JPS6355018B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6355018B2 JPS6355018B2 JP57167067A JP16706782A JPS6355018B2 JP S6355018 B2 JPS6355018 B2 JP S6355018B2 JP 57167067 A JP57167067 A JP 57167067A JP 16706782 A JP16706782 A JP 16706782A JP S6355018 B2 JPS6355018 B2 JP S6355018B2
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- JP
- Japan
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- stress
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- average value
- test material
- straight line
- Prior art date
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- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- 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】
本発明は、供試材料に引張荷重を与え、その耐
力を自動的に検出する装置に関する。
力を自動的に検出する装置に関する。
一般に、非鉄金属等の降伏点の測定が困難な材
料においては、材料に一定の永久ひずみ（通常
0.2％）を与える応力を耐力として降伏点と対応
させるが、従来、その耐力の測定は、供試材料の
応力−ひずみ線図を作成し、その線図上におい
て、直線部を概略的に求めその直線に平行にひず
み0.2％分だけずらした直線を引き、その直線が
応力−ひずみ線図と交わる点を求めてその応力を
耐力としていた。あるいは、自動的に応力−ひず
み線図上の直線部を求める装置にあつては、応力
−ひずみ線上にあらかじめ設定された２点間の荷
重および伸びのデータを用いて最小二乗法によつ
て直線式を算出し、その直線式に基づいて耐力を
求めていた。前者の従来の方法によつては、求め
られた値が作図によるものである為高い精度を追
求することは不可能で、更に人為的誤差が生ずる
ことを禁じ得ない。後者の従来の装置において
は、直線式を求める為の設定区間が固定されてい
る為、例えば引張試験機の荷重レンジの切換によ
る応力−ひずみ線図の形状変化に充分対応でき
ず、従つて常に正確な直線式が算出できるとは言
い難い。また、荷重および伸びのデータの中に
は、外乱振動やその他の外的要因によつて、必ず
しも全てが正確なデータとはならず、このような
データを用いて直線部の式を算出したのでは例え
最小二乗法を採用し、かつ、設定区間が正しく直
線部の一部に対応していたとしても、その式は正
確なものであるという保証はない。
料においては、材料に一定の永久ひずみ（通常
0.2％）を与える応力を耐力として降伏点と対応
させるが、従来、その耐力の測定は、供試材料の
応力−ひずみ線図を作成し、その線図上におい
て、直線部を概略的に求めその直線に平行にひず
み0.2％分だけずらした直線を引き、その直線が
応力−ひずみ線図と交わる点を求めてその応力を
耐力としていた。あるいは、自動的に応力−ひず
み線図上の直線部を求める装置にあつては、応力
−ひずみ線上にあらかじめ設定された２点間の荷
重および伸びのデータを用いて最小二乗法によつ
て直線式を算出し、その直線式に基づいて耐力を
求めていた。前者の従来の方法によつては、求め
られた値が作図によるものである為高い精度を追
求することは不可能で、更に人為的誤差が生ずる
ことを禁じ得ない。後者の従来の装置において
は、直線式を求める為の設定区間が固定されてい
る為、例えば引張試験機の荷重レンジの切換によ
る応力−ひずみ線図の形状変化に充分対応でき
ず、従つて常に正確な直線式が算出できるとは言
い難い。また、荷重および伸びのデータの中に
は、外乱振動やその他の外的要因によつて、必ず
しも全てが正確なデータとはならず、このような
データを用いて直線部の式を算出したのでは例え
最小二乗法を採用し、かつ、設定区間が正しく直
線部の一部に対応していたとしても、その式は正
確なものであるという保証はない。
本発明は、上記に鑑みなされたものであつて、
応力−ひずみ線図の形状変化に応じて自動的に直
