JPH0663953B2 - 亀裂剪断変位計 - Google Patents
亀裂剪断変位計Info
- Publication number
- JPH0663953B2 JPH0663953B2 JP63080078A JP8007888A JPH0663953B2 JP H0663953 B2 JPH0663953 B2 JP H0663953B2 JP 63080078 A JP63080078 A JP 63080078A JP 8007888 A JP8007888 A JP 8007888A JP H0663953 B2 JPH0663953 B2 JP H0663953B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crack
- side end
- test piece
- frame
- shear displacement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- G01N3/24—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing 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
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
- G01N2203/0062—Crack or flaws
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は複合材料積層板、接着継手等の材料特性評価
試験、品質管理等に使用する亀裂剪断変位計に関するも
のである。
試験、品質管理等に使用する亀裂剪断変位計に関するも
のである。
［従来の技術］ 複合材料積層板等の靱性を試験する試験法としては、試
験片をはり状に両端支持して集中横荷重を作用させ、そ
の時の荷重と歪δの関係を記録し最大荷重より破壊靱性
を求めることは知られている。
験片をはり状に両端支持して集中横荷重を作用させ、そ
の時の荷重と歪δの関係を記録し最大荷重より破壊靱性
を求めることは知られている。
［課題を解決するための手段］ しかるに第５図に示すように脆性材料と異なって、靱性
材料の場合は、歪量の増加率が大きくなるCritical loa
dが破壊の指標になるのでこのCritical loadの検出が重
要である。
材料の場合は、歪量の増加率が大きくなるCritical loa
dが破壊の指標になるのでこのCritical loadの検出が重
要である。
しかるに従来の２点支持、横荷重の試験法では、このCr
itical loadの検出が必ずしも容易ではない。そこで破
壊靱性試験では荷重（Ｐ）、荷重点変位（δ）ばかりで
なく開口変位（COD）を測定する必要があるとされ、こ
れを測定する試験法が開発されて来ている。この場合の
開口変位とは試験片の側端部近傍に側端面から長手方向
に亀裂を入れ、この亀裂の上下面間の開き量を測定する
いわゆるモードＩ型であって、この場合でもなお、改善
されてはいるもののＰ−Ｓ線図からは破壊開始点が明確
に読取りにくいという問題があった。
itical loadの検出が必ずしも容易ではない。そこで破
壊靱性試験では荷重（Ｐ）、荷重点変位（δ）ばかりで
なく開口変位（COD）を測定する必要があるとされ、こ
れを測定する試験法が開発されて来ている。この場合の
開口変位とは試験片の側端部近傍に側端面から長手方向
に亀裂を入れ、この亀裂の上下面間の開き量を測定する
いわゆるモードＩ型であって、この場合でもなお、改善
されてはいるもののＰ−Ｓ線図からは破壊開始点が明確
に読取りにくいという問題があった。
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て、破壊開始点を明確に検出でき、従って試験の精度を
大幅に高め得るモードII型の開口変位計すなわち、亀裂
剪断変位（CSD）計を提供することを目的とするもので
ある。
て、破壊開始点を明確に検出でき、従って試験の精度を
大幅に高め得るモードII型の開口変位計すなわち、亀裂
剪断変位（CSD）計を提供することを目的とするもので
ある。
［課題を解決するための手段］ この目的に対応して、この発明の亀裂剪断変位計は、側
端部近傍に側端面から横荷重軸に垂直に亀裂を形成し前
記亀裂を境にして前記側端部近傍を一方の部分と他方の
部分とに分離してなり前記横荷重軸方向の横荷重が作用
する試験片の亀裂剪断変位を測定する亀裂剪断変位計で
あって、フレームと、前記フレームに取付けられていて
前記試験片の前記一方の部分を着脱自在に固定する固定
部材と、前記試験片の前記他方の部分の前記側端面に接
