JPH0627005A - 試験片における変形および亀裂長さを測定する方法とその装置 - Google Patents
試験片における変形および亀裂長さを測定する方法とその装置Info
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- JPH0627005A JPH0627005A JP31445191A JP31445191A JPH0627005A JP H0627005 A JPH0627005 A JP H0627005A JP 31445191 A JP31445191 A JP 31445191A JP 31445191 A JP31445191 A JP 31445191A JP H0627005 A JPH0627005 A JP H0627005A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 汎用的に採用できコスト的に有利であり正確
な測定結果が得られるような試験片又は試験体における
変形および又は亀裂長さを測定する方法およびその装置
を提供する。 【構成】 試験片８０又はこの試験片に結合された要素
８１に相対間隔を隔てて配置された少なくとも２つの透
光個所８９に少なくとも１つの光帯９３が当たり、試験
片８０又は試験体を荷重した際に透光個所８９を通過す
る光線の相対運動が評価される。少なくとも１つの光
源、試験片８０に又はこの試験片に結合された要素８１
に相対間隔を隔てて配置された少なくとも２つの透光個
所８９、および透光個所８９に付属された少なくとも１
つの感光要素９５を有している。
な測定結果が得られるような試験片又は試験体における
変形および又は亀裂長さを測定する方法およびその装置
を提供する。 【構成】 試験片８０又はこの試験片に結合された要素
８１に相対間隔を隔てて配置された少なくとも２つの透
光個所８９に少なくとも１つの光帯９３が当たり、試験
片８０又は試験体を荷重した際に透光個所８９を通過す
る光線の相対運動が評価される。少なくとも１つの光
源、試験片８０に又はこの試験片に結合された要素８１
に相対間隔を隔てて配置された少なくとも２つの透光個
所８９、および透光個所８９に付属された少なくとも１
つの感光要素９５を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試験機において試験片
又は試験体における変形および又は亀裂長さを測定する
方法とその装置に関する。
又は試験体における変形および又は亀裂長さを測定する
方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】引張り試験において光拡散性、不透明性
あるいは透明性の材料表面ないし対象物表面における位
置変化に伴うひずみの経過を光電式で非接触測定する方
法は、ヨーロッパ特許第Ｂ１−００２３６４３号公報で
公知である。この場合照明装置によって光線例えば高い
光線密度のレーザ光線が発生され、投影光学機器によっ
て対象物表面に走査点が発生される。複雑な走査方法お
よび評価方法によってひずみの経過が再現される。
あるいは透明性の材料表面ないし対象物表面における位
置変化に伴うひずみの経過を光電式で非接触測定する方
法は、ヨーロッパ特許第Ｂ１−００２３６４３号公報で
公知である。この場合照明装置によって光線例えば高い
光線密度のレーザ光線が発生され、投影光学機器によっ
て対象物表面に走査点が発生される。複雑な走査方法お
よび評価方法によってひずみの経過が再現される。
【０００３】レーザ光源および信号処理装置により構造
部品における長さ変化を非接触式に測定する方法および
その装置の場合、その断面積あるいは測定隙間が測定す
べき長さ変化によって制御できる絞りが利用されてい
る。絞りの断面積によって制御される光の強さが検出さ
れ、電気信号に変換され、長さ変化として評価される
（ヨーロッパ特許第Ａ１−０２５５５５２号公報参
照）。この方法の場合に正確な測定結果を得るために、
光源の光の強さは常に一定でなければならない。
部品における長さ変化を非接触式に測定する方法および
その装置の場合、その断面積あるいは測定隙間が測定す
べき長さ変化によって制御できる絞りが利用されてい
る。絞りの断面積によって制御される光の強さが検出さ
れ、電気信号に変換され、長さ変化として評価される
（ヨーロッパ特許第Ａ１−０２５５５５２号公報参
照）。この方法の場合に正確な測定結果を得るために、
光源の光の強さは常に一定でなければならない。
【０００４】試験機において試験片又は試験体における
変形を測定する別の方法（ドイツ連邦共和国特許第３７
２０２４８号公報参照）の場合、光源の光線を評価電子
回路に接続されている位置検出器に導く試験片に配置さ
れた反射鏡が利用されている。これによって試験片のひ
ずみあるいは試験片における変形が検出できる。試験片
又は試験体における変形を非接触式に測定する別の方法
（まだ未公開のドイツ連邦共和国特許出願第４００２２
９３．５号参照）の場合、試験片に光線を発する要素が
配置されている。この光線は位置検出器に導かれ、試験
片に取り付けられた要素の位置変化が位置検出器におけ
る光点の変位を生じさせ、この光点の変位は評価電子回
路において評価される。
変形を測定する別の方法（ドイツ連邦共和国特許第３７
２０２４８号公報参照）の場合、光源の光線を評価電子
回路に接続されている位置検出器に導く試験片に配置さ
れた反射鏡が利用されている。これによって試験片のひ
ずみあるいは試験片における変形が検出できる。試験片
又は試験体における変形を非接触式に測定する別の方法
（まだ未公開のドイツ連邦共和国特許出願第４００２２
９３．５号参照）の場合、試験片に光線を発する要素が
配置されている。この光線は位置検出器に導かれ、試験
片に取り付けられた要素の位置変化が位置検出器におけ
る光点の変位を生じさせ、この光点の変位は評価電子回
路において評価される。
【０００５】文献「実験的応力解析ハンドブック(Handb
