JP2598903Y2 - 材料試験機 - Google Patents
材料試験機Info
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
段により供試体の変位を検出する材料試験機に関する。
供試体の負荷荷重をロードセル等により測定するととも
に供試体の伸びを伸び計等により測定し、この測定デー
タに基づいて荷重−伸び曲線を記録して供試体の物性を
求める材料試験機が知られている。
って、縦軸に供試体の負荷荷重を、横軸に供試体の伸び
をとってある。図3に示す点F1、F2およびF3はそれ
ぞれ比例限度、弾性限度および破断点であり、原点から
弾性限度までが弾性域、弾性限度から以降が塑性域と呼
ばれる。
ておいてこれが遮断されたことにより検出される。供試
体の破断が検出されると引張荷重試験は終了し、伸び計
はオペレータにより取り外される。あるいは、伸び計は
既知の移動機構により供試体から退避される。
材料試験機では、ワイヤロープのような破断時のショッ
クが大きい供試体について伸びを測定した場合、破断時
のショックが伸び計に作用して伸び計に悪影響を与える
おそれがあった。供試体が弾性域を越えて塑性域に至れ
ば破断点が近いことがわかるので、供試体が塑性域に至
ったことを検出して伸び計を取り外す、あるいは移動機
構により供試体から退避させることが考えられるが、従
来、供試体が弾性域を越えたか否かを検出する手段はな
かった。
ことを検出して伸び計に悪影響が及ばないようにするこ
との可能な材料試験機を提供することにある。
の間に供試体を設置して負荷する負荷機構と、供試体の
負荷荷重を検出する荷重検出手段と、供試体と接触して
変位を検出する変位検出手段とを備えた材料試験機に適
用される。そして、上述した目的は、供試体が弾性域を
越えたか否かを判定する判定手段と、この判定手段によ
り供試体が弾性域を越えたと判定されると変位検出手段
を供試体から切り離す切り離し手段とを備えることによ
り達成される。
判定する。判定手段により供試体が弾性域を越えたと判
定されると、切り離し手段は変位検出手段を供試体から
切り離す。これにより、供試体が破断する前に変位検出
手段を退避させることができる。
示す全体構成図である。この図において、10は供試体
SPに引張荷重を負荷する試験機本体であり、この試験
機本体10は負荷枠LFを備えている。負荷枠LFは、
テーブル10d上に立設された一対のねじ棹10k、1
0mの上端にヨーク10aを横架するとともに、ねじ棹
10k、10mにクロスヘッド10bを螺合して構成さ
れる。テーブル10dには負荷用のモータ10eが設置
され、このモータ10eの回転は、変速機11を介して
一対のねじ棹10k、10mに伝達され、ねじ棹10
k、10mの回転によりクロスヘッド10bが昇降す
る。
介して上つかみ具10cが、テーブル10dには下つか
み具10fが設けられる。13はパルスエンコーダであ
り、変速機11の回転あるいはねじ棹10k、10mの
回転に応じたパルスを出力する。
ール15上に配置されて試験機本体10に対して進退可
能とされ、さらに、モータ16により試験機本体10に
向かって前進し、あるいは後退する方向に駆動される。
伸び計14は一般に用いられている種類のもの、たとえ
ば差動トランス式、ストレインゲージ式、マグネスケー
ル式伸び計であり、供試体SPの上下2点に係合可能な
一対のレバー14aを備える。
のレバー本体14bとその先端に横方向に回動可能に設
けられた一対の開閉片14cとを備え、これら開閉片1
4cはスプリング14dにより開方向に付勢されてい
る。レバー本体14b内にはシリンダ14eが設けら
れ、このシリンダ14eは不図示の連結機構により開閉
片14cを閉方向に駆動する。したがって、レバー14
aを供試体SPの上下2点に係合させる際はシリンダ1
4eによる閉方向への駆動を停止してスプリング14d
の付勢力により開閉片14cを開放し、開閉片14c間
に供試体SPが位置した段階でシリンダ14eを駆動し
て開閉片14cを閉じればよい。レバー14aと供試体
SPとの係合を解除する場合は上述と逆の手順を行えば
よい。なお、シリンダ14eは不図示のシリンダ制御回
路を介して制御回路21により制御される。
Pへの引張荷重信号を増幅するアンプ、25はアンプ2
4の増幅出力(アナログ信号)をデジタルデータに変換
するA/D(アナログデジタル)変換器である。同様
に、26は伸び計14が検出した供試体SPの伸び信号
を増幅するアンプ、27はアンプ26の増幅出力(アナ
ログ信号)をデジタルデータに変換するA/D変換器で
ある。これらA/D変換器25、27の出力は制御回路
21に入力される。
であり、中央演算処理回路、メモリおよび周辺機器との
インターフェース回路を含む。制御回路21はマイコン
で構成されてもよく、あるいは、専用デジタル回路によ
り構成されてもよい。22は引張試験の諸データの入力
および試験機本体10による引張試験の開始/終了を指
令する操作部である。制御回路21は、入力されたデジ
タル荷重データおよびデジタル伸びデータをサンプリン
グして荷重−伸び曲線を得るとともに、荷重の増加率を
算出し、この増加率に基づいてモータ16の駆動信号を
モータ制御回路28に送出する。モータ制御回路28は
この駆動信号に基づいてモータ16の駆動を制御する。
また、制御回路21は不図示のメモリ内に記憶されたプ
ログラムにしたがってモータ10eの速度、すなわち回
転数を制御する駆動信号をモータ制御回路23に送出
し、モータ制御回路23はこの駆動信号に基づいてモー
タ10eの駆動を制御する。
て図1、図3および図2のフローチャートを参照して説
明する。
21からの駆動信号によりモータ16およびレバー14
a内のシリンダ14eを駆動し、伸び計14を試験機本
体10に向かって前進させてそのレバー14aを供試体
SPの上下2点に係合させる。ついで、ステップS2で
は操作部23に備えられた不図示のスタートボタンが押
されるのを待ち、スタートボタンが押されるとステップ
S3に進む。
信号によりモータ10eを駆動し、ねじ棹10k、10
mを介してクロスヘッド10bを上昇させ、供試体SP
に所定の引張荷重を負荷する。ロードセル12は供試体
SPに負荷された引張荷重を測定し、この荷重データは
アンプ24により増幅されてA/D変換器25によりデ
ジタル荷重データに変換され、制御回路21に入力され
る。ステップS4では、制御回路21がデジタル荷重デ
ータをサンプリングし、変数Aに格納する。
のタイマにより50msだけ待ち、ついでステップS6
では再度制御回路21が荷重データをサンプリングし、
変数Bに格納する。ステップS7では変数AとBの値を