触可能な接触子と一端近傍で前記フレームに取付けられ
ており他端近傍に前記接触子を取付けているばね部材
と、及び前記ばね部材の弾性歪を検出する歪計とを備え
ることを特徴としている。
端部近傍に側端面から横荷重軸に垂直に亀裂を形成し前
記亀裂を境にして前記側端部近傍を一方の部分と他方の
部分とに分離してなり前記横荷重軸方向の横荷重が作用
する試験片の亀裂剪断変位を測定する亀裂剪断変位計で
あって、フレームと、前記フレームに取付けられていて
前記試験片の前記一方の部分を着脱自在に固定する固定
部材と、前記試験片の前記他方の部分の前記側端面に接
触可能な接触子と一端近傍で前記フレームに取付けられ
ており他端近傍に前記接触子を取付けているばね部材
と、及び前記ばね部材の弾性歪を検出する歪計とを備え
ることを特徴としている。
［作用］ このように構成された亀裂剪断変位計では、横荷重が作
用して試験片の側端面の上下部分がその間において横荷
重軸に垂直な方向に位置する亀裂を境にして横荷重軸に
垂直な方向にずれると、接触子がずれに追従して変位
し、その変位がばね部材の歪として現れるので、その歪
を歪計によって検出することによってCSDを検出するこ
とができる。
用して試験片の側端面の上下部分がその間において横荷
重軸に垂直な方向に位置する亀裂を境にして横荷重軸に
垂直な方向にずれると、接触子がずれに追従して変位
し、その変位がばね部材の歪として現れるので、その歪
を歪計によって検出することによってCSDを検出するこ
とができる。
［実施例］ まず、測定の対象について説明する。
第３図において１は試験片である。試験片１は角柱状若
しくは直方体形をなし、三次元座標（X,Y,Z）を図示の
ようにとると、側端部２の近傍に側端面（YZ面）３から
長手方向（Ｘ軸方向）の内側に向けて亀裂４を形成し、
その亀裂４を境にして側端部２の近傍を上部分６と下部
分７とに分離してある。上部分６の厚みはＨ１、下部分
７の厚みはＨ２である。この試験片１を支点間距離Ｌの
支点11,12で支持して中央に荷重Ｐを作用させて歪δを
生じさせたときの上部分６と下部分７のそれぞれの側端
面3a,3bのずれ量（CSD）が測定の対象である。
しくは直方体形をなし、三次元座標（X,Y,Z）を図示の
ようにとると、側端部２の近傍に側端面（YZ面）３から
長手方向（Ｘ軸方向）の内側に向けて亀裂４を形成し、
その亀裂４を境にして側端部２の近傍を上部分６と下部
分７とに分離してある。上部分６の厚みはＨ１、下部分
７の厚みはＨ２である。この試験片１を支点間距離Ｌの
支点11,12で支持して中央に荷重Ｐを作用させて歪δを
生じさせたときの上部分６と下部分７のそれぞれの側端
面3a,3bのずれ量（CSD）が測定の対象である。
第１図及び第２図において21は亀裂剪断変位計である。
亀裂剪断変位計21はフレーム22を有する。フレーム22に
は固定部材23が取りつけられている。固定部材23は一対
の固定ヘッド24を有し、それぞれの固定ヘッド24にはね
じ孔25が形成され、ねじ孔25に嵌合するねじ26によっ
て、試験片１の上部分６の正面13a,背面13b（共にXZ
面）と圧接して上部分６を挟持固定する。また、フレー
ム22には間隔調整用のねじ27が嵌合している。
亀裂剪断変位計21はフレーム22を有する。フレーム22に
は固定部材23が取りつけられている。固定部材23は一対
の固定ヘッド24を有し、それぞれの固定ヘッド24にはね
じ孔25が形成され、ねじ孔25に嵌合するねじ26によっ
て、試験片１の上部分６の正面13a,背面13b（共にXZ
面）と圧接して上部分６を挟持固定する。また、フレー
ム22には間隔調整用のねじ27が嵌合している。
フレーム22にはレバーホルダー28が取付けられている。
レバーホルダー28はばね定数の大きい棒状体をなす板ば
ねであり、基端部31でフレーム22に固定している。レバ
ーホルダー28の先端部32の近傍にはねじ27が当接してお
り、ねじ27の進退によって先端部32とフレーム22との間
隔Ｗが調整される構成となっている。レバーホルダー28
の先端部32にはヘッド33を介してカンチレバー30が取付
けられている。カンチレバー30は細くかつ薄肉の板ばね
で構成されている。カンチレバー30の先端部近傍に接触
子34が取付けられている。接触子34は試験片１の下部分
７の側端面3bに当接可能である。カンチレバー30には歪
ゲージ35が張付けてあり、カンチレバーの撓み量が検出
可能である。
レバーホルダー28はばね定数の大きい棒状体をなす板ば
ねであり、基端部31でフレーム22に固定している。レバ
ーホルダー28の先端部32の近傍にはねじ27が当接してお
り、ねじ27の進退によって先端部32とフレーム22との間
隔Ｗが調整される構成となっている。レバーホルダー28
