JP2572526Y2

JP2572526Y2 - 材料試験機

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Publication number: JP2572526Y2
Application number: JP1992077638U
Authority: JP
Inventors: 高明真弓; 健史川崎; 光一中井
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1992-11-11
Filing date: 1992-11-11
Publication date: 1998-05-25
Anticipated expiration: 2007-11-11
Also published as: JPH0643548U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は材料試験機に係り、特に
は、荷重変位曲線を作図するためのデータ処理の改善に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、材料特性を調べる場合には、試
験片に加える荷重とこれに伴う変位の関係を測定するこ
とがある。

【０００３】たとえば、材料試験の一種として広く使用
されている引張試験機では、試験片に加える荷重とこれ
に伴う伸びの変化をそれぞれ測定し、これらのデータに
基づいて試験片の降伏点、耐力、最大引っ張り荷重、破
断荷重、およびそれらの荷重に対応する伸び等を求め
る。

【０００４】ところで、このような従来の材料試験機に
おいては、コンピュータを用いてデータ処理を行う場
合、荷重と変位の検出データをそれぞれ取り込み、これ
らの各データに基づいて試験片の特性点(引張試験で
は、材料の降伏点、耐力等やこれらに対応する伸び等)
のデータをＣＲＴ等に数値で表示するようにしている。

【０００５】しかしながら、このような数値表示では、
荷重と変位の相互の変化状態を直接把握し難い場合があ
るので、このようなときには、コンピュータに取り込ん
だデータに基づいて荷重変位の変化を示す荷重変位曲線
(引張試験ではいわゆるＳ−Ｓカーブ)を新たに作成し、
これをＣＲＴの画面等に表示するようにしている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】このように、従来のも
のでは、試験に伴う測定結果を数値で表示するか、ある
いは、荷重変位曲線として表示するかのいずれか一方の
みを選択できるようになっており、そのため、データ処
理した結果(数値)が、荷重変位曲線のいずれの箇所に対
応するのかを把握することが困難であった。

【０００７】これを改善するには、画面分割を行って数
値と荷重変位曲線とを併記表示することが考えられる
が、このような併記表示では、荷重変位曲線が小さく表
示されてしまうとともに、表示する数値データも項目が
限られたものになってしまうために、利用性に欠けたも
のとなる。

【０００８】さらに、従来のものでは、荷重変位曲線を
表示することができるにしても、それは各試験片ごとに
得られる結果を表示するだけであり、複数の荷重変位曲
線を同一の画面上に重ね書きすることができなかった。
このため、現在実行中の試験片とそれまでに測定した試
験片との荷重変位曲線を直接対比することができず、し
たがって、現在実行中の試験片が正常なものか否かを即
座に判断することが困難であった。

【０００９】本考案は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、データ処理して得られる測定結
果(数値)が、荷重変位曲線のいずれの箇所に該当するか
を直ちに判断できるようにするとともに、複数の荷重変
位曲線を同一の画面上に重ね書きできるようにして、現
在実行中の試験片が正常なものか否かを即座に判断でき
るようにすることを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本考案は、上述した課題
を解決するために、次の構成を採る。

【００１１】すなわち、本考案では、試験片に加える荷
重とこれに伴う変位をそれぞれ検出して得られる各検出
データに基づいて荷重変位曲線を作成する荷重変位曲線
作成部と、前記荷重と変位の各検出データに基づいて試
験片の特性点におけるこれらの検出データを抽出して解
析処理を行うデータ解析部と、データ解析部で得られる
解析データを記憶する解析データ記憶部とを備えた材料
試験機において、次の構成を採る。

【００１２】すなわち、第１の考案に係る材料試験機で
は、データ解析部で得られる解析データに基づき、その
解析データの荷重変位曲線上の対応位置を示す特性点マ
ークを発生する特性点マーク発生部と、前記荷重変位曲
線作成部で試験片ごとに作成される各々の荷重変位曲線
と、前記特性点マーク発生部で発生される特性点マーク
とを互いに対応付けて記憶する荷重変位曲線記憶部と、
前記荷重変位曲線記憶部から読み出される特性点マーク
が付された各荷重変位曲線データと、前記解析データ記
憶部から読み出される解析データとを同一画面上に同時
に表示する表示手段とを備えている。