uch fur experiementelle Spannungsanalyse」、Christ
of Rohrbach 博士著、ＶＤＩ−Verlag社(Dusseldorf)
１９８９年出版の第４３３〜４３４頁において、高速で
連続して発光する複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が測
定目標物に取り付けられている測定装置が知られてい
る。そのＬＥＤから発せられる光線は、評価回路に接続
されている位置検出器に当てられる。しかしこの測定装
置は速い運動経過に対しては不適当であり、線形性の大
きな狂いのために大きなひずみに対してしか利用できな
い。
uch fur experiementelle Spannungsanalyse」、Christ
of Rohrbach 博士著、ＶＤＩ−Verlag社(Dusseldorf)
１９８９年出版の第４３３〜４３４頁において、高速で
連続して発光する複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が測
定目標物に取り付けられている測定装置が知られてい
る。そのＬＥＤから発せられる光線は、評価回路に接続
されている位置検出器に当てられる。しかしこの測定装
置は速い運動経過に対しては不適当であり、線形性の大
きな狂いのために大きなひずみに対してしか利用できな
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、汎用
的に採用できコスト的に有利であり正確な測定結果が得
られるような試験片又は試験体における変形および又は
亀裂長さを測定する方法およびその装置を提供すること
にある。
的に採用できコスト的に有利であり正確な測定結果が得
られるような試験片又は試験体における変形および又は
亀裂長さを測定する方法およびその装置を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの目的
は、試験片に又はこの試験片に結合された要素に相対間
隔を隔てて配置された少なくとも２つの透光個所に少な
くとも１つの光帯が当たり、試験片又は試験体を荷重し
た際に透光個所を通過する光線の相対運動が評価される
ことを特徴とする測定方法、および少なくとも１つの光
源、試験片に又はこの試験片に結合された要素に相対間
隔を隔てて配置された少なくとも２つの透光個所、およ
び透光個所に付属された少なくとも１つの感光要素を有
していることを特徴とする測定装置によって達成され
る。
は、試験片に又はこの試験片に結合された要素に相対間
隔を隔てて配置された少なくとも２つの透光個所に少な
くとも１つの光帯が当たり、試験片又は試験体を荷重し
た際に透光個所を通過する光線の相対運動が評価される
ことを特徴とする測定方法、および少なくとも１つの光
源、試験片に又はこの試験片に結合された要素に相対間
隔を隔てて配置された少なくとも２つの透光個所、およ
び透光個所に付属された少なくとも１つの感光要素を有
していることを特徴とする測定装置によって達成され
る。
【０００８】本発明に基づく試験機における試験片又は
試験体における変形および又は亀裂長さを測定する方法
およびその装置によれば、軸方向力、ねじり荷重、曲げ
荷重およびそれらの複合荷重により引き起こされる静的
および又は動的な変形を測定することができる。更に亀
裂の広がりも測定できる。本発明に基づく方法およびそ
の装置は従って汎用的に利用できる。更に本発明に基づ
く試験体の変形を測定するための装置は高動的試験に対
して適用される。
試験体における変形および又は亀裂長さを測定する方法
およびその装置によれば、軸方向力、ねじり荷重、曲げ
荷重およびそれらの複合荷重により引き起こされる静的
および又は動的な変形を測定することができる。更に亀
裂の広がりも測定できる。本発明に基づく方法およびそ
の装置は従って汎用的に利用できる。更に本発明に基づ
く試験体の変形を測定するための装置は高動的試験に対
して適用される。
【０００９】試験片に又はこれに結合された要素に透光
個所が配置されていることによって別の利点が得られ
る。これにより試験片に電子部品を配置する必要がなく
なり、従って非常に頑丈になる。
個所が配置されていることによって別の利点が得られ
る。これにより試験片に電子部品を配置する必要がなく
なり、従って非常に頑丈になる。
【００１０】本発明の有利な実施態様において、試験片
に結合された要素は板金として形成されている。この板
金は小さな質量を有しているので、高周波試験もでき
る。更に板金はコスト的に有利であり簡単に製造でき
る。
に結合された要素は板金として形成されている。この板
金は小さな質量を有しているので、高周波試験もでき
る。更に板金はコスト的に有利であり簡単に製造でき
る。
【００１１】本発明の別の実施態様において、板金は締
付けＵリンクによって試験片に取り付けられ、従って測
定基礎間隔はいつでも簡単に任意に調整できる。
付けＵリンクによって試験片に取り付けられ、従って測
定基礎間隔はいつでも簡単に任意に調整できる。
【００１２】測定基礎間隔が大きい場合、各透光個所に
光源および感光要素が付属できる。
光源および感光要素が付属できる。
【００１３】特に有利な実施態様において、感光要素は
位置検出器として形成される。この位置検出器は公知の
ように光電式位置検出器として形成される。これによっ
て、位置検出器に当てられる光点の位置を後置接続され
た評価電子回路で高い精度で検出することができる。
位置検出器として形成される。この位置検出器は公知の
ように光電式位置検出器として形成される。これによっ
て、位置検出器に当てられる光点の位置を後置接続され
た評価電子回路で高い精度で検出することができる。
【００１４】本発明の別の実施態様において、試験片に
結合された要素はそれぞれ貫通孔が設けられている力伝
達要素および又は接触設置要素として形成される。三点
曲げ試験の場合、試験片は２個のローラ上に支持され、
