JPH0341781B2 - - Google Patents
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- JPH0341781B2 JPH0341781B2 JP23954884A JP23954884A JPH0341781B2 JP H0341781 B2 JPH0341781 B2 JP H0341781B2 JP 23954884 A JP23954884 A JP 23954884A JP 23954884 A JP23954884 A JP 23954884A JP H0341781 B2 JPH0341781 B2 JP H0341781B2
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- clamp
- rollers
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- mechanisms
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- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 45
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 26
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 6
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0016—Tensile or compressive
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/0092—Visco-elasticity, solidification, curing, cross-linking degree, vulcanisation or strength properties of semi-solid materials
- G01N2203/0094—Visco-elasticity
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、粘弾性測定装置に関し、特に試料片
の伸張変形モード下の粘弾性を測定可能とする粘
弾性測定装置に関する。
の伸張変形モード下の粘弾性を測定可能とする粘
弾性測定装置に関する。
高分子物質の分子鎖の変形流動挙動を解明する
学術的重要性ならびに高分子加工におけるレオロ
ジー的過程を把握する必要性から、大変形下にお
ける高分子物質の非線形粘弾性に関する研究が、
理論及び実験の両面から多くの研究者によつて行
われている。この実験的研究では、特に剪断変形
モードおよび伸張変形モードの二つの変形モード
の材料試験片の応力応答を測定し、これにより、
材料の力学的性質を評価することが必要である。
学術的重要性ならびに高分子加工におけるレオロ
ジー的過程を把握する必要性から、大変形下にお
ける高分子物質の非線形粘弾性に関する研究が、
理論及び実験の両面から多くの研究者によつて行
われている。この実験的研究では、特に剪断変形
モードおよび伸張変形モードの二つの変形モード
の材料試験片の応力応答を測定し、これにより、
材料の力学的性質を評価することが必要である。
上記材料の粘弾性特性の測定において、大変形
下の伸張変形モードの応力応答の測定用の測定装
置に適したものが提供されておらず、このため材
料の剪断変形モードの応力応答の測定が主に行わ
れ、大変形下の伸張変形モードの測定があまり行
われていない。
下の伸張変形モードの応力応答の測定用の測定装
置に適したものが提供されておらず、このため材
料の剪断変形モードの応力応答の測定が主に行わ
れ、大変形下の伸張変形モードの測定があまり行
われていない。
大変形下の伸張変形モードの粘弾性測定装置と
しては、いわゆる引張り試験機が用いられてい
る。従来の引張り試験機は、試験片両端を挾持す
る一対のクランプ機構が互に関して相対移動し、
すなわちクランプ間隔を広げて試験片を延伸させ
るものであり、延伸倍率は高々100倍程度である。
しては、いわゆる引張り試験機が用いられてい
る。従来の引張り試験機は、試験片両端を挾持す
る一対のクランプ機構が互に関して相対移動し、
すなわちクランプ間隔を広げて試験片を延伸させ
るものであり、延伸倍率は高々100倍程度である。
高分子物質の大変形下の伸張変形モードの粘弾