【００１３】また、第２の考案に係る材料試験機では、
データ解析部で得られる解析データに基づき、その解析
データの荷重変位曲線上の対応位置を示す特性点マーク
を発生する特性点マーク発生部と、前記荷重変位曲線作
成部で試験片ごとに作成される各々の荷重変位曲線と、
前記特性点マーク発生部で発生される特性点マークとを
互いに対応付けて個別に記憶する荷重変位曲線記憶部
と、前記荷重変位曲線記憶部から読み出される特性点マ
ークが付された各々の荷重変位曲線のデータを同一画面
上に同時に表示する表示手段とを備えている。

【００１４】

【作用】第１の考案に係る材料試験機では、データ解析
部において荷重と変位の各検出データを解析して得られ
る試験片の特性点における解析データは、解析データ記
憶部に記憶される。また、特性点マーク発生部では、デ
ータ解析部で得られる解析データに基づき、その解析デ
ータの荷重変位曲線上の対応位置を示す特性点マークを
発生する。そして、荷重変位曲線記憶部において、荷重
変位曲線作成部で試験片ごとに作成される各々の荷重変
位曲線と、前記マーク発生部で発生される特性点マーク
とを互いに対応付けて個別に記憶する。

【００１５】そして、表示手段によって、解析データ記
憶部から読み出された解析データと荷重変位曲線記憶部
から読み出された特性点マークが付された各荷重変位曲
線のデータとが共に同一画面上に同時に表示されるの
で、データ処理された数値とその数値が示す荷重変位曲
線上の位置とを対応付けることができるまた、第２の考
案に係る材料試験機では、表示手段によって、荷重変位
曲線記憶部に記憶されている複数の荷重変位曲線のデー
タが同時に読み出されて同一画面上に同時に表示される
ので、現在実行中のものを含めて複数の荷重変位曲線を
直接対比することができる。

【００１６】

【実施例】図１は本考案の実施例に係る材料試験機(こ
こでは特に引張試験機)の構成図である。

【００１７】同図において、符号１は引張試験機の全体
を示し、２a，２bは上下のクロスヘッド、４a，４b，６
a，６bは各クロスヘッド２a，２bの移動用のねじ軸およ
びガイド軸、８はロードセル、１０は試験片、１２は伸
び計、１４は各ねじ軸４a，４bを個別に回転させること
で各クロスヘッド２a，２bをそれぞれ独立して駆動する
ためのヘッド駆動部である。

【００１８】１６はマイクロコンピュータ、１８はマイ
クロコンピュータ１６で得られたデータ処理結果を数値
および荷重伸び曲線でそれぞれ表示するＣＲＴ等の表示
器である。

【００１９】マイクロコンピュータ１６は、インターフ
ェイス２０、荷重変位曲線作成部２２、データ解析部２
４、解析データ記憶部２６、特性点マーク発生部２８、
荷重変位曲線記憶部３０、モード選択部３２、データ選
択出力部３４、制御部３６、およびフレームメモリ３８
を備える。

【００２０】インターフェイス２０は、本例では、ロー
ドセル８と伸び計１２の各検出出力を取り込むものであ
り、また、荷重変位曲線作成部２２は、インターフェイ
ス２０から入力される検出出力に基づいて荷重変位曲線
を作成するものである。また、データ解析部２４は、イ
ンターフェイス２０からの検出データに基づいて試験片
１０の特性点(本例では、降伏点、耐力等やこれらに対
応する伸び等)を示す解析データを作成する。

【００２１】解析データ記憶部２６は、たとえばＲＡＭ
等で構成され、データ解析部２４で得られる試験片１０
の特性点での解析データを記憶するものである。また、
特性点マーク発生部２８は、データ解析部２４で得られ
る解析データに基づき、その解析データの荷重変位曲線
上の対応位置を示す特性点マークを発生する。