線式算出区間を設定するとともに、外的要因によ
る誤差を排除して、常に正確な直線式を算出して
耐力を求め得る耐力測定装置の提供を目的とす
る。
応力−ひずみ線図の形状変化に応じて自動的に直
線式算出区間を設定するとともに、外的要因によ
る誤差を排除して、常に正確な直線式を算出して
耐力を求め得る耐力測定装置の提供を目的とす
る。
本発明の特徴とするところは、荷重および伸び
の測定データを所定時間ごとにサンプリングして
記憶し、そのデータの荷重値が測定レンジのフル
スケールに対して所定の率に達した時点を直線部
の開始点とし、その開始点以後のサンプリングデ
ータについて連続する所定個によつて移動平均法
により順次平均値を算出し、その各平均値とその
直前の有効平均値（下記）との差分勾配を算出
し、その各差分勾配があらかじめ設定された供試
材料の上限ヤング率と下限ヤング率の間の範囲内
にあるか否かを判別して、範囲内にある場合に限
つてこの差分勾配を算出した後側の平均値を有効
平均値として採用し、また、差分勾配が上述の下
限ヤング率を所定回数連続して下回つたことを検
出して直線部の終了とし、上記の開始点とこの終
了点間の有効平均値を用いて直線部の式を算出
し、その直線部の式に基づいて耐力を求めるよう
構成したことにある。
の測定データを所定時間ごとにサンプリングして
記憶し、そのデータの荷重値が測定レンジのフル
スケールに対して所定の率に達した時点を直線部
の開始点とし、その開始点以後のサンプリングデ
ータについて連続する所定個によつて移動平均法
により順次平均値を算出し、その各平均値とその
直前の有効平均値（下記）との差分勾配を算出
し、その各差分勾配があらかじめ設定された供試
材料の上限ヤング率と下限ヤング率の間の範囲内
にあるか否かを判別して、範囲内にある場合に限
つてこの差分勾配を算出した後側の平均値を有効
平均値として採用し、また、差分勾配が上述の下
限ヤング率を所定回数連続して下回つたことを検
出して直線部の終了とし、上記の開始点とこの終
了点間の有効平均値を用いて直線部の式を算出
し、その直線部の式に基づいて耐力を求めるよう
構成したことにある。
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図は本発明実施例の構成を示すブロツク図
である。
である。
供試材料に引張荷重を付与する材料試験機１か
らは、荷重測定信号および伸び測定信号のデジタ
ル変換データがインターフエース回路２に所定時
間間隔で順次出力され、インターフエース回路２
はバスライン３によつて演算処理装置に接続され
ている。演算処理装置４は、また、バスライン３
によつて上述のデータおよび演算結果等を逐次記
憶するメモリ５、演算結果等を表示するCRTデ
イスフレイ６およびタイプライタ装置７と接続さ
れている。なお、メモリ５には、後述する耐力検
出プログラムが記憶されている。また演算処理装
置４から材料の引張を開始するスタート命令信号
がインターフエース回路２を介して材料試験機１
に供給され、材料試験機１からは材料が破断した
ときに破断信号を演算処理装置４に供給して試験
の終了信号としている。
らは、荷重測定信号および伸び測定信号のデジタ
ル変換データがインターフエース回路２に所定時
間間隔で順次出力され、インターフエース回路２
はバスライン３によつて演算処理装置に接続され
ている。演算処理装置４は、また、バスライン３
によつて上述のデータおよび演算結果等を逐次記
憶するメモリ５、演算結果等を表示するCRTデ
イスフレイ６およびタイプライタ装置７と接続さ
れている。なお、メモリ５には、後述する耐力検
出プログラムが記憶されている。また演算処理装
置４から材料の引張を開始するスタート命令信号
がインターフエース回路２を介して材料試験機１
に供給され、材料試験機１からは材料が破断した
ときに破断信号を演算処理装置４に供給して試験
の終了信号としている。
次に、第２図に示す本発明実施例の耐力検出プ
ログラムのフローチヤートに従つて、作用を説明
する。
ログラムのフローチヤートに従つて、作用を説明
する。
測定に先立つて、応力−ひずみ線図の直線部開
始点P1を設定する為の荷重レンジのフルスケー
ルに対する率ｐ（％）、材料の種類に応じて設定さ
れる上限ヤング率EU、下限ヤング率EL、および
平均値算出の為のデータ数Ｎを設定して入力する
（ST1）。直線部開始点P1は、荷重値によつて設定
され、この値は上述の試験機の荷重レンジのフル
スケールに対する率ｐで（例えば10％）設定され
る。このP1は、第３図に応力−ひずみ線図を示
す如く、負荷直後の線図の不安定領域の除去の為
に設けられたもので、またフルスケールに対する
率で設定する理由は、荷重レンジ切換に対応して
