JP3459029B2 - Method and apparatus for tensile strength test using cylindrical test piece - Google Patents

Method and apparatus for tensile strength test using cylindrical test piece

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JP3459029B2
JP3459029B2 JP22540997A JP22540997A JP3459029B2 JP 3459029 B2 JP3459029 B2 JP 3459029B2 JP 22540997 A JP22540997 A JP 22540997A JP 22540997 A JP22540997 A JP 22540997A JP 3459029 B2 JP3459029 B2 JP 3459029B2
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cylindrical test
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tensile strength
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勝美 森川
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仲達 余
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Krosaki Harima Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス、耐
火物、コンクリート、タイル、陶磁器等の脆性材料の引
張強度測定に適した円筒形試験片による引張強度試験に
関する。 【0002】 【従来の技術】従来から、金属材料のような比較的弾性
に富んだ材料の引張強度試験は、特定サイズの棒状試験
片を作成し、これを、特定の荷重の下で行う引張破壊試
験が広く行われている。 【0003】ところが、セラミックス、耐火物、コンク
リート、タイル、陶磁器等の脆性材料の場合には、正確
なサイズの棒状試験片の作成が難しく、一般に粒度の異
なる原料を組み合わせた複合材料であるために破壊位置
が一定せず測定値にばらつきが生じやすく、正確な引っ
張り強度を測定することが難しい。そのため、脆性材料
の引張強度は、曲げ強度の測定や圧縮強度の測定値か
ら、間接的に推定しているのが一般的である。 【0004】このような、間接測定による手間と測定値
の正確さを改善するための方法として、試験片を脆性材
料であっても作成しやすい円筒形とし、破壊のための荷
重として、円筒形の内面に均一に圧力をかけ、周方向に
引っ張り応力を発生させて引張強度を測定する方法があ
る。 【0005】この方法は、棒状試験片を引っ張り破壊す
る方法と比較し、測定試験片全体に渡り、比較的均一な
引っ張り応力を発生させることができるので、試験片間
のバラツキは発生しにくいという長所がある。 【0006】この円筒形試験片を使用する引張強度の測
定にあたっては、円筒形の試験片の内面に均一に圧力を
かける必要がある。 【0007】このための手段として、円筒形試験片の両
端面をシール部材で加圧密着することでガスシールした
後にその内部にガス圧をかける方法がある。しかしなが
ら、この方法では、円筒形試験片上下端をガスシールす
る際に円筒形試験片の上下方向に大きな圧縮応力を加え
る必要があるために測定値に影響がでやすいこと、ま
た、測定装置が大がかりになりやすい欠点がある。 【0008】また、円筒形試験片の内部に液体または気
体を充満したゴム状の風船を円筒形試験片の内部に配置
して上下端に蓋をした後に風船を膨らませ円筒形試験片
に内圧をかける方法もある。この方法では、円筒形試験
片の両端面をガスシールする方法での欠点は解消される
にしても、円筒形試験片と押さえ蓋の間隙からゴム状の
風船が加圧により膨れ破れやすいといった問題があり一
般には普及していない。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、円筒形試験
片を使用する引張強度測定方法において、格別のシール
手段を必要とせず、且つ、加圧媒体の漏れも生じること
なく、円筒形の試験片の内面に均一に圧力をかけること
ができる手段を見いだすことにある。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明は、円筒形試験片
の内周面に圧力をかけ、この試験片の周方向に引っ張り
応力を発生させて引張強度を測定する引張強度試験方法
において、前記円筒形試験片の内孔内に円筒形試験片と
の隙間の体積に相当する量だけ円筒形試験片よりも高さ
が高い高弾性体を配置し、この高弾性体の両端面に加圧
板を配置し、この高弾性体の両端面から加圧力を付加す
ることを特徴とする加圧することを特徴とする。 【0011】本発明に使用する高弾性体は、ゴム状弾性
を有する中実の高弾性体からなり、この両端面の何れか
一方あるいは両方から加圧すると外周面が膨らみ、加圧
を解除すると膨らみがもとに戻るような弾力性を有する
ものである。この高弾性体としては例えば、天然ゴム、
合成ゴムまたはこれ以外の合成樹脂等を使用することが
できる。 【0012】高弾性体は、加圧によって円筒形試験片が
変形することで内面に圧力を与える機能を有するもので
あるため、そのもとの形状に特に制約はない。ただし、
円筒形試験片の内面との隙間が大きすぎると、加圧によ
り高弾性体が大きく変形し、高弾性体の弾性限をこえ高
弾性体が破壊するため、弾性限を越えない範囲で変形し
て内面に圧力を与えることができる大きさが必要であ
る。 【0013】また、より高精度に試験を行うには、円筒
形試験片の内面に圧力を均一に与える必要があり、その
時は、円盤状の高弾性体を使用すると良い。 【0014】この円盤状の高弾性体は、高さが高すぎる
と、加圧により試験片の外側に高弾性体の一部がはみ出
すため正確な測定ができず、また低すぎると、円筒形試
験片内孔ヘの高弾性体の接触面積が少なくなり、一部に
圧力がかからなくなり正確な測定ができない。従って高
弾性体の高さは、円筒形試験片と高弾性体との隙間の体
積に相当する量だけ高いことが理想的であるが、実際に
は高弾性体の中に気泡等が含まれていたりするため、通
常は円筒型試験片の高さの+5mm〜0mmの範囲が好
ましい。 【0015】円筒形試験片は、セラミックス、耐火物、
コンクリート、タイル、陶磁器等の脆性材料等に好適で
ある。円筒形試験片の肉厚は、材料の強度に応じて適宜
決めることができる。例えば、ファインセラミックなど
の高強度材料であると薄肉の円筒形試験片にすることで