の先端部32にはヘッド33を介してカンチレバー30が取付
けられている。カンチレバー30は細くかつ薄肉の板ばね
で構成されている。カンチレバー30の先端部近傍に接触
子34が取付けられている。接触子34は試験片１の下部分
７の側端面3bに当接可能である。カンチレバー30には歪
ゲージ35が張付けてあり、カンチレバーの撓み量が検出
可能である。
このように構成された亀裂剪断変位計21によって試験片
１のCSDを測定する場合の操作は次の通りである。
１のCSDを測定する場合の操作は次の通りである。
すなわち、まず、固定ヘッド24のねじ26を調整して試験
片１の上部分６を正面13a、背面13bから挟圧してフレー
ム22に固定させる。次にねじ27を調整して接触子34を下
部分７の側端面3bに強く当接させる。このときカンチレ
バー30は大きく撓んでいる。この状態で第３図に示すよ
うに横荷重Ｐを作用させると、試験片１の下部分７は固
定位置にある上部分６に対して亀裂４に沿ってずれる。
このずれに接触子34が追従するのでカンチレバー30の弾
性歪が回復して行き、カンチレバー30の回復量を歪ゲー
ジ35が検出する。従って歪ゲージ35の出力から側端面3
a,3bのCSDを測定することができる。
片１の上部分６を正面13a、背面13bから挟圧してフレー
ム22に固定させる。次にねじ27を調整して接触子34を下
部分７の側端面3bに強く当接させる。このときカンチレ
バー30は大きく撓んでいる。この状態で第３図に示すよ
うに横荷重Ｐを作用させると、試験片１の下部分７は固
定位置にある上部分６に対して亀裂４に沿ってずれる。
このずれに接触子34が追従するのでカンチレバー30の弾
性歪が回復して行き、カンチレバー30の回復量を歪ゲー
ジ35が検出する。従って歪ゲージ35の出力から側端面3
a,3bのCSDを測定することができる。
［発明の効果］ この発明では破壊靱性試験において、亀裂の上下面間の
開き量を測定するのではなくて、大きく現れる亀裂上下
面の剪断方向の変位（CSD）を測定するので、第４図に
示すように破壊開始点を明確に検出でき、試験の精度が
向上する。接触子34が試験片１の側端面3bに接触するこ
とによるカンチレバー30の撓みは、荷重Ｐが零の状態で
最大変形しており、荷重Ｐが大きくなるにしたがってカ
ンチレバー30の撓みは小さくなっていく。したがって過
大荷重が加わっても変位計を破損することはない。
開き量を測定するのではなくて、大きく現れる亀裂上下
面の剪断方向の変位（CSD）を測定するので、第４図に
示すように破壊開始点を明確に検出でき、試験の精度が
向上する。接触子34が試験片１の側端面3bに接触するこ
とによるカンチレバー30の撓みは、荷重Ｐが零の状態で
最大変形しており、荷重Ｐが大きくなるにしたがってカ
ンチレバー30の撓みは小さくなっていく。したがって過
大荷重が加わっても変位計を破損することはない。
第１図は試験片と接触子との接触状態を示す側面説明
図、第２図は亀裂剪断変位計の正面説明図、第３図は試
験片の斜視説明図、第４図は荷重Ｐ−CSD線図、及び第
５図は従来の破壊靱性試験機における荷重Ｐ−変位δ線
図である。 １……試験片 ２……側端部 ３……側端面 3a,3b……側端面 ４……亀裂 ６……上部分 ７……下部分 11……支点 12……支点 13a……正面 13b……背面 21……亀裂剪断変位計 22……フレーム 23……固定部材 24……固定ヘッド 25……ねじ孔 26……ねじ Ｈ１……厚み Ｈ２……厚み 27……ねじ 28……レバーホルダー 30……カンチレバー 31……基端部 32……先端部 34……接触子 35……歪ゲージ
図、第２図は亀裂剪断変位計の正面説明図、第３図は試
験片の斜視説明図、第４図は荷重Ｐ−CSD線図、及び第
５図は従来の破壊靱性試験機における荷重Ｐ−変位δ線
図である。 １……試験片 ２……側端部 ３……側端面 3a,3b……側端面 ４……亀裂 ６……上部分 ７……下部分 11……支点 12……支点 13a……正面 13b……背面 21……亀裂剪断変位計 22……フレーム 23……固定部材 24……固定ヘッド 25……ねじ孔 26……ねじ Ｈ１……厚み Ｈ２……厚み 27……ねじ 28……レバーホルダー 30……カンチレバー 31……基端部 32……先端部 34……接触子 35……歪ゲージ
Claims (1)
- 【請求項１】側端部近傍に側端面から横荷重軸に垂直に
亀裂を形成し前記亀裂を境にして前記側端部近傍を一方
の部分と他方の部分とに分離してなり前記横荷重軸方向
の横荷重が作用する試験片の亀裂剪断変位を測定する亀
裂剪断変位計であって、フレームと、前記フレームに取
付けられていて前記試験片の前記一方の部分を着脱自在
に固定する固定部材と、前記試験片の前記他方の部分の
前記側端面に接触可能な接触子と一端近傍で前記フレー
