JPS5938601A - 材料の変位測定器 - Google Patents
材料の変位測定器Info
- Publication number
- JPS5938601A JPS5938601A JP14899482A JP14899482A JPS5938601A JP S5938601 A JPS5938601 A JP S5938601A JP 14899482 A JP14899482 A JP 14899482A JP 14899482 A JP14899482 A JP 14899482A JP S5938601 A JPS5938601 A JP S5938601A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- test
- test specimen
- shape
- displacement measuring
- rods
- 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.)
- Pending
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は材料の機械的性質を求めるための材料試験１例
えば繰返し荷重を負荷する疲労試験などのように１被試
験体に生ずる材料の変形挙動を計測する変位測定器に関
する。
えば繰返し荷重を負荷する疲労試験などのように１被試
験体に生ずる材料の変形挙動を計測する変位測定器に関
する。
通常材料試験に用いられている変位測定器は、果すべき
機能として負荷され庭被試験体の変形挙動を検知するの
−に十分な精度が必要であるのは勿論、同時に、変形量
自体全てきるだけ広範囲に測定できることが望まれてい
る。
機能として負荷され庭被試験体の変形挙動を検知するの
−に十分な精度が必要であるのは勿論、同時に、変形量
自体全てきるだけ広範囲に測定できることが望まれてい
る。
各種材料強度試験の中で、例えば引張・圧縮力を繰返し
負荷する疲労試験は、通常第１図に示す形状の試験片と
変位測定器を用いて実施している。
負荷する疲労試験は、通常第１図に示す形状の試験片と
変位測定器を用いて実施している。
第１図において試験片１は圧縮力による座屈を防ぐため
に砂時計型としその最小断面部に所定のひずみ量あるい
は応力が生じるように、試験片上下の掴み部に葡垂が加
えられる。変位測定器の構成は第１図に示す如く、試験
片１と接触してひずみ量を検出する２本の検出棒２をス
ペーサ３で固定しである。さらにストレンゲージ４を検
出棒２上でスペーサ３近くに貼着する。
に砂時計型としその最小断面部に所定のひずみ量あるい
は応力が生じるように、試験片上下の掴み部に葡垂が加
えられる。変位測定器の構成は第１図に示す如く、試験
片１と接触してひずみ量を検出する２本の検出棒２をス
ペーサ３で固定しである。さらにストレンゲージ４を検
出棒２上でスペーサ３近くに貼着する。
以上の如き従来の変位測定器は、通常検出棒２の材料と
して耐食性に富むステンレス鋼や、弾性変形特性のすぐ
れたバネ材料などが使用されている。しかしながら、こ
れらの材料は一般の金属材料がそうであるように、余り
に大きなひずみを与えると塑性変形が生じ、変位測定器
としての機能を果せなくなるという問題がある。すなわ
ち変位測定器は限られた弾性ひずみ領域でのみ十分な精
度を有するものであるから、変位測定器の装着によって
検出棒材料の弾性ひずみ範囲を超えてしまう程試験片の
原直径が大きい場合は、その直径寸法に適した検出棒先
端の間隔を有する別の変位測定器を準備しておかねばな
らなくなる。このように従来の変位測定器を使用する場
合には、試験片の直径寸法をおる範囲に限定するか、あ
るいは異なる直径を有する試験片を用いての試験に対し
ては、それぞれの試験片に適した数個の変位測定器を準
備するかであるが、いずれにしても前者は試験片の制約
を受け、また後者は変位測定器にかべろ費用の増大と、
試験片直径が変る都度、変位測定器を交換する作業が加
わり、試験能率が劣るという欠点があった。
して耐食性に富むステンレス鋼や、弾性変形特性のすぐ
れたバネ材料などが使用されている。しかしながら、こ
れらの材料は一般の金属材料がそうであるように、余り
