JPH0329731Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はSplit Hopkinson Bar法（以下これ
をSHB法と云う）による動的破壊靭性試験装置
に関する。

〔従来の技術〕 上記SHB法による衝撃試験装置は、入力棒、
出力棒、ストライカー、そしてストライカーの発
射部とから構成されており、上記ストライカーが
落下されて入力棒に衝突することにより、上記入
力棒中には圧縮の応力波が生じ、この応力波が入
射応力として入力棒中を伝播し、出力棒に保持さ
れている鍔付き円筒形状の試験片を介して透過波
として出力棒中に伝播され、この際入力棒、出力
棒に装着した歪ゲージにより上記の物理現象を検
知し、同試験片にかかる動的荷重（応力）、伸び
を時間の関数として測定するようにしている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、材料が破断するまでの最大応力、すな
わち材料の破壊に要する最大荷重を最初の断面積
で割つた値は、当該材料が置かれる温度条件によ
つて異なるものであるから、材料が用途に応じた
使用温度条件下で所望強度を満足させ得る為に
は、予め試験片を各使用温度条件下で上記SHB
法等により破壊靭性試験を行ない、その試験結果
から得た測定値に基づき、充分な安全率をとつた
上で、各用途に応じ当該材料を使用するようにす
ることが望ましい。

しかし、前述した従来装置の場合、常温下での
試験はよいとしても、低温、極低温、超低温のご
とき低温下での試験を実施する際の技術的配慮が
みられず、そのために装置全体を低温雰囲気内に
設置して試験を実施するという大がかりな準備を
要する。

しかも、低温、極低温、超低温など、各種試験
条件に応じた雰囲気形成にも手数を要する。

本考案はこのような技術的課題に鑑み、低温下
での試験を簡易かつ合理的に実施することのでき
る動的破壊靭性試験装置を提供しようとするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る動的破壊靭性試験装置は、所期の
目的を達成するため、外槽と中間槽と内槽とが互
いに同心状に組み合わされて３槽構造の気密な器
体が構成されているとともに、外槽と中間槽との
間には断熱材が介在され、中間槽と内槽との間に
は冷媒が収容されており、内部に落下式のストラ
イカーを備えたストライカー落下通路配管と、外
側面に歪ゲージを備えた入力棒と、外側面に歪ゲ
ージを備えた出力棒とが、ストライカー落下通路
配管を上位、入力棒を中間位、出力棒を下位にし
て、前記内槽内の上下方向にわたり一直線状に配
置されており、これらストライカー落下通路配
管、入力棒、出力棒のうち、上位のストライカー
落下通路配管は、前記器体の上部を気密に貫通し
てその器体上部により保持されており、下位の出
力棒は、前記内槽の内底部より立ち上げられて、
その上端部が試験片の支持部となつており、中間
位の入力棒は、該入力棒の上端部がストライカー
落下通路配管の下端部に内装されているととも
に、該入力棒の下端部が出力棒に向けて突出して
いることを特徴とする。

〔作用〕

本考案に係る動的破壊靭性試験装置の場合、器
体が断熱型の低温恒温槽であり、その内槽にスト
ライカー落下通路配管、入力棒、出力棒などの主
要構成部材が納まつている。

したがつて、ストライカーがこれの落下通路配
管内を落下した際、その落下衝撃が、入力棒、試
験片（入力棒と出力棒との間にある）、出力棒の
ように伝わり、その衝撃にともなう歪が入力棒の
歪ゲージ、出力棒の歪ゲージを介して記録される
ので、低温下において所要の試験が行なえる。

上記において、中間槽と内槽との間に収容され
る冷媒の種類を変えることで、低温、極低温のご
とき各種試験条件に対応させることもできる。

〔実施例〕 第１図、第２図に示したように、器体１は、
夫々開口縁に外向きのフランジ２ａ，３ａ，４ａ
を有する径大の外槽２と、中間径の中間槽３と、
径小の内槽４が、夫々のフランジ２ａ，３ａ，４
ａを重ね合わせた状態で複数本のボルト５…によ
つて固定されることにより、略同心円状に配置さ
れると共に、各槽２，３，４の各周壁２ｂ，３
ｂ，４ｂ及び各底壁２ｃ，３ｃ，４ｃは夫々離間
された状態にて、外気から密封された３層構造に
形成されている。

上記外槽２と中間槽３との間には断熱材６が充
填させてあり、該中間槽３と内槽４内には液体ヘ
リウムその他の冷媒７，７′が貯溜されてある。

そして、上記内槽４内には、ストライカー落下
通路配管９が、器体１の外部へ突出した状態で垂
直に配設させてあり、ストライカー１０を落下、
上昇自在に内装させてあると共に、下端部には入
力棒１１が内装されている。

又、上記内槽４内には、上記ストライカー落下
通路配管９の下位にあつて管状の出力棒１２が、
上記内槽４の底壁４ｃから起立固定されてストラ
イカー落下通路配管９と同軸上に垂直配設しして
あり、その上端部には第５図に明示した鍔１３ａ
を付設の有底筒状とした円筒型試験片１３が嵌合
保持されており、その凹部１３ｂに上記入力棒１
１の下端部が挿入載置されている。

上記ストライカー落下通路配管９は上記入力棒
１１の略中間部で終つており、同配管９の下端に
はベローズシール１４が装着され、該ベローズシ
ール１４の下端は入力棒１１と接着されており、
当該ベローズシール１４により、入力棒１１に装
着された歪ゲージ１５を覆つている。