最高加圧力を抑制することができ、また比較的低強度な
耐火物などでは、厚肉の円筒形試験片にすることで誤差
の少ない測定値を得ることができる。 【0016】高弾性体の硬度は固すぎると上下方向の圧
力を円筒形状内壁面に均一に伝えることができず、また
軟らかすぎると円筒形試験片と上部、下部加圧板との間
隙から高弾性体がはみ出すために上下部の加圧力が円筒
形試験片内璧面にリニアーな特性を示さなくなる。 【0017】この高弾性体の硬度としてはJIS K
6301スプリング式硬さ試験による硬さで20〜90
が使用可能であり30〜40の硬度であると上記問題も
発生せず、円筒形試験片内壁面に均一に圧力を負荷する
ことができることが解った。このときの高弾性体の引裂
き強さも5KN/m以上を示すものが繰り返し使用の点
で好ましい。 【0018】円盤状の加圧板の外径は、円筒形試験片の
内径より小さく、その差が6mm以内であることが好ま
しい。6mmを越えると加圧時に高弾性体が加圧板と試
験片との間にかみこむことがあり正確な測定ができない
場合がある。 【0019】加圧板は高弾性体を挟んで加圧するために
使用するもので高弾性体が上下面から圧縮されると、高
弾性体が円筒形試験片の半径方向にはみ出そうとする
が、円筒形試験片と上下の加圧板に阻まれ、円筒形試験
片内部の円周方向に引っ張り応力が上下面からの加圧力
に応じて発生することになる。そして、円筒形試験片の
破断時の圧力より、計算によって引張強度を知ることが
できる。 【0020】また、円筒形試験片の外表面に発生してい
る応力は計算によって得ることができ、そして、外表面
での歪み量の測定結果により材料の引っ張り弾性率を算
出することができる。 【0021】歪みゲージを円周方向に複数個配置するこ
とにより、材料の各部位での応力−歪み特性を知ること
ができることから円周方向での組織の均一性を評価する
こともできる。 【0022】従って、大型形状品等について、組織の欠
陥を見つけることができ、これを製造過程にフィードバ
ックすることで、より組織の均一な製品を製造すること
ができる。 【0023】また、耐火物やセラミックス等の大型品
は、特に成形段階における配合の充填不良、加圧力の不
均一性等により、部分的に欠陥が発生している場合があ
る。この部分的な欠陥は、使用中のわれ破損等を引き起
こすことがあり問題である。このような欠陥を、試験片
が破断する際の荷重や歪み量を知ることにより円筒形試
験片の物性を直接且つ正確に知ることができる。 【0024】さらに、本発明の引張強度試験によって得
た円筒形試験片の応力と、円筒形試験片の外表面に貼り
付けた歪みゲージによって得た歪みとの関係を数値化し
て、測定材料の特性の評価に利用することができる。 【0025】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例によって示す。 【0026】実施例1 本発明の第1の実施例を示す図lにおいて、アムスラー
試験機の台座1の上に、スペーサー2を介して内径50
mm、外径90mm、高さ50mmの円筒形試験片3を
置き、この内孔内に内孔加圧治具が配置されている。内
孔加圧治具は、外径48mmの円盤状の下部加圧板4の
上に、外径48mm、高さ52mm、JIS K 63
01スプリング式硬さ試験による硬さが30の円盤状の
高弾性体5が載置されており、さらにこの上に外径48
mmの円盤状の上部加圧板6が載置されたものである。 【0027】高弾性体5は、外径は円筒形試験片3の内
径より2mm小さく、高さは円筒形試験片の高さより2
mm高いものを使用している。また、両加圧板4,6の
外径は円筒形試験片3の内径より2mm小さく、鋼製で
両面を研磨仕上げしたものを使用している。 【0028】測定は、アムスラーへッド7を下降するこ
とで加圧板を介して高弾性体を加圧し、円筒形試験片が
破断した時の荷重から円筒形試験片内表面での引張強度
を算出することができる。 【0029】スペーサー2は、最初に円筒形試験片を保
持するために使用しており、加圧を開始すると、高弾性
体が膨らむことにより試験片が保持される。従って、ス
ペーサーは、加圧開始直後に外すか、あるいは弾力性の
あるスペーサーの場合には、そのまま使用することがで
きる。 【0030】このように、この測定試験に際しては、加
圧手段は曲げ強度や圧縮強度を測定するために使用され
ているアムスラー試験機に適用することができ、非常に
簡便な装置で引っ張り強さの測定が可能となる。 【0031】この装置において、内孔加圧治具に使用す
る高弾性体5の硬度の最適値について調査した。 【0032】高弾性体5として硬度100、硬度90、
硬度40、硬度30,硬度20、硬度10の合成ゴムを
選び、外周面に弾性率が明らかで均一な内径φ80m
m、外径φ120、高さ50mmのアクリル円筒を配し
て上下方向から圧力を加えアクリル円筒に引っ張り応力
を与えた。 【0033】このときのアクリル円筒の外周面の歪みの
バラツキを調べるために外周面の上部、中部、下部に歪
みゲージを貼り付け全圧で2tの荷重を加えたときの歪
み量を指数化して表1に示している。同表において、硬
さ30の合成ゴム使用時の試料中部の歪み量の測定値6
80μεを100として指数表示している。また、歪み
量のバラツキは、歪み量の指数の最大値−最小値で表示
した。 【0034】歪みの部位毎の変化が大きいことは、部位
毎に加圧力が変化していることを意味し、加圧媒体とし
てこのような高弾性体を使用するには問題があることを
意味する。硬度30、40では上部中部下部ともバラツ
キがないことからアクリル円筒内面に均一に荷重がかか
っており加圧媒体として適していることが分かる。 【0035】硬さが10の高弾性体では試験片と押さえ
治具との隙間から弾性体がはみ出してしまい圧力が円筒
形試験片内壁面に安定して伝播せず高弾性体の一部が破
損した。また、硬さが100と硬い高弾性体を使用した
場合には、歪み差が15と大きく、中央部で圧力が伝播
せず内壁面の荷重むらが発生することが確認され適当で
ない。 【0036】更に、硬度30のゴムを使用した場合の、
上下方向の圧力が円筒形試験片の内壁面に何割伝播する
かをアクリルの弾性率を使用して計算したところ全体の
95%が側面にかかることが確認できた。 【0037】高弾性体に加えた荷重のうち95%が、円
筒形試験片の内面に均一に伝播していることから、液体
ほどの伝達係数ではないが、簡便な方法でむらなく圧力
を内壁面に伝える媒体としては優れており、得られた結
果も信頼できる数値である。 表1実施例2 図2は、本発明の実施の第2の形態を示す。下部加圧板
4の中央に設けた直径15mmの芯棒8を高弾性体5の
中心に設けた直径15mmの貫通孔9に挿入し、さら
に、この芯棒8を上部加圧板6の直径15.3mmの穴
10に挿入した内孔加圧治具を、円筒形試験片3の内孔
に配置したものである。これ以外の上下の加圧板4,
