JPH1062324A - Material testing machine - Google Patents

Material testing machine

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Publication number
JPH1062324A
JPH1062324A JP21467896A JP21467896A JPH1062324A JP H1062324 A JPH1062324 A JP H1062324A JP 21467896 A JP21467896 A JP 21467896A JP 21467896 A JP21467896 A JP 21467896A JP H1062324 A JPH1062324 A JP H1062324A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
test piece
load
axis
grips
eccentricity
Prior art date
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Pending
Application number
JP21467896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nario Shibata
就生 柴田
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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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP21467896A priority Critical patent/JPH1062324A/en
Publication of JPH1062324A publication Critical patent/JPH1062324A/en
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely make the axis of a test piece coincide with a load axis without requiring labor. SOLUTION: Strain gauges 10A-10D are stuck to a dummy test piece TD, and a load is added to the dummy test piece TD to determine differential signals S1, S2 of the distortion signals outputted from the strain gauges situated on the diagonals by a differential equipment 11. XY drivers 13A, 13B drive motors 16A, 16B on the basis of the differential signals S1, S2 to drive an XY stage 9 so that the axis of the dummy test piece TD is made to coincide with the load axes of upper and lower grippers.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばねじ棹の回
転により試験片を負荷する材料試験機に関し、特に試験
片の負荷軸に対する芯出しを容易に行うことができる材
料試験機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a material testing machine for loading a test piece by, for example, rotating a screw rod, and more particularly to a material testing machine capable of easily centering a test piece on a load shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、テーブル上に立設された一対のね
じ棹にクロスヘッドの両端を螺合するとともに、クロス
ヘッドとテーブルに一対のつかみ具を同軸で取付けた材
料試験機が知られている。この材料試験機では、上記一
対のつかみ具に試験片の両端をそれぞれ把持させた後、
ねじ棹を回転させてクロスヘッドをテーブルに対して上
昇させ、これにより試験片に引張荷重を与える。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a material testing machine in which both ends of a crosshead are screwed into a pair of screw rods erected on a table, and a pair of grippers are coaxially attached to the crosshead and the table. I have. In this material testing machine, after the both ends of the test piece are respectively gripped by the pair of grips,
The screw head is rotated to raise the crosshead relative to the table, thereby applying a tensile load to the test specimen.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような引張試験に
おいては、試験精度を向上させるために、試験片の軸心
が上下つかみ具の中心(負荷軸)と一致するように試験
片をつかみ具に把持させる必要があり、従来は、作業者
が試験片を直接目視して勘により芯出し作業を行ってい
た。しかしながら、目視による芯出し作業は手間がかか
るとともに正確さに欠けるという問題がある。とくに、
セラミックスのように剛性の高い材料については、僅か
な偏心によって発生する曲げ荷重により試験片が破損す
るおそれがある。
In such a tensile test, in order to improve the test accuracy, the test piece is gripped so that the axis of the test piece coincides with the center (load axis) of the upper and lower grips. Conventionally, the operator has performed centering work by intuition by directly visually observing the test piece. However, there is a problem that the visual centering work is troublesome and lacks accuracy. In particular,
For a material having high rigidity such as ceramics, there is a possibility that a test piece may be damaged by a bending load generated by slight eccentricity.

【0004】本発明の目的は、手間をかけることなく、
しかも正確に試験片の軸心を負荷軸と一致させることが
可能な材料試験機を提供することにある。
The object of the present invention is to
Further, it is an object of the present invention to provide a material testing machine capable of accurately aligning the axis of a test piece with a load axis.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図1
〜図3を参照して説明すると、請求項1の発明は、第1
のつかみ具7を第2のつかみ具8に対して負荷軸方向に
離接させ、両つかみ具に両端を固定された試験片Tを負
荷する材料試験機に適用され、試験片Tの軸心と第1お
よび第2のつかみ具7,8の負荷軸X1,X2との偏心
を検出する偏心検出手段10A〜10D,11と、第1
および第2のつかみ具7,8のいずれか一方を、負荷軸
X1,X2に対して垂直に2次元的に移動させる移動テ
ーブル9と、偏心検出手段10A〜10D,11の検出
結果に基づいて、試験片Tの軸心と第1および第2のつ
かみ具7,8の負荷軸X1,X2とが一致するように移
動テーブル9を移動させる移動制御手段13A,13
B,16A,16Bとを備えたことにより上記目的を達
成する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
3 will be described with reference to FIG.
The gripping tool 7 is applied to a material testing machine in which a test piece T having both ends fixed to both gripping tools is moved toward and away from the second gripping tool 8 in the axial direction of the load. Eccentricity detecting means 10A to 10D, 11 for detecting the eccentricity of the first and second gripping tools 7, 8 with respect to the load axes X1, X2;
And one of the second grippers 7 and 8 is moved two-dimensionally perpendicularly to the load axes X1 and X2, based on the detection results of the eccentricity detecting means 10A to 10D and 11. Movement control means 13A, 13 for moving the movement table 9 so that the axis of the test piece T and the load axes X1, X2 of the first and second grips 7, 8 coincide.
The above object is achieved by providing B, 16A and 16B.

