によれば、表示制御ステップにおいて、歪み速度の変化を示すグラフが表示されるため、歪み速度制御による材料試験の進捗状況を容易に確認できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
［１．引張試験機の構成］
図１は、本実施形態に係る引張試験機１の構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る引張試験機１は、試験対象ＴＰに試験力Ｆを与えて試験対象ＴＰを変形させる引張試験を実行する。具体的には、引張試験機１は、試験対象ＴＰに試験力Ｆを与えて、試料の引張強度、降伏点、伸び、絞りなどの機械的性質を測定する材料試験を行う。試験力Ｆは、引張力である。
引張試験機１は、試験対象ＴＰに試験力Ｆを与えて引張試験を行う試験機本体２と、試験機本体２による引張試験動作を制御する制御ユニット４と、を備える。試験対象ＴＰは、引張試験を実行する対象の材料で形成された試験片を示す。
なお、引張試験機１は、「材料試験機」の一例に対応する。また、引張試験は、「材料試験」の一例に対応する。
図１は、本実施形態に係る引張試験機１の構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る引張試験機１は、試験対象ＴＰに試験力Ｆを与えて試験対象ＴＰを変形させる引張試験を実行する。具体的には、引張試験機１は、試験対象ＴＰに試験力Ｆを与えて、試料の引張強度、降伏点、伸び、絞りなどの機械的性質を測定する材料試験を行う。試験力Ｆは、引張力である。
引張試験機１は、試験対象ＴＰに試験力Ｆを与えて引張試験を行う試験機本体２と、試験機本体２による引張試験動作を制御する制御ユニット４と、を備える。試験対象ＴＰは、引張試験を実行する対象の材料で形成された試験片を示す。
なお、引張試験機１は、「材料試験機」の一例に対応する。また、引張試験は、「材料試験」の一例に対応する。
本実施形態では、「材料試験機」が引張試験機１であるが、本発明の実施形態はこれに限定されない。「材料試験機」が試験対象に試験力を与えて試験対象を変形させる材料試験を実行すればよい。例えば、「材料試験機」が、圧縮試験機でもよい。また、例えば、「材料試験機」が、曲げ試験機でもよい。
試験機本体２は、テーブル２６と、このテーブル２６上に鉛直方向を向く状態で回転可能に立設された一対のねじ棹２８、２９と、これらのねじ棹２８、２９に沿って移動可能なクロスヘッド１０と、このクロスヘッド１０を移動させて試験対象ＴＰに負荷を与える負荷機構１２と、ロードセル１４と、を備える。
ロードセル１４は、試験対象ＴＰに与えられる引張荷重である試験力Ｆを測定し、試験力測定信号ＳＧ１を出力するセンサである。
ロードセル１４は、試験対象ＴＰに与えられる引張荷重である試験力Ｆを測定し、試験力測定信号ＳＧ１を出力するセンサである。
負荷機構１２は、各ねじ棹２８、２９の下端部に連結されるウォーム減速機１６、１７と、各ウォーム減速機１６、１７に連結されるサーボモータ１８と、ロータリエンコーダ２０と、を備える。ロータリエンコーダ２０は、サーボモータ１８の回転量を測定し、回転量に応じたパルス数の回転測定信号ＳＧ２を制御ユニット４に出力するセンサである。
そして負荷機構１２は、ウォーム減速機１６、１７を介して、一対のねじ棹２８、２９にサーボモータ１８の回転を伝達し、各ねじ棹２８、２９が同期して回転することにより、クロスヘッド１０がねじ棹２８、２９に沿って昇降する。
そして負荷機構１２は、ウォーム減速機１６、１７を介して、一対のねじ棹２８、２９にサーボモータ１８の回転を伝達し、各ねじ棹２８、２９が同期して回転することにより、クロスヘッド１０がねじ棹２８、２９に沿って昇降する。
クロスヘッド１０には、試験対象ＴＰの上端部を把持するための上つかみ具２１が付設され、テーブル２６には、試験対象ＴＰの下端部を把持するための下つかみ具２２が付設されている。試験機本体２は、引張試験の際、試験対象ＴＰの両端部をこれらの上つかみ具２１及び下つかみ具２２により把持した状態で、制御ユニット４の制御に従って、クロスヘッド１０を上昇させることにより、試験対象ＴＰに試験力Ｆを与える。
試験対象ＴＰには、変位センサ１５が配置される。試験対象ＴＰは、例えば、中央がくびれて形成されたダンベル型試験片が用いられる。変位センサ１５は、試験対象ＴＰの１対の標点の間の距離を測定することによって、伸び量ＥＤを測定し、伸び測定信号ＳＧ３を出力するセンサである。１対の標点は、試験対象ＴＰがくびれた領域の上部と下部とに配置される。
制御ユニット４は、統括制御装置３０と、表示装置３２と、試験プログラム実行装置３４と、を備える。
統括制御装置３０は、試験機本体２を中枢的に制御する装置であり、試験機本体２との間で信号を送受信可能に接続される。試験機本体２から受信する信号は、ロードセル１４が出力する試験力測定信号ＳＧ１、ロータリエンコーダ２０が出力する回転測定信号ＳＧ２、変位センサ１５が出力する伸び測定信号ＳＧ３、及び制御や試験に要する適宜の信号などである。
表示装置３２は、統括制御装置３０から入力される信号に基づいて各種情報を表示する装置であり、例えば、統括制御装置３０は、引張試験の間、伸び測定信号ＳＧ３に基づいて試験対象ＴＰの伸びの測定値である伸び量ＥＤを表示装置３２に表示する。また、例えば、統括制御装置３０は、引張試験の間、回転測定信号ＳＧ２に基づくクロスヘッド１０の変位を示す変位量ＸＤを表示装置３２に表示する。
更に、本実施形態に係る引張試験機１では、統括制御装置３０は、引張試験の間、伸び速度ＶＥを表示装置３２に表示する。伸び速度ＶＥは、伸び量ＥＤの単位時間当たりの変化量を示す。
統括制御装置３０は、試験機本体２を中枢的に制御する装置であり、試験機本体２との間で信号を送受信可能に接続される。試験機本体２から受信する信号は、ロードセル１４が出力する試験力測定信号ＳＧ１、ロータリエンコーダ２０が出力する回転測定信号ＳＧ２、変位センサ１５が出力する伸び測定信号ＳＧ３、及び制御や試験に要する適宜の信号などである。
表示装置３２は、統括制御装置３０から入力される信号に基づいて各種情報を表示する装置であり、例えば、統括制御装置３０は、引張試験の間、伸び測定信号ＳＧ３に基づいて試験対象ＴＰの伸びの測定値である伸び量ＥＤを表示装置３２に表示する。また、例えば、統括制御装置３０は、引張試験の間、回転測定信号ＳＧ２に基づくクロスヘッド１０の変位を示す変位量ＸＤを表示装置３２に表示する。
更に、本実施形態に係る引張試験機１では、統括制御装置３０は、引張試験の間、伸び速度ＶＥを表示装置３２に表示する。伸び速度ＶＥは、伸び量ＥＤの単位時間当たりの変化量を示す。
引張試験プログラム実行装置３４は、引張試験の試験条件といった各種設定パラメータの設定操作や実行指示操作などのユーザ操作を受け付け、統括制御装置３０に出力する機能や、試験力Ｆのデータを解析する機能などを備えた装置である。