6、高弾性体5、円筒形試験片3の寸法は、実施例1と
同じである。これも図1と同様にアムスラーの上に置い
て加圧するだけで、引張強度を知ることができる。 【0038】この実施例の場合、円筒形試験片3の中心
軸と上下の加圧板4,6からなる加圧治具の中心軸を一
致させたために、加圧の過程で円盤が試験片に接触して
偏荷重により破断するといった測定ミスがなくなる。 【0039】この芯棒8の直径と高弾性体5の貫通孔及
び上部加圧板6の穴10の内径との隙間はできるだけ少
ない方が中心がずれず良いため、隙間は脱着に支障を来
さない程度に小さい方が好ましい。 【0040】加圧板は、図2のように円盤状でアムスラ
ー試験機の上に着脱自在に置くタイプのもの、あるいは
専用としてアムスラー試験機の台座自体に固定したもの
でも良い。図2のように内孔加圧治具とすると、既存の
圧縮測定装置等と併用する利点がある。 【0041】実施例3 図3は、動歪み計で加圧途中の歪み量を連続して検出
し、計算により円筒形試験片の応力−歪み特性を知るた
めに、円筒形試験片3の外表面に歪みゲージ11を貼り
付けた状態を示す。これによって、外表面での歪み量と
発生応力の関係から、円筒形試験片3の引っ張り弾性率
を算出し、この弾性率を使用することで円筒形試験片3
の内表面に発生する最大引っ張り応力を知ることができ
る。また、この歪みゲージ11を複数個、円周方向に配
置することにより、材料の各部位での応力−歪み特性を
知ることができ、円周方向での組織の均一性を評価する
ことができる。 【0042】この装置を用いて、連続鋳造用耐火物とし
てアルミナ−グラファイト質のロングノズルの先端から
内径φ220mm、外径φ270、高さ50mmの円筒
形試験片を下端から連続して4カ所切り出し材料の引張
強度を測定した。比較例として同じ製造履歴のものから
同様の部位で20×20×80mmの試験片を8本切り
出して、3点曲げ試験をした。その結果を表2に示す。 【0043】表2 最大引張強度は下端部に行くに従って下がっているが、
曲げ強度にこの傾向が見られない。従来の曲げ強度の測
定方法では感知することが困難な内在欠陥を本方法で円
筒形サンプルの全周に渡って引っ張り応力をかけること
で周方向で最も弱い部分で破断させることができるため
に内在欠陥を容易に見つけだすことができた。 【0044】 【発明の効果】 (1)従来とくらべて簡便な方法で、試験片の全周にわ
たって引っ張り応力を発生させ材料の最も弱い部分で破
断させることができるので材料の引張強度を正確に測定
できる。 【0045】(2)従来とくらべてより均一な圧力を試
験片に加えることができるようになり、正確な測定結果
を得ることができる。 【0046】(3)試験片の各部での特性を検出するこ
とで、組織の欠陥を見つけることができ、これを製造過
程にフィードバックすることで、より組織の均一な製品
を製造することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tensile strength test using a cylindrical test piece suitable for measuring the tensile strength of brittle materials such as ceramics, refractories, concrete, tiles, and ceramics. About. 2. Description of the Related Art Conventionally, in a tensile strength test of a material having a relatively high elasticity such as a metal material, a rod-shaped test piece of a specific size is prepared and subjected to a tensile test performed under a specific load. Destructive tests are widely performed. However, in the case of brittle materials such as ceramics, refractories, concrete, tiles, and porcelains, it is difficult to prepare rod-shaped test specimens of an accurate size. The breaking position is not constant, and the measured values tend to vary, making it difficult to measure the tensile strength accurately. Therefore, the tensile strength of the brittle material is generally estimated indirectly from the measurement of the bending strength and the measurement of the compression strength. [0004] As a method for improving the labor and accuracy of measured values by such indirect measurement, a test piece is formed into a cylindrical shape which is easy to prepare even if it is a brittle material, and a cylindrical shape is used as a load for breaking. There is a method of measuring the tensile strength by applying a uniform pressure to the inner surface of the substrate and generating a tensile stress in the circumferential direction. According to this method, a relatively uniform tensile stress can be generated over the entire measurement test piece as compared with the method of pulling and breaking a rod-shaped test piece, so that it is difficult to generate variation between test pieces. There are