もう１個のローラを介して荷重される。この試験の際に
もともと配置されている接触設置兼力伝達要素に貫通孔
が設けられているので、試験片を荷重した際に生ずる変
形は補助部品を必要とせずに簡単に測定できる。
結合された要素はそれぞれ貫通孔が設けられている力伝
達要素および又は接触設置要素として形成される。三点
曲げ試験の場合、試験片は２個のローラ上に支持され、
もう１個のローラを介して荷重される。この試験の際に
もともと配置されている接触設置兼力伝達要素に貫通孔
が設けられているので、試験片を荷重した際に生ずる変
形は補助部品を必要とせずに簡単に測定できる。
【００１５】空調状態のもとで試験を行うために、試験
片の周りにハウジング例えば加熱室が配置され、その場
合、光源、位置検出器および評価電子回路はハウジング
の外側に配置される。
片の周りにハウジング例えば加熱室が配置され、その場
合、光源、位置検出器および評価電子回路はハウジング
の外側に配置される。
【００１６】以下図に示した実施例を参照して本発明を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１７】
【実施例】図には平形試験片として形成されている試験
片１が示されている。この試験片１は中央範囲が横断面
長方形をしており、両端範囲が幅広い横断面形状をして
いる。試験片１は両端範囲が適当な締付け装置によって
公知の試験機に、試験片１の長手軸線２が試験機の荷重
軸線と一致するように締付け固定されている。試験片１
の中央範囲には両幅広面の片側に試験片１の長手方向に
間隔を隔てて２個の板金テープ３，４が設けられてい
る。これらの板金テープ３，４はそれぞれ試験片１の側
の側面に接触刃１６を有している。板金テープ３，４の
試験片１の側の側面にはこの接触刃１６から間隔を隔て
て半球状の滑り要素１７が配置されている。両板金テー
プ３，４は例えば試験片１に締付け固定されているか貼
着されているか、あるいは別の方式で取り付けられてお
り、その場合板金テープ３，４は接触刃１６を介して試
験片１に固く結合され、滑り要素１７を介して試験片１
にゆるく接触している。接触刃１６の両接触個所の間隔
によって規定される距離Ａは一般的なひずみ検出器の測
定原理に相応している。
片１が示されている。この試験片１は中央範囲が横断面
長方形をしており、両端範囲が幅広い横断面形状をして
いる。試験片１は両端範囲が適当な締付け装置によって
公知の試験機に、試験片１の長手軸線２が試験機の荷重
軸線と一致するように締付け固定されている。試験片１
の中央範囲には両幅広面の片側に試験片１の長手方向に
間隔を隔てて２個の板金テープ３，４が設けられてい
る。これらの板金テープ３，４はそれぞれ試験片１の側
の側面に接触刃１６を有している。板金テープ３，４の
試験片１の側の側面にはこの接触刃１６から間隔を隔て
て半球状の滑り要素１７が配置されている。両板金テー
プ３，４は例えば試験片１に締付け固定されているか貼
着されているか、あるいは別の方式で取り付けられてお
り、その場合板金テープ３，４は接触刃１６を介して試
験片１に固く結合され、滑り要素１７を介して試験片１
にゆるく接触している。接触刃１６の両接触個所の間隔
によって規定される距離Ａは一般的なひずみ検出器の測
定原理に相応している。
【００１８】両板金テープ３，４は試験片１に、これら
が試験片１の一方の縁にぴったり接触し他方の縁より突
出しているように配置されている。板金テープ３，４の
試験片１の縁より突出している範囲にはそれぞれ１つの
貫通孔５，６が設けられている。貫通孔５，６の代わり
に別の貫通開口例えばスリットを板金テープ３，４に設
けることもできる。
が試験片１の一方の縁にぴったり接触し他方の縁より突
出しているように配置されている。板金テープ３，４の
試験片１の縁より突出している範囲にはそれぞれ１つの
貫通孔５，６が設けられている。貫通孔５，６の代わり
に別の貫通開口例えばスリットを板金テープ３，４に設
けることもできる。
【００１９】図２には試験片１における縦のひずみを測
定するための本発明に基づく装置が側面図で示され、こ
の場合、試験片１は断面図で示されている。点状の光源
８好適にはレーザ光源の光線７は、この光線７を光帯１
０の形に拡大する拡大レンズ９例えば円筒レンズに導
く。光帯１０は光線経路において試験片１およびそれに
固定された板金テープ３，４に投光する。板金テープ
３，４はそれぞれ貫通孔５，６を有しているので、これ
らの貫通孔５，６の直径に相応した光束１３，１４だけ
が板金テープ３，４の光帯１０と反対側の面から出て、
位置検出器１１，１２に当たる。板金テープ３，４の貫
通孔５，６は干渉が生じないような大きさに決められて
いる。
定するための本発明に基づく装置が側面図で示され、こ
の場合、試験片１は断面図で示されている。点状の光源
８好適にはレーザ光源の光線７は、この光線７を光帯１
０の形に拡大する拡大レンズ９例えば円筒レンズに導
く。光帯１０は光線経路において試験片１およびそれに
固定された板金テープ３，４に投光する。板金テープ
３，４はそれぞれ貫通孔５，６を有しているので、これ
らの貫通孔５，６の直径に相応した光束１３，１４だけ
が板金テープ３，４の光帯１０と反対側の面から出て、
位置検出器１１，１２に当たる。板金テープ３，４の貫
通孔５，６は干渉が生じないような大きさに決められて
いる。
【００２０】試験片１を力伝達ユニット（図示せず）を
介して矢印１５の方向に荷重した場合、試験片１の長さ
変化が生ずる。試験片１に固定された板金テープ３，４
が相応して長さ変化を生じ、その相対間隔が変化し、従
って貫通孔５，６の相対間隔も同様に変化するので、こ
の長さ変化は位置検出器１１，１２における光点の変位
として正確に表示される。位置検出器１１，１２は公知
のように光電式位置検出器として形成されており、位置
検出器に当てられる光点の位置を後置接続された評価電
子回路（図示せず）で高い精度で検出することができ
る。測定基礎間隔Ａおよび試験片１への力の導入が予め
分かっているので、光点の変位に基づいて簡単に試験片