性特性を研究する場合に延伸倍率が高々100倍程
度のクランプ間隔拡大式の引張試験機では、測定
装置として不充分である。なぜなら大変形下にお
ける高分子物質の非線形粘弾性に関する研究を行
うには、100倍以上の延伸倍率下における動的粘
弾性の測定が望まれるからである。
性特性を研究する場合に延伸倍率が高々100倍程
度のクランプ間隔拡大式の引張試験機では、測定
装置として不充分である。なぜなら大変形下にお
ける高分子物質の非線形粘弾性に関する研究を行
うには、100倍以上の延伸倍率下における動的粘
弾性の測定が望まれるからである。
高分子材料の延伸挙動は、温度の影響が顕著で
あり、測定装置の試験片周囲環境に温度分布があ
ると、試験片の温度が最も高くなる個所に応力が
集中し、破断する恐れがある。高倍率延伸を行う
ためには、試験片を例えば、100倍以上に延伸さ
せるには従来の引張り試験機式の測定装置では、
試験片挾持用クランプ機構のクランプ間隔を１cm
から100cm以上に広げる必要があり、この広い範
囲にわたり温度分布が生じないようにしなければ
ならず、極めて困難な問題が生じる。
あり、測定装置の試験片周囲環境に温度分布があ
ると、試験片の温度が最も高くなる個所に応力が
集中し、破断する恐れがある。高倍率延伸を行う
ためには、試験片を例えば、100倍以上に延伸さ
せるには従来の引張り試験機式の測定装置では、
試験片挾持用クランプ機構のクランプ間隔を１cm
から100cm以上に広げる必要があり、この広い範
囲にわたり温度分布が生じないようにしなければ
ならず、極めて困難な問題が生じる。
また動的粘弾性を検討するために伸張変形下で
試験片に強制振動を加えるが、試料片全体が均等
に変形すること（アフイン変形が成立すること）、
横揺動などの共振がないことなどの条件を満足さ
せる必要があるが上記のクランプ間隔が広がる型
の延伸機では、クランプ間隔が極めて大きくなり
横振動の共振が生じたり、変形波の伝播速度の影
響により試験片の各位置で歪の大きさにムラが生
じる場合もあり、測定が不可能となる。
試験片に強制振動を加えるが、試料片全体が均等
に変形すること（アフイン変形が成立すること）、
横揺動などの共振がないことなどの条件を満足さ
せる必要があるが上記のクランプ間隔が広がる型
の延伸機では、クランプ間隔が極めて大きくなり
横振動の共振が生じたり、変形波の伝播速度の影
響により試験片の各位置で歪の大きさにムラが生
じる場合もあり、測定が不可能となる。
本発明は、以上の従来の大変形下における高分
子物質の延伸変形モードの粘弾性測定に用いられ
る粘弾性測定装置の上記欠点を解消する粘弾性測
定装置を提供するものであり、すわわち、試験片
の両端を保持するクランプ機構のクランプ間隔が
試験片の伸張に伴ない広がる必要のない、一定と
しうる構成とした粘弾性測定装置を提供するもの
である。
子物質の延伸変形モードの粘弾性測定に用いられ
る粘弾性測定装置の上記欠点を解消する粘弾性測
定装置を提供するものであり、すわわち、試験片
の両端を保持するクランプ機構のクランプ間隔が
試験片の伸張に伴ない広がる必要のない、一定と
しうる構成とした粘弾性測定装置を提供するもの
である。
すなわち本発明の粘弾性測定装置においては、
試験片の両端を挾持する一対のクランプ機構に互
に偏倚する一対のローラをそれぞれ設け、この一
対のローラ間で試験片の各端を挾持する構成とな
し、これらローラを駆動装置で回動することによ
り、試験片をローラ間で繰出すことにより、試験
片を延伸させ、しかしてローラの位置は、変位さ
せずにローラが支持されるようにして、クランプ
間隔が一定としうるようにしたものである。
試験片の両端を挾持する一対のクランプ機構に互
に偏倚する一対のローラをそれぞれ設け、この一
対のローラ間で試験片の各端を挾持する構成とな
し、これらローラを駆動装置で回動することによ
り、試験片をローラ間で繰出すことにより、試験
片を延伸させ、しかしてローラの位置は、変位さ
せずにローラが支持されるようにして、クランプ
間隔が一定としうるようにしたものである。
本発明の粘弾性測定装置においては、ローラ間
に試験片を挾持し、ローラの回動により試験片を
繰出すことによつて試験片を延伸させるため、試
験片のクランプ間隔は、拡大せず一定としうる。
このため試験片の延伸倍率は理論的には無限大と
しうる。
に試験片を挾持し、ローラの回動により試験片を
繰出すことによつて試験片を延伸させるため、試
験片のクランプ間隔は、拡大せず一定としうる。
このため試験片の延伸倍率は理論的には無限大と
しうる。