本実施形態の引張試験プログラム実行装置３４はコンピュータを備え、このコンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサと、ＲＯＭ(Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ)やＲＡＭ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)などのメモリデバイスと、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などのストレージ装置と、統括制御装置３０や各種の周辺機器などを接続するためのインターフェース回路と、を備える。そして、プロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶されたコンピュータプログラムである引張試験プログラムを実行することで、上述の各種の機能を実現する。
本実施形態の引張試験プログラム実行装置３４はコンピュータを備え、このコンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサと、ＲＯＭ(Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ)やＲＡＭ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)などのメモリデバイスと、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などのストレージ装置と、統括制御装置３０や各種の周辺機器などを接続するためのインターフェース回路と、を備える。そして、プロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶されたコンピュータプログラムである引張試験プログラムを実行することで、上述の各種の機能を実現する。
次いで、本実施形態の統括制御装置３０について、更に詳述する。統括制御装置３０は、信号入出力ユニット４０と、制御回路ユニット５０と、を備える。
信号入出力ユニット４０は、試験機本体２との間で信号を送受する入出力インターフェース回路を構成するものであり、本実施形態では、第１センサアンプ４２と、第２センサアンプ４５と、カウンタ回路４３と、サーボアンプ４４とを有する。
第１センサアンプ４２は、ロードセル１４が出力する試験力測定信号ＳＧ１を増幅して制御回路ユニット５０に出力する増幅器である。第２センサアンプ４５は、変位センサ１５が出力する伸び測定信号ＳＧ３を増幅して制御回路ユニット５０に出力する増幅器である。
カウンタ回路４３は、ロータリエンコーダ２０が出力する回転測定信号ＳＧ２のパルス数を計数し、サーボモータ１８の回転量、すなわちサーボモータ１８の回転によって昇降するクロスヘッド１０の変位量ＸＤを示す変位測定信号Ａ３を制御回路ユニット５０にデジタル信号で出力する。サーボアンプ４４は、制御回路ユニット５０の制御に従って、サーボモータ１８を制御する装置である。
信号入出力ユニット４０は、試験機本体２との間で信号を送受する入出力インターフェース回路を構成するものであり、本実施形態では、第１センサアンプ４２と、第２センサアンプ４５と、カウンタ回路４３と、サーボアンプ４４とを有する。
第１センサアンプ４２は、ロードセル１４が出力する試験力測定信号ＳＧ１を増幅して制御回路ユニット５０に出力する増幅器である。第２センサアンプ４５は、変位センサ１５が出力する伸び測定信号ＳＧ３を増幅して制御回路ユニット５０に出力する増幅器である。
カウンタ回路４３は、ロータリエンコーダ２０が出力する回転測定信号ＳＧ２のパルス数を計数し、サーボモータ１８の回転量、すなわちサーボモータ１８の回転によって昇降するクロスヘッド１０の変位量ＸＤを示す変位測定信号Ａ３を制御回路ユニット５０にデジタル信号で出力する。サーボアンプ４４は、制御回路ユニット５０の制御に従って、サーボモータ１８を制御する装置である。
制御回路ユニット５０は、試験機本体２に対して、引張試験の実行を指示するユニットであって、通信部５１と、フィードバック制御部５２と、表示判定制御部５３と、を備える。
制御回路ユニット５０は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサ５０Ａと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリデバイス５０Ｂと、ＨＤＤやＳＳＤなどのストレージ装置５０Ｃと、信号入出力ユニット４０とのインターフェース回路と、引張試験プログラム実行装置３４と通信する通信装置５０Ｄと、表示装置３２を制御する表示制御回路と、各種の電子回路と、を備えたコンピュータを備える。また、制御回路ユニット５０のプロセッサ５０Ａがメモリデバイス５０Ｂ又はストレージ装置５０Ｃに記憶された制御プログラムを実行することで、図２に示す表示判定制御部５３の各機能部を実現する。
また、信号入出力ユニット４０のインターフェース回路にはＡ／Ｄ変換器が設けられており、アナログ信号の試験力測定信号ＳＧ１及び伸び測定信号ＳＧ３がＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換される。
なお、制御回路ユニット５０は、コンピュータに限らず、ＩＣチップやＬＳＩなどの集積回路といった１又は複数の適宜の回路によって構成されてもよい。
制御回路ユニット５０は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサ５０Ａと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリデバイス５０Ｂと、ＨＤＤやＳＳＤなどのストレージ装置５０Ｃと、信号入出力ユニット４０とのインターフェース回路と、引張試験プログラム実行装置３４と通信する通信装置５０Ｄと、表示装置３２を制御する表示制御回路と、各種の電子回路と、を備えたコンピュータを備える。また、制御回路ユニット５０のプロセッサ５０Ａがメモリデバイス５０Ｂ又はストレージ装置５０Ｃに記憶された制御プログラムを実行することで、図２に示す表示判定制御部５３の各機能部を実現する。
また、信号入出力ユニット４０のインターフェース回路にはＡ／Ｄ変換器が設けられており、アナログ信号の試験力測定信号ＳＧ１及び伸び測定信号ＳＧ３がＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換される。
なお、制御回路ユニット５０は、コンピュータに限らず、ＩＣチップやＬＳＩなどの集積回路といった１又は複数の適宜の回路によって構成されてもよい。
通信部５１は、試験プログラム実行装置３４との間で通信し、試験条件の設定や各種設定パラメータの設定値、引張試験の実行指示や中断指示などを試験プログラム実行装置３４から受信する。また、通信部５１は、伸び測定信号ＳＧ３に基づく伸び量ＥＤ、及び試験力測定信号ＳＧ１に基づく試験力ＦＤを適宜のタイミングで試験プログラム実行装置３４に送信する。また、通信部５１は、回転測定信号ＳＧ２に基づく変位量ＸＤを適宜のタイミングで試験プログラム実行装置３４に送信する。