【0006】図5を参照して説明すると、請求項2の発
明は、第1のつかみ具7を第2のつかみ具8に対して負
荷軸方向に離接させ、両つかみ具に両端を固定された試
験片Tを負荷する材料試験機に適用され、第2のつかみ
具8とともにダミー試験片TDの両端を、試験片Tの軸
心とダミー試験片TDの軸心とが一致するように固定す
る第3のつかみ具18と、ダミー試験片TDの軸心と第
1、第2および第3のつかみ具2,8,18の負荷軸と
の偏心を検出する偏心検出手段10A〜10D,11
と、第1および第2のつかみ具7,8のいずれか一方
を、負荷軸に対して垂直に2次元的に移動させる移動テ
ーブル9と、試験片Tに負荷を加えつつ偏心検出手段1
0A〜10Dの検出結果に基づいて、ダミー試験片TD
の軸心と第1、第2および第3のつかみ具7,8,18
の負荷軸とが一致するように移動テーブル9を移動させ
る移動制御手段13A,13B,16A,16Bとを備
えたことにより上記目的を達成する。
Referring to FIG. 5, according to a second aspect of the present invention, the first grip 7 is separated from and connected to the second grip 8 in the load axis direction, and both ends are fixed to both grips. This is applied to a material testing machine that loads the test piece T, and both ends of the dummy test piece TD together with the second gripper 8 are set so that the axis of the test piece T and the axis of the dummy test piece TD match. A third gripper 18 to be fixed, and eccentricity detecting means 10A to 10D for detecting the eccentricity between the axis of the dummy test piece TD and the load axes of the first, second and third grippers 2, 8, 18; 11
A moving table 9 for moving one of the first and second gripping tools 7 and 8 two-dimensionally perpendicular to the load axis; and an eccentricity detecting means 1 while applying a load to the test piece T.
Based on the detection results of 0A to 10D, the dummy test piece TD
Axis, and first, second and third grips 7, 8, 18
The above object is achieved by providing the movement control means 13A, 13B, 16A and 16B for moving the movement table 9 so that the load axis coincides with the load axis.

【0007】請求項3の発明は、試験片Tへの負荷が所
定値以上となったときに、移動テーブル9の移動を禁止
する禁止手段14A,14B,15,17をさらに備え
る。
The invention according to claim 3 further includes prohibiting means 14A, 14B, 15 and 17 for prohibiting the movement of the moving table 9 when the load on the test piece T exceeds a predetermined value.

【0008】請求項1の発明によれば、偏心検出手段1
0A〜10D,11により試験片TDの軸心と第1およ
び第2のつかみ具7,8の負荷軸との偏心が検出され、
この検出結果に基づいて、移動制御手段13A,13
B,16A,16Bが移動テーブル9を移動し、これに
より、試験片TDの軸心と第1および第2のつかみ具
7,8の負荷軸とが一致する。その後、この試験片TD
を取り外し、同様の形状を有する他の試験片Tを第1お
よび第2のつかみ具7,8に固定して試験を行うことに
より、負荷軸と試験片Tとの偏心をなくして試験を行う
ことができる。
According to the first aspect of the present invention, the eccentricity detecting means 1
The eccentricity between the axis of the test piece TD and the load axes of the first and second grips 7 and 8 is detected by 0A to 10D and 11;
Based on this detection result, the movement control means 13A, 13A
B, 16A and 16B move on the moving table 9, whereby the axis of the test piece TD coincides with the load axis of the first and second grips 7, 8. Then, the test piece TD
Is removed, and another test piece T having the same shape is fixed to the first and second grips 7 and 8 to perform the test, thereby performing the test without eccentricity between the load shaft and the test piece T. be able to.

【0009】請求項2の発明によれば、偏心検出手段1
0A〜10D,11によりダミー試験片TDの軸心と第
1、第2および第3のつかみ具7,8,18の負荷軸と
の偏心が検出され、この検出結果に基づいて、移動制御
手段13A,13B,16A,16Bが移動テーブル9
を移動し、これにより、試験片Tおよびダミー試験片T
Dの軸心と第1、第2および第3のつかみ具7,8,1
8の負荷軸とが一致する。そして、この状態で試験を行
うことにより、試験片Tの軸心と第1および第2のつか
み具7,8の負荷軸とが一致した状態で、試験片Tは負
荷される。
According to the second aspect of the present invention, the eccentricity detecting means 1
The eccentricity between the axis of the dummy test piece TD and the load axes of the first, second and third grips 7, 8, and 18 is detected by 0A to 10D and 11, and based on the detection result, the movement control means. 13A, 13B, 16A and 16B are moving tables 9
Is moved, whereby the test piece T and the dummy test piece T
D axis and first, second and third grips 7, 8, 1
8 coincides with the load axis. Then, by performing the test in this state, the test piece T is loaded in a state where the axis of the test piece T and the load axes of the first and second grips 7 and 8 match.