本発明は、以下に添付図とともに実施例の形で
具体的に説明する。
具体的に説明する。
第１図は、本発明の第１実施例であり、大変形
下の延伸変形モードにおける粘弾性測定装置を概
略的に示したものであり、参照番号１ａは、装置
本体を示している。
下の延伸変形モードにおける粘弾性測定装置を概
略的に示したものであり、参照番号１ａは、装置
本体を示している。
本体１ａの左右内壁には、加振機１０および力
検出器１が互に対向して、それぞれ取付けられて
いる。加振機１０の加振シヤフト１０ａは、ブラ
ケツト８を介して、第１クランプ機構４を坦持
し、同様に力検出機１の検出シヤフト１ｂは、ブ
ラケツト８を介して第２クランプ機構４を坦持し
ている。
検出器１が互に対向して、それぞれ取付けられて
いる。加振機１０の加振シヤフト１０ａは、ブラ
ケツト８を介して、第１クランプ機構４を坦持
し、同様に力検出機１の検出シヤフト１ｂは、ブ
ラケツト８を介して第２クランプ機構４を坦持し
ている。
第１クランプ機構および第２クランプ機構は、
同様の構成であり、それぞれ一対のローラ（第１
ａ図）、すなわち駆動ローラ３および被動ローラ
３ａを互に対して偏倚した状態で、かつ回動可能
に保持している。例えば、スプリング（図示せ
ず）の手段で駆動ローラ３に被動ローラを押圧さ
せる構成として良い。これらローラ３，３ａ間で
試験片２が挾持される。
同様の構成であり、それぞれ一対のローラ（第１
ａ図）、すなわち駆動ローラ３および被動ローラ
３ａを互に対して偏倚した状態で、かつ回動可能
に保持している。例えば、スプリング（図示せ
ず）の手段で駆動ローラ３に被動ローラを押圧さ
せる構成として良い。これらローラ３，３ａ間で
試験片２が挾持される。
駆動ローラ３はサーボモータ６により、クラン
プ機構４の上部に設けた減速機５を介して駆動さ
れる。
プ機構４の上部に設けた減速機５を介して駆動さ
れる。
サーボモータ６には、回転検出器７が直結さ
れ、これにより試験片２の延伸量を知ることがで
きる。参照番号９は、加振機１０による振動振幅
を検出するための変位検出器である。
れ、これにより試験片２の延伸量を知ることがで
きる。参照番号９は、加振機１０による振動振幅
を検出するための変位検出器である。
以上の第１実施例の構成の作動を以下に説明す
る。
る。
試験片２は、二対のローラ３，３ａの各ローラ
間に挾持する。サーボモータ６でローラ３を回動
させれば、試験片２が延伸される。加振機１０で
正弦振動をブラケツト８に与えれば、第１クラン
プ機構４が振動し、その振幅は、変位検出器９で
検出される。振動は、ローラ３，３ａを介して、
試験片２に伝達され、第２クランプ機構を介し
て、力検出器１で試験片２の粘弾性動特性応力応
答が検出される。具体的には力検出器１は、試験
片２に生じる張力を測定するものである。
間に挾持する。サーボモータ６でローラ３を回動
させれば、試験片２が延伸される。加振機１０で
正弦振動をブラケツト８に与えれば、第１クラン
プ機構４が振動し、その振幅は、変位検出器９で
検出される。振動は、ローラ３，３ａを介して、
試験片２に伝達され、第２クランプ機構を介し
て、力検出器１で試験片２の粘弾性動特性応力応
答が検出される。具体的には力検出器１は、試験
片２に生じる張力を測定するものである。
加振機１０を停止させ、ローラ３を一定の回転
数で回転させると、歪速度一定の変形を試験片２
に与えることができる。試験片２を挾持後ローラ
３を一定量回動し、停止させると応力緩和の測定
が可能である。この場合、加振機１０を駆動させ
ると、高延伸倍率下で動的粘弾性が測定できる。
なおローラ３，３ａを回転させながら加振機１０
を駆動させると一定歪速度延伸下での動的粘弾性
測定が行なえる。
数で回転させると、歪速度一定の変形を試験片２
に与えることができる。試験片２を挾持後ローラ
３を一定量回動し、停止させると応力緩和の測定
が可能である。この場合、加振機１０を駆動させ
ると、高延伸倍率下で動的粘弾性が測定できる。
なおローラ３，３ａを回転させながら加振機１０
を駆動させると一定歪速度延伸下での動的粘弾性
測定が行なえる。
第２図は、本発明の第２実施例を示すものであ
り、第２実施例においては、試験片２は、温度制
御された液体中に浸し、同時に試験片２の光学的
測定が可能な粘弾性測定装置とされている。
り、第２実施例においては、試験片２は、温度制
御された液体中に浸し、同時に試験片２の光学的
測定が可能な粘弾性測定装置とされている。
すなわち、第１実施例で説明した粘弾性測定装
置の構成３〜10が、試験槽１４にヒンジ付けされ