フィードバック制御部５２は、試験機本体２のサーボモータ１８をフィードバック制御して引張試験を実行する。フィードバック制御部５２は、サーボモータ１８のフィードバック制御を実行する回路である。
本実施形態では、フィードバック制御部５２が速度制御を実行する。具体的には、フィードバック制御部５２は、例えば、変位センサ１５が出力する伸び量ＥＤについて速度制御を実行する。具体的には、フィードバック制御部５２は、伸び速度ＶＥを伸び速度目標値ＶＴに一致させるように変位量ＸＤの指令値ｄＸを演算し、当該指令値ｄＸを示す指令信号Ａ４をサーボアンプ４４に出力する。換言すれば、フィードバック制御部５２は、伸び速度一定制御を実行する。なお、伸び速度目標値ＶＴは、伸び速度ＶＥの目標値を示す。また、伸び速度ＶＥは、伸び量ＥＤの単位時間当たりの変化量を示す。
また、試験対象ＴＰが塑性変形を開始すると、フィードバック制御部５２は、試験力一定制御を実行する。試験力一定制御では、フィードバック制御部５２は、試験力Ｆが一定値になるように、変位量ＸＤの指令値ｄＸを演算し、当該指令値ｄＸを示す指令信号Ａ４をサーボアンプ４４に出力する。
本実施形態では、フィードバック制御部５２が速度制御を実行する。具体的には、フィードバック制御部５２は、例えば、変位センサ１５が出力する伸び量ＥＤについて速度制御を実行する。具体的には、フィードバック制御部５２は、伸び速度ＶＥを伸び速度目標値ＶＴに一致させるように変位量ＸＤの指令値ｄＸを演算し、当該指令値ｄＸを示す指令信号Ａ４をサーボアンプ４４に出力する。換言すれば、フィードバック制御部５２は、伸び速度一定制御を実行する。なお、伸び速度目標値ＶＴは、伸び速度ＶＥの目標値を示す。また、伸び速度ＶＥは、伸び量ＥＤの単位時間当たりの変化量を示す。
また、試験対象ＴＰが塑性変形を開始すると、フィードバック制御部５２は、試験力一定制御を実行する。試験力一定制御では、フィードバック制御部５２は、試験力Ｆが一定値になるように、変位量ＸＤの指令値ｄＸを演算し、当該指令値ｄＸを示す指令信号Ａ４をサーボアンプ４４に出力する。
なお、本実施形態において、「速度制御」とは、センサ等によって測定された検出値の単位時間当たりの変化量を、その目標値に一致させるように制御することを示す。伸び速度一定制御は、速度制御の一例に対応する。
また、「位置制御」とは、センサ等によって測定された検出値を、その目標値に一致させるように制御することを示す。試験力一定制御は、位置制御の一例に対応する。
また、「位置制御」とは、センサ等によって測定された検出値を、その目標値に一致させるように制御することを示す。試験力一定制御は、位置制御の一例に対応する。
［２．表示判定制御部の構成］
図２は、表示判定制御部５３の構成の一例を示す図である。
図２に示すように、表示判定制御部５３は、検出部５３１と、算出部５３２と、表示制御部５３３と、第１判定部５３４と、第２判定部５３５と、停止指示部５３６とを備える。具体的には、制御回路ユニット５０のプロセッサ５０Ａが、メモリデバイス５０Ｂ又はストレージ装置５０Ｃに記憶された制御プログラムを実行することによって、検出部５３１、算出部５３２、表示制御部５３３、第１判定部５３４、第２判定部５３５及び停止指示部５３６として機能する。
図２は、表示判定制御部５３の構成の一例を示す図である。
図２に示すように、表示判定制御部５３は、検出部５３１と、算出部５３２と、表示制御部５３３と、第１判定部５３４と、第２判定部５３５と、停止指示部５３６とを備える。具体的には、制御回路ユニット５０のプロセッサ５０Ａが、メモリデバイス５０Ｂ又はストレージ装置５０Ｃに記憶された制御プログラムを実行することによって、検出部５３１、算出部５３２、表示制御部５３３、第１判定部５３４、第２判定部５３５及び停止指示部５３６として機能する。
検出部５３１は、試験対象ＴＰの伸び量ＥＤを検出する。具体的には、検出部５３１は、変位センサ１５が出力する伸び測定信号ＳＧ３を、第２センサアンプ４５を介して取得することによって、所定時間ΔＴ毎に、試験対象ＴＰの伸び量ＥＤを検出する。所定時間ΔＴは、例えば、０．５秒である。
伸び量ＥＤは、「歪み量」の一例に対応する。
伸び量ＥＤは、「歪み量」の一例に対応する。
算出部５３２は、検出部５３１の検出結果に基づき、試験対象ＴＰの伸び速度ＶＥを算出する。伸び速度ＶＥは、伸び量ＥＤの単位時間当たりの変化量を示す。
具体的には、算出部５３２は、次の式（１）で示すように、検出部５３１によって検出された第１伸び量ＥＤ１と、第１伸び量ＥＤ１の次に検出部５３１によって検出された第２伸び量ＥＤ２との差を、所定時間ΔＴで除することによって伸び速度ＶＥを算出する。
ＶＥ＝（ＥＤ２−ＥＤ１）／ΔＴ （１）
なお、第１伸び量ＥＤ１は、「第１歪み量」の一例に対応し、第２伸び量ＥＤ２は、「第２歪み量」の一例に対応し、伸び速度ＶＥは、「歪み速度」の一例に対応する。
具体的には、算出部５３２は、次の式（１）で示すように、検出部５３１によって検出された第１伸び量ＥＤ１と、第１伸び量ＥＤ１の次に検出部５３１によって検出された第２伸び量ＥＤ２との差を、所定時間ΔＴで除することによって伸び速度ＶＥを算出する。
ＶＥ＝（ＥＤ２−ＥＤ１）／ΔＴ （１）
なお、第１伸び量ＥＤ１は、「第１歪み量」の一例に対応し、第２伸び量ＥＤ２は、「第２歪み量」の一例に対応し、伸び速度ＶＥは、「歪み速度」の一例に対応する。
表示制御部５３３は、伸び速度ＶＥの変化を示すグラフを表示する。例えば、表示制御部５３３は、伸び速度ＶＥの伸び量ＥＤに対する変化を示すグラフＧ１を、表示装置３２に表示する。また、表示制御部５３３は、算出部５３２が伸び速度ＶＥを算出する度に、グラフＧ１を更新する。換言すれば、表示制御部５３３は、表示制御部５３３は、所定時間ΔＴ毎にグラフＧ１を更新する。グラフＧ１については、図３を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、表示制御部５３３が、伸び速度ＶＥの伸び量ＥＤに対する変化を示すグラフＧ１を表示するが、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、表示制御部５３３が、伸び速度ＶＥの時間に対する変化を示すグラフを表示してもよい。この場合には、例えば、グラフの横軸が時間を示し、グラフの縦軸が伸び速度ＶＥを示す。
第１判定部５３４は、試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲において、伸び速度ＶＥが所定範囲内であるか否かを判定する。具体的には、伸び速度ＶＥが次の式（２）を満たす場合に、第１判定部５３４は、伸び速度ＶＥが所定範囲内であると判定する。
ＶＥ１≦ＶＥ≦ＶＥ２ （２）