【0010】なお、試験片Tへの負荷が大きくなると、
引張荷重が大きくなり試験片Tの軸心と第1および第2
あるいは第3のつかみ具7,8,18の負荷軸との偏心
率は無視できる程度に小さくなる。また、移動テーブル
9は移動し難くなり、無理に移動テーブル9を移動しよ
うとすると、移動テーブル9が破損するおそれがある。
請求項3の発明によれば、試験片Tへの負荷が所定値以
上となったときに、禁止手段により移動テーブル9の移
動が禁止されるため、負荷が所定値以上となったときに
移動テーブル9の移動が防止される。
When the load on the test piece T increases,
As the tensile load increases, the axis of the test piece T and the first and second axes
Alternatively, the eccentricity of the third grips 7, 8, and 18 with respect to the load shaft becomes negligibly small. Further, the moving table 9 becomes difficult to move, and if the moving table 9 is forcibly moved, the moving table 9 may be damaged.
According to the third aspect of the present invention, when the load on the test piece T exceeds a predetermined value, the movement of the moving table 9 is prohibited by the prohibiting means. The movement of the table 9 is prevented.

【0011】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。
In the section of the means for solving the above-mentioned problems, which explains the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used to make the present invention easier to understand. However, the present invention is not limited to this.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

−第1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は本発明の第1の実施の形態に係る材料試験
機の構成を示す図、図2は図1のI−I線断面図、図3
は第1の実施の形態に係る材料試験機の制御装置の構成
を示すブロック図である。
-First Embodiment- Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a material testing machine according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control device of the material testing machine according to the first embodiment.

【0013】図1は本発明に係る材料試験機(引張試験
機)の正面部分断面図である。図1に示すように、試験
機本体100において、床面に立設された一対の支柱1
には、下部にテーブル2の両端がそれぞれ支持されると
ともに、上部にクロスヨーク3が横架されている。テー
ブル2の両端部には、各支柱1の内部において一対のね
じ棹4(一方のみ図示)がそれぞれ立設され、これらの
ねじ棹4にクロスヘッド5の両端がそれぞれ螺合されて
いる。したがって、一対のねじ棹4の回転に応じてクロ
スヘッド5はテーブル2に対して昇降する。
FIG. 1 is a front partial sectional view of a material testing machine (tensile testing machine) according to the present invention. As shown in FIG. 1, in a tester main body 100, a pair of columns 1
, A lower end of the table 2 is supported at each end, and a cross yoke 3 is laid on the upper side. At both ends of the table 2, a pair of screw rods 4 (only one is shown) are erected inside each of the columns 1, and both ends of the crosshead 5 are screwed to these screw rods 4, respectively. Therefore, the crosshead 5 moves up and down with respect to the table 2 according to the rotation of the pair of screw rods 4.

【0014】クロスヘッド5の下面にはロードセル6お
よびユニバーサルジョイント20を介して上つかみ具7
が、テーブル2の上面には後述するXYテーブル9を介
して下つかみ具8がそれぞれ同軸で取付けられ、これら
のつかみ具7,8にダミー試験片TDの両端が把持され
ている。図2に示すように、ダミー試験片TDには試験
片TDの断面対角上に4つの歪みゲージ10A〜10D
が貼付されている。後述するようにこのダミー試験片T
Dは試験に先立って上下つかみ具7,8の芯出しを行う
ときに把持されるもので、芯出し作業終了後は取り外さ
れ、ゲージが貼付されていない通常の試験片Tがセット
されるものである。
On the lower surface of the crosshead 5, an upper grip 7 is provided via a load cell 6 and a universal joint 20.
However, a lower grip 8 is coaxially mounted on the upper surface of the table 2 via an XY table 9 described later, and both ends of the dummy test piece TD are gripped by these grips 7 and 8. As shown in FIG. 2, the dummy test piece TD has four strain gauges 10A to 10D on diagonal sections of the test piece TD.
Is affixed. As will be described later, this dummy test piece T
D is to be gripped when the centering of the upper and lower grips 7 and 8 is performed prior to the test, and is removed after the centering operation is completed, and a normal test piece T to which no gauge is attached is set. It is.