た蓋体１３に取付けられている。二点鎖線は蓋体
１３を開けた状態を示す。この構成のゆえ、試験
片２の装脱着が容易となる。
置の構成３〜10が、試験槽１４にヒンジ付けされ
た蓋体１３に取付けられている。二点鎖線は蓋体
１３を開けた状態を示す。この構成のゆえ、試験
片２の装脱着が容易となる。
試験槽１４には、油１８が容れられており、ヒ
ータ１６で加熱されフイン１９で撹拌される。試
験槽１４は、二重槽になつており、フイン１９の
撹拌による油の流れが試料片２に直接当らないよ
うになつているから、この流れにより、張力の測
定が影響されることはない。
ータ１６で加熱されフイン１９で撹拌される。試
験槽１４は、二重槽になつており、フイン１９の
撹拌による油の流れが試料片２に直接当らないよ
うになつているから、この流れにより、張力の測
定が影響されることはない。
試験槽１４には光学測定用窓１５，１７が設け
られており、例えば、第２図のごとく、単色光光
源１１、偏光子１２、コンペンセータ２０、検出
子２１を配置すれば、複屈折が測定できる。その
他光学測定装置を適宜設けることにより、光散
乱、可視光二色その他の複屈折以外の光学測定が
可能となる。
られており、例えば、第２図のごとく、単色光光
源１１、偏光子１２、コンペンセータ２０、検出
子２１を配置すれば、複屈折が測定できる。その
他光学測定装置を適宜設けることにより、光散
乱、可視光二色その他の複屈折以外の光学測定が
可能となる。
又、Ｘ線を照射することにより、動的粘弾性の
微視的測定も可能となる。
微視的測定も可能となる。
以上、本発明の粘弾性測定装置は、試験片２の
クランプ機構４にローラ３，３ａを設け、このロ
ーラ３，３ａで試験片を繰出して、同試験片２を
延伸させるようにしたため、試験片２のクランプ
間隔が広大されず一定とすることが可能となり、
装置自体をコンパクトなサイズとすることがで
き、さらに試験片２に与える環境を付与する試験
槽１４のサイズも小さくできる。又高延伸下での
動的粘弾性測定のための、振動付与も、試験片２
のクランプ間隔が一定かつ短かくすることができ
るので、試験片２に対し一様とすることができ
る。
クランプ機構４にローラ３，３ａを設け、このロ
ーラ３，３ａで試験片を繰出して、同試験片２を
延伸させるようにしたため、試験片２のクランプ
間隔が広大されず一定とすることが可能となり、
装置自体をコンパクトなサイズとすることがで
き、さらに試験片２に与える環境を付与する試験
槽１４のサイズも小さくできる。又高延伸下での
動的粘弾性測定のための、振動付与も、試験片２
のクランプ間隔が一定かつ短かくすることができ
るので、試験片２に対し一様とすることができ
る。
第１図は、本発明の第１実施例を概略的に図示
する図。１ａ図は、第１図の要部の平面図を図示
する図。第２図は、本発明の第２実施例を概略的
に図示する図。 １：力検出機、２：試験片、３，３ａ：ロー
ラ、４：クランプ機構、５：減速機、６：サーボ
モータ、７：回転検出器、８：ブラケツト、９：
変位検出器、１０：加振機。
する図。１ａ図は、第１図の要部の平面図を図示
する図。第２図は、本発明の第２実施例を概略的
に図示する図。 １：力検出機、２：試験片、３，３ａ：ロー
ラ、４：クランプ機構、５：減速機、６：サーボ
モータ、７：回転検出器、８：ブラケツト、９：
変位検出器、１０：加振機。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 試料片両端を挾持する一対のクランプ機構
と、前記クランプ機構の一方に設けた加振装置な
らびに変位検出装置と、前記クランプ機構の他方
に設けた張力検出装置とを有する粘弾性測定装置
において、 前記クランプ機構の少なくとも一つは、互の方
向に偏倚された一対のローラを有し、さらに前記
試料片を延伸させるべくローラを回動するローラ
駆動装置を有することを特徴とする粘弾性測定装
置。 ２ 試料片両端を挾持する一対のクランプ機構
と、前記クランプ機構の一方に設けた加振装置な
らびに変位検出装置と、前記クランプ機構の他方
に設けた張力検出装置とを有する粘弾性測定装置
において、 前記クランプ機構の少なくとも一つは、互の方
向に偏倚された一対のローラを有し、さらに前記
試料片を延伸させるべくローラを回動するローラ
駆動装置を有するとともに、該ローラおよび該試
験片を包囲する環境付与試験槽を含む環境制御装
置を有することを特徴とする粘弾性測定装置。 ３ 特許請求の範囲の第２項に記載の装置におい
て、前記試験槽に液体が満たされ、液体の温度を
