JPH10267818A - リバウンド式硬さ試験機における硬さ試験方法 - Google Patents
リバウンド式硬さ試験機における硬さ試験方法Info
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Abstract
衝突直前速度および衝突直後速度に基づかずに硬さ試験
を可能にする。 【解決手段】 ハンマ1運動系の第1ハンマ速度計測点
11から距離x1離れた第2ハンマ速度計測点12にお
けるハンマ衝突速度v1と反撥速度v1′とを計測し、
[数1]式により試料硬さHを算出する。 【数1】 但し、x2は第1ハンマ速度計測点11と試
料2との距離,αはハンマに作用する加速度。
Description
突させその衝突の前後の速度比から当該試料の硬さを計
測するようにしたリバウンド式硬さ試験機における硬さ
試験方法に関し、特にハンマの衝突直前および衝突直後
のハンマの速度を計測することなく上記硬さ計測が行な
えるようにした、リバウンド式硬さ試験機における硬さ
試験方法に関する。
を試料に衝突させ、その衝突直前のハンマ速度と衝突直
後のハンマ速度との比に基づいて、試料の硬さを計測す
るようにしたものは、リバウンド式硬さ試験機と呼ばれ
て一般の使用に供されている。
測原理を図2により説明すると、図2において符号1は
ハンマを、符号2は試料を示しており、ハンマ1が試料
2に衝突し反撥する場合、ハンマ1の運動中の摩擦およ
び空気抵抗を無視し、ハンマ1には発射されてから重力
以外の外力は作用しないものとする。したがって、ハン
マ1が水平方向に運動する場合、加速度は0となり、試
料2の硬さHは[数3]式のように定義される。
試験において、ハンマが試料に衝突するときの速度すな
わちハンマの衝突直前速度v2およびハンマが試料から
跳ね返った直後の速度すなわちハンマの衝突直後速度v
2′を正確に測定するのは難しく、したがって、従来は
近似値として衝突点に近い位置におけるハンマの衝突速
度と反撥速度とを計測し、この近似値に基づいて硬さ試
験を行なわざるを得ないという問題点がある。
とするもので、ハンマの衝突直前速度v2およびハンマ
の衝突直後速度v2′を測定しないで、リバウンド式硬
さ計測機による硬さ計測が行なえるようにした、リバウ
ンド式硬さ試験機における硬さ試験方法を提供すること
を目的とする。
に衝突させ、衝突前後のハンマの速度比から上記試料の
硬さ試験を行なうリバウンド式硬さ試験機で硬さを試験
する際に、上記ハンマの往復動経路の、上記試料から距
離x2だけ離れた第1ハンマ速度計側点よりも上記試料
寄りに距離x1接近した第2ハンマ速度計側点における
上記ハンマの衝突行程の速度v1および反撥行程の速度
v1′ならびに上記距離x1に基づいて、試料の硬さHを
[数4]式により算出して課題解決の手段としてる。
度計測点における上記ハンマの衝突行程の速度v0およ
び上記第2ハンマ速度計測点における上記ハンマの衝突
行程の速度v1ならびに上記距離x1に基づいて、[数
5]式により算出して課題解決の手段としている。
硬さ試験方法では、 (1) ハンマの試料衝突面よりも上方のハンマ速度計測点
でハンマ速度v1,v1′を計測するようにしたため、
ハンマの衝突直前速度および衝突直後速度を計測するこ
となく、リバウンド式硬さ試験機を用いた硬さ試験を行
なうことができ、しかも速度v1,v1′の計測は簡単
で、その測定値の精度が極めて高いことから、測定精度
を向上させることができる。 (2) ハンマに作用する加速度を簡単に算出できるため、
試験機が鉛直方向に対して傾いている場合、ハンマに作
用する加速度を補正して測定精度を大幅に向上させるこ
とができる。
形態としてのリバウンド式硬さ試験機における硬さ試験
方法について説明すると、図1はその原理を示す模式図
である。
測点(以下「第1計測点」という)を、符号12は第2ハ
ンマ速度計測点(以下「第2計測点」という)をそれぞ
れ示している。ここで、第2計測点12は第1計測点11よ
りも距離x1だけ下方に位置し、また試料2は第2計測
点12よりも下方に置かれており、第1計測点11と試料2
との間の距離がx2であるとする。
式が成立する。
[数7]式となる。
7]式は[数8]式となる。
る間(このときハンマの速度はv1となっている)の時
間をt1とすると、[数6]式,[数8]式はそれぞれ
[数9],[数10]式となる。
11]式が得られる。
値、あるいは実測値である。次に、ハンマ1が試料2に
衝突するときの速度v2を、図1を参照しながら算出す
る。
2)の時間をt2とし、その時の速度(衝突速度)をv2
とすると、[数6]式から[数13]式が成立し、[数
8]式から[数14]が成立する。
られる。
となる。
り、負の加速度によりハンマが試料に到達しない状態で
あり、そのような事態は想定する必要はなく、また[数
16]式の正負は定加速度運動の放物線運動によるもの
であり、ここでは正の場合だけを考えればよい。そして
[数16]式に[数12]を代入して[数17]式が得