P1点を変動設定し得るようにした為である。次
に材料試験機１によつて供試材料に引張荷重の付
与を開始するとともに、その荷重測定値およびそ
の荷重に対応する伸びの測定値のデジタル変換デ
ータを所定の時間間隔で次々と取り込んで記憶す
る（ST2）。その荷重値がP1点に達すると、Ｎ個
のデータを用いて平均値G1を算出する（ST3、
ST4）。そしてそのG1を求めたＮ個のデータの各
値のうちG1に対してある一定の偏差を越えるも
のがあればそのデータを除いて再度平均値G1を
算出しなおす（ST5、ST6）。ST7では上述の
ST4からST6と同様なる手順で次のＮ個による平
均値G2を算出する。このとき、G1なる平均値を
算出したＮ個のデータからなる第１のデータグル
ープの後半のＮ／２個のデータは、G2を算出す
るＮ個のデータからなる第２のデータグループの
前半のＮ／２個と重複する、いわゆる移動平均法
を採用している。この移動平均法の採用並びに
ST5、ST6での動作は、サンプリングデータの外
的要因による乱れを吸収することを目的としてい
る。ST8においては、G1とG2を結んだ線分の勾
配（差分勾配）g2を算出し、ST9でその勾配g2
が、供試材料の種類等に応じてあらかじめ設定さ
れている上限ヤング率EUおよび下限ヤング率EL
の範囲内に入つているかどうか判断し、その範囲
内である場合にのみG2を有効データとする
（ST10）。この有効、無効のデータを取捨選択す
る理由は、材料の物性値であるヤング率に対する
所定のレンジ内に入らないデータは、本来の真の
値でなく、移動平均法およびST5、ST6での動作
にも拘らず、比較的周期の長い外乱等の外的要因
やその他に起因して例えば連続的なデータの測定
誤差が含まれているものと判断する為である。
ST11においては、ST7からST10においてG2およ
びg2を求めたのと同様にして順次G3、…、Gi、
…およびg3、…、gi、…を求めてゆく。ST12で
勾配giが所定回数（例えば３回）連続して下限ヤ
ング率ELを下回つたとき、応力−ひずみ線図の
直線部が終了して曲線部に移行したと判断し（終
了点P2）、ST13で平均値の算出等を停止し、
ST14において平均値の有効データのみを使用し
て最小二乗法によつて直線式を算出する。なお、
この時点においても、材料試験機は引き続いて引
張荷重を供試材料に付与するとともに、その荷重
および伸びのデータを出力し、メモリ５は引き続
いてそのデータを格納する。この状態は、材料が
破断するまで続行される。ST15では、第４図に
示す如くST14で得られた直線（直線ａ）をひず
み軸上0.2％だけ右方に平行移動し（直線ｂ）、応
力−ひずみ線図との交点の応力値を求め、ST16
ではその値を耐力として表示する。
始点P1を設定する為の荷重レンジのフルスケー
ルに対する率ｐ（％）、材料の種類に応じて設定さ
れる上限ヤング率EU、下限ヤング率EL、および
平均値算出の為のデータ数Ｎを設定して入力する
（ST1）。直線部開始点P1は、荷重値によつて設定
され、この値は上述の試験機の荷重レンジのフル
スケールに対する率ｐで（例えば10％）設定され
る。このP1は、第３図に応力−ひずみ線図を示
す如く、負荷直後の線図の不安定領域の除去の為
に設けられたもので、またフルスケールに対する
率で設定する理由は、荷重レンジ切換に対応して
P1点を変動設定し得るようにした為である。次
に材料試験機１によつて供試材料に引張荷重の付
与を開始するとともに、その荷重測定値およびそ
の荷重に対応する伸びの測定値のデジタル変換デ
ータを所定の時間間隔で次々と取り込んで記憶す
る（ST2）。その荷重値がP1点に達すると、Ｎ個
のデータを用いて平均値G1を算出する（ST3、
ST4）。そしてそのG1を求めたＮ個のデータの各
値のうちG1に対してある一定の偏差を越えるも
のがあればそのデータを除いて再度平均値G1を
算出しなおす（ST5、ST6）。ST7では上述の
ST4からST6と同様なる手順で次のＮ個による平
均値G2を算出する。このとき、G1なる平均値を
算出したＮ個のデータからなる第１のデータグル
ープの後半のＮ／２個のデータは、G2を算出す
るＮ個のデータからなる第２のデータグループの
前半のＮ／２個と重複する、いわゆる移動平均法
を採用している。この移動平均法の採用並びに
ST5、ST6での動作は、サンプリングデータの外
的要因による乱れを吸収することを目的としてい
る。ST8においては、G1とG2を結んだ線分の勾
配（差分勾配）g2を算出し、ST9でその勾配g2
が、供試材料の種類等に応じてあらかじめ設定さ
れている上限ヤング率EUおよび下限ヤング率EL
の範囲内に入つているかどうか判断し、その範囲