【0015】図3に示すように、歪みゲージ10A〜1
0Dは差分器11に接続されている。差分器11におい
ては、歪みゲージ10Aの出力と歪みゲージ10Cの出
力との差分信号S1および歪みゲージ10Bの出力と歪
みゲージ10Dの出力との差分信号S2が算出される。
差分信号S1,S2はそれぞれアンプ12A,12Bに
より増幅されて、Xドライバ13AおよびYドライバ1
3Bにそれぞれ入力される。Xドライバ13AおよびY
ドライバ13Bは切換スイッチ14A,14Bを介して
Xモータ16AおよびYモータ16Bにそれぞれ接続さ
れており、Xモータ16AおよびYモータ16BはXY
ステージ9をそれぞれ図3上のX方向およびY方向に2
次元的に駆動する。なお、切換スイッチ14A,14B
はa位置に切り換えられている場合にのみ、Xドライバ
13AおよびYドライバ13BとXモータ16Aおよび
Yモータ16Bとを電気的に接続する。
[0015] As shown in FIG.
0D is connected to the differentiator 11. In the differentiator 11, a difference signal S1 between the output of the strain gauge 10A and the output of the strain gauge 10C and a difference signal S2 between the output of the strain gauge 10B and the output of the strain gauge 10D are calculated.
The difference signals S1 and S2 are amplified by amplifiers 12A and 12B, respectively, and
3B. X driver 13A and Y
The driver 13B is connected to the X motor 16A and the Y motor 16B via the changeover switches 14A and 14B, respectively.
The stage 9 is moved in the X and Y directions in FIG.
Drive in a dimension. The changeover switches 14A, 14B
Electrically connects the X driver 13A and the Y driver 13B with the X motor 16A and the Y motor 16B only when switched to the position a.

【0016】ロードセル6は比較器15に接続されてお
り、ロードセル6から出力される試験片Tへの負荷信号
が比較器15に入力される。また、比較器15には荷重
設定器17が接続されており、この荷重設定器17によ
り設定された荷重(例えば20kgf)を表す設定信号
が比較器15に入力される。そして、比較器15は荷重
設定器17から入力された設定信号とロードセル6から
入力された荷重信号とを比較し、荷重信号が設定信号よ
り大きければ切換スイッチ14A,14Bをそれぞれb
位置に切り換える。
The load cell 6 is connected to the comparator 15, and a load signal to the test piece T output from the load cell 6 is input to the comparator 15. Further, a load setting device 17 is connected to the comparator 15, and a setting signal indicating a load (for example, 20 kgf) set by the load setting device 17 is input to the comparator 15. The comparator 15 compares the setting signal input from the load setting device 17 with the load signal input from the load cell 6, and if the load signal is larger than the setting signal, sets the changeover switches 14A and 14B to b respectively.
Switch to position.

【0017】次いで、本実施の形態の動作について説明
する。引張試験に先立ち、まず図2に示すように歪みゲ
ージ10A〜10Dを貼付したダミー試験片TDを上下
つかみ具7,8間に把持し、ねじ棹4を所定方向に回転
させる。これによりクロスヘッド5、すなわち上つかみ
具7が上昇し、ダミー試験片TDに引張荷重が負荷され
る。この状態において、歪みゲージ10A〜10Dよ
り、ダミー試験片TDの歪みに応じた歪み信号が差分器
11に入力される。差分器11においては対角上にある
歪みゲージ10A,10Cから出力される歪み信号の差
分信号S1および歪みゲージ10B,10Dから出力さ
れる歪み信号の差分信号S2が算出される。
Next, the operation of this embodiment will be described. Prior to the tensile test, first, as shown in FIG. 2, a dummy test piece TD to which the strain gauges 10A to 10D are attached is gripped between the upper and lower grips 7, 8, and the screw rod 4 is rotated in a predetermined direction. As a result, the crosshead 5, that is, the upper grip 7 is raised, and a tensile load is applied to the dummy test piece TD. In this state, a strain signal corresponding to the strain of the dummy test piece TD is input to the differentiator 11 from the strain gauges 10A to 10D. In the differentiator 11, a difference signal S1 of the strain signal output from the strain gauges 10A and 10C on the diagonal and a difference signal S2 of the strain signal output from the strain gauges 10B and 10D are calculated.

【0018】ここで、図4に示すように上つかみ具7の
負荷軸X1および下つかみ具8の負荷軸X2とダミー試
験片TDの軸心Oとがずれていると、ダミー試験片TD
には引張荷重の他に曲げ荷重が作用する。したがって、
この曲げ荷重によりダミー試験片TDに貼付された歪み
ゲージ10A〜10Dにおいて、対角上にある歪みゲー
ジにより検出される歪み信号に差が生じることとなる。
本実施の形態においては、この歪み信号の差分信号S
1,S2に基づいて、差分信号S1,S2の値が0とな
るように、XYステージ9を移動してダミー試験片TD
の軸心Oと負荷軸X1,X2との芯出しを行うものであ
る。
If the load axis X1 of the upper grip 7 and the load axis X2 of the lower grip 8 are shifted from the axis O of the dummy test piece TD as shown in FIG.
Is subjected to a bending load in addition to a tensile load. Therefore,
Due to the bending load, a difference occurs in the strain signals detected by the strain gauges on the diagonal sides in the strain gauges 10A to 10D attached to the dummy test piece TD.
In the present embodiment, the difference signal S of the distortion signal
The XY stage 9 is moved so that the values of the differential signals S1 and S2 become 0 based on the dummy test pieces TD and TD.
And the load axes X1 and X2 are centered.

