JPH09325106A - 材料試験機 - Google Patents

材料試験機

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JPH09325106A
JPH09325106A JP8144407A JP14440796A JPH09325106A JP H09325106 A JPH09325106 A JP H09325106A JP 8144407 A JP8144407 A JP 8144407A JP 14440796 A JP14440796 A JP 14440796A JP H09325106 A JPH09325106 A JP H09325106A
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tubular test
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 管状試験片の圧力強度を測定する材料試験機
において、空気が残留することなく、管状試験片内に圧
力媒体を供給する。 【解決手段】 油圧源30を駆動して、管状試験片Tを
把持する下治具11の圧力供給部11eから試験片T内
に圧油を供給する。この際、真空ポンプ35を駆動し
て、バルブ26を開いて上治具12の負圧作用部12e
より負圧を作用させる。これにより、管状試験片T内に
は空気溜まりが溜まりが形成されることなく、圧油が充
填される。圧油の充填後、バルブ26を閉じてさらに試
験片T内に圧油を供給して試験片T内の圧力を上昇さ
せ、圧力検出器21,23により試験片Tの内圧に対す
る強度を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、管状試験片の内部
に圧力を作用させて、管状試験片の内圧に対する強度を
測定する材料試験機に関する。
【0002】
【従来の技術】管状の試験片の内部に圧力を作用させ
て、この管状試験片の内圧に対する強度を測定する材料
試験機が知られている。この材料試験機は、図5に示す
ように、内部に管路を有する管状試験片Tの上下端を、
この管路と接続する管路41d,42dを有する下治具
41および上治具42により把持し、管状試験片Tの内
部に圧油を充填し、さらに圧油の圧を上昇させて、管状
試験片Tに内圧を負荷し、これにより試験片Tの内圧に
対する強度を測定するものである。
【0003】このような材料試験機において、管状試験
片Tに圧油を供給する際は、下治具41の圧油導入口か
ら圧油を徐々に管路内に供給し、上治具42の圧油導出
口まで圧油が達したときに、圧油導出口を密閉して試験
片Tの管路内に圧油を充填する。この際、圧油は管状試
験片Tの下側から上側に向かって供給されるため、管状
試験片T、下治具41および上治具42内の管路41
d,42dの気体は圧油導出口から管路外へ導出され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように管状試験片内に圧油を供給する場合において、
上治具の管路に図6に示すような形状の部分(例えば部
分A)が存在すると、管状試験片Tの下側から圧油を供
給しても、管路42d内の気体を完全に排除することが
できず、図6に示すような空気溜まりBが形成されてし
まう。このような空気溜まりBが形成されると、管路内
の圧油の圧力を上昇させても、空気溜まりBが圧縮され
るため、この空気溜まりBがクッションとなり、所望と
する圧力の伝搬に遅れを生じてしまい、瞬時に試験片T
内の圧力を上昇させることができなくなってしまう。
【0005】本発明の目的は、管状試験片の内部の圧力
を瞬時に上昇させることができる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】一実施の形態を示す図1
を参照して説明すると、請求項1の発明は、内部に管路
を有する管状試験片Tの上下端を把持するとともに、管
状試験片Tの管路と連通する管路11d,12dを有す
る上下治具11,12と、上治具12の管路12dに接
続されたバルブ26と、バルブ26に接続された、管状
試験片Tの内部に負圧を作用させる負圧手段35と、管
状試験片Tの内部に圧力媒体を供給する、下治具11の
管路11dに接続された圧力媒体供給手段30と、管状
試験片Tの管路内における圧力媒体の圧力を測定する圧
力測定手段21,23とを備え、負圧手段35により管
状試験片Tの内部に負圧を作用させつつ、圧力媒体供給
手段30により管状試験片Tの内部に圧力媒体を供給
し、負圧の作用を停止した後に圧力媒体供給手段30か
ら高い圧力の圧力媒体を作用することにより上記目的を
達成する。
【0007】請求項1の発明によれば、管状試験片Tを
上下治具11,12により把持し、バルブ26を開いて
上治具12の管路12dから負圧手段35により負圧を
作用させつつ、下治具11の管路11dから圧力媒体供