advantages. In measuring the tensile strength using this cylindrical test piece, it is necessary to apply uniform pressure to the inner surface of the cylindrical test piece. As a means for achieving this, there is a method of applying gas pressure to the inside of the cylindrical test piece by gas-sealing by press-contacting both end faces of the test piece with a sealing member. However, in this method, it is necessary to apply a large compressive stress in the vertical direction of the cylindrical test piece when gas sealing the upper and lower ends of the cylindrical test piece, so that the measured value is likely to be affected, and the measuring device is large. There is a drawback that tends to be. A rubber balloon filled with a liquid or a gas is placed inside the cylindrical test piece, and the upper and lower ends are covered with the rubber balloon. The balloon is then inflated to apply an internal pressure to the cylindrical test piece. There is also a way to apply. Although this method eliminates the disadvantages of gas sealing both end faces of the cylindrical test piece, the problem is that the rubber balloon is easily swelled and broken by pressure from the gap between the cylindrical test piece and the holding lid. And is not widely used. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for measuring tensile strength using a cylindrical test piece, which does not require any special sealing means and does not cause leakage of the pressurized medium. The aim is to find a means by which the inner surface of a cylindrical test piece can be pressed uniformly. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a tensile strength test for measuring the tensile strength by applying pressure to the inner peripheral surface of a cylindrical test piece to generate a tensile stress in the circumferential direction of the test piece. The method, wherein the cylindrical test piece is inserted into an inner hole of the cylindrical test piece.
Height higher than the cylindrical specimen by an amount equivalent to the volume of the gap
A high-elastic body having a high elasticity is arranged, and pressurizing plates are arranged on both end faces of the high-elastic body, and pressure is applied from both end faces of the high-elastic body. The high elastic body used in the present invention is a solid high elastic body having rubber-like elasticity. The outer peripheral surface expands when pressure is applied from one or both of the both end surfaces, and when the pressure is released. It has elasticity such that the bulge returns to its original state. For example, natural rubber,
Synthetic rubber or other synthetic resins can be used. The high elastic body has a function of applying pressure to the inner surface by deforming the cylindrical test piece by applying pressure, and therefore, the original shape is not particularly limited. However,