比較し、変数Bの値が変数Aの値より大きければステッ
プS8に進み、変数Bの値が変数Aの値以下であればス
テップS9に進む。ステップS8では変数Bの値を変数
Aに代入して変数Aの値を変数Bの値に置き換え、ステ
ップS5に戻る。
する。約0荷重から負荷荷重を増加してゆくと、比例限
度(図3において点F1)まで、すなわち少なくとも弾
性域内では荷重は直線的に増加し、このときの荷重増加
率ΔFは一定値ΔFmaxをとる。したがって、変数Aの
値とBの値とは約等しいため、プログラムはステップS
7からステップS8に移行し、変数Aの値は常にBの値
に置き換えられる。この値がΔFmaxである。ついで、
負荷荷重が増加して比例限度F1を越える値になると、
塑性域に入って荷重と伸びとの比例関係が崩れ、伸びが
大きくなって荷重増加率ΔFは徐々に減少する。荷重−
伸び曲線が比例限度F1を越えた時点(荷重増加率曲線
上では点ΔF1で示す)で変数Bの値は変数Aの値以下
となり、プログラムはステップS7からステップS9に
移行し、ステップS8に進むことはない。したがって、
変数Aには荷重増加率ΔFの最大値(つまりΔFmax)
が保持される。
変数Bの値が変数Aの値(つまり最大荷重増加率ΔFma
x)にX[%]を乗じた値まで減少したかどうかが判定さ
れ、その結果、変数Bの値がΔFmax×X[%]より大き
ければステップS5に戻り、変数Bの値がΔFmax×X
[%]以下になったらステップS10に進む。ステップS
10では、制御回路21からの駆動信号によりモータ1
6およびシリンダ14eが駆動され、レバー14aと供
試体SPとの係合が解除されてから伸び計14が試験機
本体10から後退する。
−伸び曲線が比例限度F1を越えると荷重増加率ΔFは
徐々に減少するので、この荷重増加率ΔFが所定値X
[%]まで減少した時点(荷重増加率曲線上では点ΔF4
で示す)において、荷重−伸び曲線が弾性域を越え、し
たがって、破断点F3が近いので伸び計14を退避すべ
きであると判断する。所定値X[%]は供試体SPの材
質、形状によっても異なるので、供試体SPに応じて事
前に適切な値を操作部22を介して制御回路21に入力
しておけばよい。
Pの破断を待ってプログラムを終了する。供試体SPの
破断検出は既知の方法、一例として従来の技術の欄に記
載したように供試体SPに電流を流してその遮断信号に
よって検出すればよい。
率ΔFの挙動を監視し、荷重増加率ΔFが最大荷重増加
率ΔFmaxから所定減少量X[%]まで減少した時点で、
荷重−伸び曲線が弾性域を越えて破断点が近いことを予
測して伸び計14を試験機本体10、言いかえれば供試
体SPから退避させているので、供試体SPの破断時の
ショックによる悪影響から伸び計14を保護することが
できる。
において、負荷枠LFおよびモータ10eが一体となっ
て負荷機構を、ロードセル12が荷重検出手段を、伸び
計14が変位検出手段を、制御回路21が判定手段を、
シリンダ14eが切り離し手段を構成している。
上述の一実施例に限定されず、種々の変形が可能であ
る。一例として、一実施例ではレール16により伸び計
14を試験機本体10に対して進退可能に構成したが、
他の既知の移動機構、たとえば伸び計をねじ棒に螺合し
てこのねじ棒を回転させることにより試験機本体10に
対して進退可能に構成してもよい。
れば、弾性域を越えたと判定されたときは変位検出手段
を供試体から切り離すようにしたので、供試体の破断シ
ョックによる悪影響から変位検出手段を保護することが
できる。
図である。
フローチャートである。
Claims (1)
- 【請求項1】一対の対向部材の間に供試体を設置して負
荷する負荷機構と、前記供試体の負荷荷重を検出する荷
重検出手段と、前記供試体と接触して変位を検出する変
位検出手段とを備えた材料試験機において、 前記供試体が弾性域を越えたか否かを判定する判定手段
と、この判定手段により前記供試体が弾性域を越えたと
判定されると前記変位検出手段を前記供試体から切り離
す切り離し手段とを備えたことを特徴とする材料試験機
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1993064099U JP2598903Y2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 材料試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1993064099U JP2598903Y2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 材料試験機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0734355U JPH0734355U (ja) | 1995-06-23 |
JP2598903Y2 true JP2598903Y2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=13248296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1993064099U Expired - Lifetime JP2598903Y2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 材料試験機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2598903Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6642364B2 (ja) * | 2016-09-28 | 2020-02-05 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機および材料試験システム |
JP2020085684A (ja) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機、及び材料試験機の制御方法 |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP1993064099U patent/JP2598903Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0734355U (ja) | 1995-06-23 |
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