JPS5812540B2 - キンゾクハクヘンノヒツパリシケンホウホウ オヨビ ソノタメノソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属薄片試料の引張り試験方法とそのための
装置に関するものである。

金属薄片試料の試験において、それの正確かつ再現性の
有る結果を得ることは極めて困難であることが知られて
おり、かつその結果は通常は誤りが多くかつ信頼できな
いものである。

近年この問題の重大性が増大してきた。

その理由は構造設計における進歩によって、例えばロケ
ットのブースター用の表皮部のようなものにより薄い金
属製カバーが使用されるようになったからである。

これらの金属薄片の極端な容積対外表面比は上記の問題
をさらに悪化させただけであり、また一貫性がありかつ
正確な引張り値を得ることをより一層困難にした。

この発明の方法は、試験用の試料を引張り試験機に設置
する前に、試料の側縁部が平行でかつきずが無くなるま
で加工し、この加工を施した試料を間隔をへだてた両把
持用端部材間で一直線上に心合せして整合し、その整合
した試験用試料の端部を、該試験用試料の両方の側部に
かつ該試料の平面に対して垂直に設けられた雌溝を上記
各々の把持部材に取付けかつ上記雌溝を上記引張り試験
機の対向するジョー（連結器）に取付けられた二つの雄
部材に連結させることから成っている。

再現性がありかつ正確な結果を得るについての最も重要
な要素は試料の面積の縮少区域の端縁部である。

その縁部に対する些細なきずは、もしそれがひっかき傷
、切傷、へこみ等のものであっても初期早期破損を引き
起すことになりかねない。

実際、その欠陥の効果は極めて微妙であるため試験は全
ての面で正常な様相を呈するであろう。

さらに終始一貫して矛盾がなく正確な試験結果を得るた
めの第二の最も重要な要素は引張り試験機のジョーに対
する試料の直線性にあることがわかっている。

もし試料が精密に一直線に配設（以下、整合と称す）さ
れていない場合には、純粋な引張りによるよりはむしろ
「引裂き」により切断することになろう。

試料が適正に整合していない場合の試験結果は非常な誤
解を生じることになる。

なぜなら、得られる強度や延びの値が低くなるというこ
と以外には、全ての面において正常な様相を呈するから
である。

この発明の方法においては必要な整合を行うために効果
的な特殊な整合手段を用いているのである。

この発明の整合装置は、縦方向底壁および該底壁と一体
となった二つの直立した側壁を有する整合箱と、上記直
立側部間において上記整合箱の一端部に配置された第１
の取外し可能な把持用端部材と、上記整合箱の反対側端
部に配置された第２の取外し可能な把持用端部材と、上
記第１の把持用端部材を上記箱内にしつかりと止着する
第１の手段、および上記第２の把持用端部材を上記箱内
にしつかりと止着する第２の手段から構成されており、
上記第１および第２の杷持用端部材は、試験用試料の対
向する両端部を受入れかつこの試料を上記箱の直立側部
に隣接した上記把持用端部材の側部に平行に整合させる
ための手段を備えており、上記第１および第２の把持用
端部材が各々互いに向き合った雌溝の側部に雄部材を受
入れるための手段を有し、かつ上記各々の雌溝の手段が
、上記試験用試料の両側部にかつその試料平面に垂直に
位置付けされていることを特徴とするものである。

下記の手順は実質的にきずを持たない縁部、すなわち裸
眼で見た場合に縁部に欠陥やきずが見当らない試験用試
料を作成する好適な方法を説明するものである。

厚さ０．００５インチ（０．０１３センチ）よりも薄い
金属薄片試料、例えば２１−６−９ステンレススチール
は１０インチ（２５．４センチ）対５／８インチ（１．
５８８センチ）に剪断される。

同じ取付けにおいて、０．０１〜０．０１５インチ（０
．０２５センチ〜０．０３８センチ）の厚さのアルミニ
ューム製シム（はさみ金）は５／８インチ（１．５８８
センチ）に剪断される。

この剪断はきれいに、すなわち刻み目をつけたりへこみ
をつくらぬように、なされなければならず、試料とシム
をそれぞれ等しく一致させ正確に積み重ねることができ
るようにしなければならない。

次に試料とシムとをたがいに積み重ねて、積み終えた状
態でシムが最外部に来るようにしなければならない。

この積み重ねたものを［テンシルカット」 （ Ｔｅｎ
ｓｉｌｅｋｕｔ ）の取付具の中に配置し、その積み重
ね部材を一方の縁部と下方にボルトを有する保持器に平
行に並べ次に締め付ける。