If the gap with the inner surface of the cylindrical test piece is too large, the high elastic body will be greatly deformed by pressurization, and the high elastic body will break beyond the elastic limit of the high elastic body. It must be large enough to give pressure to the inner surface. Further, in order to perform a test with higher accuracy, it is necessary to uniformly apply pressure to the inner surface of the cylindrical test piece. In this case, it is preferable to use a disc-shaped high elastic body. If the height of the disc-shaped high elastic body is too high, accurate measurement cannot be performed because a part of the high elastic body protrudes outside the test piece due to pressurization. The contact area of the highly elastic body with the inner hole of the test piece is reduced, and pressure is not applied to a part, so that accurate measurement cannot be performed. Therefore, it is ideal that the height of the high elastic body is high by an amount corresponding to the volume of the gap between the cylindrical test piece and the high elastic body. However, in reality, bubbles and the like are contained in the high elastic body. Usually, the height of the cylindrical test piece is preferably in the range of +5 mm to 0 mm. [0015] The cylindrical test piece is made of ceramics, refractories,
It is suitable for brittle materials such as concrete, tiles and ceramics. The thickness of the cylindrical test piece can be appropriately determined according to the strength of the material. For example, if the material is a high-strength material such as fine ceramics, the maximum pressing force can be suppressed by making it a thin cylindrical test piece, and a thick cylindrical test piece is used for relatively low-strength refractories. By doing so, it is possible to obtain a measurement value with a small error. If the hardness of the high elasticity material is too hard, the pressure in the vertical direction cannot be transmitted uniformly to the inner wall surface of the cylindrical shape. If the hardness is too soft, high elasticity will be generated from the gap between the cylindrical test piece and the upper and lower pressing plates. Since the body protrudes, the upper and lower pressing forces do not show linear characteristics on the inner wall surface of the cylindrical test piece. The hardness of this highly elastic body is JIS K
6301 20-90 hardness by spring hardness test
It was found that the above problem could not occur when the hardness was 30 to 40 and that the pressure could be uniformly applied to the inner wall surface of the cylindrical test piece. At this time, the high elastic body preferably has a tear strength of 5 KN / m or more from the viewpoint of repeated use. The outer diameter of the disc-shaped pressure plate is smaller than the inner diameter of the cylindrical test piece, and the difference is preferably within 6 mm. If it exceeds 6 mm, the highly elastic body may bite between the pressure plate and the test piece during pressurization, and accurate measurement may not be performed. The pressure plate is used to press the high elastic body in between. When the