JPH04301740A - 調芯機構付き材料試験機 - Google Patents

調芯機構付き材料試験機

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JPH04301740A
JPH04301740A JP9174291A JP9174291A JPH04301740A JP H04301740 A JPH04301740 A JP H04301740A JP 9174291 A JP9174291 A JP 9174291A JP 9174291 A JP9174291 A JP 9174291A JP H04301740 A JPH04301740 A JP H04301740A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
testing machine
test
test piece
test jig
material testing
Prior art date
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Pending
Application number
JP9174291A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Awano
粟野 高史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP9174291A priority Critical patent/JPH04301740A/ja
Publication of JPH04301740A publication Critical patent/JPH04301740A/ja
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、試験片を負荷軸に芯出
しするための調芯機構を備えた材料試験機に関する。
【0002】
【従来の技術】一対のつかみ具に試験片の両端を把持さ
せて引張試験を行う場合、上下つかみ具の芯がずれると
試験片に曲げ荷重が働き、正確な試験結果が得られない
という問題がある。特に、例えばファインセラミックス
のような弾性率が高く非常に脆い脆性材料から成る試験
片の場合には、上記曲げ荷重により試験結果が大きく異
なる。
【0003】そこで従来、例えば図6に示すように、試
験機本体の固定軸61に連結されるロッド51と、この
ロッド51に係合されるハウジング52とからなる調芯
装置50を備え、この調芯装置50を介して固定側つか
み具62を固定軸61に連結するようにしたものが提案
されている(実開昭63−128444号公報)。ここ
で、ロッド51とハウジング52との間の隙間Gには低
溶融点合金Mが挿入され、これが蒸気等により加熱され
溶融される。このときハウジング52は隙間の分だけ自
由に動けるので、ハウジング52に連結された試験片T
Pの芯ずれが吸収できる。その後、低溶融点合金Mを冷
却して固めれば、試験片TPが負荷軸に対して芯出しさ
れた状態で取付けられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法では、低溶融点合金を溶融したり固めたりするのに
手間がかかり、また低溶融点合金を熱したり冷したりす
る大がかりな機構が必要であるため、構成が複雑である
とともにコストアップとなる。
【0005】本発明の目的は、簡単な構成で手間をかけ
ずに、かつ廉価なコストで試験片の調芯が可能な調芯機
構付き材料試験機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図1に対
応付けて説明すると、本発明は、自在継ぎ手5を介して
試験機本体3に連結される上部試験治具6と、この上部
試験治具6と対向して試験機本体1に取付けられる下部
試験治具2とを備え、上下試験治具6,2に試験片TP
の両端部をそれぞれ把持させた後、いずれかのつかみ具
を駆動して試験片TPに引張荷重を与える材料試験機に
適用される。そして、下部試験治具2と材料試験機本体
1との間に設けられ、外部操作に応じて下部試験治具2
の角度を調節する角度調節手段20を備え、これにより
上記問題点を解決する。
【0007】
【作用】例えば、ダミーの試験片TPdの周面に複数の
ストレインゲージ31a〜31bを取付け、その試験片
TPdの両端を上下試験治具6,2にそれぞれ把持させ
て引張荷重を与える。この状態で外部操作に応じて角度
調節手段20により、各ストレインゲージ31a〜31
bの出力が等しくなるように下部試験治具2の角度を調