テンシルカットの機械を用いて試料を、ワンパス（１回
）当り０．００５インチ（０．０１３センチ）を越えな
いように小さな割合で機械加工を施して所望の寸法の幅
に減少させる。

最終寸法に近づくと送りを０．００３インチ（０．００
８センチ）に落し、試料は滑らかな縁部を得るために徐
々に切削される。

この工程において、試料は厚みのある方の側はそのまま
にしておく、これは以下記載の仕上げ作業中に材料をい
く分除去することができるようにするためである。

一般的には０．５０５〜０．５０８インチ（１．２８３
〜１．２９０センチ）が望ましい。

次に上記パック（積み重ねた一組）を治具から外して試
料をシムから離す。

シムは棄てられ、試料の縁部は手仕上げによるかまたは
６００番砥石（グリット）の３インチ（ ７． ６ ２
０センチ）またはそれ以上寸法のドラムサンダで仕上
げられる。

この後者の作業はテンシルカットの治具により形成され
た輪郭を保持しかつ不均一な研磨によって起るアンダー
カットを防止するため、連続的な全ストロークを利用し
て行われることが必須である。

通常は機械加工跡を取るのには一または二回のパスがあ
れば十分である。

次に仕上げは引き続き目のこまかいクロッカス（黄色の
みがき粉）付の布を用いて手で研磨して行われる。

数回往復運動させれば通常ではぎざぎざや、かけ目や他
のきずの全くない縁部が形成されるには十分である。

次に寸法を取り２インチ（５．０８０センチ）のゲージ
マークが付される。

本発明による装置を用いた上記の試料のアラインメント
（整合）についての一実施例を図面に従って説明する。

第１図を参照すると、２つの直立側部５および７および
基部３から成る整列箱１の両端部にはねじ１３および１
５によってかたく止着された把持用端部材９および１１
が配置されている。

引張り試験用試料８を整合（一直線配装）させるため上
記整列箱１には、第２図に示すように、把持用端部材９
および１１の中間の整列箱１の基部のところに該部材９
および１１から等間隔に隔間し、縦方向中央に該試料を
載置する溝を有する整合部材１７が組み込まれている。

第３図から第５図はこの発明の把持用端部材９および１
１をさらに詳細に図示したものである。

各把持用端部材はおのおの長方形基部２１およびそれと
一体となった２つの直立側部２３および２５から成り全
体を符号１９で総括的に示した本体から成っている。

本体１９にねじ３２および３３で止着された頂部２７が
本体におゝいかぶさるように二つの直立側部材２３およ
び２５上に載っている。

従って、本体１９と頂部２７とが試験用試料が上に載置
式れる基部３７を包含し該試料端部が配置される空所３
５を有するユニットを形成している。

空所３５の基部３７は全体としてユニットの頂部と底部
との間のほゞ中間の深さのところにある。

基部３７上には剛性固定圧力板３９が設けられ、これに
よって試料の端部を挿入するためのスロットの口（細長
い開口）４１が確保される。

圧力板３９の上に覆い被さるようにたわみ圧力板３１が
設けられている。

たわみ圧力板３１および固定圧力板３９を作動させるソ
ケットヘッド止めねじ４３が頂部２７を貫通している。

スロットの口４１を２分してかつ雄部材を受入れるため
本体１９と頂部２７のすぐ下方に垂直に延ひるくさび形
の雌溝４５が刻設されている。

第６図および第７図は上述の雌溝４５と連結するための
ナイフエッジ式の雄部材である杷持用端部ホルダー（保
持具）を詳細に示したものである。

第６図および第７図の把持用端部ホルダーはハンドル部
分４７およびそれと一体と成し全体を符号４９で総括的
に示す二又状フォーク部分とから成っている。

フォーク部分４９の端部５１および５３は内側方向に突
出して各々同一平面内に位置したナイフエッジ状部５９
および６１を有する雄部材５５と５７を持っている。

突出した雄部材５５および５７の端部間の距離は試験用
試料の平らな方の面に対して横断させている杷持用端部
材９と１１の側部間の距離よりもいく分わずかに短くな
っている。

ナイフエッジ状部５９および６１は、試料の端部がスロ
ット４１内に配置された時、引張り試験用試料から等距
離でかつその試料の両側部においてくさび形雌溝と協働
する。

使用時に際しては、まず最初に把持用端部材９および１
１を整合箱１の両端部に配置して、かつそれぞれねじ部
材１３および１５によって前記整合箱１にしつかりと止
着する。