制御して、環境制御を行うことを特徴とする装
置。 ４ 特許請求の範囲の第２項から第３項のうちの
いずれか一項に記載の装置において、前記クラン
プ機構は、前記試験槽から脱着可能とされている
ことを特徴とする装置。 ５ 特許請求の範囲の第２項から第４項のうちの
いずれか一項に記載の装置において、前記加振装
置は、正弦波加振装置であることを特徴とする装
置。 ６ 試料片両端を挾持する一対のクランプ機構
と、前記クランプ機構の一方に設けた加振装置な
らびに変位検出装置と、前記クランプ機構の他方
に設けた張力検出装置とを有する粘弾性測定装置
において、 前記クランプ機構の少なくとも一つは、互の方
向に偏倚された一対のローラを有し、さらに前記
試料片を延伸させるべくローラを回動するローラ
駆動装置を有するとともに、該ローラおよび該試
料片を包囲する環境付与試験槽を含む環境制御装
置と、さらには、該試料片の光学的挙動あるいは
その内部構造を測定するべく、光学機器あるい
は、Ｘ線分析機を組込んだことを特徴とする粘弾
性測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23954884A JPS61118644A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 粘弾性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23954884A JPS61118644A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 粘弾性測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61118644A JPS61118644A (ja) | 1986-06-05 |
| JPH0341781B2 true JPH0341781B2 (ja) | 1991-06-25 |
Family
ID=17046445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23954884A Granted JPS61118644A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 粘弾性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61118644A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060033092A (ko) * | 2004-10-14 | 2006-04-19 | 부산대학교 산학협력단 | 점탄성 재료 물성치의 실험장치 및 이를 이용한실험방법과 이로 인하여 구해진 탄성계수 및 손실계수 |
| US10488277B2 (en) | 2015-11-17 | 2019-11-26 | Rutgers, The State University Of New Jersey | Systems and methods for non-invasive measurement of material mechanical properties and internal body forces and stresses |
| US10324000B2 (en) * | 2016-12-21 | 2019-06-18 | The Boeing Company | Test fixture for tensioning and cooling an article |
| FR3066021B1 (fr) * | 2017-05-02 | 2019-08-02 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de vieillissement dynamique accelere d'un materiau utilise pour la fabrication d'une piece de moteur thermique |
-
1984
- 1984-11-15 JP JP23954884A patent/JPS61118644A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61118644A (ja) | 1986-06-05 |
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