られる。
跳ね返った直後の(x=x2における)速度v2′を算出
する。ハンマ1が試料2から跳ね返って第2計測点12に
到達したときの速度をv1′,ハンマ1が跳ね返った瞬
間の時間t′を0,第2計測点11に到達したときの時
間t′=t3とし、x2−x1=−x3とする(跳ね返った
後は運動方向が逆になるのでxをマイナスとする)と、
[数18]式,[数19]式が成立する。
る。
[数21]式が得られる。
ら、[数16]式と[数21]式とから、硬さHを[数
22]式により算出できる。
難しいハンマの衝突直前速度v2およびハンマの衝突直
後速度v2′を計測することなく、リバウンド式硬さ試
験機による試料の硬さ計測を行なうことができる。 そ
してこの場合、加速度αは、[数12]式に第1計測点
11および第2計測点12におけるハンマの速度v1,v
2(計測値)ならびに第1計測点11と第2計測点12との
間の距離x1(実測値)に基づいて[数12]式で算出
することができる。なお、ハンマ1が鉛直落下の場合、
加速度αは、[数12]式を用いるまでもなく重力加速
度に等しい値となる。また、試験機が鉛直方向に対して
傾いている場合、重力加速度を試験機の傾斜角度に応じ
て補正することでも算出することができる。
値v0=0.5m/s,v1=0.52m/s,v1′=0.3
m/sが得られた場合、加速度は[数12]式から
[数22]式により、
によれば、上記速度比v1′/v1は0.5769とな
り、本実施形態の場合に対して2.89%の誤差のある
ことが分かる。
の加速度αは、
6.9343m/s2となる。前記の実測例1と同じく実
測値がv1=0.52m/s,v1′=0.3m/sの場合、
衝突直前・直後の速度比として、[数22]式により
差は29.6%である。
ド式硬さ試験機における硬さ試験方法によれば、次のよ
うな効果ないし利点が得られる。 (1) ハンマの試料衝突面よりも上方のハンマ速度計測点
でハンマ速度v1,v1′を計測するようにしたため、
ハンマの衝突直前速度および衝突直後速度を計測するこ
となく、リバウンド式硬さ試験機を用いた硬さ試験を行
なうことができ、しかも速度v1,v1′の計測は簡単
で、その測定値の精度が極めて高いことから、測定精度
を向上させることができる。 (2) ハンマに作用する加速度を簡単に算出できるため、
試験機が鉛直方向に対して傾いている場合、ハンマに作
用する加速度を補正して測定精度を大幅に向上させるこ
とができる。
試験機における硬さ試験方法の原理を示す模式図。
験方法の原理を示す模式図。
の距離 x2 第1ハンマ速度計測点と試料との距離 v0 第1ハンマ速度計測点におけるハンマの衝突行程
の速度 v1 第2ハンマ速度計測点におけるハンマの衝突行程
の速度 v1′ 第2ハンマ速度計測点におけるハンマの反撥行
程の速度 v2 ハンマの衝突直前速度 v2′ ハンマの衝突直後速度 α ハンマに作用する加速度
に衝突させ、衝突前後のハンマの速度比から上記試料の
硬さ試験を行なうリバウンド式硬さ試験機で硬さを試験
する際に、上記ハンマの往復動経路の、上記試料から距
離x2だけ離れた第1ハンマ速度計測点よりも上記試料
寄りに距離x1接近しだ第2ハンマ速度計桝点における
上記ハンマの衝突行程の速度v1および反撥行程の速度
v1′ならびに上記距離x1に基づいて、試料の硬さH
を[数4]式により算出して課題解決の手段としてる。
Claims (2)
- 【請求項1】 ハンマを試料に衝突させ、衝突前後のハ
ンマの速度比から上記試料の硬さ試験を行なうリバウン
ド式硬さ試験機における硬さ試験方法において、上記ハ
ンマの往復動経路の、上記試料から距離x2だけ離れた
第1ハンマ速度計側点よりも上記試料寄りに距離x1接
近した第2ハンマ速度計側点における上記ハンマの衝突
行程の速度v1および反撥行程の速度v1′ならびに上記
距離x1に基づいて、試料の硬さHを[数1]式により
算出することを特徴とする、リバウンド式硬さ試験機に
おける硬さ試験方法。 【数1】 ただし、αはハンマに作用する加速度を示す。 - 【請求項2】 上記ハンマに作用する加速度αを、上記
第1ハンマ速度計測点における上記ハンマの衝突行程の
速度v0および上記第2ハンマ速度計測点における上記
ハンマの衝突行程の速度v1ならびに上記距離x1に基づ
いて、[数2]式により算出することを特徴とする、請
求項1に記載のリバウンド式硬さ試験機における硬さ試
験方法。 【数2】
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-
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- 1998-03-20 US US09/045,444 patent/US5827953A/en not_active Expired - Lifetime
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