次に上述のように縁部にきずが付かないように処理した
引張り試料を整合箱５に組込まれた整合部材１７上に載
せかつ把持用端部材９および１１のそれぞれのスロット
の口４１内に挿入する。

把持用端部材９および１１中のソケットヘッド止めねじ
４３を締めることによりたわみ圧力板３１を作動し、そ
れにより次に剛性圧力板３９を押圧して引張り試験用試
料の端部を杷持用端部材に固定する。

次にねじ１３および１５を弛め、かつ端部材９および１
１とともに引張り用試料を外してからそれを把持用端部
ホルダー４９中に設置してボルト６７によりその中に締
付けて固定する。

ホルダー４９は第８図に示すように引張り試験機（図示
せず）のジョー６３および６５内に互いに対向して一直
線上に整合した状態に前以って取付けられている。

それぞれの雄および雌溝のナイフエッジ部を以上のよう
に配置することにより、負荷を加えるに際して試料のせ
まくなっている中央の面全体に亘って応力分布を即時に
一様化することができる。

好ましくは最初に約２ポンドから５ポンドの小さなプレ
ロード（予荷重）を前以って加えて整合性を再チェック
することである。

もし不整合であることが検出された場合は試料は置きな
おされる。

試料が満足できる状態に設置されかつプレロードが加え
られた後、試験機械の把持部内にぴったり適合したＵ形
ホルダ内の締め付けねじを試料把持用部材に対して締め
付け、それによって試験中の試料を正しく整合させてお
くことができる。

次に伸び計が取付けられる。

この試料の縁にいかなる損傷も与えることがないように
再び細心の注意を払う必要がある。

次に試料を１分当り０．００５インチ（０．０１３セン
チ）の歪率で引張る。

試料は標点距離の３分の１の中程で破壊する。

このパターンから外れた場合、もしとくに数値が低い場
合には注意深く観察すべきである。

最後に試験結果を算出する。

本発明の実施の態様を列挙すれば大旨以下のとおりであ
る。

１．試験用の試料の対向両端部を受入れるための各々の
把持用端部材がスロットであることを特徴とする、前記
特許請求の範囲第１項記載の金属薄片の引張り試験用装
置。

２，各々の把持用端部材が、長方形の基部およびそれと
一体の直立した２つの側部から成る本体と、試験用の試
料の端部を挿入するためのスロットを形成するために上
記本体上に覆い被さるように設けた頂部と、および挿入
された試験用の試料を杷持用端部材中に固く止着するた
め上記頂部に組合された手段とから成っていることを特
徴とする前記第１項記載の金属薄片の引張り試験用装置
。

３．試験用の試料の挿入された端部を固く止着するため
に上記頂部と組合された手段が、剛性圧力板と、該剛性
圧力板上に設けたたわみ圧力板と、上記たわみ圧力板お
よび上記剛性圧力板を、作動させるための上記頂部に設
けたねじ手段とから成っていることを特徴とする、前記
第２項記載の金属薄片の引張り試験用装置。

４．雌手段がナイフエッジ式雌部材でありかつ雄手段は
ナイフエッジ式雄部材であり、上記雌部材が上記スロッ
トに垂直にかつそのスロットの各々の側部に配置されて
いることを特徴とする、前記第１項記載の金属薄片の引
張り試験用装置。

５．試験用試料の上記対向両端部を受入れかつ試験用試
料を整合させるため各々の把持用端部材に設けた手段が
スロットであることを特徴とする、前記第４項記載の金
属薄片の引張り試験用装置。

６．各々の把持用端部材が、長方形基部およびそれと一
体の直立した２つの側部から成る本体と、試験用の試料
の端部を挿入するためのスロットを形成するために上記
本体上に覆い被さるように設けた頂部と、挿入された試
験用の試料を把持用端部材中に固く止着するため上記頂
部に組合された手段と、から成ることを特徴とする、前
記第４項記載の金属薄片の引張り試験用装置。

７．試験用の試料の挿入された端部を止着するために上
記頂部と組合された手段が、剛性圧力板と該剛性圧力板
上に設けたたわみ圧力板、および上記たわみ圧力板およ
び上記剛性圧力板を作動させるため上記頂部に設けたね
じ手段、から構成されていることを特徴とする、前記第
６項に記載された金属薄片の引張り試験用装置。

８．試料の側縁部をワンパスにつき、０．００５インチ
より大きくない程度の割合で機械加工を施して所望の幅
にまで切削し、仕上げ寸法に近づいた段階ではワンパス
当り０．００３インチより大きくない程度の割合になる
ように機械加工を抑え、かつ試料の余分な肉厚部がわず
かに残る程度まで機械加工を続けてから縁部を研磨砂で
研磨して所望の幅にすることによって加工を完了させる
ことを特徴とする、試料を用いた、特許請求の範囲第２
項に記載された金属薄片の引張り試験方法。