【００２２】荷重変位曲線記憶部３０は、荷重変位曲線
作成部２２で各試験片１０ごとに作成される各々の荷重
変位曲線と、特性点マーク発生部２８で発生される特性
点マークとを互いに対応付けて個別に記憶するもので、
本例ではn個のメモリプレーン３０₀〜３０_n-1で構成さ
れている。

【００２３】モード選択部３２は、たとえばキーボード
等で構成されており、解析データ表示、荷重変位曲線表
示、およびマルチウィンドウ表示のモードをそれぞれ選
択する信号を入力するようになっている。またデータ選
択出力部３４は、モード選択部３２で指定されるモード
に応じて、解析データ記憶部２６と荷重変位曲線記憶部
３０の各データ出力を選択するものである。

【００２４】制御部３６は、モード選択部３２からの入
力信号に基づいてデータ選択出力部３４の動作を制御す
るとともに、ヘッド駆動部１４に対してクロスヘッド２
a，２bのストローク変位量を制御する制御信号を出力
し、また、荷重変位曲線作成部２２、データ解析部２４
の動作タイミングを制御し、さらに各記憶部２６，３０
へのデータの書き込み、読み出し制御を行うものであ
る。

【００２５】フレームメモリ３８は、表示器３８の画素
に対応する記憶容量をもち、データ選択出力部３４で選
択されたデータを表示データとして格納する。

【００２６】そして、上記のデータ選択出力部３４、フ
レームメモリ３８、および表示器１８によって、請求項
１，２における表示手段４０が構成されている。

【００２７】次に、上記構成の引張試験機におけるデー
タ処理動作について説明する。

【００２８】試験の開始前には、各記憶部２６，３０の
記憶内容は全てクリアされているものとする。

【００２９】この状態で一つの試験片１０について試験
が開始されると、マイクロコンピュータ１６の制御手段
２６は、ヘッド駆動部１４に対して、たとえば下側のク
ロスヘッド２bのストローク変位量を制御するための制
御信号を出力する。すると、この下側のクロスヘッド２
bが下降するために試験片１０が引っ張られる。その際
に試験片１０に加わる荷重がロードセル８によって、ま
た、試験片１０の変位が伸び計１２でそれぞれ検出され
る。そして、これらの検出データは、マイクロコンピュ
ータ１６内にインターフェイス２０を介して取り込まれ
る。

【００３０】荷重変位曲線作成部２２は、インターフェ
イス２０を介して取り込まれる検出データに基づいて両
データをプロットすることで荷重変位曲線を作成する。
そして、この荷重変位曲線作成部２２で作成された荷重
変位曲線Ｓ₀のデータが荷重変位曲線記憶部３０を構成
する一つのメモリプレーンたとえば３０₀に格納され
る。

【００３１】また、データ解析部２４は、インターフェ
イス２０を介して取り込まれる検出データに基づいて試
験片１０の特性点(本例では、降伏点、耐力等やこれら
に対応する伸び等)を解析してそれらの解析データを作
成する。そして、この解析データが解析データ記憶部２
６に記憶されるとともに、特性点マーク発生部２８に送
られる。

【００３２】特性点マーク発生部２８は、データ解析部
２４で順次得られる解析データに基づき、その解析デー
タが示す荷重変位曲線Ｓ₀上の対応位置を調べ、この荷
重変位曲線Ｓ₀が格納されるメモリプレーン３０₀上のそ
の対応位置に線、丸印、×印等で表現される特性点マー
クp₀，q₀，…のデータを書き込む。

【００３３】これにより、荷重変位曲線記憶部３０の一
つのメモリプレーン３０₀には、一つの試験片１０で得
られる荷重変位曲線Ｓ₀とともに、その荷重変位曲線Ｓ₀
の特性点上に特性点マーク発生部２８で発生される特性
点マークp₀，q₀，…が付された状態で記憶される。

