JPH0829309A - 材料試験機 - Google Patents
材料試験機Info
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- JPH0829309A JPH0829309A JP16386594A JP16386594A JPH0829309A JP H0829309 A JPH0829309 A JP H0829309A JP 16386594 A JP16386594 A JP 16386594A JP 16386594 A JP16386594 A JP 16386594A JP H0829309 A JPH0829309 A JP H0829309A
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- Japan
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- axis
- load
- deviation
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- Pending
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 負荷軸方向と試験片の軸心方向とのずれを自
動補正することができる材料試験機を提供する。 【構成】 材料試験機本体に設けられ、試験片ＴＰに負
荷を与えるクロスヘッド７と、この試験片ＴＰを把持す
る上下つかみ具１、２と、下つかみ具２を固定したＸＹ
ステージ９を移動することで下つかみ具２の位置を調整
をする駆動装置８と、試験片ＴＰの歪み量を検出する歪
みゲージ３とを設けるとともに、前記歪みゲージ３によ
って検出した試験片ＴＰの歪み量から算出した試験片Ｔ
Ｐの軸心と負荷軸方向のずれを補正するように、前記駆
動装置８を制御するコンピュータ４を設ける。
動補正することができる材料試験機を提供する。 【構成】 材料試験機本体に設けられ、試験片ＴＰに負
荷を与えるクロスヘッド７と、この試験片ＴＰを把持す
る上下つかみ具１、２と、下つかみ具２を固定したＸＹ
ステージ９を移動することで下つかみ具２の位置を調整
をする駆動装置８と、試験片ＴＰの歪み量を検出する歪
みゲージ３とを設けるとともに、前記歪みゲージ３によ
って検出した試験片ＴＰの歪み量から算出した試験片Ｔ
Ｐの軸心と負荷軸方向のずれを補正するように、前記駆
動装置８を制御するコンピュータ４を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試験片の軸心を自動で
調整する機能を備えた材料試験機に関する。
調整する機能を備えた材料試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】材料試験機では、オペレータが試験片を
上下つかみ具に装着するが、このとき適正な装着をする
ことが困難であり、試験片の軸心と負荷方向（以後負荷
軸という）との間にずれが発生する。そこで、従来、試
験片に複数個の歪みゲージを取り付け、試験片に予荷重
を加えたとき検出された歪み量を用いて、コンピュータ
で試験片の軸心と負荷軸方向のずれ量を演算し、そのず
れを補正する方向に、オペレータが手動でつかみ具が取
り付けられたＸＹステージの位置を調整していた。
上下つかみ具に装着するが、このとき適正な装着をする
ことが困難であり、試験片の軸心と負荷方向（以後負荷
軸という）との間にずれが発生する。そこで、従来、試
験片に複数個の歪みゲージを取り付け、試験片に予荷重
を加えたとき検出された歪み量を用いて、コンピュータ
で試験片の軸心と負荷軸方向のずれ量を演算し、そのず
れを補正する方向に、オペレータが手動でつかみ具が取
り付けられたＸＹステージの位置を調整していた。
【０００３】しかし、つかみ具の微妙な位置調整を手動
で行うことは非常に困難であり、手間がかかる上、試験
片の軸心と負荷軸とのずれが残り、適正な測定を行うこ
とができなかった。また、手動調整のムラに伴う振動
が、試験片を微妙に変形させたり、試験片が結果的につ
かみ具からずれるなどして、材料試験機における適正な
試験片の装着は、非常に困難なものであった。
で行うことは非常に困難であり、手間がかかる上、試験
片の軸心と負荷軸とのずれが残り、適正な測定を行うこ
とができなかった。また、手動調整のムラに伴う振動
が、試験片を微妙に変形させたり、試験片が結果的につ
かみ具からずれるなどして、材料試験機における適正な