なお、第１伸び速度ＶＥ１は、所定範囲の下限値を示し、第２伸び速度ＶＥ２は、所定範囲の上限値を示す。第１伸び速度ＶＥ１は、例えば、次の式（３）で規定され、第２伸び速度ＶＥ２は、次の式（４）で規定される。
ＶＥ１＝ＶＴ×（１−α） （３）
ＶＥ２＝ＶＴ×（１＋α） （４）
なお、伸び速度目標値ＶＴは、伸び速度ＶＥの目標値を示す。また、係数αは、伸び速度ＶＥの制御精度に対応する。係数αは、例えば１０％、すなわち、０．１である。また、フィードバック制御部５２は、伸び速度ＶＥを伸び速度目標値ＶＴに一致させるように変位量ＸＤを制御する。
ＶＥ１≦ＶＥ≦ＶＥ２ （２）
なお、第１伸び速度ＶＥ１は、所定範囲の下限値を示し、第２伸び速度ＶＥ２は、所定範囲の上限値を示す。第１伸び速度ＶＥ１は、例えば、次の式（３）で規定され、第２伸び速度ＶＥ２は、次の式（４）で規定される。
ＶＥ１＝ＶＴ×（１−α） （３）
ＶＥ２＝ＶＴ×（１＋α） （４）
なお、伸び速度目標値ＶＴは、伸び速度ＶＥの目標値を示す。また、係数αは、伸び速度ＶＥの制御精度に対応する。係数αは、例えば１０％、すなわち、０．１である。また、フィードバック制御部５２は、伸び速度ＶＥを伸び速度目標値ＶＴに一致させるように変位量ＸＤを制御する。
本実施形態では、「試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲」とは、伸び量ＥＤが第３伸び量ＥＤ３から第４伸び量ＥＤ４までの範囲を示す。「試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲」を、以下の説明では、範囲ＲＧと記載する場合がある。
第３伸び量ＥＤ３は、引張試験を開始し、伸び速度ＶＥが伸び速度目標値ＶＴに到達した後、所定伸び量ΔＥＤ１だけ増加後の伸び量ＥＤを示す。第３伸び量ＥＤ３は、例えば、次の式（５）で表わされる。
ＥＤ３＝ＥＤＴ＋ΔＥＤ１ （５）
ただし、伸び量ＥＤＴは、伸び速度目標値ＶＴに到達したときの伸び量ＥＤを示す。
所定伸び量ΔＥＤ１は、試験対象ＴＰの材質及びサイズに応じて、予め設定される。
第３伸び量ＥＤ３は、引張試験を開始し、伸び速度ＶＥが伸び速度目標値ＶＴに到達した後、所定伸び量ΔＥＤ１だけ増加後の伸び量ＥＤを示す。第３伸び量ＥＤ３は、例えば、次の式（５）で表わされる。
ＥＤ３＝ＥＤＴ＋ΔＥＤ１ （５）
ただし、伸び量ＥＤＴは、伸び速度目標値ＶＴに到達したときの伸び量ＥＤを示す。
所定伸び量ΔＥＤ１は、試験対象ＴＰの材質及びサイズに応じて、予め設定される。
第４伸び量ＥＤ４は、伸び量ＥＤＢに対して所定伸び量ΔＥＤ２だけ伸び量ＥＤが少ない伸び量ＥＤを示す。伸び量ＥＤＢは、試験対象ＴＰが弾性変形から塑性変形に変化するときの伸び量ＥＤを示す。
第４伸び量ＥＤ４は、例えば、次の式（６）で表わされる。
ＥＤ４＝ＥＤＢ−ΔＥＤ２ （６）
所定伸び量ΔＥＤ２は、試験対象ＴＰの材質及びサイズに応じて、予め設定される。
第３伸び量ＥＤ３及び第４伸び量ＥＤ４の各々については、図３を参照して具体的に説明する。
第４伸び量ＥＤ４は、例えば、次の式（６）で表わされる。
ＥＤ４＝ＥＤＢ−ΔＥＤ２ （６）
所定伸び量ΔＥＤ２は、試験対象ＴＰの材質及びサイズに応じて、予め設定される。
第３伸び量ＥＤ３及び第４伸び量ＥＤ４の各々については、図３を参照して具体的に説明する。
第２判定部５３５は、第１判定部５３４の判定結果に基づいて、引張試験の結果の合否を判定する。具体的には、第１判定部５３４が、試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲において、伸び速度ＶＥが所定範囲内であると判定した場合には、第２判定部５３５は、引張試験の結果を合格と判定する。
なお、本実施形態において、「引張試験の結果の合否」とは、引張試験が問題なく実行されたか否かを示す。具体的には、試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲において、伸び速度ＶＥが所定範囲内である場合には、第２判定部５３５は、引張試験の結果が合格であると判定する。また、試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲において、伸び速度ＶＥが所定範囲内ではない場合には、第２判定部５３５は、引張試験の結果が不合格であると判定する。
なお、本実施形態において、「引張試験の結果の合否」とは、引張試験が問題なく実行されたか否かを示す。具体的には、試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲において、伸び速度ＶＥが所定範囲内である場合には、第２判定部５３５は、引張試験の結果が合格であると判定する。また、試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲において、伸び速度ＶＥが所定範囲内ではない場合には、第２判定部５３５は、引張試験の結果が不合格であると判定する。
停止指示部５３６は、第２判定部５３５が引張試験の結果を不合格であると判定した場合に、引張試験の実行を停止する。具体的には、停止指示部５３６は、第２判定部５３５が引張試験の結果を不合格であると判定した場合に、試験機本体２に対して、引張試験の実行を停止するよう指示する。試験機本体２は、停止指示部５３６の指示に従って、引張試験の実行を停止する。
［３．伸び速度表示画面の構成］
図３は、表示装置３２に表示される伸び速度表示画面６００の一例を示す画面図である。伸び速度表示画面６００は、表示制御部５３３によって表示装置３２に表示される。
図３に示すように、伸び速度表示画面６００は、グラフ表示部６０１と、結果表示部６０２と、を含む。
グラフ表示部６０１は、伸び速度ＶＥと伸び量ＥＤとの関係を示すグラフＧ１と、応力σと伸び量ＥＤとの関係を示すグラフＧ２とが表示される。グラフ表示部６０１において、左側の縦軸が伸び速度ＶＥを示し、右側の縦軸が応力σを示し、横軸が伸び量ＥＤを示す。応力σは、次の式（７）で算出される。
σ＝ＦＤ／ＣＳ （７）
なお、断面積ＣＳは、試験対象ＴＰの１対の標点間の中央部において、試験対象ＴＰが変形する前の断面積を示す。
図３は、表示装置３２に表示される伸び速度表示画面６００の一例を示す画面図である。伸び速度表示画面６００は、表示制御部５３３によって表示装置３２に表示される。
図３に示すように、伸び速度表示画面６００は、グラフ表示部６０１と、結果表示部６０２と、を含む。
グラフ表示部６０１は、伸び速度ＶＥと伸び量ＥＤとの関係を示すグラフＧ１と、応力σと伸び量ＥＤとの関係を示すグラフＧ２とが表示される。グラフ表示部６０１において、左側の縦軸が伸び速度ＶＥを示し、右側の縦軸が応力σを示し、横軸が伸び量ＥＤを示す。応力σは、次の式（７）で算出される。
σ＝ＦＤ／ＣＳ （７）
なお、断面積ＣＳは、試験対象ＴＰの１対の標点間の中央部において、試験対象ＴＰが変形する前の断面積を示す。
