JPS6250639A - 高温・低温引張り試験機 - Google Patents

高温・低温引張り試験機

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JPS6250639A
JPS6250639A JP19100085A JP19100085A JPS6250639A JP S6250639 A JPS6250639 A JP S6250639A JP 19100085 A JP19100085 A JP 19100085A JP 19100085 A JP19100085 A JP 19100085A JP S6250639 A JPS6250639 A JP S6250639A
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temperature
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cooling
test piece
heater
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JP19100085A
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Juichi Kawaguchi
川口 重一
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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〕 この発明は、試験片を真空中において加熱もしくは冷却
しながらそれに対して引張り試験を行なう高温・低温引
張り試験機に関する。
〔従来の技術〕
液体天然ガスの送液用ポンプや貯蔵用タンク等に使用さ
れる低温用鋼材は、−160℃という極低温の負荷環境
において所定の強度を有しておらねばならず、蒸気ター
ビンに用いられる高温用鋼材は、たとえば600℃とい
う高温の負荷環境において所定の強度を保有しておらね
ばならない。
前記した低温もしくは高温の負荷環境における使用材料
の強度を保証するため、通常大気圧下の恒温槽の内部に
試験片を収め、この試験片に液体窒素等からなる冷媒を
直接もしくは間接的に接触させることにより所定の極低
温に保ちながら行なうクリープ試験装置、または試験片
を誘導加熱もしくは抵抗加熱により直接加熱したり、電
熱ヒータにより加熱したりすることによって所定の高温
に保ちなかに行なうクリープ試験装置を用いて強度のテ
ストがなされている。
しかし、近時種々様々な複合環境下で使用される材料が
増えて来ており、それらの条件で試験する要求も増えて
来ている。、たとえば1O−4P8程度の真空下で、1
00℃程度の高温に−さらされ、それ以外ではたとえば
一155℃程度の低温にさらされるというものであり、
従来このような負荷環境をシュミレートしながら試験片
に引張り試験を行なうことができる引張り試験機は国内
では提供されていない。
〔発明が解決しようとする問題点3 4人。
このような現場において宇宙空間のような複合的な負荷
環境すなわち真空下における所定の加熱冷却パターンで
の高温ならびに低温状態で試験片の強度テストをなし得
る引張り試験機の実現が要望されている。この発明は前
記要望に応え、試験片を真空中において加熱もしくは冷
却を行ないながら、試験片に引張り試験をなし得る高温
・低温引張り試験機を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、前記した課題を解決するための技術的手段
として高温・低温引張り試験機をつぎのように構成した
。すなわち、引張り試験片をその両端部でつかみ固定す
る一対のチャックにベロー部を介して取り付けられた真
空チャン内 バと、この真空チャンバ欄において前記試験片の外周面
を囲繞し、内部を冷却媒体が貫流する冷却ジャケットと
、前記真空チャンバ内に配設されたヒータと、前記試験
片の温度を検出する温度センサと、この温度センサから
の検出信号により予め記憶させた所定の加熱冷却パター
ンに基づいて前記冷却ジャケットへの冷却媒体の貫流量
および前記ヒータへの通電量を制御する制御回路とを備
えることによって構成されている。
〔作  用〕
この発明にかかる高温・低温引張り試験機は以上のよう
に構成されているので、真空排気系に接続され、たとえ
ば10−’Pa程度の真空に保たれた真空チャンバ内で
、引張り試験片の外周面を囲繞する冷却ジャケットへの
冷却媒体の貫流量ならびに試験片のまわりに配設される
ヒータへの通電量を、制御回路によってそれぞれ調節し
、試験片を所定の加熱・冷却パターンどおりに加熱・冷
却しながら引張り試験を行なうことができる。
〔実 施 例〕
以下、この発明にかかる実施例について図面を参照しな
がら説明する。
第1図はこの実施例装置の要部の構成を示す模式説明図
である。たとえば丸棒状の試験片Pが上、千両端部でチ
ャック1.2に保持され、これら各チャック1.2を介
して図示されていない引張り試験機にセットされる。こ
の試験片Pを、たとえば10−’Paの真空空間に保持
するため真空排気系(図示せず)に接続された真空チャ
ンバ3がそれに設けられたベロー部4.5を介してチャ
ック1,2に、真空を保持しながら、試験片Pの引張り
試験時に生ずる伸びに対応するチャック1,2の上下方
向の移動を干渉しないようにされて取り付けられている
。試験片Pには、チャック1.2の近傍に冷却ジャケッ
ト6.7が取り付けられているとともに、これら面冷却
ジャケット6.7の中間に、ヒータ8が試験片Pを取り
巻くように設けられている。
冷却ジャケット6.7は、第5図に示すように、2つ割
り形でフランジ部を互いに締結ボルトでとじ合せること
によって試験片Pに固定でき、第6図にみられるように