に大きなひずみを与えると塑性変形が生じ、変位測定器
としての機能を果せなくなるという問題がある。すなわ
ち変位測定器は限られた弾性ひずみ領域でのみ十分な精
度を有するものであるから、変位測定器の装着によって
検出棒材料の弾性ひずみ範囲を超えてしまう程試験片の
原直径が大きい場合は、その直径寸法に適した検出棒先
端の間隔を有する別の変位測定器を準備しておかねばな
らなくなる。このように従来の変位測定器を使用する場
合には、試験片の直径寸法をおる範囲に限定するか、あ
るいは異なる直径を有する試験片を用いての試験に対し
ては、それぞれの試験片に適した数個の変位測定器を準
備するかであるが、いずれにしても前者は試験片の制約
を受け、また後者は変位測定器にかべろ費用の増大と、
試験片直径が変る都度、変位測定器を交換する作業が加
わり、試験能率が劣るという欠点があった。
本発明の目的は上述の欠点を除去し、種々の直径寸法を
有する材料の試験に対しても、これらと接触を保ち、し
かも試験片の変位に追従して前記の機能を発揮できる変
位測定器を提供することにある。すなわち本発明は種々
の異る直径寸法を有する試験片に対しても、それぞれに
適した変位測定器を選定する必要がなく、共通の変位測
定器を使用して広範囲の試験片寸法にわたって、材料強
度試験を円滑に遂行できるようにしたものであり、本発
明では特にひずみ検出棒に形状記憶合金を用いることに
よりこれを達成している。
有する材料の試験に対しても、これらと接触を保ち、し
かも試験片の変位に追従して前記の機能を発揮できる変
位測定器を提供することにある。すなわち本発明は種々
の異る直径寸法を有する試験片に対しても、それぞれに
適した変位測定器を選定する必要がなく、共通の変位測
定器を使用して広範囲の試験片寸法にわたって、材料強
度試験を円滑に遂行できるようにしたものであり、本発
明では特にひずみ検出棒に形状記憶合金を用いることに
よりこれを達成している。
こ＼で形状記憶合金について若干説明する○形状記憶効
果とは、ある合金が高温状態における形状を記憶してい
るので、低温で変形した後加熱することによって記憶形
状に戻る現象をいう。金属学の用語にしたがってこの形
状記憶効果を説明すると、マルテンザイト変態開始温度
（Ｍ ｓ点）以下においてこの合金を塑性変形し、その
後オーステナイト変態終了温度（Ａｆ点）以上に加熱す
ると、塑性変形を受けたマルテンサイト相が母相に逆変
態することに起因して元の形状に戻ることである。オー
ステナイト母相は高弾性を有するので、元の形状に戻る
際大きな回復力を生じる。逆変態温度は合金系およびそ
の組織によって異り、例えば形状記憶合金として代表的
な強度、耐食性に優れている５０原子乃Ｔｉ−５０原子
％Ｎｉ合金は８０°Ｃ附近である。実用上はこの変態点
より３０°Ｃ〜５０℃高い温度で用いるのが好都合であ
る。他に実用的な形状記憶合金としてはＣｕ −Ｚ ｎ
−Ａ Ｉ系合金などがある。
果とは、ある合金が高温状態における形状を記憶してい
るので、低温で変形した後加熱することによって記憶形
状に戻る現象をいう。金属学の用語にしたがってこの形
状記憶効果を説明すると、マルテンザイト変態開始温度
（Ｍ ｓ点）以下においてこの合金を塑性変形し、その
後オーステナイト変態終了温度（Ａｆ点）以上に加熱す
ると、塑性変形を受けたマルテンサイト相が母相に逆変
態することに起因して元の形状に戻ることである。オー
ステナイト母相は高弾性を有するので、元の形状に戻る
際大きな回復力を生じる。逆変態温度は合金系およびそ
の組織によって異り、例えば形状記憶合金として代表的
な強度、耐食性に優れている５０原子乃Ｔｉ−５０原子
％Ｎｉ合金は８０°Ｃ附近である。実用上はこの変態点
より３０°Ｃ〜５０℃高い温度で用いるのが好都合であ
る。他に実用的な形状記憶合金としてはＣｕ −Ｚ ｎ
−Ａ Ｉ系合金などがある。
次に本発明を実施例に基き説明する。
第２図は引張・圧縮を経返す疲労試験における試験片周
辺の状況を示したものであるが、変位測定器の構成は第
１図と同じであシ、ｉた第１図と同一符号は同一名称を
表わしている。第２図において第１図と異なる所は、変
位測定器の２本の検出棒２に形状記憶効果を有する５ｏ
原子％Ｔｉ−５０原子％Ｎｉ合金を用いたことてあり、