【0019】すなわち、差分器11により算出された差
分信号S1,S2はそれぞれアンプ12A,12Bによ
り増幅されて、Xドライバ13AおよびYドライバ13
Bに入力される。一方、ダミー試験片TDに所定値以上
の荷重が作用していないときには、切換スイッチ14
A,14Bはa位置に切り換えられているため、Xドラ
イバ13AおよびYドライバ13Bは駆動信号をXモー
タ16AおよびYモータ16Bにそれぞれ出力する。X
モータ16AおよびYモータ16Bは、Xドライバ13
AおよびYドライバ13Bから入力された駆動信号に応
じて、差分信号S1,S2が0となるようにXYステー
ジ9を2次元的に移動する。これにより、ダミー試験片
TDの軸心Oと負荷軸X1,X2との芯出しが行われ
る。
That is, the difference signals S1 and S2 calculated by the differentiator 11 are amplified by the amplifiers 12A and 12B, respectively, so that the X driver 13A and the Y driver 13
B is input. On the other hand, when a load equal to or more than the predetermined value is not applied to the dummy test piece TD, the changeover switch 14
Since A and B are switched to position a, X driver 13A and Y driver 13B output drive signals to X motor 16A and Y motor 16B, respectively. X
The motor 16A and the Y motor 16B
The XY stage 9 is moved two-dimensionally according to the drive signals input from the A and Y drivers 13B so that the difference signals S1 and S2 become 0. Thereby, centering of the axis O of the dummy test piece TD and the load axes X1 and X2 is performed.

【0020】一方、ダミー試験片TDの負荷が大きくな
り、荷重設定器17により設定された設定荷重よりも大
きくなると、比較器15が切換スイッチ14A,14B
をb位置に切り換える。これにより、差分器11から差
分信号S1,S2がXドライバ13AおよびYドライバ
13Bに入力されても、駆動信号はXモータ16Aおよ
びYモータ16Bには入力されず、したがって、XYス
テージ9は移動しないこととなる。
On the other hand, when the load on the dummy test piece TD increases and exceeds the load set by the load setting unit 17, the comparator 15 switches the changeover switches 14A and 14B.
To the b position. Thus, even if the difference signals S1 and S2 are input from the differentiator 11 to the X driver 13A and the Y driver 13B, the drive signal is not input to the X motor 16A and the Y motor 16B, and therefore, the XY stage 9 does not move. It will be.

【0021】このように、荷重設定器17により設定さ
れた荷重を越える引張荷重が作用したときに、XYステ
ージ9を移動できなくするのは、偏心率が(差分信号S
1(S2))/(全歪みゲージの平均値)により求めら
れるものであり、したがって、引張荷重が大きくなりダ
ミー試験片TDの歪みが大きくなるにつれて偏心率の値
が小さくなるため、すなわち引張荷重が大きくなるほど
偏心率は無視できる程度に小さくなるためである。ま
た、引張荷重が大きくなると、XYステージ9を移動し
難くなるためである。
When the XY stage 9 cannot be moved when a tensile load exceeding the load set by the load setting device 17 is applied, the eccentricity is determined by the difference signal (the difference signal S).
1 (S2)) / (average value of all strain gauges). Therefore, the value of the eccentricity decreases as the tensile load increases and the strain of the dummy test piece TD increases, that is, the tensile load This is because the eccentricity becomes so small that it becomes negligible as the value becomes larger. Also, when the tensile load becomes large, it becomes difficult to move the XY stage 9.

【0022】そして、このようにしてダミー試験片TD
の軸心Oと負荷軸X1,X2との芯出しを行った後、ダ
ミー試験片TDを上下つかみ具7,8から外して、試験
片Tを上下つかみ具7,8に把持して試験片Tの引張試
験を行うことにより、試験片Tには偏心による曲げ荷重
が作用することがなくなり、正確な引張試験を行うこと
ができる。
Then, in this manner, the dummy test piece TD
, The dummy test piece TD is detached from the upper and lower grips 7 and 8, and the test piece T is gripped by the upper and lower grips 7 and 8 to obtain a test piece. By performing the tensile test of T, a bending load due to eccentricity does not act on the test piece T, and an accurate tensile test can be performed.