９．雌手段はナイフエッジ式の雌部材でありかつ雄手段
が、ナイフエッジ式の雄部材であり、上記ナイフエッジ
式雌部材は上記スロットの各々の側部上にかつそのスロ
ットに対して垂直に配置されることを特徴とする、前記
第８項記載の金属薄片の引張り試験方法。

１０．上記加工を施した試料を整合させる段階が上記把
持用端部材を取付けかつ引張り試験機の上記ジョーに取
付けられた上記試験用の試料に対して整合させる手段を
有する、上記把持用端部材を縦方向底壁およびそれと一
体を成す直立した２つの側壁から成る整合箱の相対向す
る両端部に配置し、上記把持用端部材を互いに上記整合
箱中に対向して取付け、試験用試料を上記把持用端部材
間で、かつ上記箱の直立側部に隣接した上記把持用端部
材の側部に平行に整合させ、試験用の試料の端部をそれ
に取付けた試験用の試料と一緒に整合箱から取外すこと
から成ることを特徴とする、前記第８項記載の金属薄片
の引張り試験方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は整合箱とその中に配置された把持用端部材およ
び、それらの間と引張り試料を止着した状態を示す平面
図、第２図は把持用端部材を取外した状態の第１図に示
す装置の端面図、第３図は本発明に用いられる把持用端
部材の側面図、第４図は第３図に示す把持用端部材の上
面図、第５図は第３図に示す把持用端部材の端面図、第
６図は第３図から第５図に示す把持用端部材の雌溝と連
結する好適な雄部材の正面図、第７図は第６図に示す雄
部材の側面図、第８図は試験の準備ができた引張り試験
機のジョーに取付けられた試験用試料の透視図である。 図中、符号；１・・・整合箱、３・・基部、５，７・・
・直立した側部、９，１１・・・把持用端部材、１３，
１５・・・ねじ、８・・・引張り用試料、１７・・・引
張り用試料の整合を補助するために組み込まれた部材、
１９・・・把持用端部材の本体、２１・・・長方形基部
、２３．２５・・・直立した側部、２７・・・頂部、３
５・・・空所、３２ ． ３３・・・ねじ、３７・・・
基部、３１・・・たわみ圧力板、３９・・・剛性固定圧
力板、４１・・・スロット、４３・・・ソケットヘッド
止めねじ、４５・・・くさび形雌溝、４７・・・ハンド
ル部分、４９・・・フォーク状部分、５１ ．５３・・
・フォーク状部材の端部、５５，５７・・・雄部材、５
９．６１・・・ナイフエッジ状部、６３，６５・・・引
張り試験機用のにぎシ部、６７・・・ボルトを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 縦長の底壁とこれと一体となった２つの直立側壁と
   から成る整列箱と、前記直立側壁間で該箱の一端に配置
   された第１の把持用端部材と、該箱の他端に同様に配置
   された第２の把持用端部材と、前記第１の把持用端部材
   を該箱に止着する装置と、同じく前記第２の把持用端部
   材を該箱に止着する装置と、試験用試料を該箱の直立側
   壁に隣接した前記把持用端部材の側部に平行に整置する
   ための該箱の中央部に配設された整合部材とから構成さ
   れ、前記第１および第２の把持用端部材が前記試料の対
   向両端部を受け入れる手段を備え、更に該部材がその対
   向する内端面において該部材の側面と平行で前記試料の
   平面に対して垂直方向に雌溝を刻設した事を特徴とする
   金属薄片の引張り試験のための装置。 ２ 試験用試料を引張り試験機のジョーに取り付けて試
   料が破壊するまで逓増的な引張り力を加えその結果を算
   出する金属薄片試料の引張り試験において、上記試料を
   機械に取り付ける前にその側縁部が平行で且つきずが無
   くなるまでに加工し、その後縦長の底壁とこれと一体と
   なった２つの直立側壁とから成る整列箱の両端に配設さ
   れた把持用端部材に該試料の両端を前記把持用端部材の
   側部に平行になるように保持せしめ、次いで前記箱から
   該把持用端部材を試料と共に取り出し、前記把持用端部
   材の対向する内端面にその側面と平行に且つ前記試料の
   平面に対して垂直方向に刻設された雌溝を前記試験機の
   ジョ一端部内面に対向して突出する雄部材に係合せしめ
   る工程から成る事を特徴とする金属薄片の引張り試験方
   法。