節する。その後、ダミーの試験片TPdを取外して実際
に試験を行う試験片TPを取付ければ、試験片TPは負
荷軸Lに対して芯出しされた状態で保持される。このよ
うな構成の調節手段20を用いたので、従来のような大
がかりな装置は不要となり、簡単な構成で手間をかけず
に、かつ廉価なコストで試験片の調芯が可能となる。
【0008】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【0009】
【実施例】図1〜図3により本発明の一実施例を説明す
る。図1は本発明に係る調芯機構付き材料試験機の構成
を示す正面図であり、試験機本体を構成するテーブル1
上には調芯装置20を介して下部つかみ具2が取付けら
れている。3はテーブル1に対して上下動可能に支持さ
れたクロスヘッドであり、このクロスヘッド3の下面に
は、荷重検出用のロードセル4およびユニバーサルジョ
イント(自在継ぎ手)6を介して上部つかみ具6が下部
つかみ具2と対向して連結されている。これらのつかみ
具2,6に試験片TPdまたはTP(図3)の両端が把
持される。
【0010】ここで、TPは引張試験に供される試験片
、TPdは後述する調芯作業を行うときに使用するダミ
ーの試験片であり、ダミーの試験片TPdの周面には、
図2に示すように、等間隔で4つのストレインゲージ3
1a〜31dが取付けられる。各ストレインゲージ31
a〜31dの出力はそれぞれ静歪測定器32に入力され
、試験片の歪量として表示される。
【0011】上記調芯装置20は、図3にその詳細を示
すように、センタピン21を介してテーブル1上に位置
決めされる下部円板22と、その上部に載置される上部
円板23とを有し、下部円板22は、上部円板23の孔
部23aを貫通する複数の取付用ボルト24によりテー
ブル1に螺着固定される。ここで、図示の如く上記取付
用ボルト24の頭部と上部円板23の孔部23a壁面と
の間には隙間が設けられている。また上部円板23の中
心部には下部つかみ具2の取付部が嵌入され固定されて
いる。
【0012】さらに、上部円板23と下部円板22との
間には複数箇所にばね25が介装され、これらのばね2
5により上部円板23は常に上方に付勢されている。2
6は、上部円板23を摺動可能に貫通しかつ先端が下部
円板23に螺合された調芯用ボルトであり、この調芯用
ボルト26の頭部下面により上部円板23の上方への移
動が阻止されている。このような調芯用ボルト26は、
円板の周方向に複数設けられている。
【0013】次に、実施例の動作を説明する。試験片T
Pの引張試験に先立ち、まず調芯装置20の調芯用ボル
ト26を完全に締めた状態で、4つのストレインゲージ
31a〜31dが取付けられたダミーの試験片TPdの
両端を上下つかみ具2,6にそれぞれ把持させる。この
状態でクロスヘッド3、すなわち上部つかみ具6を上昇
させてダミーの試験片TPdに引張荷重を与える。この
とき、試験片TPdの軸心が負荷軸Lから偏心していな
ければ、各ストレインゲージ31a〜31dの検出結果
は全て等しくなるが、偏心している場合には、その偏心
量に応じて各ストレインゲージ31a〜31dの検出結
果は異なる。そこで、歪測定器32の出力を見ながら、
調芯装置20の複数の調芯用ボルト26を螺進,螺退さ
せて下部つかみ具2の傾きを調節する。
【0014】すなわち、上述したように取付用ボルト2
4の頭部と上部円板23の孔部23a壁面との間には隙
間が設けられているので、調芯用ボルト26を緩めると
、これに応じて上部円板23の一端側がばね25の付勢
力によりボルト26の周面を摺動して若干上昇する。 これにより上部つかみ具2の傾きが調節されて試験片T
Pdの負荷軸Lに対する傾きが調整される。ここで、調
整可能な最大傾き量は、上記ボルト24頭部と孔部23
a壁面との隙間の大きさによる。
【0015】以上の動作により各ストレインゲージ31
a〜31dの検出結果が全て等しくなるように調整を行
い、等しくなったら、ダミーの試験片TPdつかみ具2
,6から取外し、次に試験を行うべき試験片TPを同様
に上下つかみ具2,6に把持させる。そして、クロスヘ
ッド3、すなわち上部つかみ具6を上昇させて試験片T
Pに引張荷重を与える。このとき、上述の作業により下
部つかみ具2の傾きが調整されているので、試験片TP
は負荷軸Lに対して芯出しされており、したがって引張
試験時に曲げ荷重等の偏心荷重が作用することはない。
【0016】ここで、例えば上記調芯装置20を用いず
に下部つかみ具2を上部つかみ具6と同様にユニバーサ
ルジョイントを介してテーブル1に接続すれば、引張試
