JPS61277032A - 引張試験方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は材料の引張強さの試験方法に係り、特に従来引
張試験機を用いて試験を行なうことが困難であった中空
脆性材料及び中実脆性材料の強度を測定することを可能
とする引張試験方法に関する。

［背景技術とそのＷＩ題点］ 従来、標準的な引張試験機を用いて脆性材料の引張り強
度を測定する場合、材料の脆さ故に次のような問題点が
ある。中実材料の場合、試料支持部に応力集中が生じて
破壊に至る場合がある。このため試料と保持装置の間に
ＢＮ粉、アルミ箔などを介することにより密着させて、
応力集中を防ぐことが行なわれる。中空薄肉管の場合、
支持装置の締め付けにより破壊を起すことがあり、測定
は困難である。また、引張試験における荷重方向が試料
中心軸から僅かにずれていても曲げやせん断応力を生じ
、正確な強度の測定ができない、このため試料のひずみ
を測定する等の方法で、荷重方向と材料中心軸とのずれ
を防ぐための調整が必要である。

以上のように、脆性材料はその性質故に引張試験が難免
しいことから、曲げ強度のデータが主であった。しかし
、開発、設計の現場では引張り強度のデータがより有益
であり、また他の金属材料との比較も容易となるため、
標準的な引張試験機による引張り強さの測定が容易に行
なえる方法が求められていた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、標準的な引張試験機を用いて脆性材料
の引張り強さの測定を容易にする引張試験方法を提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明は、
標準的な引張試験機による脆性材料からなる試料の引張
り試験において、試料両端の本来試験機に取り付けられ
る部分に靭性補助部材を接着剤を用いて接着し、この部
材を介して荷重を試料へ伝えることにより、試料の応力
集中による破壊を防ぎ、さらに靭性補助部材は試料と共
に回動自在とする接続機構、たとえば一方が自由に回動
可能な継手、他方がロープ等の可撓性細長部材を介して
引張試験機に接続され、引張荷重を加えた場合に荷重方
向と試料中心軸がずれるのを容易に防いで、前記目的を
達成しようとするものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。こ゛
こにおいて各実施例の同一もしくは相当構成部分には同
一符号を用い、説明を省略もしくは簡略にする。

第１図は本発明の引張試験方法を中空薄肉管の引張試験
に適用した第１の実施例である０図において試料１は脆
性材料であるところのＣＶＤ法で製造されたセラミック
ス中空薄肉管であり、金属、丸棒２，３は靭性補助部材
であり、接着剤を用いて試料ｌの両端に接着される。金
属丸棒２の上端は試料ｌの下端の内径より僅かに小さい
径に加工され、試料ｌに充分深く挿入された形で接着さ
れており、下端にはピン４を介してシャックル５が取付
けられている。金属丸棒３の下端は試料１の上端の内径
より僅かに小さい径に加工され、試料ｌに充分深く挿入
された形で接着されており、上端は、固定を確実にする
ためのグリップフェイス６をもつチャック７によって締
付は固定されている。さらに、チャック７は自在継手８
を介して図示しない引張試験機に取付けられ、この自在
継手８以下シヤツクル５に至る一連の部分は自在継手８
にぶらさがる状態で自由に回動可能である。

一方、前記引張試験機と一体に設けられた基台９には固
定具ｌＯが固定され、その固定具１０に取付けられたビ
ン１１とシャックル５には可撓性細長部材としての、両
端を通常の方法で輪に加工したロープ１２が掛けられて
おり、引張試験機から基台９までが連結される。この際
、ロープ１２の端末はクリップやクランプ等で輪状に加
工される。

このような構成において引張試験を行なうには、図示し
ない引張試験機の一方の引張力印加部に基台９を取り付
けるとともに、他方の引張力印加部に自在継手８を取り
付け、引張試験機を通常通り動作させればよい。

上述のような本実施例によれば１次のような効果がある
。すなわち、引張試験機を動作させる場合、自在継手８
以下の試料ｌを含む一連の部分はロープ１２によって中
心軸と荷重方向が一致するように方向を定められ、試料
ｌの両端は金属丸棒２．３と広い面積でそれぞれ接着さ
れているため、試料１は端部での応力集中を受けること
なく一軸引張荷重を受けることになる。このため、今ま
で困難であった脆性材料の中空薄肉管の引張試験も可能
となる。

なお、本実施例の実施にあたり、試料ｌと金属丸棒２，
３との間の接着部分での応力集中を極力避けたい場合に
は、例えば第２図に示されるように金属丸棒２の先端を
カップ状にくり抜き、辺縁部分２Ａでの変形が起こりや
すくしてやることで、応力集中を逃がすようにする。ま
た金属丸棒３についても同様である。