給手段30により圧力媒体を供給する。圧力媒体が所定
量供給されると、バルブを閉じてさらに圧力媒体供給手
段30により管状試験片T内に圧力媒体を供給して管状
試験片Tの内圧を上昇させる。管状試験片T内の圧力は
圧力測定手段21,23により測定される。そして管状
試験片Tが破壊するまで圧力を上昇させ、試験片Tの内
圧に対する強度を測定する。
【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の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
【0009】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図1は本発明による材料試験
機の構成を示す図である。図1に示すように、試験機本
体10は、負荷枠LFを備えている。負荷枠LFは、基
台10d上に立設された一対の支柱10k,10mの上
端にヨーク10aを横架するとともに、支柱10k,1
0mに上下移動可能にクロスヘッド10bを取り付けて
構成される。基台10dには負荷用の油圧アクチュエー
タ10eが設置され、油圧アクチュエータ10eの可動
部に取り付けた下治具11とクロスヘッド10bにロー
ドセル13を介して取り付けられた上治具12との間に
管状試験片(以下単に試験片とする)Tが把持される。
また、試験片Tの周囲にはカバー10fが設けられてい
る。
【0010】図2および図3は下治具11および上治具
12の詳細な構成を示す断面図である。図1および図2
に示すように下治具11は、本体11aと、試験片Tを
取り付けるアダプタ11bと、アダプタ11bを本体に
取り付けるための取付部11cと、本体内部の管路11
dに圧油を供給するための圧油供給部11eとからな
る。試験片Tはねじ継手20a,20b,20cにより
アダプタ11bに取り付けられる。取付部11cの内部
には雌ねじ部11fが、本体11aの上部には雄ねじ部
11gがそれぞれ形成されており、本体11aの上部に
アダプタ11bを載置し、アダプタ11bの上側から取
付部11cを取り付け、取付部11cの雌ねじ部11f
と本体11aの雄ねじ部11gとを締結することによ
り、試験片Tを本体11aに固定する。圧油供給部11
eにはバルブ34を介して油圧源30が接続されてい
る。油圧源30は、油圧ポンプ31と、タンク32と、
リリーフ弁33とから構成される。また、本体11aに
は試験片Tの内圧を測定する圧力検出器21が取り付け
られている。圧力検出器21は検出された圧力に基づい
て試験片Tの内圧強度を測定する演算部22に接続され
ている。
【0011】図1および図3に示すように上治具12
は、本体12aと、試験片Tを取り付けるアダプタ12
bと、アダプタ12bを本体に取り付けるための取付部
12cと、本体内部の管路12dに負圧を作用するため
の負圧作用部12eとからなる。試験片Tはねじ継手2
0d,20e,20fによりアダプタ12bに取り付け
られる。取付部12cの内部には雌ねじ部12fが、本
体12aの下部には雄ねじ部12gがそれぞれ形成され
ており、本体12aの下部にアダプタ12bを当接さ
せ、アダプタ12bの下側から取付部12cを取り付
け、取付部12cの雌ねじ部12fと本体12aの雄ね
じ部12gとを締結することにより、試験片Tを本体1
2aに固定する。負圧作用部12eにはバルブ26を介
して負圧源である真空ポンプ35が接続されている。ま
た、本体12aには試験片Tの内圧を測定する圧力検出
器23が取り付けられている。圧力検出器23は圧力検
出器21と同様に、検出された圧力に基づいて試験片T
の内圧強度を測定する演算部22に接続されている。
【0012】図4はバルブ26の構成を示す図であり、
図3のA方向矢視図である。図4に示すように、バルブ
26は、ねじ部26a、第1シール部26b、第2シー
ル部26c、頭部26d、油だまり26eおよび出口部
26fからなる。出口部26fには透明部材からなる液
体確認管27が接続されている。バルブ26は六角レン
チ、スパナなどの治具により頭部26dを回転すること
により開閉され、その開閉の程度に応じて油だまり26
eから出口部26fに向けて圧油が流出する。この際、
第1シール部26bによりねじ部26aからの圧油の漏
れが防止される。また、ねじ部26aを完全に締め付け
た状態においては、第2シール部26cにより油だまり
26eから出口部26fに向けての圧油の漏れが防止さ
れる。
【0013】次いで、本発明の動作について説明する。
まず、試験片Tをねじ継手20a〜20fによりアダプ
タ11b,12bに取り付け、アダプタ11b,12b
を取付部11c,12cにより本体11a,12aに取
り付けることにより、試験片Tを下治具11および上治
具12に固定し、さらに試験片Tの周囲をカバー10f
にて囲む。その後、油圧アクチュエータ10eを駆動し