【0023】このように、本実施の形態においては、ダ
ミー試験片TDを上下つかみ具7、8に把持して引張荷
重を作用させるのみで、負荷軸X1および負荷軸X2と
試験片Tの軸心Oとの芯出しを行うことができるため、
手間をかけることなく、しかも正確に試験片Tの軸心O
を負荷軸X1,X2と一致させることができ、正確な引
張試験を行うことができる。なお、この場合も、負荷荷
重が大きくなるにつれて偏心率が小さくなり、XYステ
ージ9の移動が困難になるため、所定荷重以下でのみ、
XYステージ9による芯出し作業を行う。また、ユニバ
ーサルジョイント20は省略しても同様の作用効果が得
られるものである。
As described above, in the present embodiment, only the dummy test piece TD is gripped by the upper and lower grips 7 and 8 and a tensile load is applied, and the axis of the load axis X1 and the load axis X2 and the axis of the test piece T are changed. Because it can be centered with the heart O,
The center O of the test piece T can be accurately measured without any trouble.
Can be matched with the load axes X1 and X2, and an accurate tensile test can be performed. In this case as well, the eccentricity decreases as the applied load increases, and the movement of the XY stage 9 becomes difficult.
The centering work by the XY stage 9 is performed. Even if the universal joint 20 is omitted, the same operation and effect can be obtained.

【0024】−第2の実施の形態− 次いで、本発明の第2の実施の形態について説明する。
図5は本発明の第2の実施の形態に係る材料試験機の構
成を示す図である。なお、図5において図1と同一の構
成には同一の参照番号を付し、詳細な説明は省略する。
本発明の第2の実施の形態は、上つかみ具7および下つ
かみ具8の他に、中間つかみ具18を備え、上つかみ具
7と中間つかみ具18とにより試験片Tを把持し、中間
つかみ具18と下つかみ具8とによりダミー試験片TD
を把持し、ダミー試験片TDに上述した歪みゲージ10
A〜10Dを貼付した点が上記第1の実施の形態と異な
るものである。なお、中間つかみ具18はダミー試験片
TDと試験片Tとの芯出しが行われるようにこれらを把
持する。
-Second Embodiment- Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a material testing machine according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
The second embodiment of the present invention includes an intermediate gripper 18 in addition to the upper gripper 7 and the lower gripper 8, and grips the test piece T with the upper gripper 7 and the intermediate gripper 18. The dummy test piece TD is formed by the gripper 18 and the lower gripper 8.
, And the above-described strain gauge 10 is attached to the dummy test piece TD.
The point that A to 10D are attached is different from the first embodiment. The intermediate grip 18 grips the dummy test piece TD and the test piece T so that the test piece T is centered.

【0025】次いで、本実施の形態の動作について説明
する。まず図5に示すように歪みゲージ10A〜10D
を貼付したダミー試験片TDを中間つかみ具18および
下つかみ具8間に把持するとともに、試験片Tを上つか
み具7および中間つかみ具18間に把持し、ねじ棹4を
所定方向に回転させる。これによりクロスヘッド5、す
なわち上つかみ具7が上昇し、試験片Tおよびダミー試
験片TDに引張荷重が作用する。この状態において、歪
みゲージ10A〜10Dより、ダミー試験片TDの歪み
に応じた歪み信号が差分器11に入力される。差分器1
1においては対角上にある歪みゲージ10A,10Cか
ら出力される歪み信号の差分信号S1および歪みゲージ
10B,10Dから出力される歪み信号の差分信号S2
が算出される。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, as shown in FIG.
Is held between the intermediate gripper 18 and the lower gripper 8, the test piece T is gripped between the upper gripper 7 and the intermediate gripper 18, and the screw rod 4 is rotated in a predetermined direction. . As a result, the crosshead 5, that is, the upper grip 7 rises, and a tensile load acts on the test piece T and the dummy test piece TD. In this state, a strain signal corresponding to the strain of the dummy test piece TD is input to the differentiator 11 from the strain gauges 10A to 10D. Differentiator 1
In No. 1, the difference signal S1 of the strain signal output from the strain gauges 10A and 10C on the diagonal and the difference signal S2 of the strain signal output from the strain gauges 10B and 10D.
Is calculated.

【0026】そして上述した第1の実施の形態と同様
に、差分信号S1,S2に基づいて、差分信号S1,S
2の値が0となるようにXYステージ9を移動して上つ
かみ具7の負荷軸X1および下つかみ具8の負荷軸X2
とダミー試験片TDの軸心との芯出しを行う。このよう
にしてダミー試験片TDの軸心と負荷軸X1,X2との
芯出しを行いつつ、試験片Tを負荷することにより、試
験片Tには曲げ荷重が作用することがなくなり、正確な
引張試験を行うことができる。
Then, as in the first embodiment, the difference signals S1, S2 are determined based on the difference signals S1, S2.
The XY stage 9 is moved so that the value of 2 becomes 0, and the load axis X1 of the upper grip 7 and the load axis X2 of the lower grip 8 are moved.
And the axis of the dummy test piece TD are centered. By loading the test piece T while centering the axis of the dummy test piece TD and the load axes X1 and X2 in this way, the bending load does not act on the test piece T. A tensile test can be performed.