１のひずみが求められる。正確で再生可能な測定結果を
得るために、板金テープ３，４はできるだけ小さな自重
でなければならず、試験中においてその試験片１におけ
る位置が変化してはならない。
介して矢印１５の方向に荷重した場合、試験片１の長さ
変化が生ずる。試験片１に固定された板金テープ３，４
が相応して長さ変化を生じ、その相対間隔が変化し、従
って貫通孔５，６の相対間隔も同様に変化するので、こ
の長さ変化は位置検出器１１，１２における光点の変位
として正確に表示される。位置検出器１１，１２は公知
のように光電式位置検出器として形成されており、位置
検出器に当てられる光点の位置を後置接続された評価電
子回路（図示せず）で高い精度で検出することができ
る。測定基礎間隔Ａおよび試験片１への力の導入が予め
分かっているので、光点の変位に基づいて簡単に試験片
１のひずみが求められる。正確で再生可能な測定結果を
得るために、板金テープ３，４はできるだけ小さな自重
でなければならず、試験中においてその試験片１におけ
る位置が変化してはならない。
【００２１】測定基礎間隔Ａが大きい場合、各板金テー
プ３，４に対してレーザおよび光線経路に後置接続され
た拡大レンズを設けることもできる。拡大レンズで発生
される光帯１０は、試験片１の無負荷状態並びに力が荷
重された状態即ち試験片１が縦に伸びた状態においても
光線１３，１４が板金テープ３，４の貫通孔５，６を通
り、従っていつでも光点の変位が位置検出器１１，１２
に表示され、評価されるように寸法づけられている。
プ３，４に対してレーザおよび光線経路に後置接続され
た拡大レンズを設けることもできる。拡大レンズで発生
される光帯１０は、試験片１の無負荷状態並びに力が荷
重された状態即ち試験片１が縦に伸びた状態においても
光線１３，１４が板金テープ３，４の貫通孔５，６を通
り、従っていつでも光点の変位が位置検出器１１，１２
に表示され、評価されるように寸法づけられている。
【００２２】試験片１は例えば丸棒試験片としても形成
できる。また別の標準化されていない任意の形状の試験
片も採用できる。
できる。また別の標準化されていない任意の形状の試験
片も採用できる。
【００２３】板金テープ３，４は任意の別の形状にする
こともでき、他の材料で作ることもできる。板金テープ
は薄膜として形成できる。
こともでき、他の材料で作ることもできる。板金テープ
は薄膜として形成できる。
【００２４】図３および図４には、セラミックス高出力
材料から成る試験片２０の曲げ強度を測定する装置が示
されている。このいわゆる四点曲げ試験の場合、断面長
方形の試験片２０はその両端範囲がそれぞれ支持ローラ
２１の上に置かれている。支持ローラ２１は固定基板２
２上に自由に移動可能に置かれている。試験片２０は別
の２個のローラいわゆる荷重ローラ２３を介して荷重さ
れる。荷重ローラ２３は試験片２０の支持ローラ２１と
反対側の面に接触している。支持ローラおよび荷重ロー
ラの配置はＤＩＮ規格５１１１０、パート１、第２頁、
第１図に示されている。
材料から成る試験片２０の曲げ強度を測定する装置が示
されている。このいわゆる四点曲げ試験の場合、断面長
方形の試験片２０はその両端範囲がそれぞれ支持ローラ
２１の上に置かれている。支持ローラ２１は固定基板２
２上に自由に移動可能に置かれている。試験片２０は別
の２個のローラいわゆる荷重ローラ２３を介して荷重さ
れる。荷重ローラ２３は試験片２０の支持ローラ２１と
反対側の面に接触している。支持ローラおよび荷重ロー
ラの配置はＤＩＮ規格５１１１０、パート１、第２頁、
第１図に示されている。
【００２５】支持ローラ２１および荷重ローラ２３はそ
れぞれこれらのローラ２１，２３の長手方向に延びる中
央貫通孔２４を有している。点状光源２５好適にはレー
ザ光源から出る光線２６は、この光線２６を光帯２８の
形に拡大する拡大レンズ２７に導かれる。光帯２８は一
方の荷重ローラ２３の端面に投光し、このローラに設け
られた貫通孔２４だけを通過するので、荷重ローラ２３
の反対側端面から光線２９が出て、この光線２９は位置
検出器３０に当たる。他方の荷重ローラ２３および両支
持ローラ２１にもそれぞれ同様に、レーザ光源２５、拡
大レンズ２７および位置検出器３０が上述したように付
属されている。
れぞれこれらのローラ２１，２３の長手方向に延びる中
央貫通孔２４を有している。点状光源２５好適にはレー
ザ光源から出る光線２６は、この光線２６を光帯２８の
形に拡大する拡大レンズ２７に導かれる。光帯２８は一
方の荷重ローラ２３の端面に投光し、このローラに設け
られた貫通孔２４だけを通過するので、荷重ローラ２３
の反対側端面から光線２９が出て、この光線２９は位置
検出器３０に当たる。他方の荷重ローラ２３および両支
持ローラ２１にもそれぞれ同様に、レーザ光源２５、拡
大レンズ２７および位置検出器３０が上述したように付
属されている。
【００２６】試験片２０が（矢印３１の方向に力が加え
られて）荷重された際、支持ローラ２１および荷重ロー
ラ２３は試験片２０のたわみに相応して変位する。この
変位は光点の変位として支持ローラ２１および荷重ロー
ラ２３に付属された位置検出器３０に表示され、位置検
出器３０に後置接続された評価電子回路で評価される。
力の導入が予め分かり支持ローラと荷重ローラとの相対
位置が予め規定されていることにより光点の変位に基づ
いて、試験片のたわみは計算でき表示できる。図３およ
び図４に示した本発明に基づく四点曲げ試験における配
置構造は、三点曲げ試験にも採用できる。三点曲げ試験
の四点曲げ試験との相違点は、唯一の荷重ローラが設け
られ、この荷重ローラが試験片の支持ローラと反対側の
面に両支持ローラの中央で接触している点だけである。
られて）荷重された際、支持ローラ２１および荷重ロー
ラ２３は試験片２０のたわみに相応して変位する。この
変位は光点の変位として支持ローラ２１および荷重ロー
ラ２３に付属された位置検出器３０に表示され、位置検
出器３０に後置接続された評価電子回路で評価される。