試験片の装着は、非常に困難なものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、材料試験機
において、上記した問題点を解決するために創案された
もので、その目的は、試験片の軸心と負荷軸とのずれを
補正するべく、試験片を把持したつかみ具の位置を自動
調整することができる材料試験機を提供することであ
る。
において、上記した問題点を解決するために創案された
もので、その目的は、試験片の軸心と負荷軸とのずれを
補正するべく、試験片を把持したつかみ具の位置を自動
調整することができる材料試験機を提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、試験機本体に
設けられ、試験片に負荷を加える負荷手段と、試験片を
把持する上下つかみ具と、上下つかみ具のうち少なくと
も一方に、負荷軸に略直交する面内での位置調整を行う
駆動手段を設けるとともに、試験片の軸心と負荷軸との
ずれを検出するずれ検出手段を設け、前記ずれ検出手段
によって検出した試験片の軸心と負荷軸とのずれを補正
するように、前記駆動手段を制御する制御手段を設けた
こと特徴とする材料試験機である。
設けられ、試験片に負荷を加える負荷手段と、試験片を
把持する上下つかみ具と、上下つかみ具のうち少なくと
も一方に、負荷軸に略直交する面内での位置調整を行う
駆動手段を設けるとともに、試験片の軸心と負荷軸との
ずれを検出するずれ検出手段を設け、前記ずれ検出手段
によって検出した試験片の軸心と負荷軸とのずれを補正
するように、前記駆動手段を制御する制御手段を設けた
こと特徴とする材料試験機である。
【０００６】
【作用】上下つかみ具に把持された試験片の軸心と、負
荷手段により試験片に加えられる負荷方向とのずれをず
れ検出手段で検出し、このずれを補正するように試験片
を取り付けたつかみ具の位置を調整するように駆動手段
を制御する。
荷手段により試験片に加えられる負荷方向とのずれをず
れ検出手段で検出し、このずれを補正するように試験片
を取り付けたつかみ具の位置を調整するように駆動手段
を制御する。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の実施例である材料試験機の概
略構成を示す図で、１は上つかみ具、２は下つかみ具、
３は歪みゲージ、４はコンピュータ、４ａはディスプレ
イ、５はテーブル、６はねじ棹、７はクロスヘッド、８
は駆動装置、９はＸＹステージ、ＴＰは試験片であり、
図２は歪みゲージの貼り付け方を示す図、図３はつかみ
具へ試験片を装着したときの状態を示す図、及び図４は
本実施例の処理手順を示す図である。
略構成を示す図で、１は上つかみ具、２は下つかみ具、
３は歪みゲージ、４はコンピュータ、４ａはディスプレ
イ、５はテーブル、６はねじ棹、７はクロスヘッド、８
は駆動装置、９はＸＹステージ、ＴＰは試験片であり、
図２は歪みゲージの貼り付け方を示す図、図３はつかみ
具へ試験片を装着したときの状態を示す図、及び図４は
本実施例の処理手順を示す図である。
【０００８】上下つかみ具１、２に装着された試験片Ｔ
Ｐに、歪みゲージ３が貼り付けられる。この歪みゲージ
３は、図２に示すように試験片ＴＰの外周表面に、負荷
軸に直交する面内にあるＸ軸方向の歪み量（ＥX1，
ＥX2）及びＹ軸方向の歪み量（ＥY1，ＥY2）を検出する
ように、上方から見て９０度ごとに４箇所に貼り付けら
れる。そして、これら歪みゲージ３で検出された歪み量
はコンピュータ４に入力される。
Ｐに、歪みゲージ３が貼り付けられる。この歪みゲージ
３は、図２に示すように試験片ＴＰの外周表面に、負荷
軸に直交する面内にあるＸ軸方向の歪み量（ＥX1，
ＥX2）及びＹ軸方向の歪み量（ＥY1，ＥY2）を検出する
ように、上方から見て９０度ごとに４箇所に貼り付けら
れる。そして、これら歪みゲージ３で検出された歪み量
はコンピュータ４に入力される。
【０００９】一方、上つかみ具１は、テーブル５に立設
したねじ棹６と螺合されたナット（図示省略）を固着し
たクロスヘッド７に設けられ、クロスヘッド７はねじ棹
６が正転することにより上昇し、反転することによって
下降する。このクロスヘッド７の昇降によって、上下つ
かみ具１、２に装着された試験片ＴＰに、引張及び圧縮
の負荷が加えられる。
したねじ棹６と螺合されたナット（図示省略）を固着し
たクロスヘッド７に設けられ、クロスヘッド７はねじ棹
６が正転することにより上昇し、反転することによって
下降する。このクロスヘッド７の昇降によって、上下つ
かみ具１、２に装着された試験片ＴＰに、引張及び圧縮