冷却媒体たとえば液体窒素をそのレザーバから矢印方向
に貫流させ、伝導伝熱によって試験片Pを冷却するよう
にされている。ニクロム線がコイル状にまかれたヒータ
8は、試験片Pを囲むように真空チャンバ3に取り付け
られ、内周部が開放された環状反射筐体9の内部に収め
られており、ヒータ8からの放射熱と、その反射筐体9
による反射熱との両者で試験片Pを加熱するようにされ
ている。
第7図はこの装置における冷却ジャケット6.7および
ヒータ8の温度制御回路の1例をブロック図で示したも
のであるが、冷却ジャケット6.7には、液体窒素のレ
ザーバ10から、それに内蔵されている気化ガス圧ポン
プにより、押し出された液体窒素が電磁開閉弁11を経
で二分され、第6図に示すように質流後外部に放出され
るようになっている。そして電磁開閉弁11は、マイク
ロコンピュータ12と接続されているインターフェース
13から出力される弁駆動信号によって0N−OFF制
御がなされ、所望の流量が得られるようにされている。
ヒータ8は可変抵抗器14に接続されていて、その抵抗
値を同じくインターフェース13からの出力信号によっ
て変化させ、所望の通電量がヒータ8に供給されるよう
になっている。
さらに試験片Pには、その表面温度を検出する温度セン
サ15が取り付けられており、この温度センサ15がイ
ンターフェース13に接続されている。
このように構成された温度制御回路は、マイクロコンピ
ュータ12に予めインプットされた、たとえば第8図に
示すような試験片Pの冷却加熱パターンにもとづいて、
冷却ジャケット6゜7およびヒータ8による試験片Pの
冷却と加熱とを制御し、前記した真空下において高温な
らびに低温にさらされるという複合的な負荷環境をシュ
ミレートすることができる。
第2図ないし第4図は、この発明にかかる前記とはそれ
ぞれ別な実施例装置の要部の構成を示す模式説明図であ
る。
第2図の別な実施例が第1図のものと相違する点は、冷
却ジャケット6.7がチャック1.2のつかみ位置のそ
れぞれ外側で試験片Pに固定されていることである。
第1図に示した固定位置であると、試験片Pの伸びが、
冷却ジャケット6.7およびそれぞれの冷却媒体用フレ
キシブルチューブによって干渉されるため、小荷重の場
合試験結果に影響するが、第2図のものでは小荷重にお
いても正確な引張り試験を行なうことができる。
第3図の別な実施例装置は、ヒータ81.82を冷却ジ
ャケット6.7の周りに取り付け、冷却ジャケット6.
7の内部に冷媒を貫流させず。
その気化ガスのみが存在している状態でヒータ81.8
2により冷却ジャケット6.7および内部ガスを放射伝
熱および伝導伝熱によって加熱し。
冷却ジャケット6.7を介して伝導伝熱により試験片P
を加熱するようにしたもので、試験片Pに温度センサ、
伸びを測定する変位計などをセットするのに都合がよい
。第4図の別な実施例装置は冷却ジャケット6″、7′
を加熱用にも利用する点で第3図のものと類似している
が、冷却ジャケット6′、7′自身の加熱を効率よく迅
速に行なうために、たとえばシーズヒータ83゜84が
冷却ジャケット6′、7′自身にジグザグ状に鋳ぐるま
れでいるものである。
なお冷却ジャケット6.7に貫流される媒体は、場合に
よって水も用いられるが、極低温の冷却を必要とする場
合には、前記した液体窒素以外に液体ヘリウム(−26
9℃近傍まで冷却可能)が用いられる。
〔効  果〕
この発明にかかる高温・低温引張り試験機においては試
験片に対し真空下における所定の加熱冷却パターンで高
温ならびに低温状態を保ち、真空および温度条件の複合
的な負荷環境のシュミレーションを高精度に、かつ容易
に遂行でき、新素材の研究開発に寄与することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の1実施例である高温・低温引張り
試験機の要部の構成を示す模式説明図、第2図、第3図
および第4図は第1図の実施例装置とはそれぞれ相違す
る別な実施例装置の要部の構成を示す模式説明図、第5
図は第1図に示した実施例装置の冷却ジャケットおよび
反射筐体の装着状態を示す斜視図、第6図は冷却ジャケ
ットの外形平面図、第7図は第1図に示した実施例装置
における温度制御回路の1例を示すブロック図、第8図
は試験片の加熱冷却パターンの1例を示した線図である
。 1.2・・・チャック、 3・・・真空チャンバ、4.
5・・・ベロー部、 6.7・・・冷却ジャケット、6
j、71・・・冷却ジャケット・ 8・・・ヒータ、81.82・・・ヒータ、83、84
・・・シーズヒータ、 9・・・反射筐体、   11・・・電磁開閉弁、12
・・・マイクロコンピュータ、 13・・・インターフェース、 14・・・可変抵抗器、  15・・・温度センサ。 代理人 弁理士 間 宮 武 雄 第1図   第2図 第3図    第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 引張り試験片をその両端部でつかみ固定する一対のチャ
    ックにベロー部を介して取り付けられた真空チャンバと
    、この真空チャンバ内において前記試験片の外周面を囲
    繞し、内部を冷却媒体が貫流する冷却ジャケットと、前
    記チャンバ内に配設されたヒータと、前記試験片の温度
    を検出する温度センサと、この温度センサからの検出信
    号により、予め記憶させた所定の加熱冷却パターンに基
    づいて前記冷却ジャケットへの冷却媒体の貫流量及び前
    記ヒータへの通電量を制御する制御回路とを備えてなる
    高温・低温引張り試験機。
JP60191000A 1985-08-29 1985-08-29 高温・低温引張り試験機 Expired - Lifetime JPH0735992B2 (ja)

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