ここで、上記入力棒１１の落下時におけるスト
ツパーとして、固定板１６に支持されたスプリン
グ１７が同棒１１の鍔縁８との間に配置させてあ
る。

そしてこの場合図示例では、上記内槽４内の上
部にあつて、そのフランジ４ａにフランジ１８ａ
をボルト１９にて固定することにより内筒１８を
垂下固定し、かつ上記固定板１６を、この内筒１
８に固定する構成としている。

又、上記ストライカー落下通路配管９と、入力
棒１１は、一体的に内槽４より取り出し得るよう
に、これらは円筒体からなるユニツト２０に支持
されており、該ユニツト２０は、上記内筒１８の
頂壁１８ｂにあつて貫設した取付孔１８ｃに抜き
差し自在にパツキング２１を介して気密に挿通さ
せてあり、該ユニツト２０の外端部にはガス逃し
口２２が上記ストライカー落下通路配管９の下端
近傍に開設したガス抜き口９ａと連通して設けら
れていると共に、該ガス逃し口２２には逆止弁２
３を装着してある。

更に上記出力棒１２にも歪ゲージ２４が装着さ
れている。

尚、第１図において、２５は上記出力棒１２に
対する試験片連続供給機構２６は試験片持上げ棒
を夫々示している。

第３図は本案装置全体の概略図である。

破壊靭性装置は３槽構造とした器体１に前述し
た通りに内装させており、これを用いて破壊試験
を行なうときは、図示しないバキユームに接続さ
れている真空ライン２７によりストライカー１０
を、ストライカー落下通路配管９の上部まで引き
上げ、電磁石２８を励磁することによりストライ
カー１０を上部に吸着保持させておく。

次に、試験を行なう為に、ストライカー１０を
落下させる場合は、上記電磁石２８の励磁を解
き、ガス源２９に接続されたガスライン３０より
一定圧のガスをストライカー落下通路配管９の上
部に供給し、ガス圧によつてストライカー１０を
加圧落動させる。

この時、ストライカー落下通路配管９内のガス
はガス抜き口９ａから、ガス逃し口２２、逆止弁
２３を介して外部へ逃散する。

上記ストライカー１０の落下により、入力棒１
１に荷重が加わり、試験片１３の凹部１３ｂにお
ける底面等が破壊されるが、この破壊状態におけ
る上記入力棒１１、出力棒１２の歪ゲージ１５，
２４による測定データーを記録することにより、
上記試験片１３の破壊靭性値を験知するのであ
る。

又、上述試験後はストライカー１０を引き上げ
るが、この時ガスライン３０からのガラ供給を停
止させた状態で、真空ライン２７を吸引作動させ
るが、上記ガス逃し口２２には逆止弁２３が設け
てあるので、上記真空ライン２７の稼動によりス
トライカー１０は上部まで引き上げられ、次回の
試験に備えられる。

尚第４図は前記破壊靭性試験装置の試験状態を
示している。

〔考案の効果〕

以上説明したとおり、本考案に係る動的破壊靭
性試験装置は、断熱型かつ低温恒温式器体の内槽
に、試験のための主要な構成部材が内装されてい
るので、その内槽内の所定箇所に試験片をセツト
し、ストライカーを落下させるだけの簡易な操作
により、SHB法に基づく低温下での試験を合理
的に実施することができ、その他、前記器体にお
いて、中間槽と内槽との間に収容される冷媒の種
類として、液化フロン（商品名）、アルコール、
液体窒素、液体ヘリウムなど、任意のものを選定
することにより、低温、極低温のごとき各種試験
条件に対応させることも簡単に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る動的破壊靭性試験装置の
実施例を示した要部縦断側面図、第２図は同装置
の平面図、第３図は同装置全体の略示図、第４図
は同装置における試験状態説明図、第５図は鍔付
き円筒型試験片の斜視図である。 １……器体、２……外槽、２ａ……外槽のフラ
ンジ、３……中間槽、３ａ……中間槽のフラン
ジ、４……内槽、４ａ……内槽のフランジ、６…
…断熱材、７，７′……冷媒、９……ストライカ
ー落下通路配管、１０……ストライカー、１１…
…入力棒、１２……出力棒、１３……試験片、１
５，２４……歪ゲージ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外槽と中間槽と内槽とが互いに同心状に組み合
   わされて３槽構造の気密な器体が構成されている
   とともに、外槽と中間槽との間には断熱材が介在
   され、中間槽と内槽との間には冷媒が収容されて
   おり、内部に落下式のストライカーを備えたスト
   ライカー落下通路配管と、外側面に歪ゲージを備
   えた入力棒と、外側面に歪ゲージを備えた出力棒
   とが、ストライカー落下通路配管を上位、入力棒
   を中間位、出力棒を下位にして、前記内槽内の上
   下方向にわたり一直線状に配置されており、これ
   らストライカー落下通路配管、入力棒、出力棒の
   うち、上位のストライカー落下通路配管は、前記
   器体の上部を気密に貫通してその器体上部により
   保持されており、下位の出力棒は、前記内槽の内
   底部より立ち上げられて、その上端部が試験片の
   支持部となつており、中間位の入力棒は、該入力
   棒の上端部がストライカー落下通路配管の下端部
   に内装されているとともに、該入力棒の下端部が
   出力棒に向けて突出していることを特徴とする動
   的破壊靭性試験装置。