JPH0194239A - 硬脆材料の試験における試験片のチャッキング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は硬脆材料（例えばセラミックス）の材料試験に
おける試験片のチャッキング方法に関するものである。

（従来技術） 硬脆材料の引張試験においては、荷重中心軸と試験片中
心軸とに非常にわずかなずれが生じた場合でも剪断応力
や曲げ応力が生じ、その応力集中部から破壊してしまう
。このため、荷重中心軸と試験片中心軸とのアライメン
トが非常に重要となる。そこで、１）金属パイプの塑性
変形、２）金属箔あるいは薄板の塑性変形、３）粉末の
流動性、４）その他を利用することによりアライメント
の調整を行っている。

しかし、これらの方法は予荷重を負荷し、アライメント
調整を行う方法であるが、変形抵抗や粉体の摩擦のため
に、完全なアライメント調整は不可能である。

上述の方法では試験片の掴み部が固定されていないため
、荷重の変化する疲労試験では試験中にアライメントに
狂いを生じたり、なめらかな荷重変位曲線を描くことが
出来ない。このために硬脆材料の疲労試験は曲げ又は回
転面げによる方法が多く、特に引張り／圧縮の両振り疲
労試験はほとんど行われていないのが現状である。

（発明により解決しようとする問題点）硬脆材料の引張
試験、疲労試験において、荷重中心軸と試験片中心軸と
の軸合せ（アライメント）が精度よく行なえ、その上従
来精度良い実験法がなかったため、はとんど実施されて
いない硬脆材料の引張試験、又引張り繰返し、圧縮繰返
しく片振り）及び従来法では全く不可能であった任意の
圧縮／引張応力比における引張り／圧縮繰返しく両振り
）の疲労試験を精度よく容易に行うことができる材料試
験片のチャッキング方法を提供することを目的とするも
のである。

（発明による解決手段） 試験片の把み部の下面を超電導材料よりなる引張側球面
体で、又同じく上面を圧縮側球面体で挟持し、圧縮側球
面体の球面は軸下部に固着された球面受けと対応させ、
引張側球面体の球面は軸に結合された球面受けに取付け
られたソレノイドコイルの凹球面と対応し、ソレノイド
コイルに通電することにより、前記超電導材料よりなる
引張側球面体を浮上させた状態で試験治具と試験片の芯
合せするようにした。

（実施例） 本出願人は先に「硬脆材料試験における試験片のチャッ
キング方法」と題する発明（先出願発明という）を特許
出願した（特願昭６１−２２２０７２号）。

本出願はこの先出願発明をさらに改良したものである。

本発明に説明する前に」二足先出願発明について説明し
たのち、本発明について説明する。

第２図〜第３図を参照して説明する。第２図において、
］−は割り球座３の受部を兼ねたフランジである。２は
圧縮用球座４の球座受５を支持する軸側フランジである
。

第３図は球座分割図である。フランジ］−には中心孔１
ａと」二部の座ぐり部１ｃとの間に割り球座３の下部球
面３ａの球状受面１ｂが設けられている。

割り球座３は２つ割りとなっていて、前記下部球面３ａ
の外、試験片Ｔの通る中心孔３ｂと試験片Ｔの把み部Ｔ
ｂの首部を受ける皿状座ぐり部３ｃを備えている。

圧縮用球座は筒状部４ａと、球面４ｂとよりなっている
。この球面４ｂに対応して球座受５には球状凹面５ａを
備えている。

６はボルトであって、軸７の周囲に複数本紀され、フラ
ンジ１と軸側フランジ２間の締付装置を構成している。

以上の構成であって、第２図の如く試験片Ｔをとりつけ
る。即ち、試験片Ｔの上下両端把み部Ｔｂを図の如くフ
ランジ１上の割り球座３と圧縮用球座４で挟持し、さら
に圧縮用球座４の上部に球座受け５をかぶせたのち、フ
ランジ１と軸側フランジ２を複数本のボルト６で仮締め
する。この状態では割り球座３と圧縮用球座４は球座受
け５と球状凹面５ａ内で自由に動くことができる。そし
て試験片Ｔの中央くびれ部Ｔａに歪ゲージ（図示せず）
を複数枚貼付けておく。なお前記締付用のボルト６は３
本以上で締付け、又歪ゲージは３枚以上使用するのが好
ましい。

この状態で数隨の荷重を軸７を介し付加して歪ゲージの
歪量を検出する。そして、複数の歪ゲージの歪量を一定
化するよう順次複数本のボルト６を徐々に締め付け、最
終的には球座３と５が動がないよう、即ち試験片Ｔの把
み部Ｔｂが完全に固定されるまで各ゲージの歪量が一定
のま＼で締めつける。かくして、アライメント調整され
た取付けができたところで、引張又は圧縮試験を行う。