の負荷が加えられる。
【００１０】また、下つかみ具２は、駆動装置８によっ
て負荷軸に直交する面内にあるＸ及びＹ方向の２軸方向
に位置制御されるＸＹステージ９に設けられる。この駆
動装置８はテーブル５に固定されるとともに、前記コン
ピュータ４によって制御され、ＸＹステージ９を移動さ
せる。
て負荷軸に直交する面内にあるＸ及びＹ方向の２軸方向
に位置制御されるＸＹステージ９に設けられる。この駆
動装置８はテーブル５に固定されるとともに、前記コン
ピュータ４によって制御され、ＸＹステージ９を移動さ
せる。
【００１１】次に、図１の材料試験機の動作を説明す
る。最初に、試験片ＴＰを上下つかみ具１、２に取り付
ける。このとき、図３に示すように、負荷軸ｍと試験片
の軸心ｎとの間には、上下つかみ具１、２に把持する際
に、ずれΔｓが発生している。このような試験片ＴＰに
対して負荷方向の歪み量を検出するように、歪みゲージ
３を貼り付ける。このとき、歪みゲージ３は、上述した
図２に示すように試験片ＴＰの外周表面に、Ｘ軸方向の
歪み量（ＥX1，ＥX2）及びＹ軸方向の歪み量（ＥY1，Ｅ
Y2）を検出するように、上方から見て９０度ごとに４箇
所に貼り付けられる。
る。最初に、試験片ＴＰを上下つかみ具１、２に取り付
ける。このとき、図３に示すように、負荷軸ｍと試験片
の軸心ｎとの間には、上下つかみ具１、２に把持する際
に、ずれΔｓが発生している。このような試験片ＴＰに
対して負荷方向の歪み量を検出するように、歪みゲージ
３を貼り付ける。このとき、歪みゲージ３は、上述した
図２に示すように試験片ＴＰの外周表面に、Ｘ軸方向の
歪み量（ＥX1，ＥX2）及びＹ軸方向の歪み量（ＥY1，Ｅ
Y2）を検出するように、上方から見て９０度ごとに４箇
所に貼り付けられる。
【００１２】このような準備をした後、試験を開始する
（図４・Ｓ１）。まず、クロスヘッド７を上方へ移動し
て予荷重を加える（図４・Ｓ２）。この予荷重の大きさ
は、当該材料試験で試験片ＴＰに加えるべき荷重値の約
１〜２％の大きさが適当である。このとき、コンピュー
タ４は、歪みゲージ３からＸ軸方向の歪み量（ＥX1，Ｅ
X2）及びＹ軸方向の歪み量（ＥY1，ＥY2）が入力され、
この歪み量から、負荷軸に対する試験片の軸心のずれを
示す値として、次式（１）（２）に定義する偏芯率（Ｘ
成分及びＹ成分）を演算する（図４・Ｓ３）とともに、
これら歪み量及び演算結果をディスプレイ４ａに表示す
る。
（図４・Ｓ１）。まず、クロスヘッド７を上方へ移動し
て予荷重を加える（図４・Ｓ２）。この予荷重の大きさ
は、当該材料試験で試験片ＴＰに加えるべき荷重値の約
１〜２％の大きさが適当である。このとき、コンピュー
タ４は、歪みゲージ３からＸ軸方向の歪み量（ＥX1，Ｅ
X2）及びＹ軸方向の歪み量（ＥY1，ＥY2）が入力され、
この歪み量から、負荷軸に対する試験片の軸心のずれを
示す値として、次式（１）（２）に定義する偏芯率（Ｘ
成分及びＹ成分）を演算する（図４・Ｓ３）とともに、
これら歪み量及び演算結果をディスプレイ４ａに表示す
る。
【００１３】
【式１】
【００１４】
【式２】 コンピュータ４は、Ｘ軸方向の歪み量（ＥX1，ＥX2）及
びＹ軸方向の歪み量（ＥY1，ＥY2）の変化に応じて、即
時、偏芯率を演算しており、これら偏芯率が、予めコン
ピュータ４に設定された許容値を越えた場合、すなわち
負荷軸に対する試験片の軸心のずれが無視できない場
合、この許容値内になるまで、コンピュータ４は駆動装
置８をフィードバック制御して、ＸＹステージ９の位置
調整を行う（図４・Ｓ４、Ｓ５）。そして、負荷軸に対
する試験片軸心のずれ量が所定値以下になると、ＸＹス
テージ９を固定する。
びＹ軸方向の歪み量（ＥY1，ＥY2）の変化に応じて、即
時、偏芯率を演算しており、これら偏芯率が、予めコン
ピュータ４に設定された許容値を越えた場合、すなわち
負荷軸に対する試験片の軸心のずれが無視できない場
合、この許容値内になるまで、コンピュータ４は駆動装
置８をフィードバック制御して、ＸＹステージ９の位置
調整を行う（図４・Ｓ４、Ｓ５）。そして、負荷軸に対
する試験片軸心のずれ量が所定値以下になると、ＸＹス
テージ９を固定する。
【００１５】このようなずれ補正処理の後、従来と同様
の材料試験を行うべく、クロスヘッド７を上昇させ、試
験片ＴＰに対し所定の荷重を加える（図４・Ｓ６）。
の材料試験を行うべく、クロスヘッド７を上昇させ、試
験片ＴＰに対し所定の荷重を加える（図４・Ｓ６）。
【００１６】ところで、本発明の実施態様として、以下
のような実施例も含まれる。
のような実施例も含まれる。
【００１７】（１）本実施例では、偏芯率をＸ成分及び
Ｙ成分に区別して監視したが、Ｘ成分及びＹ成分を合成
した全偏芯率を次式（３）から算出し、
Ｙ成分に区別して監視したが、Ｘ成分及びＹ成分を合成
した全偏芯率を次式（３）から算出し、
【００１８】
【式３】 この全偏芯率が許容値を越えたときに、はじめて駆動装
置８を制御してＸ方向若しくはＹ方向、又はＸ方向及び
Ｙ方向に、ＸＹステージ９の位置を調整をして、試験片
の軸心のずれを補正してもよい。
置８を制御してＸ方向若しくはＹ方向、又はＸ方向及び
Ｙ方向に、ＸＹステージ９の位置を調整をして、試験片
の軸心のずれを補正してもよい。
【００１９】（２）本実施例及び上記変形例（１）で
は、式（１）〜（３）によって偏芯率を定義したが、Ｘ
方向及びＹ方向の歪み量の差（ＥX1−ＥX2）若しくは
（ＥX2−ＥX1）、及び（ＥY1−ＥY2）若しくは（ＥY2−
ＥY1）が所定値よりも小さくなるように、試験片ＴＰの
負荷軸を調整してもよい。
は、式（１）〜（３）によって偏芯率を定義したが、Ｘ
方向及びＹ方向の歪み量の差（ＥX1−ＥX2）若しくは
（ＥX2−ＥX1）、及び（ＥY1−ＥY2）若しくは（ＥY2−
ＥY1）が所定値よりも小さくなるように、試験片ＴＰの
負荷軸を調整してもよい。
【００２０】（３）本実施例では、試験片ＴＰの歪み量
を検出するために歪みゲージを用いたが、標線マークを
付した試験片に照射した光の反射光を検出して試験片の
伸びを検出する、いわゆる光学式伸び計を用いてもよ
い。
を検出するために歪みゲージを用いたが、標線マークを
付した試験片に照射した光の反射光を検出して試験片の
伸びを検出する、いわゆる光学式伸び計を用いてもよ
い。
【００２１】（４）本実施例では、下つかみ具２だけが
移動するように、ＸＹステージ９及び駆動装置８をテー
ブル５側に設けたが、上つかみ具１だけが移動するよう
に、また、下つかみ具２とともに上つかみ具１の移動す
るように、ＸＹステージ９及び駆動装置８をクロスヘッ
ド７側に設けても、本発明と同等の効果を得ることがで
きる。
移動するように、ＸＹステージ９及び駆動装置８をテー
ブル５側に設けたが、上つかみ具１だけが移動するよう
に、また、下つかみ具２とともに上つかみ具１の移動す
るように、ＸＹステージ９及び駆動装置８をクロスヘッ
ド７側に設けても、本発明と同等の効果を得ることがで
きる。
【００２２】
【発明の効果】本発明の材料試験機は、負荷軸と試験片
の軸心とのずれに基づいて、つかみ具を設けたＸＹステ
ージの位置を自動調整するので、負荷軸と試験片の軸心
とのずれを速やかに補正することができるようになると
ともに、微妙な調整が可能となり、測定誤差を低減する
ことができる。
の軸心とのずれに基づいて、つかみ具を設けたＸＹステ
ージの位置を自動調整するので、負荷軸と試験片の軸心
とのずれを速やかに補正することができるようになると
ともに、微妙な調整が可能となり、測定誤差を低減する
ことができる。
【００２３】また、手動調整時には回避することができ
なかった、ＸＹステージの位置調整時の振動に起因す
る、試験片の変形やつかみ具からのずれを排除すること
ができ、適正な試験片の装着が容易となる。
なかった、ＸＹステージの位置調整時の振動に起因す
る、試験片の変形やつかみ具からのずれを排除すること
ができ、適正な試験片の装着が容易となる。
【図１】本発明の一実施例である材料試験機の概略構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】歪みゲージの貼り付け方を示す図である。
【図３】つかみ具へ試験片を装着したときの状態を示す
図である。
図である。
【図４】本実施例の処理手順を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 試験機本体に設けられ、試験片に負荷を
加える負荷手段と、試験片を把持する上下つかみ具と、
上下つかみ具のうち少なくとも一方に、負荷軸に略直交
する面内での位置調整を行う駆動手段を設けるととも
に、試験片の軸心と負荷軸とのずれを検出するずれ検出
手段を設け、前記ずれ検出手段によって検出した試験片
の軸心と負荷軸とのずれを補正するように、前記駆動手
段を制御する制御手段を設けたこと特徴とする材料試験
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16386594A JPH0829309A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 材料試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16386594A JPH0829309A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 材料試験機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829309A true JPH0829309A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15782245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16386594A Pending JPH0829309A (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 材料試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829309A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011227007A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-10 | Shimadzu Corp | 材料試験機 |
| JP2012137398A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Shimadzu Corp | 材料試験機 |
| JP2015155898A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅＢｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 圧縮パネルをテストするシステム及び方法 |
| WO2016009510A1 (ja) * | 2014-07-16 | 2016-01-21 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機 |
| JP2023138084A (ja) * | 2022-03-18 | 2023-09-29 | 日本発條株式会社 | 超音波疲労試験機、及び超音波疲労試験方法 |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP16386594A patent/JPH0829309A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011227007A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-10 | Shimadzu Corp | 材料試験機 |
| JP2012137398A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Shimadzu Corp | 材料試験機 |
| JP2015155898A (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅＢｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 圧縮パネルをテストするシステム及び方法 |
| KR20150098182A (ko) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | 더 보잉 컴파니 | 압축 패널을 테스팅하기 위한 시스템 및 방법 |
| WO2016009510A1 (ja) * | 2014-07-16 | 2016-01-21 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機 |
| JPWO2016009510A1 (ja) * | 2014-07-16 | 2017-04-27 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機 |
| JP2023138084A (ja) * | 2022-03-18 | 2023-09-29 | 日本発條株式会社 | 超音波疲労試験機、及び超音波疲労試験方法 |
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