【００３４】いま、モード選択部３２から荷重変位曲線
表示モードの選択信号を入力すれば、制御部３６は、こ
れに応じて荷重変位曲線記憶部３０の格納データを読み
出すとともに、この選択信号をデータ選択出力部３４に
与えるので、データ選択出力部３４は、荷重変位記憶部
３０の各メモリプレーン３０₀〜３０_n-1からのデータの
みを選択出力する。ここでは未だ一つのメモリプレーン
３０₀にしかデータが格納されていないので、このメモ
リプレーン３０₀に格納されている特性点マークが付さ
れた荷重変位曲線のデータがデータ選択出力部３４およ
びフレームメモリ３８を介して表示器１８に出力され
る。したがって、表示器１８には、引張試験に伴って、
図２(a)に示すように、特性点マークp₀，q₀が付された
荷重変位曲線Ｓ₀が表示される。ここでは、p₀は０.２％
耐力の位置を、q₀は最大引張荷重の位置をそれぞれ示し
ている。

【００３５】また、モード選択部３２から解析データ表
示モードの選択信号を入力すれば、制御部３６は、これ
に応じて解析データ記憶部２６の格納データを読み出す
とともに、この選択信号をデータ選択出力部３４に与え
るので、データ選択出力部３４は、解析データ記憶部２
６からのデータのみを選択出力する。したがって、表示
器１８には、引張試験に伴って、図２(b)に示すよう
に、特性点における解析データが数値で表示される。

【００３６】さらに、モード選択部３２からマルチウィ
ンドウ表示モードの選択信号を入力すれば、制御部３６
は、これに応じて荷重変位曲線記憶部３０と解析データ
記憶部２６の各格納データをそれぞれ並列的に読み出す
とともに、この選択信号をデータ選択出力部３４に与え
るので、データ選択出力部３４は、荷重変位記憶部３０
の各メモリプレーン３０₀〜３０_n-1からのデータと解析
データ記憶部２６からのデータを共に選択出力する。こ
れにより、フレームメモリ３８には、解析データの上に
荷重変位曲線Ｓ₀が重ね書きされる。これにより、表示
器１８には、図２(c)に示すように、特性点を示す数値
データの上に特性点マークp₀，q₀が付された荷重変位曲
線Ｓ₀が表示される。

【００３７】そして、モード選択部３２によって、マル
チウィンドウ表示モードと上記の解析データ表示モード
とを交互に選択すれば、これ伴って、図２(c)と(b)の表
示状態に交互に切り換わる。したがって、データ処理さ
れた数値とその数値が示す荷重変位曲線Ｓ₀上の特性点
の位置とを容易に対応付けることができる。

【００３８】また、引き続いて、上記とは別の試験片１
０について引張試験を行う場合は、荷重変位曲線作成部
２２によってその試験片１０についての荷重変位曲線が
作成され、また、データ解析部２４によって特性点のデ
ータが解析される。そして、新たに得られた荷重変位曲
線のデータは、荷重変位曲線記憶部３０の前回とは異な
るメモリプレーンたとえば３０₁に格納される。また、
データ解析部２４で得られる解析データは、解析データ
記憶部２６に格納される。さらに、特性点マーク発生部
２８は、データ解析部２４で順次得られる解析データに
基づき、その解析データが示す荷重変位曲線Ｓ₁上の対
応位置を調べ、この荷重変位曲線Ｓ₁が格納されるメモ
リプレーン３０₁上のその対応位置に線、丸印、×印等
で表現される特性点マークp₁，q₁，…のデータを書き込
む。

【００３９】これにより、荷重変位曲線記憶部３０の一
つのメモリプレーン３０₁には、別の試験片１０で得ら
れる荷重変位曲線Ｓ₁とともに、その荷重変位曲線Ｓ₁の
特性点上に特性点マーク発生部２８で発生される特性点
マークp₁，q₁，…が付された状態で記憶される。

【００４０】ここで、モード選択部３２から荷重変位曲
線表示モードの選択信号を入力すれば、上記と同様に、
データ選択出力部３４によって荷重変位曲線記憶部３０
を構成する各メモリプレーン３０₀〜３０_n-1から並列的
に読み出されるデータが選択出力される。この時点で
は、２つのメモリプレーン３０₀，３０₁にデータが格納
されているので、これらのメモリプレーン３０₀，３０₁
に格納されている特性点マークp₀，p₁，q₀，q₁，…が付
された荷重変位曲線Ｓ₀，Ｓ₁のデータがデータ選択出力
部３４およびフレームメモリ３８を介して表示器１８に
出力される。したがって、表示器１８には、図２(d)に
示すように、前回の引張試験によって得られた荷重変位
曲線Ｓ₀とともに、現試験中に得られる荷重変位曲線Ｓ₁
が同時に表示されることになる。

