JPH068781B2 - 材料試験機の試験片変位量測定装置 - Google Patents

材料試験機の試験片変位量測定装置

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JPH068781B2
JPH068781B2 JP59253469A JP25346984A JPH068781B2 JP H068781 B2 JPH068781 B2 JP H068781B2 JP 59253469 A JP59253469 A JP 59253469A JP 25346984 A JP25346984 A JP 25346984A JP H068781 B2 JPH068781 B2 JP H068781B2
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02Details
    • G01N3/06Special adaptations of indicating or recording means

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、試験片を材料試験する材料試験機に関する
ものであり、特にその試験片の変位量を測定するための
試験片変位量測定装置に関するものである。
(ロ)従来技術 たとえば、高温高圧下で試験片を材料試験するには、第
3図に示すように高温高圧容器(1)の内部に試験片(T.
P.)を収容する必要がある。そして、試験片(T.P.)に荷
重を加えるとともに、試験片(T.P.)の変位量を測定し、
高温高圧容器(1)の内部で試験片(T.P.)を材料試験する
必要がある。引張試験の場合、普通、試験片(T.P.)の標
点間に変位を生じさせ、その標点間変位量を測定するこ
とが要求される。
このため、従来は試験片(T.P.)の標点間距離に相当する
間隔を置いて試験片(T.P.)の外周に一対の突起(2)を設
けていた。そして、一対のアーム(3)を突起(2)に嵌め込
み、試験片(T.P.)に固定する。さらに、各アーム(3)に
検出ロッド(4)および検出管(5)を係合させていた。した
がって、試験片(T.P.)の標点間に変位が生じると、各ア
ーム(3)が試験片(T.P.)と一体的に変位する。検出ロッ
ド(4)および検出管(5)は試験片およびアーム(2)に追随
し、相対的に変位する。これによって試験片(T.P.)の変
位量が取り出される。したがって、高温高圧容器(1)の
外部で検出ロッド(4)と検出管(5)の変位量を検出する
と、試験片(T.P.)の変位量を測定することができる。
しかしながら、この試験片変位量測定装置において、各
アーム(3)を試験片(T.P.)と一体的に変位させ、検出ロ
ッド(4)および検出管(5)を各アーム(3)に追随させるに
は、各アーム(3)を試験片(T.P.)に堅固に固定する必要
がある。このため、試験片(T.P.)の突起(2)を大きくす
る必要があった。突起(2)を大きくすると、各アーム(3)
を試験片(T.P.)に堅固に固定することはできるが、突起
(2)が試験片(T.P.)の変位に影響するのはさけられな
い。このため、標点間変位量を的確に測定することがで
きないという問題があった。
(ハ)目的 したがって、この発明は、高温高圧容器などの密封容器
の内部で試験片を材料試験する材料試験機において、試
験片の突起を大きくする必要がなく、試験片の変位量が
的確に測定されるようにすることを目的としてなされた
ものである。
(ニ)構成 この発明によれば、密封容器の内部に試験片を収容し、
前記試験片に荷重を加えるとともに、前記試験片の変位
量を測定し、前記密封容器の内部で前記試験片を材料試
験するようにした材料試験機において、前記密封容器の
内部で一対のアームの一端を前記試験片に係合させ、前
記各アームの両端間にアーム連結部材を設け、前記連結
部材によって前記各アームを互いに連結し、さらに前記
密封容器の外面に前記密封容器の内部に連通するチャン
バを突設し、前記チャンバの壁面を前記試験片の荷重方
向と平行の方向に形成するとともに、前記チャンバの内
部に一対の磁性体を収容し、前記各磁性体を前記各アー
ムの他端に連結し、前記各磁性体の位置を検出する一対
の検出部を前記チャンバの外部に設け、前記チャンバの
壁面を介して前記各検出部を前記各磁性体に対向させ、
前記試験片の変位が生じたとき前記連結部材を支点とし
て前記各アームを相対的に揺動させ、前記各検出部によ
って前記各アームの揺動量を検出するようにしたことを
特徴とする試験片変位量測定装置が提供される。
(ホ)実施例 以下、この発明の実施例を説明する。第1図はこの発明
に一実施例を示す。試験片(T.P.)は高温高圧容器(6)の
内部に収容され、垂直に配置されている。高温高圧容器
(6)は加熱炉(7)の内部に挿入されている。この試験機は
高温高圧容器(6)の内部で試験片(T.P.)を引張試験する
ようにしたもので、試験片(T.P.)は上下一対のプルロッ
ド(図示せず)にチャッキングされている。したがっ
て、プルロッドによって試験片(T.P.)に引張荷重を加
え、試験片(T.P.)の標点間に変位を生じさせることがで
きる。
この試験片は上下一対のアーム(8H),(8L)を有し、アー
ム(8H),(8L)は試験片(T.P.)の右側で水平に、かつ平行
に配置されている。試験片(T.P.)は上下一対の突起(9
H),(9L)を有し、突起(9H),(9L)は試験片(T.P.)の標点間
距離に相当する間隔を置いて試験片(T.P.)の外周に設け
られている。そして、高温高圧容器(6)の内部で各アー
ム(8H),(8L)の一端が突起(9H),(9L)に嵌め込まれ、試験
片(T.P.)に係合されている。また、高温高圧容器(6)の
一部として細長いアーム収容スリーブ(10)が形成され、
スリーブ(10)は加熱炉(7)の壁面を貫通し、アーム(8H),
(8L)はこのスリーブ(10)の内部に収容されている。さら
に、アーム(8H),(8L)の両端間に板ばね(11)が設けら