グラフＧ１に示すように、引張試験が開始されて試験対象ＴＰに試験力Ｆが付与されることによって、試験対象ＴＰが弾性変形を開始する。そして、伸び量ＥＤ及び伸び速度ＶＥの各々が増加する。そして、伸び量ＥＤが伸び量ＥＤＴに到達したときに、伸び速度ＶＥが伸び速度目標値ＶＴに到達する。その後、伸び量ＥＤが伸び量ＥＤＴから所定伸び量ΔＥＤ１だけ増加して、伸び量ＥＤが第３伸び量ＥＤ３に到達する。所定伸び量ΔＥＤ１は、例えば、０．０２（％）である。
図３では、速度目標値ＶＴは、０．００７（％／秒）である。すなわち、試験対象ＴＰが弾性変形している間において、フィードバック制御部５２によって、伸び速度ＶＥが０．００７（％／秒）になるように、伸び速度一定制御が実行される。
また、第１伸び速度ＶＥ１は、０．００６３（％／秒）であり、第２伸び速度ＶＥ２は、０．００７７（％／秒）である。伸び速度ＶＥが、第１伸び速度ＶＥ１及び第２伸び速度ＶＥ２によって規定される上記式（２）を満たす場合に、第１判定部５３４は、伸び速度ＶＥが所定範囲内であると判定する。
そして、伸び量ＥＤが第４伸び量ＥＤ４に到達した後、所定伸び量ΔＥＤ２だけ伸び量が増加した伸び量ＥＤＢにおいて、試験対象ＴＰが塑性変形を開始する。
所定伸び量ΔＥＤ２は、例えば、０．０３（％）である。
図３では、速度目標値ＶＴは、０．００７（％／秒）である。すなわち、試験対象ＴＰが弾性変形している間において、フィードバック制御部５２によって、伸び速度ＶＥが０．００７（％／秒）になるように、伸び速度一定制御が実行される。
また、第１伸び速度ＶＥ１は、０．００６３（％／秒）であり、第２伸び速度ＶＥ２は、０．００７７（％／秒）である。伸び速度ＶＥが、第１伸び速度ＶＥ１及び第２伸び速度ＶＥ２によって規定される上記式（２）を満たす場合に、第１判定部５３４は、伸び速度ＶＥが所定範囲内であると判定する。
そして、伸び量ＥＤが第４伸び量ＥＤ４に到達した後、所定伸び量ΔＥＤ２だけ伸び量が増加した伸び量ＥＤＢにおいて、試験対象ＴＰが塑性変形を開始する。
所定伸び量ΔＥＤ２は、例えば、０．０３（％）である。
また、塑性変形が開始される伸び量ＥＤＢの前後では、伸び速度ＶＥが大きく変化する。第３伸び量ＥＤ３から第４伸び量ＥＤ４までの伸び量ＥＤの範囲は、範囲ＲＧの一例に対応する。
そして、伸び量ＥＤが伸び量ＥＤＳ以上になると、伸び速度ＶＥの変動が収束する。伸び量ＥＤＳは、試験対象ＴＰの塑性変形が開始した後の伸び速度ＶＥの変動が収束する伸び量ＥＤの下限値を示す。
グラフＧ１に示すように、第３伸び量ＥＤ３から第４伸び量ＥＤ４までの範囲ＲＧにおいて、伸び速度ＶＥは、第１伸び速度ＶＥ１以上、且つ第２伸び速度ＶＥ２以下の範囲であるため、第１判定部５３４は、試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲ＲＧにおいて、伸び速度ＶＥが所定範囲内であると判定する。
そして、伸び量ＥＤが伸び量ＥＤＳ以上になると、伸び速度ＶＥの変動が収束する。伸び量ＥＤＳは、試験対象ＴＰの塑性変形が開始した後の伸び速度ＶＥの変動が収束する伸び量ＥＤの下限値を示す。
グラフＧ１に示すように、第３伸び量ＥＤ３から第４伸び量ＥＤ４までの範囲ＲＧにおいて、伸び速度ＶＥは、第１伸び速度ＶＥ１以上、且つ第２伸び速度ＶＥ２以下の範囲であるため、第１判定部５３４は、試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲ＲＧにおいて、伸び速度ＶＥが所定範囲内であると判定する。
結果表示部６０２は、第２判定部５３５による引張試験の結果の合否の判定結果を表示する。第１判定部５３４が、試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲ＲＧにおいて、伸び速度ＶＥが所定範囲内であると判定するため、第２判定部５３５は、引張試験の結果が合格であると判定する。
そこで、結果表示部６０２には、「試験結果：合格」と表示されている。
そこで、結果表示部６０２には、「試験結果：合格」と表示されている。
グラフＧ２に示すように、引張試験を開始して、試験対象ＴＰに試験力Ｆが付与されることによって、試験対象ＴＰが弾性変形を開始する。そして、伸び量ＥＤ及び応力σの各々が増加する。伸び量ＥＤが伸び量ＥＤＢに到達するまでの試験対象ＴＰが弾性変形をする領域では、応力σは伸び量ＥＤに略比例して増加する。そして、試験対象ＴＰが塑性変形を開始すると、応力σは減少し、伸び量ＥＤが伸び量ＥＤＳ以上になると、応力σは、略一定値となる。応力σが略一定値であるときに、応力σは、略２８０Ｎ／ｍｍである。換言すれば、応力σが２８０Ｎ／ｍｍになるように、フィードバック制御部５２によって、試験力一定制御が実行される。
［４．表示判定制御部の処理］
図４は、表示判定制御部５３の処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１において、表示判定制御部５３が、試験機本体２が引張試験を開始したか否かを判定する。
試験機本体２が引張試験を開始していないと表示判定制御部５３が判定した場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）には、処理が待機状態になる。試験機本体２が引張試験を開始したと表示判定制御部５３が判定した場合（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０３に進む。
そして、ステップＳ１０３において、試験機本体２が引張試験を実行する。
次に、ステップＳ１０５において、検出部５３１は、試験対象ＴＰの伸び量ＥＤを検出する。
次に、ステップＳ１０７において、算出部５３２は、検出部５３１の検出結果に基づき、試験対象ＴＰの伸び速度ＶＥを算出する。
図４は、表示判定制御部５３の処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１において、表示判定制御部５３が、試験機本体２が引張試験を開始したか否かを判定する。
試験機本体２が引張試験を開始していないと表示判定制御部５３が判定した場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）には、処理が待機状態になる。試験機本体２が引張試験を開始したと表示判定制御部５３が判定した場合（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０３に進む。
そして、ステップＳ１０３において、試験機本体２が引張試験を実行する。
次に、ステップＳ１０５において、検出部５３１は、試験対象ＴＰの伸び量ＥＤを検出する。
次に、ステップＳ１０７において、算出部５３２は、検出部５３１の検出結果に基づき、試験対象ＴＰの伸び速度ＶＥを算出する。
次に、ステップＳ１０９において、表示制御部５３３は、伸び速度ＶＥの伸び量ＥＤに対する変化を示すグラフＧ１に対応するグラフデータを生成する。
次に、ステップＳ１１１において、表示制御部５３３は、伸び速度ＶＥの伸び量ＥＤに対する変化を示すグラフＧ１を表示装置３２に表示する。