力の導入が予め分かり支持ローラと荷重ローラとの相対
位置が予め規定されていることにより光点の変位に基づ
いて、試験片のたわみは計算でき表示できる。図３およ
び図４に示した本発明に基づく四点曲げ試験における配
置構造は、三点曲げ試験にも採用できる。三点曲げ試験
の四点曲げ試験との相違点は、唯一の荷重ローラが設け
られ、この荷重ローラが試験片の支持ローラと反対側の
面に両支持ローラの中央で接触している点だけである。
【００２７】ねじり変形を測定するために図５における
装置が利用される。このために丸棒試験片として形成さ
れたそれ自体公知の試験片４０が両端を試験機の適当な
締付け装置（図示せず）に締付け固定される。試験片４
０は矢印４１によって示されているねじり荷重において
その長手軸線４２を中心にねじられる。その場合に生ず
るねじりひずみを求めるために、試験片４０に２個の板
金４３，４４が締付け固定されている。両板金４３，４
４はそれぞれ試験片４０に接触し、このために片側が試
験片の直径に相応した半円形あるいは角柱形に切り欠か
れている。両板金４３，４４は締付けＵリンク４５によ
って試験片４０に締付け固定されている。板金４３，４
４の試験片４０への固定方式は図６に示されている。
装置が利用される。このために丸棒試験片として形成さ
れたそれ自体公知の試験片４０が両端を試験機の適当な
締付け装置（図示せず）に締付け固定される。試験片４
０は矢印４１によって示されているねじり荷重において
その長手軸線４２を中心にねじられる。その場合に生ず
るねじりひずみを求めるために、試験片４０に２個の板
金４３，４４が締付け固定されている。両板金４３，４
４はそれぞれ試験片４０に接触し、このために片側が試
験片の直径に相応した半円形あるいは角柱形に切り欠か
れている。両板金４３，４４は締付けＵリンク４５によ
って試験片４０に締付け固定されている。板金４３，４
４の試験片４０への固定方式は図６に示されている。
【００２８】板金４３，４４はその長さが異なって形成
され、これらはそれぞれ１つの貫通孔４６，４７を有し
ている。両板金４３，４４は試験片４０の長手方向にお
いて間隔を隔てて試験片４０に、板金４３，４４の長手
軸線がそれぞれ試験片４０の長手軸線４２に対して直角
に向けられ、両板金４３，４４の貫通孔４６，４７の中
心軸線がそれぞれ試験片４０の長手軸線４２に対して平
行に延びるように取り付けられている。更に両板金４
３，４４はほぼ互いに同列に配置され、その場合板金４
３は試験片４０の半径方向に試験片４０から他の板金４
４よりも大きく突出し、板金４３，４４の貫通孔４６，
４７の中心軸線は試験片４０からその半径方向において
異なった距離を有している。他の実施例において既に述
べたように、各板金４３，４４には光源４８、拡大レン
ズ４９および位置検出器５０が付属されている。
され、これらはそれぞれ１つの貫通孔４６，４７を有し
ている。両板金４３，４４は試験片４０の長手方向にお
いて間隔を隔てて試験片４０に、板金４３，４４の長手
軸線がそれぞれ試験片４０の長手軸線４２に対して直角
に向けられ、両板金４３，４４の貫通孔４６，４７の中
心軸線がそれぞれ試験片４０の長手軸線４２に対して平
行に延びるように取り付けられている。更に両板金４
３，４４はほぼ互いに同列に配置され、その場合板金４
３は試験片４０の半径方向に試験片４０から他の板金４
４よりも大きく突出し、板金４３，４４の貫通孔４６，
４７の中心軸線は試験片４０からその半径方向において
異なった距離を有している。他の実施例において既に述
べたように、各板金４３，４４には光源４８、拡大レン
ズ４９および位置検出器５０が付属されている。
【００２９】試験片４０にねじり荷重が加えられた場
合、試験片４０に固定された板金４３，４４は相対位置
を変化し、これは位置検出器５０における光点の変位を
生ずる。この光点の変位は上述したように評価される。
合、試験片４０に固定された板金４３，４４は相対位置
を変化し、これは位置検出器５０における光点の変位を
生ずる。この光点の変位は上述したように評価される。
【００３０】図６には板金４３，４４を締付けＵリンク
４５によって弾力的に固定する方式が示されている。締
付けＵリンク４５は板金４３，４４の対応した孔５１に
固定され、試験片４０の板金４３，４４と反対側の面を
固く抱き込んでいる。
４５によって弾力的に固定する方式が示されている。締
付けＵリンク４５は板金４３，４４の対応した孔５１に
固定され、試験片４０の板金４３，４４と反対側の面を
固く抱き込んでいる。
【００３１】横のひずみを測定するために図７における
装置が利用される。平形試験片として形成され長手軸線
６１を有する試験片６０にはその両側面６２，６３に、
ばねクランプ６６によって２個のＵリンク６４，６５が
設けられている。両Ｕリンク６４，６５は試験片６０の
長手軸線６１に対して対称に配置され、２個の接触刃６
７，６８を介して試験片６０に接触している。接触刃６
７，６８はそれぞれ各Ｕリンク６４，６５の両端範囲に
形成されている。両Ｕリンク６４，６５の上端範囲は直
方体に形成され、２つの貫通孔６９，７０を有し、その
一方の貫通孔７０はばねクランプ６６を固定するために
使用され、他方の貫通孔６９は光線の通過開口として使
用される。
装置が利用される。平形試験片として形成され長手軸線
６１を有する試験片６０にはその両側面６２，６３に、
ばねクランプ６６によって２個のＵリンク６４，６５が
設けられている。両Ｕリンク６４，６５は試験片６０の
長手軸線６１に対して対称に配置され、２個の接触刃６
７，６８を介して試験片６０に接触している。接触刃６
７，６８はそれぞれ各Ｕリンク６４，６５の両端範囲に
形成されている。両Ｕリンク６４，６５の上端範囲は直
方体に形成され、２つの貫通孔６９，７０を有し、その
一方の貫通孔７０はばねクランプ６６を固定するために
使用され、他方の貫通孔６９は光線の通過開口として使
用される。
【００３２】この実施例の場合、両Ｕリンク６４，６５
の貫通孔６９，７０の中心軸線は、試験片６０の長手軸