【0027】このように、第2の実施の形態において
は、中間つかみ具17を用いて、ダミー試験片TDおよ
び試験片Tを上下つかみ具7、8および中間つかみ具1
7に把持して引張荷重を作用させるのみで、試験片Tの
軸心と負荷軸X1および負荷軸X2との芯出しを行うこ
とができるため、手間をかけることなく、しかも正確に
試験片Tの軸心を上下つかみ具7,8の負荷軸X1,X
2と一致させつつ正確な引張試験を行うことができる。
As described above, in the second embodiment, the intermediate grip 17 is used to hold the dummy test piece TD and the test piece T on the upper and lower grips 7 and 8 and the intermediate grip 1.
7, the center of the test piece T and the load axis X1 and the load axis X2 can be centered only by applying a tensile load. Axis X1, X of the upper and lower grips 7, 8
2 and an accurate tensile test can be performed.

【0028】なお、上記第1および第2の実施の形態に
おいては、荷重設定器17により設定された荷重以上の
引張荷重が作用したときには、XYステージ9の移動を
禁止するようにしているが、とくに禁止しなくともよ
い。
In the first and second embodiments, the movement of the XY stage 9 is prohibited when a tensile load greater than the load set by the load setting device 17 is applied. It is not necessary to prohibit.

【0029】また、上記実施の形態においては、下つか
み具8とXYステージ9とを接続しているが、XYステ
ージ9をクロスヘッド5に取り付けて、上つかみ具7と
XYステージ9とを接続してもよい。この場合、下つか
み具8はロードセル6を介してテーブル2に取り付けら
れる。さらに、上実施の形態においては、ねじ棹式の負
荷機構を有する材料試験機について説明したが、それ以
外の各種の材料試験機にも本発明を適用することができ
る。
In the above embodiment, the lower grip 8 and the XY stage 9 are connected. However, the XY stage 9 is attached to the crosshead 5, and the upper grip 7 and the XY stage 9 are connected. May be. In this case, the lower grip 8 is attached to the table 2 via the load cell 6. Further, in the above embodiment, the material testing machine having the screw rod type load mechanism has been described, but the present invention can be applied to other various material testing machines.

【0030】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、上下つかみ具7,8が第1および第2のつかみ具
を、歪みゲージ10A〜10Dおよび差分器11が偏心
検出手段を、XYステージ9が移動テーブルを、Xモー
タ16AおよびYモータ16Bが移動制御手段を、切換
スイッチ14A,14B、比較器15および荷重設定器
17が禁止手段をそれぞれ構成する。
In the correspondence between the above embodiment and the claims, the upper and lower grips 7 and 8 are the first and second grips, the strain gauges 10A to 10D and the differentiator 11 are the eccentricity detecting means, and the XY stage Reference numeral 9 denotes a movement table, the X motor 16A and the Y motor 16B constitute movement control means, and the changeover switches 14A and 14B, the comparator 15, and the load setting device 17 constitute inhibition means.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1の
発明によれば、第1および第2のつかみ具の負荷軸と試
験片の軸心との偏心を検出して、この検出結果に基づい
て試験片の軸心と第1および第2のつかみ具の負荷軸と
を一致させるように、移動テーブルを移動するようにし
たため、試験片を把持して負荷するのみで何等手間をか
けることなく試験片の軸心と第1および第2のつかみ具
の負荷軸とを一致させることができ、これにより、効率
よく試験片の芯出しを行うことができる。
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the eccentricity between the load shafts of the first and second grips and the axis of the test piece is detected, and the detection result is obtained. The moving table is moved so that the axis of the test piece coincides with the load axes of the first and second gripping tools based on the above, so that it takes a lot of time only by gripping and loading the test piece. Thus, the axis of the test piece and the load axes of the first and second grips can be made to coincide with each other, whereby the test piece can be efficiently centered.

【0032】請求項2の発明によれば、ダミー試験片と
第1、第2および第3のつかみ具の負荷軸との偏心を検
出して、この検出結果に基づいて試験片およびダミー試
験片の軸心と第1、第2および第3のつかみ具の負荷軸
とを一致させるように移動テーブルを移動するようにし
たため、試験片およびダミー試験片を把持して負荷する
のみで、何等手間を掛けることなく試験片の軸心と第
1、第2および第3のつかみ具の負荷軸とを一致させる
ことができ、これにより、効率よく試験片の芯出しを行
うことができる。
According to the second aspect of the present invention, the eccentricity between the dummy test piece and the load shafts of the first, second and third grips is detected, and the test piece and the dummy test piece are detected based on the detected results. The moving table is moved so that the axis of the shaft and the load axes of the first, second and third grips coincide with each other. , The axis of the test piece and the load axes of the first, second, and third grips can be made to coincide with each other, whereby the test piece can be efficiently centered.