次に、ステップＳ１１３において、第１判定部５３４は、伸び速度ＶＥが所定範囲内であるか否かを判定する。
次に、ステップＳ１１１において、表示制御部５３３は、伸び速度ＶＥの伸び量ＥＤに対する変化を示すグラフＧ１を表示装置３２に表示する。
次に、ステップＳ１１３において、第１判定部５３４は、伸び速度ＶＥが所定範囲内であるか否かを判定する。
伸び速度ＶＥが所定範囲内ではないと第１判定部５３４が判定した場合（ステップＳ１１３；ＮＯ）には、処理がステップＳ１１５に進む。
そして、ステップＳ１１５において、第１判定部５３４は、試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲ＲＧであるか否かを判定する。具体的には、範囲ＲＧは、伸び量ＥＤが第３伸び量ＥＤ３から第４伸び量ＥＤ４のである範囲を示す。
試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲ＲＧではないと第１判定部５３４が判定した場合（ステップＳ１１５；ＮＯ）には、処理がステップＳ１１７に進む。試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲ＲＧであると第１判定部５３４が判定した場合（ステップＳ１１５；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１２１に進む。
そして、ステップＳ１２１において、第２判定部５３５が引張試験の結果を不合格と判定し、停止指示部５３６は、引張試験の実行を停止する。
次に、ステップＳ１２３において、表示判定制御部５３が、引張試験の結果が不合格であることを表示装置３２に表示し、その後、処理が終了する。
そして、ステップＳ１１５において、第１判定部５３４は、試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲ＲＧであるか否かを判定する。具体的には、範囲ＲＧは、伸び量ＥＤが第３伸び量ＥＤ３から第４伸び量ＥＤ４のである範囲を示す。
試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲ＲＧではないと第１判定部５３４が判定した場合（ステップＳ１１５；ＮＯ）には、処理がステップＳ１１７に進む。試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲ＲＧであると第１判定部５３４が判定した場合（ステップＳ１１５；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１２１に進む。
そして、ステップＳ１２１において、第２判定部５３５が引張試験の結果を不合格と判定し、停止指示部５３６は、引張試験の実行を停止する。
次に、ステップＳ１２３において、表示判定制御部５３が、引張試験の結果が不合格であることを表示装置３２に表示し、その後、処理が終了する。
伸び速度ＶＥが所定範囲内であると第１判定部５３４が判定した場合（ステップＳ１１３；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１１７に進む。
そして、ステップＳ１１７において、表示判定制御部５３は、引張試験が終了したか否かを判定する。
引張試験が終了していないと表示判定制御部５３が判定した場合（ステップＳ１１７；ＮＯ）には、処理がステップＳ１０３に戻る。引張試験が終了したと表示判定制御部５３が判定した場合（ステップＳ１１７；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１１９に進む。
そして、ステップＳ１１９において、第２判定部５３５が、引張試験の結果が合格であると判定し、引張試験の結果が合格であることを表示装置３２に表示する。その後、処理が終了する。
そして、ステップＳ１１７において、表示判定制御部５３は、引張試験が終了したか否かを判定する。
引張試験が終了していないと表示判定制御部５３が判定した場合（ステップＳ１１７；ＮＯ）には、処理がステップＳ１０３に戻る。引張試験が終了したと表示判定制御部５３が判定した場合（ステップＳ１１７；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１１９に進む。
そして、ステップＳ１１９において、第２判定部５３５が、引張試験の結果が合格であると判定し、引張試験の結果が合格であることを表示装置３２に表示する。その後、処理が終了する。
ステップＳ１０５は、「検出ステップ」の一例に対応する。ステップＳ１０７は、「算出ステップ」の一例に対応する。ステップＳ１１１は、「表示制御ステップ」の一例に対応する。
［５．態様と効果］
上述した実施形態及び変形例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
上述した実施形態及び変形例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
（第１項）
一態様に関わる材料試験機は、試験対象に試験力を与えて前記試験対象の変形させる材料試験を実行する材料試験機であって、前記試験対象の歪み量を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づき、前記試験対象の歪み速度を算出する算出部と、前記歪み速度の変化を示すグラフを表示する表示制御部と、を備える、材料試験機である。
一態様に関わる材料試験機は、試験対象に試験力を与えて前記試験対象の変形させる材料試験を実行する材料試験機であって、前記試験対象の歪み量を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づき、前記試験対象の歪み速度を算出する算出部と、前記歪み速度の変化を示すグラフを表示する表示制御部と、を備える、材料試験機である。
第１項に記載の材料試験機によれば、表示制御部によって、歪み速度の変化を示すグラフが表示されるため、歪み速度制御による材料試験の進捗状況をユーザが容易に確認できる。
（第２項）
第１項に記載の材料試験機において、前記表示制御部は、前記算出部が前記歪み速度を算出する度に、前記グラフを更新する。
第１項に記載の材料試験機において、前記表示制御部は、前記算出部が前記歪み速度を算出する度に、前記グラフを更新する。
第２項に記載の材料試験機によれば、表示制御部は、算出部が歪み速度を算出する度に、グラフを更新するため、試験の進捗に応じてグラフが更新される。したがって、歪み速度制御による材料試験の進捗状況を容易に確認できる。
（第３項）
第１項又は第２項に記載の材料試験機において、前記グラフは、前記歪み速度の前記歪み量に対する変化を示す。
第１項又は第２項に記載の材料試験機において、前記グラフは、前記歪み速度の前記歪み量に対する変化を示す。
第３項に記載の材料試験機によれば、歪み速度の歪み量に対する変化を示すグラフが表示されるため、歪み速度制御による材料試験の進捗状況を容易に確認できる。