これらゲスペーサ３で固定し、スペーサ３寄りにストレ
ンゲ−ジ４ｆ！ｃ検出棒２に貼着している。ストレンゲ
ージ４からは図示してないリード線を、やはり図示して
ない計測椅へ導く。壕だ第２図では材料試ＰＡ機の関係
は省略しである。なお第１図、第２図に示すように、検
出棒２の試験片に接触する部分は、点接触とするため丸
棒とし、ストレンゲージ貼付部は表面ひずみ測定のため
に板状どしてあり、検出棒２は全体として段付きの形状
になっている。
辺の状況を示したものであるが、変位測定器の構成は第
１図と同じであシ、ｉた第１図と同一符号は同一名称を
表わしている。第２図において第１図と異なる所は、変
位測定器の２本の検出棒２に形状記憶効果を有する５ｏ
原子％Ｔｉ−５０原子％Ｎｉ合金を用いたことてあり、
これらゲスペーサ３で固定し、スペーサ３寄りにストレ
ンゲ−ジ４ｆ！ｃ検出棒２に貼着している。ストレンゲ
ージ４からは図示してないリード線を、やはり図示して
ない計測椅へ導く。壕だ第２図では材料試ＰＡ機の関係
は省略しである。なお第１図、第２図に示すように、検
出棒２の試験片に接触する部分は、点接触とするため丸
棒とし、ストレンゲージ貼付部は表面ひずみ測定のため
に板状どしてあり、検出棒２は全体として段付きの形状
になっている。
今試験温歴が１２０℃であり、この温度のシリコーン油
槽に浸漬して疲労試ＭＩを行なう場合について述べる。
槽に浸漬して疲労試ＭＩを行なう場合について述べる。
−１：ず変位測定器をセットした試験片１が容器５内に
位置するようにし、試験片の変位測定部が浸漬する程度
にシリコーン油６を容器５内に入れる。検出棒２に用い
る形状記憶合金は、２本の検出棒２の試験片に接する部
分の間隔が試験片直径より小さくなるように形状を記憶
させておき、形状記憶合金は室温で塑性変形が容易なの
で、試験片にセットするときは 前述の２本の検出棒の
間隔を広げて試験片に接触するようにはさみセットする
。その後シリコーン油を１２０’（、ｊで、図示してな
いヒータによって加熱するが、このとき検出棒は形状記
憶効果が働いて記憶形状に復帰しようとするので、この
回復力により試験片を締めっけ、しかも弾性的性質を有
するため、変位測定器は試験期間中宮に試験片と接触を
保ち、試験片の変位に追随しているから、伸び計として
の機能を確実に果すのである。
位置するようにし、試験片の変位測定部が浸漬する程度
にシリコーン油６を容器５内に入れる。検出棒２に用い
る形状記憶合金は、２本の検出棒２の試験片に接する部
分の間隔が試験片直径より小さくなるように形状を記憶
させておき、形状記憶合金は室温で塑性変形が容易なの
で、試験片にセットするときは 前述の２本の検出棒の
間隔を広げて試験片に接触するようにはさみセットする
。その後シリコーン油を１２０’（、ｊで、図示してな
いヒータによって加熱するが、このとき検出棒は形状記
憶効果が働いて記憶形状に復帰しようとするので、この
回復力により試験片を締めっけ、しかも弾性的性質を有
するため、変位測定器は試験期間中宮に試験片と接触を
保ち、試験片の変位に追随しているから、伸び計として
の機能を確実に果すのである。
第３図は第１図、第２図とは異る試験片の実施例を示し
、破壊靭性試験における試験片に適用した例である。こ
の場合も第１図、第２図と同−符号は同一名称を表わし
ている。寸だ試験温度は第２図の場合と同じであるが、
第３図では昇温装置および材料試験機は省略しである。
、破壊靭性試験における試験片に適用した例である。こ
の場合も第１図、第２図と同−符号は同一名称を表わし
ている。寸だ試験温度は第２図の場合と同じであるが、
第３図では昇温装置および材料試験機は省略しである。
試験方法は第３図において、試験片１に開口部Ａを有す
るスリットを設け、このスリットの上下に引張荷重をか
けてスリットを開口させ、その開口量に基き破壊靭性値
を求めるものであり、この試験ではｒ４１１０部Ａの変
形挙動を迎１定する。変位測定器は第４図の如き形状と
し、形状記憶合金を用いた検出棒２を平板状となし、そ
の先端の間隔を試験片の初期開口寸法より大きく設定し
、この状態に記憶させておく。このようにした変位測定
器を試験片にセットするときは、検出棒先端に設けた爪
部７を試験片開口部近傍においてねじ８で固定した取付
