JPH0743281A - 材料試験機 - Google Patents
材料試験機Info
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- JPH0743281A JPH0743281A JP19013993A JP19013993A JPH0743281A JP H0743281 A JPH0743281 A JP H0743281A JP 19013993 A JP19013993 A JP 19013993A JP 19013993 A JP19013993 A JP 19013993A JP H0743281 A JPH0743281 A JP H0743281A
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
評価を行う。 【構成】 試験片TPを負荷するための負荷枠LFと、
試験片TPの所定領域を加熱、溶融させるコイル25
と、コイル25を試験片TPに沿って移動させて試験片
TPを所定範囲にわたって加熱、溶融させる移動機構2
2、23とを備える。
Description
る過程における特性評価を行うための材料試験機に関す
る。
を回収して溶融、凝固させて再利用することが行われて
いる。この際、金属の溶融、凝固の過程により金属の特
性がどのように変化するかを知る必要がある。
変化を測定する材料試験機としては、材料試験機に把持
された金属試験片のうち溶融、凝固させたい長さに対応
した複数の巻数(ターン)を有するコイルを試験片の周
囲に巻回し、このコイルに高周波電圧を印加して試験片
を加熱、溶融した後に冷却、凝固させてから試験片を付
加するものがあった。
た従来の材料試験機にあっては、溶融、凝固させたい長
さに対応した複数ターンのコイルにより試験片を溶融さ
せていたので、試験片が一度に溶融する範囲が大きくて
溶融した部分が流れ落ちてしまい、その後の特性評価が
できなくなってしまうおそれがあった。
解、凝固させて特性評価を行うことが可能な材料試験機
を提供することにある。
融、凝固する過程における特性評価を行うための材料試
験機に適用され、そして、上述の目的は、試験片を負荷
するための負荷手段と、試験片の所定領域を加熱、溶融
させる加熱手段と、加熱手段を試験片に沿って移動させ
て試験片を所定範囲にわたって加熱、溶融させる制御手
段とを備えることにより達成される。
せ、制御手段は、この加熱手段を試験片に沿って移動さ
せることによりこの試験片を所定範囲にわたって加熱、
溶融させる。これにより、一度に溶融する範囲を所定領
域に限定しつつ試験片の所望の範囲にわたって加熱、溶
融させることができる。
の全体構成を示す概略図、図2は試験機本体の一部破断
正面図、図3は試験機本体の一部破断右側面図である。
これら図において、10は試験片TPを負荷するための
試験機本体であり、この試験機本体10は負荷枠LFを
備えている。負荷枠LFは、テーブル11の上に立設さ
れた一対のねじ棹12a、12bの上端にヨーク13を
横架するとともに、ねじ棹12a、12bにクロスヘッ
ド14を螺合して構成される。
置され、このモータ15の回転は変速機16を介して一
対のねじ棹12a、12bに伝達され、ねじ棹12a、
12bの回転によりクロスヘッド14が昇降する。この
クロスヘッド14にはロードセル17を介して上つかみ
具18aが、テーブル11には下つかみ具18bが設け
られ、試験片TPはこれら上下つかみ具18a、18b
に把持された状態で負荷される。
bおよびクロスヘッド14によって囲まれる空間内に配
置された真空炉であり、固定部材21を介してテーブル
11上に載置されている。この真空炉20は不図示の排
気手段によりその内部が所定の真空度に維持され、ま
た、真空にされた後に不活性ガスが導入されることで真
空炉20内の大気が不活性ガスに置換される。
a、18bの先端部分および試験片TPが収容されてお
り、上下つかみ具18a、18bと真空炉20との間に
は不図示の気密保持手段が介装されて真空炉20内部の
気密状態が保持されている。なお、試験片TP周辺を真
空状態または不活性ガス雰囲気中に保持するのは、真空
状態または不活性ガス雰囲気中で試験片TPを溶融させ
ると試験片TPが酸化しないからであるが、大気中でも
酸化されにくい物質であれば真空炉20を設けなくても
よい。
示すように、ねじ棹12aに平行なねじ棹22が設けら
れており、このねじ棹22は、真空炉20に固設された
モータ23(図1においてのみ概略を図示する)により
回転駆動される。
波加熱用のコイルであり、真空炉20の上部に設けられ
たコイル保持具26に固設された状態で、真空炉20を
貫くようにして配置されている。このコイル25の先端
部25aは、図5に示すように試験片TPの周囲を1回
だけ巻回されている。つまり、コイル25のターン数は
1回である。なお、図4および図5では、試験片TPの
負荷軸AXのみ図示してつかみ具18a、18bの図示
を省略している。
5に示すように固定部材27により支持され、この固定
部材27の側部には、上述のねじ棹22に螺合する雌ね
じ部27aが形成されている。したがって、ねじ棹22
の回転によりコイル25はコイル保持具26、固定部材
27とともに負荷軸AXに沿って上下動する。このた
め、コイル保持具26と真空炉20との間には金属製の
ベローズ28が介装されており、コイル25の上下動に
伴ってコイル保持具26が移動しても真空炉20の気密
性が保持される構成となっている。なお、図5において
29は、コイル保持具26が真空炉20に対して一定高
さ以上に上昇しないようにするストッパ棒である。
れた熱電対である。この熱電対30は、後述のように試
験片TPの溶融、凝固される範囲を避けた位置に配置さ
れ、より詳細には、試験片TPのうち最初に溶融、凝固
される部分から微小距離(たとえば1mm程度)離れた
位置に配置される。
う制御装置であり、たとえばプログラマブルコントロー
ラ等から構成される。制御装置40は、ロードセル1
7、熱電対30からの信号を入力し、所定のプログラム
パターンに応じてモータ15、23の駆動およびコイル
25への印加電圧、電流を制御する。
材料試験機の動作を説明する。まず、モータ15を制御
してクロスヘッド14の位置を調整して上下つかみ具1
8a、18bにより試験片TPを把持した後、真空炉2
0内を真空状態にし、または不活性ガスで置換して試験
を開始する。
制御し、図6(a)に示すように、溶融、凝固される範囲
(図中にRで示す、一例として20mm長)の下端にコ
イル25の先端部25aが位置するようにコイル25を
上下動させてその位置を調整する。この状態で制御装置