（第４項）
第１項又は第２項に記載の材料試験機において、前記グラフは、前記歪み速度の時間に対する変化を示す。
第１項又は第２項に記載の材料試験機において、前記グラフは、前記歪み速度の時間に対する変化を示す。
第４項に記載の材料試験機によれば、歪み速度の時間に対する変化を示すグラフが表示されるため、歪み速度制御による材料試験の進捗状況を容易に確認できる。
（第５項）
第１項から第４項のいずれか１項に記載の材料試験機において、前記検出部は、所定時間毎に前記試験対象の歪み量を検出し、前記算出部は、前記検出部によって検出された第１歪み量と、前記第１歪み量の次に前記検出部によって検出された第２歪み量との差を、前記所定時間で除することによって前記歪み速度を算出する。
第１項から第４項のいずれか１項に記載の材料試験機において、前記検出部は、所定時間毎に前記試験対象の歪み量を検出し、前記算出部は、前記検出部によって検出された第１歪み量と、前記第１歪み量の次に前記検出部によって検出された第２歪み量との差を、前記所定時間で除することによって前記歪み速度を算出する。
第５項に記載の材料試験機によれば、第１歪み量と、第１歪み量の次に検出された第２歪み量との差を、所定時間で除することによって歪み速度が算出されるため、簡単な処理で、歪み速度を算出できる。
（第６項）
第１項から第５項のいずれか１項に記載の材料試験機において、前記歪み速度が所定範囲内であるか否かを判定する第１判定部と、前記第１判定部の判定結果に基づいて、前記材料試験の結果の合否を判定する第２判定部と、を備える。
第１項から第５項のいずれか１項に記載の材料試験機において、前記歪み速度が所定範囲内であるか否かを判定する第１判定部と、前記第１判定部の判定結果に基づいて、前記材料試験の結果の合否を判定する第２判定部と、を備える。
第６項に記載の材料試験機によれば、第１判定部によって、歪み速度が所定範囲内であるか否かが判定され、第２判定部によって、第１判定部の判定結果に基づいて、材料試験の結果の合否が判定されるため、作業者が材料試験の結果の合否を判定する作業の負荷を軽減できる。
（第７項）
第６項に記載の材料試験機において、前記材料試験は、引張試験であって、前記第１判定部は、前記試験対象が弾性変形をする範囲において、前記歪み速度が所定範囲内であるか否かを判定する。
第６項に記載の材料試験機において、前記材料試験は、引張試験であって、前記第１判定部は、前記試験対象が弾性変形をする範囲において、前記歪み速度が所定範囲内であるか否かを判定する。
第７項に記載の材料試験機によれば、引張試験において、試験対象が弾性変形をする範囲において、歪み速度が所定範囲内であるか否かを判定するため、引張試験において、試験結果の合否を適正に判定できる。また、作業者が引張試験の結果の合否を判定する作業の負荷を軽減できる。
（第８項）
第６項又は第７項に記載の材料試験機において、前記第２判定部が前記材料試験の結果を不合格であると判定した場合に、前記材料試験の実行を停止する停止部を備える。
第６項又は第７項に記載の材料試験機において、前記第２判定部が前記材料試験の結果を不合格であると判定した場合に、前記材料試験の実行を停止する停止部を備える。
第８項に記載の材料試験機によれば、材料試験の結果を不合格であると判定した場合に、停止部によって、材料試験の実行が停止されるため、試験対象の消費量を低減できる。
すなわち、従来は、材料試験の結果の合否は、試験完了後に作業者が判定していたため、不合格となる場合であっても、試験対象が塑性変形し、試験対象を再利用することはできなかった。第８項に記載の材料試験機では、試験対象が弾性変形中に不合格と判定された場合には、試験対象を再利用できるため、試験対象の消費量を低減できる。
すなわち、従来は、材料試験の結果の合否は、試験完了後に作業者が判定していたため、不合格となる場合であっても、試験対象が塑性変形し、試験対象を再利用することはできなかった。第８項に記載の材料試験機では、試験対象が弾性変形中に不合格と判定された場合には、試験対象を再利用できるため、試験対象の消費量を低減できる。
（第９項）
別の一態様に関わる材料試験機の制御方法は、試験対象に試験力を与えて前記試験対象を変形させる材料試験を実行する材料試験機の制御方法であって、前記試験対象の歪み量を検出する検出ステップと、前記検出ステップにおける検出結果に基づき、前記試験対象の歪み速度を算出する算出ステップと、前記歪み速度の変化を示すグラフを表示する表示制御ステップと、を含む、材料試験機の制御方法である。
別の一態様に関わる材料試験機の制御方法は、試験対象に試験力を与えて前記試験対象を変形させる材料試験を実行する材料試験機の制御方法であって、前記試験対象の歪み量を検出する検出ステップと、前記検出ステップにおける検出結果に基づき、前記試験対象の歪み速度を算出する算出ステップと、前記歪み速度の変化を示すグラフを表示する表示制御ステップと、を含む、材料試験機の制御方法である。
第９項に記載の材料試験機の制御方法によれば、表示制御ステップにおいて、歪み速度の変化を示すグラフが表示されるため、歪み速度制御による材料試験の進捗状況をユーザが容易に確認できる。
［７．その他の実施形態］
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、および応用が可能である。
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、および応用が可能である。
上述した実施形態において、材料試験機が引張試験機１である場合について説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されない。材料試験機が試験対象ＴＰに試験力を与えて試験対象ＴＰを変形させる材料試験を行えばよい。例えば、材料試験機が、圧縮試験機、又は曲げ試験機でもよい。
上述した実施形態において、表示制御部５３３が、伸び速度ＶＥの伸び量ＥＤに対する変化を示すグラフＧ１を表示するが、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、表示制御部５３３が、伸び速度ＶＥの時間に対する変化を示すグラフを表示してもよい。この場合には、例えば、グラフの横軸が時間を示し、グラフの縦軸が伸び速度ＶＥを示す。
上述した実施形態において、フィードバック制御部５２は、伸び速度一定制御を実行するが、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、フィードバック制御部５２は、試験力速度一定制御を実行してもよい。この場合には、表示制御部５３３が、試験力速度の時間に対する変化を示すグラフを表示してもよい。なお、試験力速度は、試験力Ｆの単位時間当たりの変化を示す。また、例えば、フィードバック制御部５２は、変位速度一定制御を実行してもよい。この場合には、表示制御部５３３が、変位速度の時間に対する変化を示すグラフを表示してもよい。なお、変位速度は、変位量ＸＤの単位時間当たりの変化を示す。