high elastic body is compressed from the upper and lower surfaces, the high elastic body tends to protrude in the radial direction of the cylindrical test piece. Blocked by the cylindrical test piece and the upper and lower pressing plates, a tensile stress in the circumferential direction inside the cylindrical test piece is generated according to the pressing force from the upper and lower surfaces. Then, the tensile strength can be known by calculation from the pressure at the time of breaking of the cylindrical test piece. The stress generated on the outer surface of the cylindrical test piece can be obtained by calculation, and the tensile modulus of the material can be calculated from the measurement result of the amount of strain on the outer surface. By arranging a plurality of strain gauges in the circumferential direction, it is possible to know the stress-strain characteristics at each part of the material, so that the uniformity of the structure in the circumferential direction can be evaluated. Therefore, it is possible to find a defect in the structure of a large-sized article or the like, and feed it back to the manufacturing process to manufacture a product with a more uniform structure. In addition, large-sized articles such as refractories and ceramics may have some defects due to, for example, insufficient filling of the compound in the molding step and uneven pressure. This partial defect is a problem that may cause breakage during use. The physical properties of the cylindrical test piece can be known directly and accurately by knowing the load and strain amount when the test piece breaks such a defect. Further, the relationship between the stress of the cylindrical test piece obtained by the tensile strength test of the present invention and the strain obtained by the strain gauge attached to the outer surface of the cylindrical test piece is quantified to obtain a numerical value. It can be used for evaluation of characteristics. Embodiments of the present invention will be described below by way of examples. Embodiment 1 In FIG. 1 showing a first embodiment of the present invention, an inner diameter 50 is placed on a pedestal 1 of an Amsler testing machine via a spacer 2.
A cylindrical test piece 3 having an outer diameter of 90 mm, an outer diameter of 90 mm, and a height of 50 mm is placed, and an inner hole pressing jig is arranged in the inner hole. The inner hole pressing jig is placed on a disc-shaped lower pressing plate 4 having an outer diameter of 48 mm, and has an outer diameter of 48 mm, a height of 52 mm, and JIS K63.
A disc-shaped high elastic body 5 having a hardness of 30 according to a 01 spring type hardness test is mounted thereon, and an outer diameter of 48
The upper pressure plate 6 in the form of a disk having a diameter of 1 mm is placed thereon. The high elastic body 5 has an outer diameter smaller by 2 mm than the inner diameter of the cylindrical test piece 3 and a height higher than the height of the cylindrical test piece by 2 mm.