線６１に対して直角に延びる共通の平面内に位置してい
る。更にＵリンク６４，６５は試験片６０に、貫通孔６
９，７０の中心軸線がＵリンク６４，６５が接続刃６
７，６８によって接触する試験片６０の側面６２，６３
に対して平行に延びるように取り付けられている。
の貫通孔６９，７０の中心軸線は、試験片６０の長手軸
線６１に対して直角に延びる共通の平面内に位置してい
る。更にＵリンク６４，６５は試験片６０に、貫通孔６
９，７０の中心軸線がＵリンク６４，６５が接続刃６
７，６８によって接触する試験片６０の側面６２，６３
に対して平行に延びるように取り付けられている。
【００３３】他の図において既に詳述したように、この
実施例の場合も点状光源７１が配置されている。点状光
源７１の光線７２は、この光線７２を光帯７４の形に拡
大する拡大レンズ７３に投光する。光帯７４は両Ｕリン
ク６４，６５の上端範囲に当たり、そこに設けられた孔
６９に当たる。孔６９から出る光線７５は光線経路内に
後置接続された位置検出器７６に当たる。
実施例の場合も点状光源７１が配置されている。点状光
源７１の光線７２は、この光線７２を光帯７４の形に拡
大する拡大レンズ７３に投光する。光帯７４は両Ｕリン
ク６４，６５の上端範囲に当たり、そこに設けられた孔
６９に当たる。孔６９から出る光線７５は光線経路内に
後置接続された位置検出器７６に当たる。
【００３４】引張り・圧縮荷重の際に試験片６０の長手
方向に生ずる試験片６０の変形は、位置検出器７６に表
示され矢印７７で示されている光点の移動を生ずる。
方向に生ずる試験片６０の変形は、位置検出器７６に表
示され矢印７７で示されている光点の移動を生ずる。
【００３５】図９には破断機械試験片(Bruchmechanikpr
obe)における亀裂の広がりの測定装置が示されている。
破断機械試験片は亀裂尖端で終えている亀裂を有してい
る。破断機械試験片に引張り荷重を与えた場合、亀裂は
試験片の中心に向かって進行する。図９には破断機械試
験片としてコンパクト・テンション（ＣＴ）試験片８０
が２本の支持ボルト８１を介して支持されそれぞれ締付
けロッド８２，８３に結合されている。上側締付けロッ
ド８２はこの場合試験機の不動フレーム８４に結合さ
れ、下側締付けロッド８３は試験機の荷重装置８５に結
合されている。ＣＴ試験片８０は直方体に形成され、試
験片８０の側面の中央で始まりスリット８６として形成
された亀裂を有している。
obe)における亀裂の広がりの測定装置が示されている。
破断機械試験片は亀裂尖端で終えている亀裂を有してい
る。破断機械試験片に引張り荷重を与えた場合、亀裂は
試験片の中心に向かって進行する。図９には破断機械試
験片としてコンパクト・テンション（ＣＴ）試験片８０
が２本の支持ボルト８１を介して支持されそれぞれ締付
けロッド８２，８３に結合されている。上側締付けロッ
ド８２はこの場合試験機の不動フレーム８４に結合さ
れ、下側締付けロッド８３は試験機の荷重装置８５に結
合されている。ＣＴ試験片８０は直方体に形成され、試
験片８０の側面の中央で始まりスリット８６として形成
された亀裂を有している。
【００３６】支持ボルト８１はＣＴ試験片８０の例えば
スリット８６の両側に設けられている貫通孔８７に支持
されている。この貫通孔８７の中心軸線はそれぞれ試験
機の荷重軸線８８に対して直角に延びている。ＣＴ試験
片８０の代わりに例えばアーク・シェイプ（ＡＴ）試験
片あるいはディスク・シェイプ（ＤＣＴ）試験片も採用
できる。上述した試験片の形状および対応した締付け工
具（軸受ボルト、締付けロッド）の形状はＡＳＴＭ Ｅ
３９９の条件に相応している。
スリット８６の両側に設けられている貫通孔８７に支持
されている。この貫通孔８７の中心軸線はそれぞれ試験
機の荷重軸線８８に対して直角に延びている。ＣＴ試験
片８０の代わりに例えばアーク・シェイプ（ＡＴ）試験
片あるいはディスク・シェイプ（ＤＣＴ）試験片も採用
できる。上述した試験片の形状および対応した締付け工
具（軸受ボルト、締付けロッド）の形状はＡＳＴＭ Ｅ
３９９の条件に相応している。
【００３７】両支持ボルト８１にはそれぞれその長手方
向に延びる中央貫通孔８９が設けられている。点状光源
９１の光線９０は拡大レンズ９２を介して光帯９３の形
に拡大され、この光帯９３は両支持ボルト８１の端面お
よびそこに設けられた貫通孔８９に当たる。光帯９３は
貫通孔８９しか通らないので、支持ボルト８１の光帯９
３と反対側の面だけから貫通孔８９の直径に相応した光
線９３が出る。これら両光線９４は続いて光線経路内に
後置接続された位置検出器９５に当たる。
向に延びる中央貫通孔８９が設けられている。点状光源
９１の光線９０は拡大レンズ９２を介して光帯９３の形
に拡大され、この光帯９３は両支持ボルト８１の端面お
よびそこに設けられた貫通孔８９に当たる。光帯９３は
貫通孔８９しか通らないので、支持ボルト８１の光帯９
３と反対側の面だけから貫通孔８９の直径に相応した光
線９３が出る。これら両光線９４は続いて光線経路内に
後置接続された位置検出器９５に当たる。
【００３８】高温状態で材料試験を行うために、試験片
は加熱室に入れられる。光源、拡大レンズおよび位置検
出器はこの高温試験の場合には加熱室の外側に配置され
る。このために加熱室は光線経路だけしか光が通れない
ようにしなければならない。このために加熱室の対応し
た個所に、石英ガラスあるいはサファイアで閉じられた
スリットが設けられている。例えば板金、保持ロッドお
よび力導入要素のような試験片に結合される構造部品
は、高温試験の場合には例えばセラミックスや黒鉛など
のような耐熱性材料で作らねばならない。
は加熱室に入れられる。光源、拡大レンズおよび位置検
出器はこの高温試験の場合には加熱室の外側に配置され
る。このために加熱室は光線経路だけしか光が通れない
ようにしなければならない。このために加熱室の対応し
た個所に、石英ガラスあるいはサファイアで閉じられた
スリットが設けられている。例えば板金、保持ロッドお