て、試験片Tに引張荷重を負荷し、その引張荷重をロー
ドセル13にて検出する。所定の引張荷重が試験片Tに
負荷された後に油圧アクチュエータ10eの駆動を停止
する。
【0014】その後、バルブ26を開くとともに、真空
ポンプ35を駆動して、上治具12の負圧作用部12e
より試験片T内の気体を吸引して試験片Tの内部に負圧
(例えば50torr)を作用させる。この際、第1シ
ール部26bによりねじ部26aからの外気の進入が防
止される。さらに、油圧ポンプ31を駆動するととも
に、バルブ34を僅かに開いて、下治具11の圧油供給
部11eより試験片T内に圧油を低い圧力状態で徐々に
供給する。圧油供給部11eより供給される圧油は、下
治具11内の管路11d、試験片Tおよび上治具12d
内の管路12dを経てバルブ26に供給される。バルブ
26内においては、油だまり26eから出口部26fを
経て液体確認管27に供給される。液体確認管27に圧
油が供給されたことが確認されると、バルブ26を閉じ
るとともに、真空ポンプ35を停止する。この状態にお
いては、下治具11内の管路11d、試験片Tおよび上
治具12d内の管路12dからは気体が除去され、各管
路には圧油が充満された状態となっている。
【0015】この状態において、油圧ポンプ31より試
験片T内に高い圧力の圧油を供給し、試験片Tの内圧を
上昇させるとともに、試験片Tの内圧を圧力検出器2
2,23により検出する。さらに、試験片T内に圧油を
供給して試験片Tの内圧を上昇させ、圧油の内圧により
試験片Tが破壊した時点で試験を終了する。なお、試験
片Tの周囲はカバー10fで囲まれているため、試験片
Tが破壊しても、圧油が飛散することがなくなる。ま
た、カバー10f内において飛散した圧油は下治具11
の取付部11cに形成された流出孔11hより取り出さ
れる。
【0016】このように、本実施の形態においては、負
圧を作用させながら試験片T内に圧油を供給するように
したため、下治具11内の管路11d、試験片Tおよび
上治具12d内の管路12d内に空気溜まりが形成され
ることがなくなる。したがって、圧油を供給しても圧力
の伝搬に遅れを生じることなく、瞬時に試験片T内の圧
力を上昇させることができる。
【0017】なお、上記実施の形態においては、試験片
Tに引張力を作用させた後に、試験片Tの内圧に対する
強度を測定するようにしているが、とくに引張力を作用
させることなく試験片Tの内圧強度を測定する場合、あ
るいは繰り返し荷重を作用させながら試験を行う場合に
も本発明を適用することができる。
【0018】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、真空ポンプ35が負圧手段を、油圧源30が圧力媒
体供給手段を、圧力測定器21,23が圧力測定手段
を、油圧アクチュエータ10eが荷重負荷手段をそれぞ
れ構成する。
【0019】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、負圧を作用させながら管状試験片内に圧力媒体を
供給するようにしたため、管状試験片内および上下治具
内の管路に空気が残留することがなくなる。したがっ
て、圧力媒体を供給しても圧力の伝搬に遅れを生じるこ
となく、瞬時に管状試験片内の圧力を上昇させることが
でき、精度良く試験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る材料試験機の構成を
示す図
【図2】下治具の構成を示す断面図
【図3】上治具の構成を示す断面図
【図4】バルブの構成を示す断面図
【図5】従来の材料試験機の構成を示す図
【図6】空気溜まりが形成される状態を示す図
【符号の説明】
10 材料試験機 10k,10m 支柱 10e油圧アクチュエータ 11 下治具 12 上治具 21,23 圧力測定器 26 バルブ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に管路を有する管状試験片の上下端
    を把持するとともに、該管状試験片の管路と連通する管
    路を有する上下治具と、 前記上治具の管路に接続されたバルブと、 該バルブに接続された、前記管状試験片の内部に負圧を
    作用させる負圧手段と、 前記管状試験片の内部に圧力媒体を供給する、前記下治
    具の管路に接続された圧力媒体供給手段と、 前記管状試験片の管路内における前記圧力媒体の圧力を
    測定する圧力測定手段とを備え、 前記負圧手段により前記管状試験片の内部に負圧を作用
    させつつ、前記圧力媒体供給手段により該管状試験片の
    内部に前記圧力媒体を供給し、前記バルブを閉じて負圧
    の作用を停止した後に前記圧力媒体供給手段から高い圧
    力の圧力媒体を作用することを特徴とする材料試験機。
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