mm higher. The outer diameter of both pressure plates 4 and 6 is smaller by 2 mm than the inner diameter of cylindrical test piece 3 and is made of steel and both sides are polished. The measurement is performed by lowering the Amsler head 7 to press the highly elastic body through the pressure plate, and measuring the tensile strength on the inner surface of the cylindrical test piece from the load when the cylindrical test piece breaks. Can be calculated. The spacer 2 is used to hold the cylindrical test piece at first, and when the pressurization is started, the test piece is held by expanding the high elastic body. Therefore, the spacer can be removed immediately after the start of pressurization, or can be used as it is in the case of an elastic spacer. As described above, in this measurement test, the pressurizing means can be applied to the Amsler testing machine used for measuring the bending strength and the compressive strength, and the tensile strength can be measured with a very simple device. Can be measured. In this apparatus, the optimum value of the hardness of the high elastic body 5 used for the inner hole pressing jig was examined. The high elastic body 5 has a hardness of 100, a hardness of 90,
Select a synthetic rubber with a hardness of 40, a hardness of 30, a hardness of 20, and a hardness of 10, and a uniform inner diameter of 80 m with a clear elastic modulus on the outer peripheral surface
An acrylic cylinder having a length of m, an outer diameter of φ120 and a height of 50 mm was arranged, and pressure was applied from above and below to apply a tensile stress to the acrylic cylinder. In order to examine the variation in the distortion of the outer peripheral surface of the acrylic cylinder at this time, strain gauges were attached to the upper, middle, and lower portions of the outer peripheral surface, and the amount of distortion when a load of 2 t was applied at full pressure was indexed. It is shown in Table 1. In the same table, the measured value 6 of the strain amount in the central part of the sample when using a synthetic rubber having a hardness of 30
The exponent is shown with 80 με as 100. Further, the variation in the amount of distortion was represented by the maximum value-minimum value of the exponent of the amount of distortion. A large change in strain for each part means that the pressing force changes for each part, and that there is a problem in using such a high elastic body as a pressurizing medium. I do. At a hardness of 30, 40, there is no variation in the upper, middle, and lower portions, so that a load is uniformly applied to the inner surface of the acrylic cylinder, which indicates that the acrylic cylinder is suitable as a pressure medium. In the case of a high elastic body having a hardness of 10, the elastic body protrudes from the gap between the test piece and the holding jig, and the pressure does not propagate stably to the inner wall surface of the cylindrical test piece. Damaged. Further, when a high elastic body having a hardness of 100 is used, the difference in strain is as large as 15, and pressure is not propagated at the center, and uneven load on the inner wall surface is confirmed. Further, when a rubber having a hardness of 30 is used,
The percentage of the vertical pressure that propagates to the inner wall surface of the cylindrical test piece was calculated using the elastic modulus of acrylic, and it was confirmed that 95% of the total pressure was applied to the side surface. Since 95% of the load applied to the highly elastic body is uniformly transmitted to the inner surface of the cylindrical test piece, the transfer coefficient is not as high as that of the liquid, but the pressure is uniformly applied by a simple method. It is an excellent medium for transmitting to walls, and the results obtained are reliable values. Table 1 Embodiment 2 FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. A core rod 8 having a diameter of 15 mm provided at the center of the lower pressing plate 4 is inserted into a through-hole 9 having a diameter of 15 mm provided at the center of the high elastic body 5. The inner pressure jig inserted into the 3 mm hole 10 is arranged in the inner hole of the cylindrical test piece 3. Other upper and lower pressure plates 4,
6, dimensions of the high elastic body 5, and the cylindrical test piece 3 are the same as those of the first embodiment. As in the case of FIG. 1, the tensile strength can be determined simply by placing the device on an Amsler and applying pressure. In the case of this embodiment, the center axis of the cylindrical test piece 3 and the center axis of the pressing jig composed of the upper and lower pressing plates 4 and 6 are aligned with each other. Eliminates measurement errors such as contact and breakage due to unbalanced load. The gap between the diameter of the core rod 8 and the through hole of the high elastic body 5 and the inner diameter of the hole 10 of the upper pressing plate 6 should be as small as possible without causing the center to be displaced. It is preferable that it is as small as possible. The pressure plate may be of a disk-shaped type as shown in FIG. 2 and detachably mounted on the Amsler tester, or may be fixed to the pedestal itself of the Amsler tester for exclusive use. As shown in FIG. 2, the use of the inner hole pressing jig has an advantage of being used in combination with an existing compression measuring device or the like. Example 3 FIG. 3 is a diagram showing a state in which a strain amount during pressurization is continuously detected by a dynamic strain meter, and the stress-strain characteristics of the cylindrical test piece are determined by calculation. The state where the strain gauge 11 was stuck on the surface is shown. Thus, the tensile modulus of the cylindrical test piece 3 is calculated from the relationship between the amount of strain on the outer surface and the generated stress, and this elastic modulus is used to calculate the tensile modulus of the cylindrical test piece 3.