第３図は１本発明の方法を中実丸棒の引張試験に適用し
た第２の実施例である。

図において試料ｌは脆性材料の中実丸棒であり、金属丸
棒２，３は靭性補助部材である。金属丸棒２の上面は、
試料ｌの下端の外径より僅かに大きい径に加工され、試
料１が充分深く挿入された形で接着されており、下端は
ピン４を介して、図示しないが第１の実施例と同様なシ
ャックルが取付けられている。　金属丸棒３の下面は、
試料ｌの上端の外径より僅かに大きい径に加工され。

試料１に充分深く挿入された形で接着されており、上端
は１図示しないが第１の実施例と同様なチャックによっ
て締付は固定されている。

以下、第１図と同様に金属丸棒３はチャックと自在継手
を介して引張試験機に接続され、ピン４は、シャックル
、ロープ、ピン、固定具を介して基台に接続される。

このような本実施例によっても前記第１の実施例と同様
な効果が得られ、金属材料の引張試験データとの比較が
容易に行なえる。

第４図は、本発明の方法を中実丸棒の高温試験に適用し
た第３の実施例である。

図において、試料ｌの中央部には赤外線イメージ炉１３
が設けられ、試料ｌの中央部を約１８００度Ｃまで加熱
することが可能である。この赤外線イメージ炉１３の上
下は開放されているので対流による放熱を防ぐため遮熱
板１４．１５が設けられている。さらに、試料１の温度
上昇による接着剤の劣化を防ぐた゛めに、試料ｌと金属
丸棒２゜３との接着部分を挟みこむように、２分割可能
な中空水冷管１６，１７が取付けられる。これには図示
しない冷水管が接続され、冷水が供給される。また、こ
の部分の温度上昇を避けるために、中空水冷管１６．１
７と試料１の一部分を断熱材１８．１９で被う、・ これら以外の部材、すなわち、試料１．金属丸棒２，３
及びそれらに連なる装置の全体は第１図と同様である。

本実施例の方法によれば赤外線イメージ炉１３による局
所的な加熱であり、加熱時間が短く、また装置も標準的
な引張試験機をそのまま用いることができ、セラミック
スなど高温での利用が考えられている材料の高温引張試
験が容易に行なうことができる０作業は極めて容易とな
る。

゛なお、前記各実施例に用いられ秦試料１は、前記各実
施例の形状に限定されるものではなく、たとえば第１の
実施例における中空薄肉管の代りに中空厚肉丸棒、中空
角柱などが試験可能であり、また第２の実施例における
中実丸棒の代りに中空厚肉丸棒、中実角柱などが試験可
能である。さらに第３の実施例においては、前記第１、
第２の実施例で試験可能な試料ｌはすべて試験可能であ
るが、試料ｌが中空である場合は、試料１内の中空部分
にも断熱材を充填して金属丸棒２．３との接続部に熱が
伝わるのを防ぐ。

また、ＷＳ２）第３の実施例において、試料１と金属丸
棒２，３との接続部は、第１の実施例のように、金属丸
棒２．３の先端部をテーパ状に形成して応力集中に対応
させることもできる。

さらに、前記実施例において可撓性細長部材としてロー
プ１２を用いたが、これはチェーン、ベルト等他の部材
でもよく、要するに可撓性のある細長い部材であればよ
い。

［本発明の効果］ 以上のように本発明によれば、標準的な引張試験機を用
いた脆性材料の引張試験が容易になる、という効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の側面図、１ｓ２図は第
１の実施例における要部の構造例を示す拡大断面図、第
３図は第２の実施例の側面図、第４図は第３の実施例の
側面図を示すものである。 ｌ・・・試料、２．３・・・靭性補助部材としての金属
丸棒、４・・・ピン、５・・・シャックル、７・・・チ
ャック、８・・・自在継手、９・・・基台、ｌＯ・・・
固定具、ｌｌ・・・ピン、１２・・・可撓性細長部材と
してのロープ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）脆性材料からなる試料を引張試験機により引張り
   強さの測定を行なう引張試験方法において、試料の両端
   に靭性補助部材を接着材を用いて接着するとともに、そ
   の靭性補助部材を試料と共に自由に回動可能とする接続
   機構を介して引張試験機に装着することを特徴とする引
   張試験方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、試料と靭性補助
   部材が自由に回動可能とする接続機構として一端を自由
   継手、他端を可撓性細長部材を用いることを特徴とする
   引張試験方法。