40はコイル25に高周波電圧を印加し、試験片TPを
誘導加熱する。
温度上昇により膨張し、このままでは試験片TPに圧縮
荷重が負荷されてしまう。そこで、制御装置40は、ロ
ードセル17からの信号に基づいて試験片TPの熱膨張
に伴う圧縮荷重を検出し、この荷重が常に0になるよう
に(零荷重保持)、モータ15を制御してクロスヘッド
14の位置を調整する。
0からの出力信号により制御され、図7に示すように、
熱電対30からの出力信号が所定温度に達して試験片T
Pの一部が溶融するまでは一定の昇温速度となるように
制御され、試験片TPの一部(図6(a)にMで示す)が
溶融した時点でパワーが一定に保持される。パワーを一
定に保持している間は熱電対30からの出力信号は制御
に用いられない。パワーを一定に保持する判断基準とし
ての所定温度は、事前に同一条件で試験片TPを溶融さ
せたときの熱電対30からの出力信号から予め求めてお
き、制御装置40内に入力しておく。なお、試験片TP
の一部が溶融すると熱膨張に伴う圧縮荷重が負荷されな
くなるので、制御装置40は、熱電対30からの出力信
号が上述の所定温度に対応する信号になる寸前で零荷重
保持制御を中止する。
あるので、コイル25により溶融される部分Mは微小領
域に限られ、たとえば5mm長程度である。このような
微小領域Mだけ試験片TPが溶融されていると、表面張
力により溶融部分Mが流れ落ちることが防止され、さら
に、コイル25により形成される磁場により溶融部分M
が対流して流れ落ちることがさらに防止される。
持された段階で、制御装置40はモータ23を駆動制御
してコイル25の先端部25aを一定速度で上昇させ
る。上昇速度は、溶融、凝固させたい範囲Rの試験片T
Pが満遍なく溶融、凝固され、かつ、一度に溶融されて
いる部分Mが微小領域内に収まるように定められ、全体
として非常にゆるやかな速度である(たとえば1mm/
分)。コイル25の先端部25aから外れた部分Cの試
験片TPは、図6(b)に示すように自然冷却され、凝固
する。
て試験片TPの溶融、凝固させたい範囲Rを全て溶解さ
せた後は、図7に示すように、一定の降温速度となるよ
うに熱電対30の出力信号に基づいて制御装置40がコ
イル25へ出力するパワーを制御する。
常の引張試験と同様に制御装置40がモータ15を制御
してクロスヘッド14を上昇させ、試験片TPに引張荷
重を負荷させる。
5を1ターンにして一度に溶融する部分Mを微小領域と
しているので、溶融部分Mの表面張力、およびコイル2
5の磁場等によりこの溶融部分Mが流れ落ちることを防
止することができる。そして、コイル25を負荷軸AX
に沿って移動させて試験片の所望の範囲Rを溶融、凝固
させているので、試験片TPの所望の範囲を溶融、凝固
させてその過程における特性評価を行うことができる。
上述の一実施例に限定されず、種々の変形が可能であ
る。一例として、一実施例では引張試験を行う材料試験
機に適用されたが、圧縮試験機、クリープ試験機等既知
の材料試験機に適用可能である。また、一実施例ではコ
イルを1ターンに形成したが、コイルにより溶融される
部分が微小領域で流れ落ちないのであれば複数ターンの
コイルを用いてもよい。
れば、試験片の所定領域を加熱、溶融させる加熱手段を
試験片に沿って移動させることによりこの試験片を所定
範囲にわたって加熱、溶融させたので、一度に溶融する
範囲を所定領域に限定しつつ試験片の所望の範囲にわた
って加熱、溶融させることができる。これにより、試験
片の溶融部分が流れ落ちることを防止しつつ所望の範囲
にわたって試験片を溶融、凝固させて特性評価を行うこ
とができる。
図である。
面図である。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 試験片を負荷するための負荷手段と、前
記試験片の所定領域を加熱、溶融させる加熱手段と、前
記加熱手段を前記試験片に沿って移動させて前記試験片
を所定範囲にわたって加熱、溶融させる制御手段とを備
えたことを特徴とする材料試験機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19013993A JP3264050B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 材料試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19013993A JP3264050B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 材料試験機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743281A true JPH0743281A (ja) | 1995-02-14 |
| JP3264050B2 JP3264050B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=16253055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19013993A Expired - Fee Related JP3264050B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 材料試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3264050B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118896853A (zh) * | 2024-09-30 | 2024-11-05 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种测试超导线材拉伸性能的方法 |
-
1993
- 1993-07-30 JP JP19013993A patent/JP3264050B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118896853A (zh) * | 2024-09-30 | 2024-11-05 | 西安聚能超导线材科技有限公司 | 一种测试超导线材拉伸性能的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3264050B2 (ja) | 2002-03-11 |
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