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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