金具９に当接させるが、その際検出棒の記憶形状より先
端の間隔をせばめてセットすることになる。したがって
試験時には昇温により検出棒先端の間隔は開く方向に作
用し、負荷による試験片の開口が進んでも、検出棒の形
状記憶効果のために、変位測定器は試験期間を通じて接
触状態を維持するこことができる。同様に、開口部Ａの
開口変位量が非常に大きい材料の試験片に対しても、そ
の開口変位量、より検出棒先端の間隔を十分大きく記憶
させておけば、変位測定器は試験片に確実に接触を保ち
つ５、その変位に追従する０で、極めて精度の高い試験
を実施することができる。
るスリットを設け、このスリットの上下に引張荷重をか
けてスリットを開口させ、その開口量に基き破壊靭性値
を求めるものであり、この試験ではｒ４１１０部Ａの変
形挙動を迎１定する。変位測定器は第４図の如き形状と
し、形状記憶合金を用いた検出棒２を平板状となし、そ
の先端の間隔を試験片の初期開口寸法より大きく設定し
、この状態に記憶させておく。このようにした変位測定
器を試験片にセットするときは、検出棒先端に設けた爪
部７を試験片開口部近傍においてねじ８で固定した取付
金具９に当接させるが、その際検出棒の記憶形状より先
端の間隔をせばめてセットすることになる。したがって
試験時には昇温により検出棒先端の間隔は開く方向に作
用し、負荷による試験片の開口が進んでも、検出棒の形
状記憶効果のために、変位測定器は試験期間を通じて接
触状態を維持するこことができる。同様に、開口部Ａの
開口変位量が非常に大きい材料の試験片に対しても、そ
の開口変位量、より検出棒先端の間隔を十分大きく記憶
させておけば、変位測定器は試験片に確実に接触を保ち
つ５、その変位に追従する０で、極めて精度の高い試験
を実施することができる。
以上説明した如く、本発明によれば材料の変位測定器の
ひずみ検出棒に形状記憶合金を用いることにより次の効
果が得られる。
ひずみ検出棒に形状記憶合金を用いることにより次の効
果が得られる。
１）従来の変位測定器では使用限界を超えるような異な
る原直径の試験片に対しても、１個の伸び計を共用でき
、したがって試験片寸法に対する変位測定器の適用範囲
が広くなり、変位測定器の交換に要する繁雑さもなく、
材料試験の能率向上のみならず、変位測定器に要する費
用も低減できる。
る原直径の試験片に対しても、１個の伸び計を共用でき
、したがって試験片寸法に対する変位測定器の適用範囲
が広くなり、変位測定器の交換に要する繁雑さもなく、
材料試験の能率向上のみならず、変位測定器に要する費
用も低減できる。
２）従来の変位測定器では、検出棒に大きなひずみ′（
Ｉｌ−力えることは好ましくないので、十分な精度を得
るためには、検出棒先端の初期間隔を試験片の取付寸法
に則して、僅かしかせはめたり広げたりすることが許さ
れなかった。このため試験片に生じ、測定の信頼性に欠
ける場合があったが、適切な変態温度を有する形状記憶
合金を選択して用いれば、検出棒先端の初期間隔を設定
するために大きな変形を与えても、形状記憶効果による
強い回彷力のために、十分々接触力を生ずるので安定し
た高精朋の測定ができる。
Ｉｌ−力えることは好ましくないので、十分な精度を得
るためには、検出棒先端の初期間隔を試験片の取付寸法
に則して、僅かしかせはめたり広げたりすることが許さ
れなかった。このため試験片に生じ、測定の信頼性に欠
ける場合があったが、適切な変態温度を有する形状記憶
合金を選択して用いれば、検出棒先端の初期間隔を設定
するために大きな変形を与えても、形状記憶効果による
強い回彷力のために、十分々接触力を生ずるので安定し
た高精朋の測定ができる。
なお本発明は一例として金属材料の機械的強度試験にし
ばしば行なわれている疲労試駆及び破壊靭性試験を挙げ
て説明したが、有機材料など固体材料であれば、その変
形挙動を測定するのに形状記憶合金の性質を世うことの
ない環境において、変位測定器と被試験体とを接触させ
て測定する場合には適用できるものであり、また例えば
温度の上昇に伴なう材料の変形すなわち熱膨張による変
形などについても、形状記憶合金の使用温度範囲ならば
、本発明の思想に基き適用し得ることは勿論である。
ばしば行なわれている疲労試駆及び破壊靭性試験を挙げ
て説明したが、有機材料など固体材料であれば、その変