【００４１】このため、現試験中の試験片１０が前回の
ものと比較して正常なものか否かを即座に判断すること
ができる。

【００４２】なお、この実施例では、２つの荷重変位曲
線Ｓ₀，Ｓ₁を描かせる場合について説明したが、多数の
試験片を連続的に試験する場合も、同様であって、最大
n本の試験片について得られる荷重変位曲線は、それぞ
れ荷重変位曲線記憶部３０を構成するメモリプレーン３
０₀〜３０_n-1に個別に記憶されることになる。

【００４３】さらに、この実施例では、引張試験機につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、その
他、圧縮試験機や捩り試験機等の各種の材料試験機に本
考案を適用することができる。

【００４４】

【考案の効果】第１の考案に係る材料試験機では、荷重
変位の特性点の箇所の数値のみならず、これに対応する
特性点のマークが付された荷重変位曲線とが同一画面上
に表示されるので、データ処理して得られる測定結果
(数値)が、荷重変位曲線のいずれの箇所に該当するのか
を直ちに判断することができる。

【００４５】また、第２の考案に係る材料試験機では、
複数の荷重変位曲線が同一の画面上に重ね書きされるの
で、現在実行中の試験片が正常なものか否かを即座に判
断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る引張試験機の構成図であ
る。

【図２】図１の引張試験機で測定される結果の画面上の
表示例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…材料試験機(引張試験機)、２a，２b…クロスヘッ
ド、８…ロードセル、１０…試験片、１２…伸び計、２
２…荷重変位曲線記憶部、２４…データ解析部、２６…
解析データ記憶部、３０…荷重変位曲線記憶部、３２…
モード選択部、３４…データ選択出力部、４０…表示手
段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 3/00 - 3/62

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】試験片に加える荷重とこれに伴う変位を
それぞれ検出して得られる各検出データに基づいて荷重
変位曲線を作成する荷重変位曲線作成部と、前記荷重と
変位の各検出データに基づいて試験片の特性点における
これらの検出データを抽出して解析処理を行うデータ解
析部と、このデータ解析部で得られる解析データを記憶
する解析データ記憶部とを備えた材料試験機において、データ解析部で得られる解析データに基づき、その解析
データの荷重変位曲線上の対応位置を示す特性点マーク
を発生する特性点マーク発生部と、前記荷重変位曲線作成部で試験片ごとに作成される各々
の荷重変位曲線と、前記特性点マーク発生部で発生され
る特性点マークとを互いに対応付けて記憶する荷重変位
曲線記憶部と、前記荷重変位曲線記憶部から読み出される特性点マーク
が付された各荷重変位曲線データと、前記解析データ記
憶部から読み出される解析データとを同一画面上に同時
に表示する表示手段と、を備えることを特徴とする材料試験機。
【請求項２】試験片に加える荷重とこれに伴う変位を
それぞれ検出して得られる各検出データに基づいて荷重
変位曲線を作成する荷重変位曲線作成部と、前記荷重と
変位の各検出データに基づいて試験片の特性点における
これらの検出データを抽出して解析処理を行うデータ解
析部と、このデータ解析部で得られる解析データを記憶
する解析データ記憶部とを備えた材料試験機において、データ解析部で得られる解析データに基づき、その解析
データの荷重変位曲線上の対応位置を示す特性点マーク
を発生する特性点マーク発生部と、前記荷重変位曲線作成部で試験片ごとに作成される各々
の荷重変位曲線と、前記特性点マーク発生部で発生され
る特性点マークとを互いに対応付けて個別に記憶する荷
重変位曲線記憶部と、前記荷重変位曲線記憶部から読み出される特性点マーク
が付された各々の荷重変位曲線のデータを同一画面上に
同時に表示する表示手段と、を備えることを特徴とする材料試験機。