よび力導入要素のような試験片に結合される構造部品
は、高温試験の場合には例えばセラミックスや黒鉛など
のような耐熱性材料で作らねばならない。
【００３９】上述したすべての実施例の場合、干渉現象
が避けられることを保証しなければならない。これは一
方では、干渉をろ過する光学的絞り装置を配置するこ
と、および他方では、試験片あるいはこれに結合された
構造部品における透光個所が干渉を生じない大きさに決
められることによって行われる。
が避けられることを保証しなければならない。これは一
方では、干渉をろ過する光学的絞り装置を配置するこ
と、および他方では、試験片あるいはこれに結合された
構造部品における透光個所が干渉を生じない大きさに決
められることによって行われる。
【００４０】試験片における変形を測定するための既に
述べて装置を組み合わせること、即ち上述した複数の装
置を試験片に配置することもできる。例えばねじり変形
および軸方向変形を組み合わせて測定することができ
る。
述べて装置を組み合わせること、即ち上述した複数の装
置を試験片に配置することもできる。例えばねじり変形
および軸方向変形を組み合わせて測定することができ
る。
【００４１】拡大レンズが後置接続されたレーザ光源の
代わりに、光帯を発生するレーザダイオードを配置する
こともできる。更にレーザダイオードアレイを利用する
こともできる。
代わりに、光帯を発生するレーザダイオードを配置する
こともできる。更にレーザダイオードアレイを利用する
こともできる。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、軸方向力、ねじり荷
重、曲げ荷重およびそれらの複合荷重により引き起こさ
れる静的および又は動的な変形を測定することができ、
更に亀裂の広がりも測定でき、従って汎用的に利用でき
る。
重、曲げ荷重およびそれらの複合荷重により引き起こさ
れる静的および又は動的な変形を測定することができ、
更に亀裂の広がりも測定でき、従って汎用的に利用でき
る。
【図１】軸方向の変形を測定する装置の側面図。
【図２】図１におけるII−II線に沿った断面図。
【図３】四点曲げ試験を実施するための装置の側面図。
【図４】図３におけるIV−IV線に沿った断面図。
【図５】丸棒試験片におけるねじり変形を測定する装置
の側面図。
の側面図。
【図６】図５におけるVI−VI線に沿った断面図。
【図７】横のひずみを測定するための装置の側面図。
【図８】図７におけるVIII−VIII線に沿った断面図。
【図９】コンパクト・テンション（ＣＴ）試験片におけ
る亀裂の広がりを測定するための装置の断面図。
る亀裂の広がりを測定するための装置の断面図。
１ 試験片 ３，４ 板金テープ ５，６ 貫通孔 ８ 光源 ９ 拡大レンズ １０ 光帯 １１，１２ 位置検出器 １３，１４ 光線 ２０ 試験片 ２１ 支持ローラ ２３ 荷重ローラ ２４ 貫通孔 ２７ 拡大レンズ ２８ 光帯 ４０ 試験片 ４３，４４ 板金 ４６，４７ 貫通孔 ４８ 光源 ４９ 拡大レンズ ５０ 位置検出器 ６０ 試験片 ７３ 拡大レンズ ７４ 光帯
Claims (19)
- 【請求項１】試験片（１，２０，４０，６０，８０）に
又はこの試験片に結合された要素（３，４，２１，２
３，４３，４４，６４，６５，８１）に相対間隔を隔て
て配置された少なくとも２つの透光個所（５，６，２
４，４６，４７，６９，８９）に少なくとも１つの光帯
（１０，２８，７４，９３）が当たり、試験片（１，２
０，４０，６０，８０）又は試験体を荷重した際に透光
個所（５，６，２４，４６，４７，６９，８９）を通過
する光線の相対運動が評価されることを特徴とする試験
機において試験片又は試験体における変形および又は亀
裂長さを測定する方法。 - 【請求項２】少なくとも１つの光源（８，２５，４８，
７１，９１）、試験片（１，２０，４０，６０，８０）
に又はこの試験片に結合された要素（３，４，２１，２
３，４３，４４，６４，６５，８１）に相対間隔を隔て
て配置された少なくとも２つの透光個所（５，６，２
４，４６，４７，６９，８９）、および透光個所（５，
６，２４，４６，４７，６９，８９）に付属された少な
くとも１つの感光要素（１１，１２，３０，５０，９
５）を有していることを特徴とする試験機において試験
片又は試験体における変形および又は亀裂長さを測定す
る装置。 - 【請求項３】光源（８，２５，４８，７１，９１）がレ
ーザ光源として形成され、このレーザ光源に、その光線
を光帯（１０，２８，７４，９３）の形に拡大する拡大
レンズ（９，２７，４９，７３，９２）が付属されてい
ることを特徴とする請求項２記載の装置。 - 【請求項４】拡大レンズ（９，２７，４９，７３，９
２）が円筒レンズとして形成されていることを特徴とす
る請求項３記載の装置。 - 【請求項５】光源（８，２５，４８，７１，９１）とし
てレーザダイオードあるいはレーザダイオードアレイが
採用されていることを特徴とする請求項２記載の装置。 - 【請求項６】試験片に結合された要素（３，４，４３，
４４）が板金として形成されていることを特徴とする請
求項２記載の装置。 - 【請求項７】２つの板金（３，４，４３，４４）が試験
片（１，４０）に配置されていることを特徴とする請求
項６記載の装置。 - 【請求項８】各板金（３，４，４３，４４）に配置され
た透光個所（５，６，４６，４７）が貫通孔として形成
されていることを特徴とする請求項６又は７記載の装
置。 - 【請求項９】板金（３，４，４３，４４）が締付けＵリ
ンク（４５）によって試験片（１，４０）に取り付けら
れていることを特徴とする請求項２ないし８のいずれか
１つに記載の装置。 - 【請求項１０】板金（３，４，４３，４４）が試験片
（１，４０）に貼着されていることを特徴とする請求項
２ないし８のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項１１】各透光個所（５，６，２４，４６，４
７，６９，８９）にそれぞれ１つの光源（８，２５，４