れ、板ばね(11)によって各アーム(8H),(8L)が互いに連
結されている。また、コイルばね(12)によって上方のア
ーム(8H)がスリーブ(10)の内面に連結されている。コイ
ルばね(12)は各アーム(8H),(8L)の自重を支持するため
のもので、板ばね(11)と同一の位置に設けられている。
また、この試験機は上下一対の差動トランス(13H),(13
L)を有する。差動トランス(13H),(13L)はコイル(14)と
コア(15)からなる。したがって、この実施例では、一対
の磁性体として差動トランス(13H),(13L)のコア(15)が
使用され、一対の検出部として差動トランス(13H),(13
L)のコイル(14)が使用されているものであり、コイル(1
4)は高温高圧容器(6)の外部に設けられ、アーム収容ス
リーブ(10)の上方および下方に配置されている。また、
アーム収容スリーブ(10)の外周に水冷ジャケット(16)が
設けられ、コイル(14)は水冷ジャケット(16)の外面に取
り付けられ、演算装置(17)に接続されている。さらに、
アーム収容スリーブ(10)の上方および下方にパイプ状の
チャンバ(18)が設けられ、各差動トランス(13H),(13L)
のコア(15)が各チャンバ(18)の内部に収容され、コイル
(14)は各チャンバ(18)のまわりに配置されている。チャ
ンバ(18)は高温高圧容器(6)の一部であり、高温高圧容
器(6)およびアーム収容スリーブ(10)の内部に連通し、
コア(15)は各アーム(8H),(8L)の他端に連結されてい
る。したがって、チャンバ(18)の周面、すなわち高温高
圧容器の壁面を介して各差動トランス(13H),(13L)のコ
イル(14)が各アーム(8H),(8L)のコア(15)に対向してい
るものである。
前記のように構成された試験片変位量測定装置におい
て、試験片(T.P.)の標点間に変位が生じると、各アーム
(8H),(8L)が試験片(T.P.)の突起(9H),(9L)に追随する。
そして、板ばね11を支点として各アーム(8H),(8L)が相
対的に揺動する。これによって試験片(T.P.)の変位量が
取り出される。さらに、差動トランス(13H),(13L)のコ
ア(15)が各アーム(8H),(8L)に追随し、コイル(14)に対
し相対的に変位する。したがって、各差動トランス(13
H),(13L)によって各アーム(8H),(8L)の揺動量が検出さ
れる。その検出出力は演算装置(17)に送られ、演算装置
(17)は差動トランス(13H),(13L)の検出出力を加算演算
する。これによって試験片(T.P.)の変位量が測定され
る。
したがって、前記従来と異なり、この装置はアーム(8
H),(8L)を試験片(T.P.)に堅固に固定する必要はない。
各アーム(8H),(8L)が試験片(T.P.)の突起(9H),(9L)に追
随し、相対的に揺動するようにすればよく、軽く各アー
ム(8H),(8L)の一端を各突起(9H),(9L)に嵌め込むだけで
よい。したがって、試験片(T.P.)の突起(9H),(9L)を大
きくする必要はない。突起(9H),(9L)を小さくすること
ができ、突起(9H),(9L)はほとんど試験片(T.P.)の変位
に影響しない。したがって、その標点間変位量を的確に
測定することができる。
また、アーム(8H),(8L)は試験片(T.P.)の変位量を拡大
または縮小するレバーとしての作用をする。そのレバー
比については、アーム(8H),(8L)の支点の位置、すなわ
ち板ばね(11)の位置によってこれを任意に選定すること
ができる。また、差動トランス(13H),(13L)のコア(15)
とコイル(14)間にはチャンバ(18)の単一の壁面があるだ
けであり、差動トランス(13H),(13L)の感度は高い。し
たがって、アーム(8H),(8L)の揺動量を正確に検出する
ことができる。さらに、アーム(8H),(8L)の大部分が収
容されているのはアーム収容スリーブ(10)であり、高温
高圧容器(6)の本体ではない。したがって、高温高圧容
器(6)の本体については、これを大きくする必要はな
く、コンパクトにすることができる。
なお、この発明には種々の変形例が考えられる。例え
ば、試験片(T.P.)の右側だけではなく、左側にもアーム
(8H),(8L)、差動トランス(13H),(13L)など、同様の機構
を設けると、試験片(T.P.)の左側でその標点間変位量を
測定することができる。したがって、標点間変位量の平
均値を求めることができる。
また、板ばね(11)に代えて、ピンまたはピボットなど、
その他の連結部材を使用し、その連結部材によって各ア
ーム(8H),(8L)を互いに連結してもよい。さらに、必ず
しも各アーム(8H),(8L)を平行に配置しなくてもよい。
場合によっては、各アーム(8H),(8L)を交叉させてもよ
い。第2図は一対のアーム(8H),(8L)を互いに交叉さ
せ、ピンまたはピボット(19)によって各アーム(8H),(8
L)を互いに連結したものを示す。試験片(T.P.)の標点間
に変位が生じると、ピンまたはピボット(19)を支点とし
て各アーム(8H),(8L)が相対的に揺動し、差動トランス
(13H),(13L)によって各アーム(8H),(8L)の揺動量が検出
される。したがって、同様に試験片(T.P.)の変位量を測
定することができる。
また、必ずしも試験片(T.P.)の外周に突起(9H),(9L)を
設ける必要はない。例えば、アーム(8H),(8L)と試験片
(T.P.)の一方にピンを設け、他方にピン孔を設け、その
ピンをピン孔に挿入してもよい。コイルばねによってア
ーム(8H),(8L)の一端を試験片(T.P.)に押し付けてもよ
い。要するに、試験片(T.P.)の標点間に変位が生じたと
き、各アーム(8H),(8L)が揺動するようアーム(8H),(8L)
の一端を試験片(T.P.)に係合させればよいものである。
また、各アーム(8H),(8L)の一端によって試験片(T.P.)