It is possible to know the maximum tensile stress generated on the inner surface. In addition, by arranging a plurality of strain gauges 11 in the circumferential direction, it is possible to know the stress-strain characteristics at each part of the material and to evaluate the uniformity of the structure in the circumferential direction. . Using this apparatus, a cylindrical test piece having an inner diameter of 220 mm, an outer diameter of 270, and a height of 50 mm was continuously cut from the lower end of a long nozzle made of alumina-graphite as a refractory for continuous casting from the lower end at four positions. Was measured for tensile strength. As a comparative example, eight 20 × 20 × 80 mm test pieces were cut out at the same site from the same production history and subjected to a three-point bending test. Table 2 shows the results. Table 2 Although the maximum tensile strength decreases as going to the lower end,
This tendency is not seen in bending strength. Intrinsic defects that are difficult to detect with conventional bending strength measurement methods can be broken at the weakest part in the circumferential direction by applying tensile stress over the entire circumference of the cylindrical sample using this method. Defects could be easily found. (1) By using a simpler method than in the past, a tensile stress can be generated over the entire circumference of the test piece and the test piece can be broken at the weakest part, so that the tensile strength of the material can be accurately measured. Can be measured. (2) A more uniform pressure can be applied to the test piece than before, and an accurate measurement result can be obtained. (3) By detecting the characteristics of each part of the test piece, a defect in the tissue can be found, and by feeding it back to the manufacturing process, a product with a more uniform tissue can be manufactured. .

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施例を示す断面図である。 【図2】本発明の第2の実施例を示す断面図である。 【図3】本発明の第3の実施例として、歪み計を取り付
けた例を示す。 【符号の説明】 1 アムスラー試験機の台座 2 スペーサー 3
円筒形試験片 4 下部加圧板 5 高弾性体 6
上部加圧板 7 アムスラーへッド 8 芯棒 9
貫通孔 10 上部加圧板の穴 11 歪みゲージ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an example in which a strain gauge is attached as a third embodiment of the present invention. [Explanation of symbols] 1. Pedestal of Amsler testing machine 2. Spacer 3
Cylindrical test piece 4 Lower pressure plate 5 High elastic body 6
Upper pressure plate 7 Amsler head 8 Core rod 9
Through hole 10 Upper pressure plate hole 11 Strain gauge

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平岩 義隆 福岡県北九州市八幡西区東浜町1番1号 黒崎窯業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−167937(JP,A) 特開 平8−170939(JP,A) 特開 平5−232001(JP,A) 特開 平2−120641(JP,A) 特開 平1−307588(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 3/00 - 3/62 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yoshitaka Hiraiwa 1-1-1, Higashihama-cho, Yawatanishi-ku, Kitakyushu-city, Fukuoka Prefecture (56) References JP-A-58-167937 (JP, A) 8-170939 (JP, A) JP-A-5-232001 (JP, A) JP-A-2-120641 (JP, A) JP-A-1-307588 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 3/00-3/62

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 円筒形試験片の内周面に圧力をかけ、こ
の試験片の周方向に引っ張り応力を発生させて引張強度
を測定する引張強度試験方法において、前記円筒形 試験片の内孔内に円筒形試験片との隙間の体
積に相当する量だけ円筒形試験片よりも高さが高い高弾
性体を配置し、この高弾性体の両端面に加圧板を配置
し、この高弾性体の両端面から加圧力を付加することを
特徴とする円筒形試験片による引張強度試験方法。
(57) [Claim 1] In a tensile strength test method for measuring tensile strength by applying pressure to the inner peripheral surface of a cylindrical test piece to generate tensile stress in the circumferential direction of the test piece. body of the gap between the cylindrical test piece in the bore of the cylindrical test piece
A high elastic body that is higher than the cylindrical test piece by an amount corresponding to the product is arranged, pressing plates are arranged on both end faces of the high elastic body, and a pressing force is applied from both end faces of the high elastic body. A tensile strength test method using a cylindrical test piece.
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