験時に試験片TPを芯出しできるが、この場合は、ある
程度の引張荷重が試験片TPに与えられて初めて芯出し
されるので、それまでは、偏心荷重が作用することにな
る。一方、上記調芯装置20を用いた場合には、試験当
初から試験片TPが芯出しされているので、偏心荷重は
全く作用せず、常に正確な試験結果が得られる。
【0017】以上の実施例の構成において、上部つかみ
具6が上部試験治具を、下部つかみ具2が下部試験治具
を、調芯装置20が角度調節手段をそれぞれ構成する。
【0018】また図4および図5は別実施例を示してい
る。この実施例は、下部つかみ具2の角度を上記ばね2
5と調芯用ボルト26に代えて電歪素子で調節するもの
であり、図1と同様な箇所には同一の符号を付して説明
する。図4に示すように、調芯装置20’を構成する上
下円板22,23の間には、所定半径上に等間隔に例え
ば4つの電歪素子51a〜51dが設けられ、上部円板
23は不図示のボルトとばねにより常時下部円板22側
に付勢されている。電歪素子51a〜51dは図5に示
す制御回路60によって駆動され、試験片TPの軸方向
に伸縮して上部円板23の傾きを調節する。
【0019】第5図において、ダミーの試験片TPdに
取付けられた4つのストレインゲージ31a〜31dの
出力はアンプ61a〜61dを通って加算器62に入力
され、それぞれ加算される。加算器62の出力は割算器
63に入力されて4で除されて平均値が求められる。こ
の割算器63の出力は、偏差器64a〜64dにそれぞ
れ入力され、各アンプ61a〜61dの出力と割算器6
3の出力との間の偏差がとられる。各偏差器64a〜6
4dの出力は、それぞれ電源65a〜65dの制御端子
に入力され、各電源65a〜65dは、印加されている
電源電圧+Vを制御端子に入力されている信号に応じた
電圧に調節して各電歪素子51a〜51dに印加する。 これにより、各電歪素子51a〜51dは印加される電
圧に相応して伸縮し、各ストレインゲージ31a〜31
dの出力が等しくなる状態で各電歪素子51a〜51d
の伸縮量が保持され、これにより下部つかみ具2の傾き
が調節され、試験片TPdが自動的に芯出しされる。
【0020】なお、電歪素子51a〜51dの数は4に
限定されない。また、上下円板22,23により調芯装
置を構成したが、下部円板22はなくてもよい。さらに
、試験時にクロスヘッド3を上昇させるようにしたが、
テーブル1を下降させて引張荷重を与えるようにしても
よい。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、下部試験治具と材料試
験機本体との間に角度調節手段を設け、外部操作により
下部試験治具の角度を調節するようにしたので、従来の
ような大がかりな装置は不要となり、簡単な構成で手間
をかけずに、かつ廉価なコストで試験片の調芯が可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る調芯機構付き材料試験
機の概略正面図である。
【図2】そのA−A線断面図である。
【図3】調芯装置の構成を示す断面図である。
【図4】別実施例の調芯装置を示す断面図である。
【図5】制御系のブロック図である。
【図6】従来の調芯機構付き材料試験機を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1  テーブル 2  下部つかみ具 3  クロスヘッド 5  ユニバーサルジョイント 6  上部つかみ具 20  調芯装置 22  下部円板 23  上部円板 25  ばね 26  調芯用ボルト 31  ストレインゲージ 32  静歪測定器 51a〜51d  電歪素子 60  制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  自在継ぎ手を介して試験機本体に連結
    される上部試験治具と、この上部試験治具と対向して試
    験機本体に取付けられる下部試験治具とを備え、上下試
    験治具に試験片の両端部をそれぞれ把持させた後、いず
    れかの試験治具を駆動して試験片に引張荷重を与える材
    料試験機において、前記下部試験治具と材料試験機本体
    との間に介装され、外部操作に応じて下部試験治具の角
    度を調節する角度調節手段を備えたことを特徴とする調
    芯機構付き材料試験機。
JP9174291A 1991-03-29 1991-03-29 調芯機構付き材料試験機 Pending JPH04301740A (ja)

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