形挙動を測定するのに形状記憶合金の性質を世うことの
ない環境において、変位測定器と被試験体とを接触させ
て測定する場合には適用できるものであり、また例えば
温度の上昇に伴なう材料の変形すなわち熱膨張による変
形などについても、形状記憶合金の使用温度範囲ならば
、本発明の思想に基き適用し得ることは勿論である。
第１図は疲労試験にセットする変位測定器の概念図、第
２図は疲労試験時における試験片と変位測定器周辺の説
明図、第３図は破壊靭性試験における試験片と変位測定
器の取付状態を示す説明図、第４図は破壊靭性試験に用
いる変位測定器の概念図である。 １・・ 試験片、２・・・・検出棒、３・・・・・スペ
ーサ、４・・・・・ストレンゲージ、５・・ ・容器、
６・・ ・シリコン油、７・・・・・爪部、８ ・・ね
じ、９・・・・・取付金具 骨１閃 ？２閃
２図は疲労試験時における試験片と変位測定器周辺の説
明図、第３図は破壊靭性試験における試験片と変位測定
器の取付状態を示す説明図、第４図は破壊靭性試験に用
いる変位測定器の概念図である。 １・・ 試験片、２・・・・検出棒、３・・・・・スペ
ーサ、４・・・・・ストレンゲージ、５・・ ・容器、
６・・ ・シリコン油、７・・・・・爪部、８ ・・ね
じ、９・・・・・取付金具 骨１閃 ？２閃
Claims (1)
- 材料の変形に伴って、その変形の大きさを測定する器具
であって、前記材料と接触を保ち、かつ前記利料の変形
に追従させる検出部に形状記憶合金を用いることを特徴
とする材料の変位測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14899482A JPS5938601A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 材料の変位測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14899482A JPS5938601A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 材料の変位測定器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5938601A true JPS5938601A (ja) | 1984-03-02 |
Family
ID=15465322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14899482A Pending JPS5938601A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 材料の変位測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5938601A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6253306U (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-02 | ||
| JP2016033462A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | 住ベリサーチ株式会社 | 板片支持部材セットおよび線膨張係数測定方法 |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP14899482A patent/JPS5938601A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6253306U (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-02 | ||
| JP2016033462A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | 住ベリサーチ株式会社 | 板片支持部材セットおよび線膨張係数測定方法 |
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