をその直径方向に挟み付けると、直径方向の変位量を測
定することもできる。さらに、引張試験以外の材料試
験、たとえば曲げ試験またはせん断試験にこの装置を使
用し、試験片の変位量を測定することもできる。
また、この装置は高温高圧容器以外の密封容器、たとえ
ば真空チャンバの内部の試験片の変位量を測定すること
もできる。
(ヘ)効果 以上説明したように、この発明によれば、密封容器(6)
の内部において、一対のアーム(8H),(8L)の一端が試験
片(T.P.)に係合し、各アーム(8H),(8L)の両端間にアー
ム連結部材(11)が設けられ、連結部材(11)によって各ア
ーム(8H),(8L)が互いに連結される。さらに、密封容器
(6)の外面に密封容器(6)の内部に連通するチャンバ(18)
が突設され、チャンバ(18)の壁面が試験片(T.P.)の荷重
方向と平行の方向に形成され、チャンバ(18)の内部に一
対の磁性体(15)が収容され、各磁性体(15)が各アーム(8
H),(8L)の他端に連結される。さらに、各磁性体(15)の
位置を検出する一対の検出部(14)がチャンバ(18)の外部
に設けられ、チャンバ(18)の壁面を介して各検出部(14)
が各磁性体(15)に対向する。したがって、試験片(T.P.)
の変位が生じたとき、連結部材(11)を支点として各アー
ム(8H),(8L)が相対的に揺動し、各検出部(14)によって
各アーム(8H),(8L)の揺動量が検出される。これによっ
て試験片(T.P.)の変位量を測定することができる。
したがって、本願発明によれば、密封容器(6)の内部の
試験片(T.P.)であっても、外部の検出部(14)によって試
験片(T.P.)の変位量を測定することができる。しかも、
アーム(8H),(8L)を試験片(T.P.)に堅固に固定する必要
はない。連結部材(11)を支点として各アーム(8H),(8L)
が相対的に揺動するようにすればよく、軽く各アーム(8
H),(8L)の一端を試験片(T.P.)に係合させるだけでよ
い。したがって、試験片(T.P.)に大きい突起を設ける必
要はない。小さい突起(9H),(9L)を設ければよく、突起
(9H),(9L)はほとんど試験片(T.P.)の変位に影響しな
い。したがって、その標点間変位量を的確に測定するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図、第2図は第
1図の変形例を示す説明図、第3図は従来の試験片変位
量測定装置を示す説明図である。 (T.P.)……試験片 (6)……高温高圧容器 (8H),(8L)……アーム (11)……板ばね (13H),(13L)……差動トランス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】密封容器の内部に試験片を収容し、前記試
    験片に荷重を加えるとともに、前記試験片の変位量を測
    定し、前記密封容器の内部で前記試験片を材料試験する
    ようにした材料試験機において、前記密封容器の内部で
    一対のアームの一端を前記試験片に係合させ、前記各ア
    ームの両端間にアーム連結部材を設け、前記連結部材に
    よって前記各アームを互いに連結し、さらに前記密封容
    器の外面に前記密封容器の内部に連通するチャンバを突
    設し、前記チャンバの壁面を前記試験片の荷重方向と平
    行の方向に形成するとともに、前記チャンバの内部に一
    対の磁性体を収容し、前記各磁性体を前記各アームの他
    端に連結し、前記各磁性体の位置を検出する一対の検出
    部を前記チャンバの外部に設け、前記チャンバの壁面を
    介して前記各検出部を前記各磁性体に対向させ、前記試
    験片の変位が生じたとき前記連結部材を支点として前記
    各アームを相対的に揺動させ、前記各検出部によって前
    記各アームの揺動量を検出するようにしたことを特徴と
    する試験片変位量測定装置。
JP59253469A 1984-11-29 1984-11-29 材料試験機の試験片変位量測定装置 Expired - Lifetime JPH068781B2 (ja)

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