さて、本発明は以上説明した先発明における割り球座３
及び球座受け５０部分の改良に係るものである。

第１図において、１０は圧縮側球面体、１１は引張側球
面体で、超電導体で作られていて下に凸の球面１１．ａ
を備えている。又試験片Ｔの通る中心孔１１ｂと上部の
皿状崖ぐり部１１ｃを有している。１２は球面受けで、
引張側球面体１１の球面に対応した凹球面を有している
。Ｊ−３は球面受けで、圧縮側球面体１０の球面１０ａ
に対応した凹球面１３ａを有している。、１４は軸でこ
れに球面受け１３は固定され、該軸を介し荷重が掛けら
れる。

球面受け１２は軸１４とねじで結合されていて、その凹
球面部はソレノイドコイル１５となり、該ソレノイ１く
コイルの上面が引張側球面体１」の球　　□面に対応し
た凹球面１．５ａとなっている。又前記球面受け１３は
軸１４と共に上下動し、任意の位置で固定可能である。

なお第１図には試験片の上部の支持構造のみについて図
示したが、試験片の下部も第２図の先発明の場合と同様
同一構造となっているので図示は省略した。

（チャッキング方法） 第１図の様に試験片Ｔをセットする。この時に゛　ソレ
ノイドコイル１５には電流が流されており、磁場を発生
している。このために超電導体である球面体１１は、マ
イスナー効果により凹球面］、５ａ」二に浮上している
。又球面受け１３は圧縮側球面体１０上に接触していな
い。

この状態で数ｋｇｆの引張りの予荷重を負荷する。

この時にも引張側球面体１１はマイスナー効果により浮
」ニしているため、摩擦もなく自由に動くことができる
。従って、引張りの予荷重を負荷するだけでアライメン
１−の調整ができる。

このようにしてアライメント調整を行った後、ソレノイ
ドコイル１５に流す電流を徐々に小さくする。すると、
マイスナー効果も電流が小さくなるにつれて弱くなり、
引張側球面体］−１は球面受け１２のソレノイドコイル
」二面と接触する。これと同時に球面受け１３をゆっく
りと下げてゆき、圧縮側球面体１ｏの凸球面］、Ｏａと
接触させ、最終的に圧縮側球面体１０及び引張側球面体
１１が夫々これらに対応する球面］、３ａ、　１５ａと
完全に密着固定されるまで球面受け１３を下げて固定す
る。かくして荷重試験が実施される。

（効果） 圧縮側球面体の球面を球面受けに設けたソレノイドコイ
ルの凹球面と対応させ、予荷重をかけてアライメント調
整を行う際、圧縮側球面体を浮」ニさせて行うことがで
きるので、きわめて精度の高いアライメント調整が可能
なチャッキング方法を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

＝７− 第１図は本発明に係るチャッキング方法を実施するチャ
ッキング装置の要部断面図。 第２図は先発明に係るチャッキング方法を用いて試験片
をチャッキングした状態を示す。 第３図は上下の球座の分解図。 図において； Ｔ　試験片　　　　　Ｔａ　　＜びれ部Ｔｂ　　把み部
　　　　　１　フランジ１ａ　　中心孔　　　　　１ｂ
　　球状受面１０　　座ぐり部　　　　２　軸側フラン
ジ３　割球座　　　　　３ａ　　下部球面３ｂ　　中心
孔　　　　　３０　　座ぐり部４　圧縮用球座　　　４
ａ　　筒状部 ４ｂ　　球面　　　　　　５　球座受 ５ａ　　球状凹面　　　　６　ボルト ７　軸　　　　　　　１０　　圧縮側球面体］、Ｏａ　
　球面　　　　　　１１　　引張側球面体１．１ａ　　
球面　　　　　　１１−ｂ　　中心孔１１０　　皿状座
ぐり部　　１２　　球面受１３　　球面受　　　　　１
４　　軸 １５　　ソレノイドコイル１．５ａ　　凹球面部」二 出願人　住友重機械工業株式会社 復代理人　弁理士　大　橋　　　勇 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 試験片の把み部の下面を超電導材料よりなる引張側球面
   体で、又同じく上面を圧縮側球面体で挟持し、圧縮側球
   面体の球面は軸下部に固着された球面受けと対応させ、
   又引張側球面体の球面は軸に結合された球面受けに取付
   けられたソレノイドコイルの凹球面と対応させ、ソレノ
   イドコイルに通電することにより、前記超電導材料より
   なる引張側球面体を浮上させた状態で試験治具と試験片
   の芯合せをするようにしたことを特徴とする硬脆材料の
   試験における試験片のチャッキング方法。