ムに取付けられており他端近傍に前記接触子を取付けて
いるばね部材と、及び前記ばね部材の弾性歪を検出する
歪計とを備えることを特徴とする亀裂剪断変位計
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080078A JPH0663953B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 亀裂剪断変位計 |
| US07/329,935 US4914965A (en) | 1988-03-31 | 1989-03-28 | Crack shear displacement gage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080078A JPH0663953B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 亀裂剪断変位計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01250840A JPH01250840A (ja) | 1989-10-05 |
| JPH0663953B2 true JPH0663953B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=13708179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63080078A Expired - Lifetime JPH0663953B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 亀裂剪断変位計 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4914965A (ja) |
| JP (1) | JPH0663953B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2220171B1 (es) * | 2002-04-15 | 2006-01-16 | Universitat Politecnica De Catalunya | Procedimiento de ensayo de corte para la evaluacion de la union entre capas proporcionada por los riegos de adherencia. |
| GB2494177A (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-06 | Univ Loughborough | Determining interlaminar shear mechanical properties of composite laminates |
| CN103625654B (zh) * | 2013-12-17 | 2016-01-06 | 中国人民解放军空军装备研究院航空装备研究所 | 金属结构损伤的修理与监测方法和装置 |
| CN105928485B (zh) * | 2016-04-18 | 2018-06-29 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 应变片快速粘接方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU485364A1 (ru) * | 1972-05-29 | 1975-09-25 | Институт Проблем Прочности Ан Усср | Устройство дл определени прочности адгезионной св зи |
| JPS5917376A (ja) * | 1982-07-22 | 1984-01-28 | 石田 稔 | 投球速度測定玩具 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63080078A patent/JPH0663953B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-03-28 US US07/329,935 patent/US4914965A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4914965A (en) | 1990-04-10 |
| JPH01250840A (ja) | 1989-10-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |