JPS5814980B2 - 弾性領域を有する機械試験材料の耐力測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、機械試験材料の引張り試験における耐力測
定方法に関する。

材料を安全に使用するには材料に降伏応力以下の応力を
作用させる必要がある。

この降伏応力は軟鋼などでは応力−ひすみ曲線において
比較的明瞭に表われるが、一般には不明確な場合が多い
ので、降伏応力に代えて耐力を測定し、この耐力によっ
て材料強度を表示する場合がある。

この耐力は、例えばＪＩＳ規格では材料を引張り試験し
たときの残留ひずみの０．２％のひずみを生じる応力（
０，２％耐力）あるいはＡＰＩ規格では全ひずみの０．
５％のひずみを生ずる応力（０，５％耐力）として測定
するものである。

従来、耐力の測定は弾性領域においての２点Ｐ１ｔＰ２
の応力（σ１．σ２）及びひずみ（ε１．ε２）のデー
タをパルス発振器や磁気式位置検出装置等を用いて計算
機入力信号に変換して計算機に入力し、かつ初期ひずみ
を０として応力〜ひずみ白絣原点から永久ひずみ、全ひ
ずみを測定し、耐力を求めていた。

しかしこの従来の耐力測定方法では、永久ひずみ、全ひ
ずみを応力−ひすみ曲線の原点Ｏから起算するため、必
ずしも正確に耐力を測定し得ないという欠点を有する。

すなわち試験材料にそりなどがある場合には、試験材料
に荷重を加え始めた初期の状態で、そりが是正されるま
でに低い応力値によって試験材料に変形が生じる。

すなわち試験材料の表面にストレインゲージを貼着して
ひずみを測定すれば、ストレインゲージを貼着する場所
によってひずみ値の変化が異ることになる。

この発明はこのような従来の欠点を解消すべく創案され
たもので、試験材料本来の応力−ひすみ特性に基いて正
確な耐力を求める、弾性領域を有する機械試験材料の耐
力測定方法を提供することを目的とする。

この発明に係る弾性領域を有する機械試験材料の耐力測
定方法は、応力−ひすみ曲線の弾性領域における二点を
結ぶ直線の延長線と、ひずみ軸との交点すなわち、→か
ら永 久ひずみ、全ひずみを測定するものであって、永久ひず
みあるいは全ひずみか、 となった時の応力値を耐力とするものである。

ただし、ｋは、ひずみ値で、ＪＩＳ規格の場合に＝ｏ、
ｏ０２として永久ひずみを測定し、ＡＰＩ規格の場合は
、ｋ＝ｏ、ｏ０５として全ひずみを測定するものである
。

ここで、前記交点は、以下のよ ｌσ２−Ｅ２ｙ１ σ２−０１ うに導き出される。

応力−ひすみ曲線の弾性領域における２点を結ぶ直線を
１、とし、σ−ａε＋ｂとお（ときこの式にＰｌ、Ｐ２
のひずみ値（ε１゜ε２）、応力値（σ０．σ２）を代
入すると、の連立方程式が得られ、この連立方程式を解
くと、が得られ、直線１１は、 の式で表わすことができる。

次に１１とひずみ軸との交点（εｃ、０）は、ひずみ軸
上であるからσ＝０である。

従って上式■にσ＝０を代入すると、 が得られ、１１とひずみ軸との交点は、 で表わすことができる。

次にこの発明に係る材料の引張り試験方法の一実施例を
図面に基いて説明する。

本発明の実施例は、ＪＩＳ規格の０．２％耐力測定にお
いて、引張り試験機のフルレンジ応力値σＴの５％の応
力ｆＦ）点をＰｌ（ε１．σ１）とし、点Ｐ２（ε２．
σ２）を点Ｐ１より０．０７％ひずみ値の高い点とした
場合について説明する。

したがって、＋０．００２の永久 ひずみを発生する点が耐力となる。

第２図において、材料試験の応力−ひすみ曲線（σ＝ｆ
（ε））の弾性領域内の任意な点として、引張り試験機
のフルレンジ応力値σＴの５％の応力値の点をＰ、（ε
０．σ１）とし、点Ｐ２（ε２．σ２）を点Ｐ１より７
×１０−″ひずみ値の高い点とし、この２点Ｐ１．Ｐ２
を結ぶ直線１１とひずみ軸との交点 を求める。

この交点より永久ひず みが０．２％だけ高い点を６０とし、この点ε０を通り
かつ直線１１と平行な直線１２ を引く。

前記直線１２の式は、以下のように導き出される。

１２は１、と平行であるから傾きは、１１と等しく、 である。

又、１２は起点とし １’２−’２ｙ１ て０．００２永久ひずみの高い点 ＋０．００２．０へを通るので、 １°２−ε２σ１ を代入すると、 が得られ、直線１１は で表わすことができる。

この直線１２と応力−ひずみ曲線σ＝ｆ（ε）との交点
ＰＹ（εＹ、σＹ）を求める。

ここで、 εＹは耐力点でのひずみ、 σＹは耐力点での応力とする。

ここに、 であり、また前述のように なので であり、ＪＩＳ規格に適合した耐力測定を行い得る。

このように弾性領域内の２点Ｐ１．Ｐ２を結ぶ直線１１
のひずみ軸との交点εＣを起点として初期ひずみε０を
求めるので、試験材料に荷重を加え始めた初期の状態で
の異彷な変形の影響を受けることなく、材料試験本来の
応力−ひすみ特性に基いて正確な耐力を求め得る。

なおこの実施例ではε２−ε１を０．０００７にとった
が、材料の種類によって０．０００７〜０．００２０の
適当な値を採用すればよい。

又、ＪＩＳ規格に適合する耐力測定を行なったが、ＡＰ
Ｉ規格あるいはその他の規格に適合する耐力測定方法を
行なってもよい。

特にＡＰＩ規格の場合は、全ひずみが、 の時の応力σＹが耐力となる。

前述のとおりこの発明に係る弾性領域を有する機械試験
材料の耐力測定方法は、応力−ひすみ曲線の弾性領域に
おける二点を結ぶ直線のひずみ軸との交点を起点として
永久ひずみ、全ひずみを測定するので、材料試験本来の
応力−ひずみ特性に基いて正確な耐力測定を行い得ると
いう優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の耐力測定方法を示すグラフ、第２図はこ
の発明に係る耐力測定方法を示すグラフである。 σ・・・・・・応力、σ７・・・・・・耐力、ε・・・
・・・ひずみ、ε０・・・・永久ひずみ０．２％の点、
εＣ・・・・・・直線１１とひずみ軸の交点、εＹ・・
・・・・耐力点でのひずみ、Ｐｌ、Ｐ２・・・・・・応
力−ひずみ曲線上の点、１１゜１２・・・・・・直線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弾性領域を有する機械試験材料の引張り試験の応力
   −ひすみ曲線（σ＝ｆ（ε））の弾性領域内の任意の二
   点をＰｌ（ε１．σ、）、Ｐ２（ε２゜σ２） ここで ε１はＰｌのひずみ値、 ε２はＰ２のひずみ値、 σ１はＰｌの応力値、 σ２はＰ２の応力値、 とするとき、 ただし、 ｋは耐力を示す時のひずみ値 ［ｒＩｓ：に＝ｏ、ｏｏｚ（永久ひずみ）ＡＰＩ：に＝
   ０．００５（全ひずみ） の永久ひずみあるいは全ひずみを生じる時の応力値を耐
   力とすることを特徴とする弾性領域を有する機械試験材
   料の耐力測定方法。