【0033】請求項3の発明によれば、引張荷重が大き
くなり試験片の軸心と第1および第2あるいは第3のつ
かみ具の負荷軸との偏心率は無視できる程度に小さくな
ると、移動テーブルの移動を禁止するようにしたため、
偏心率が無視できるほど小さくなった場合に、試験機の
無駄な駆動を防止することができる。
According to the third aspect of the present invention, when the tensile load increases and the eccentricity between the axis of the test piece and the load axis of the first, second, or third gripping tool becomes negligibly small, the movement occurs. Because the movement of the table is prohibited,
When the eccentricity becomes so small as to be negligible, useless driving of the test machine can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る材料試験機の
全体構成を示す正面図
FIG. 1 is a front view showing an overall configuration of a material testing machine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のI−I線断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line II of FIG. 1;

【図3】本発明の第1の実施の形態に係る材料試験機の
制御装置を示すブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing a control device of the material testing machine according to the first embodiment of the present invention.

【図4】試験片の軸心と上下つかみ具の負荷軸とが偏心
した状態を示す図
FIG. 4 is a view showing a state in which the axis of the test piece and the load axis of the upper and lower grips are eccentric.

【図5】本発明の第2の実施の形態に係る材料試験機の
全体構成を示す正面図
FIG. 5 is a front view showing the overall configuration of a material testing machine according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 支柱 2 テーブル 4 ねじ棹 5 クロスヘッド 6 ロードセル 7 上つかみ具 8 下つかみ具 9 XYステージ 10A〜10D 歪みゲージ 11 差分器 15 比較器 16A Xモータ 16B Yモータ 17 荷重設定器 18 中間つかみ具 Reference Signs List 1 support 2 table 4 screw rod 5 cross head 6 load cell 7 upper grip 8 lower grip 9 XY stage 10A to 10D strain gauge 11 differentiator 15 comparator 16A X motor 16B Y motor 17 load setting device 18 intermediate grip

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のつかみ具を第2のつかみ具に対し
て負荷軸方向に離接させ、両つかみ具に両端を固定され
た試験片を負荷する材料試験機において、 前記試験片の軸心と前記第1および第2のつかみ具の負
荷軸との偏心を検出する偏心検出手段と、 前記第1および第2のつかみ具のいずれか一方を、前記
負荷軸に対して垂直に2次元的に移動させる移動テーブ
ルと、 前記偏心検出手段の検出結果に基づいて、前記試験片の
軸心と前記第1および第2のつかみ具の負荷軸とが一致
するように前記移動テーブルを移動させる移動制御手段
とを備えたことを特徴とする材料試験機。
1. A material testing machine in which a first gripper is separated from and brought into contact with a second gripper in a load axis direction and a test piece having both ends fixed to both grippers is loaded. An eccentricity detecting means for detecting an eccentricity between an axis and a load axis of the first and second grips; and providing one of the first and second grips perpendicularly to the load axis by two A moving table that moves in a three-dimensional manner, and based on a detection result of the eccentricity detecting means, moves the moving table so that an axis of the test piece and a load axis of the first and second gripping tools coincide. A material testing machine, comprising:
【請求項2】 第1のつかみ具を第2のつかみ具に対し
て負荷軸方向に離接させ、両つかみ具に両端を固定され
た試験片を負荷する材料試験機において、 前記第2のつかみ具とともにダミー試験片の両端を、前
記試験片の軸心と該ダミー試験片の軸心とが一致するよ
うに固定する第3のつかみ具と、 前記ダミー試験片の軸心と前記第1、第2および第3の
つかみ具の負荷軸との偏心を検出する偏心検出手段と、 前記第1および第2のつかみ具のいずれか一方を、前記
負荷軸に対して垂直に2次元的に移動させる移動テーブ
ルと、 前記試験片に負荷を加えつつ前記偏心検出手段の検出結
果に基づいて、前記ダミー試験片の軸心と前記第1、第
2および第3のつかみ具の負荷軸とが一致するように前
記移動テーブルを移動させる移動制御手段とを備えたこ
とを特徴とする材料試験機。
2. A material testing machine in which a first gripper is separated from and brought into contact with a second gripper in a load axis direction, and a test piece having both ends fixed to both grippers is loaded. A third gripper for fixing both ends of the dummy test piece together with the gripper so that the axis of the test piece and the axis of the dummy test piece coincide with each other; Eccentricity detecting means for detecting eccentricity of the second and third grips with the load axis, and one of the first and second grips is two-dimensionally perpendicular to the load axis. A moving table to be moved, and an axis of the dummy test piece and a load axis of the first, second, and third grips, based on a detection result of the eccentricity detection means while applying a load to the test piece. Moving control means for moving the moving table so as to match; Materials testing machine characterized by comprising.
【請求項3】 前記試験片への負荷が所定値以上となっ
たときに、前記移動テーブルの移動を禁止する禁止手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項1または2記載
の材料試験機。
3. The material testing machine according to claim 1, further comprising a prohibition unit for prohibiting the movement of the moving table when a load on the test piece becomes a predetermined value or more. .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011227007A (en) * 2010-04-23 2011-11-10 Shimadzu Corp Material testing machine
JP2012137398A (en) * 2010-12-27 2012-07-19 Shimadzu Corp Material testing machine
JP2021110645A (en) * 2020-01-10 2021-08-02 株式会社Subaru Compression test device

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