上述した実施形態において、「試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲」とは、伸び量ＥＤが第３伸び量ＥＤ３から第４伸び量ＥＤ４までの範囲を示すが、本発明の実施形態はこれに限定されない。「試験対象ＴＰが弾性変形をする範囲」が、試験対象ＴＰが弾性変形をしている期間内であればよい。例えば、第３伸び量ＥＤ３及び第４伸び量ＥＤ４の各々が作業者等によって設定されてもよい。
上述した実施形態において、制御回路ユニット５０の表示判定制御部５３が、検出部５３１と、算出部５３２と、表示制御部５３３と、第１判定部５３４と、第２判定部５３５と、停止指示部５３６とを備えるが、本発明の実施形態はこれに限定されない。試験機本体２と通信可能に接続されたコンピュータが、検出部５３１と、算出部５３２と、表示制御部５３３と、第１判定部５３４と、第２判定部５３５と、停止指示部５３６とを備えればよい。例えば、引張試験機１が、試験機本体２と通信可能に接続されたパーソナルコンピュータを備え、このパーソナルコンピュータが、検出部５３１と、算出部５３２と、表示制御部５３３と、第１判定部５３４と、第２判定部５３５と、停止指示部５３６とを備えてもよい。コンピュータは、タブレット端末でも良いし、スマートフォンでもよい。
上述した実施形態において、図２に示す機能ブロックは、本願発明を理解容易にするために構成要素を主な処理内容に応じて分類して示した概略図であり、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。
上述した実施形態において、図４に示すフローチャートの処理単位は、表示判定制御部５３の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。図４のフローチャートに示す処理単位の分割の仕方や名称によって制限されることはなく、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできるし、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。また、上記のフローチャートの処理順序も、図示した例に限られるものではない。
１ 引張試験機（材料試験機）
２ 試験機本体
１０ クロスヘッド
１２ 負荷機構
１４ ロードセル
１５ サーボモータ
２０ ロータリエンコーダ
２１ 上つかみ具
２２ 下つかみ具
２６ テーブル
２８、２９ ねじ棹
４ 制御ユニット
３０ 統括制御装置
３２ 表示装置
３４ 試験プログラム実行装置
４０ 信号入出力ユニット
４２ センサアンプ
４３ カウンタ回路
４４ サーボアンプ
５０ 制御回路ユニット
５０Ａ プロセッサ
５０Ｂ メモリデバイス
５０Ｃ ストレージ装置
５０Ｄ 通信装置
５１ 通信部
５２ フィードバック制御部
５３ 表示判定制御部
５３１ 検出部
５３２ 算出部
５３３ 表示制御部
５３４ 第１判定部
５３５ 第２判定部
５３６ 停止指示部
ｄＸ 指令値
ＥＤ、ＥＤＢ、ＥＤＳ、ＥＤＴ 伸び量（歪み量）
ＥＤ１ 第１伸び量
ＥＤ２ 第２伸び量
ＥＤ３ 第３伸び量
ＥＤ４ 第４伸び量
ΔＥＤ１、ΔＥＤ２ 所定伸び量
Ｔ、ＴＢ、ＴＣ 時間
ＴＰ 試験対象
ＶＥ 伸び速度（歪み速度）
ＶＥ１ 第１伸び速度
ＶＥ２ 第２伸び速度
ＶＴ 伸び速度目標値
ＸＤ 変位量
σ 応力
２ 試験機本体
１０ クロスヘッド
１２ 負荷機構
１４ ロードセル
１５ サーボモータ
２０ ロータリエンコーダ
２１ 上つかみ具
２２ 下つかみ具
２６ テーブル
２８、２９ ねじ棹
４ 制御ユニット
３０ 統括制御装置
３２ 表示装置
３４ 試験プログラム実行装置
４０ 信号入出力ユニット
４２ センサアンプ
４３ カウンタ回路
４４ サーボアンプ
５０ 制御回路ユニット
５０Ａ プロセッサ
５０Ｂ メモリデバイス
５０Ｃ ストレージ装置
５０Ｄ 通信装置
５１ 通信部
５２ フィードバック制御部
５３ 表示判定制御部
５３１ 検出部
５３２ 算出部
５３３ 表示制御部
５３４ 第１判定部
５３５ 第２判定部
５３６ 停止指示部
ｄＸ 指令値
ＥＤ、ＥＤＢ、ＥＤＳ、ＥＤＴ 伸び量（歪み量）
ＥＤ１ 第１伸び量
ＥＤ２ 第２伸び量
ＥＤ３ 第３伸び量
ＥＤ４ 第４伸び量
ΔＥＤ１、ΔＥＤ２ 所定伸び量
Ｔ、ＴＢ、ＴＣ 時間
ＴＰ 試験対象
ＶＥ 伸び速度（歪み速度）
ＶＥ１ 第１伸び速度
ＶＥ２ 第２伸び速度
ＶＴ 伸び速度目標値
ＸＤ 変位量
σ 応力
Claims (9)
- 試験対象に試験力を与えて前記試験対象の変形させる材料試験を実行する材料試験機であって、
前記試験対象の歪み量を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき、前記試験対象の歪み速度を算出する算出部と、
前記歪み速度の変化を示すグラフを表示する表示制御部と、
を備える、材料試験機。 - 前記表示制御部は、前記算出部が前記歪み速度を算出する度に、前記グラフを更新する、請求項１に記載の材料試験機。
- 前記グラフは、前記歪み速度の前記歪み量に対する変化を示す、請求項１又は請求項２に記載の材料試験機。
- 前記グラフは、前記歪み速度の時間に対する変化を示す、請求項１又は請求項２に記載の材料試験機。
- 前記検出部は、所定時間毎に前記試験対象の歪み量を検出し、
前記算出部は、前記検出部によって検出された第１歪み量と、前記第１歪み量の次に前記検出部によって検出された第２歪み量との差を、前記所定時間で除することによって前記歪み速度を算出する、請求項１から４のいずれか１項に記載の材料試験機。 - 前記歪み速度が所定範囲内であるか否かを判定する第１判定部と、
前記第１判定部の判定結果に基づいて、前記材料試験の結果の合否を判定する第２判定部と、
を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の材料試験機。 - 前記材料試験は、引張試験であって、
前記第１判定部は、前記試験対象が弾性変形をする範囲において、前記歪み速度が所定範囲内であるか否かを判定する、請求項６に記載の材料試験機。 - 前記第２判定部が前記材料試験の結果を不合格であると判定した場合に、前記材料試験の実行を停止する停止部を備える、請求項６又は７に記載の材料試験機。
- 試験対象に試験力を与えて前記試験対象を変形させる材料試験を実行する材料試験機の制御方法であって、
前記試験対象の歪み量を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおける検出結果に基づき、前記試験対象の歪み速度を算出する算出ステップと、
前記歪み速度の変化を示すグラフを表示する表示制御ステップと、
を含む、材料試験機の制御方法。
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