８，７１，９１）および感光要素（１１，１２，３０，
５０，７６，９５）が付属されていることを特徴とする
請求項２ないし１０のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項１２】感光要素（１１，１２，３０，５０，７
６，９５）が位置検出器として形成されていることを特
徴とする請求項２ないし１１のいずれか１つに記載の装
置。 - 【請求項１３】試験片に結合された要素が、それぞれ２
つの接触刃（６７，６８）を有するＵリンク（６４，６
５）として形成されていることを特徴とする請求項２記
載の装置。 - 【請求項１４】試験片に結合された要素（２１，２３，
８１）が、力伝達要素および又は接触設置要素として形
成されていることを特徴とする請求項２記載の装置。 - 【請求項１５】力伝達要素および又は接触設置要素（２
１，２３，８１）がローラとして形成されていることを
特徴とする請求項１４記載の装置。 - 【請求項１６】ローラ（２１，２３，８１）が貫通孔
（２４，８９）を有していることを特徴とする請求項１
５記載の装置。 - 【請求項１７】ローラ（８１）が試験片（８０）の対応
した孔（８７）の中に支持されていることを特徴とする
請求項１６記載の装置。 - 【請求項１８】試験片（１，２０，４０，６０，８０）
の周りにハウジングが配置され、このハウジングが同様
に透光個所を有していることを特徴とする請求項２ない
し１７のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項１９】ハウジングが加熱室として形成されてい
ることを特徴とする請求項１８記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4124700.0 | 1991-07-25 | ||
| DE4124700A DE4124700C2 (de) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Vorrichtung zur Messung von Verformungen und/oder Rißlängen an Proben oder Prüfkörpern in Prüfmaschinen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0627005A true JPH0627005A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=6437009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31445191A Pending JPH0627005A (ja) | 1991-07-25 | 1991-11-28 | 試験片における変形および亀裂長さを測定する方法とその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627005A (ja) |
| DE (1) | DE4124700C2 (ja) |
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| CN103575228A (zh) * | 2013-11-13 | 2014-02-12 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | 一种螺栓保证载荷试验残余变形的测量装置 |
| KR101447964B1 (ko) * | 2013-06-27 | 2014-10-13 | 일륭기공(주) | 용접 또는 세레이션 결합 된 부품의 비틀림 강도 시험 장치 |
| CN106537081A (zh) * | 2014-08-07 | 2017-03-22 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 自动横向应变伸长计架构 |
| CN114427963A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-05-03 | 北京空间机电研究所 | 一种静力试验高尺寸大载荷可调节承力平台及试验方法 |
| CN114526686A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-05-24 | 南京康斯智信工程科技有限公司 | 一种长大结构混凝土实体构件防裂控裂在线监测系统 |
| KR20240050622A (ko) * | 2022-10-12 | 2024-04-19 | 한국산업기술시험원 | 광 경로가 확보된 파단시편 모사지그와, 파단시편 모사지그가 구비된 신율계 교정용 레이저 간섭계 및, 이를 이용한 신율계 교정방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19847992A1 (de) * | 1998-10-17 | 2000-04-20 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Anordnung zur Erfassung der Veränderung der Positionierung |
| CN103698212B (zh) * | 2013-12-24 | 2015-08-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种管材环向的厚向异性系数直接测定方法 |
| CN118961443B (zh) * | 2024-10-15 | 2024-12-13 | 中铁一局集团有限公司 | 一种公路工程原材料试验检测用加压装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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