内である場合にのみG2を有効データとする
（ST10）。この有効、無効のデータを取捨選択す
る理由は、材料の物性値であるヤング率に対する
所定のレンジ内に入らないデータは、本来の真の
値でなく、移動平均法およびST5、ST6での動作
にも拘らず、比較的周期の長い外乱等の外的要因
やその他に起因して例えば連続的なデータの測定
誤差が含まれているものと判断する為である。
ST11においては、ST7からST10においてG2およ
びg2を求めたのと同様にして順次G3、…、Gi、
…およびg3、…、gi、…を求めてゆく。ST12で
勾配giが所定回数（例えば３回）連続して下限ヤ
ング率ELを下回つたとき、応力−ひずみ線図の
直線部が終了して曲線部に移行したと判断し（終
了点P2）、ST13で平均値の算出等を停止し、
ST14において平均値の有効データのみを使用し
て最小二乗法によつて直線式を算出する。なお、
この時点においても、材料試験機は引き続いて引
張荷重を供試材料に付与するとともに、その荷重
および伸びのデータを出力し、メモリ５は引き続
いてそのデータを格納する。この状態は、材料が
破断するまで続行される。ST15では、第４図に
示す如くST14で得られた直線（直線ａ）をひず
み軸上0.2％だけ右方に平行移動し（直線ｂ）、応
力−ひずみ線図との交点の応力値を求め、ST16
ではその値を耐力として表示する。
なお、ST14における直線式の算出は、有効デ
ータとなつた平均値Giに係る差分勾配giを相加平
均して直線の傾きを求めてもよい。
ータとなつた平均値Giに係る差分勾配giを相加平
均して直線の傾きを求めてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、直線部
の開始点を荷重値が荷重フルスケールの所定の率
に到達した点とするとともに、終了点を材料の物
性値である下限ヤング率に基づいて実際の曲線部
への移行点を検出することによつて決定するか
ら、荷重レンジの切換等による応力−ひずみ線図
の形状変化に関係なく、しかも実際の直線部の終
了点までの可及的に長い区間を直線部と見なして
その式を算出することになり、式の正確さを向上
させることができる。
の開始点を荷重値が荷重フルスケールの所定の率
に到達した点とするとともに、終了点を材料の物
性値である下限ヤング率に基づいて実際の曲線部
への移行点を検出することによつて決定するか
ら、荷重レンジの切換等による応力−ひずみ線図
の形状変化に関係なく、しかも実際の直線部の終
了点までの可及的に長い区間を直線部と見なして
その式を算出することになり、式の正確さを向上
させることができる。
しかも、直線部の式の算出に当つては、移動平
均法による平均値のうち、直前の有効平均値との
差分勾配が同じく材料の物性値たる上限ヤング率
と下限ヤング率の間の範囲内にあるものに限つて
有効平均値として採用するから、種々の外的要因
等に起因するデータの測定誤差が直線部の式に影
響を及ぼすことがなくなり、常に保証された正確
な耐力を検出することができる。
均法による平均値のうち、直前の有効平均値との
差分勾配が同じく材料の物性値たる上限ヤング率
と下限ヤング率の間の範囲内にあるものに限つて
有効平均値として採用するから、種々の外的要因
等に起因するデータの測定誤差が直線部の式に影
響を及ぼすことがなくなり、常に保証された正確
な耐力を検出することができる。
第１図は本発明実施例の構成を示すブロツク
図、第２図はその耐力検出プログラムを示すフロ
ーチヤート、第３図は本発明実施例における応力
−ひずみ線図上の直線部開始点P1の説明図、第
４図は本発明実施例における耐力検出の作用説明
図である。 １……材料試験機、２……インターフエース回
路、３……バスライン、４……演算処理装置、５
……メモリ、６……CRTデイスプレイ、７……
タイプライタ装置。
図、第２図はその耐力検出プログラムを示すフロ
ーチヤート、第３図は本発明実施例における応力
−ひずみ線図上の直線部開始点P1の説明図、第
４図は本発明実施例における耐力検出の作用説明
図である。 １……材料試験機、２……インターフエース回
路、３……バスライン、４……演算処理装置、５
……メモリ、６……CRTデイスプレイ、７……
タイプライタ装置。
Claims (1)
- １ 供試材料に作用する引張荷重およびその荷重
に対する供試材料の伸びの測定値のデジタル変換
データを所定時間間隔でサンプリングして記憶す
る手段と、そのサンプリングデータの荷重値が荷
重測定レンジのフルスケールに対して所定の率に
達したことを検出して供試材料の応力−ひずみ線
図上の直線部の開始点とする直線部開始点決定手
段と、その開始点より以後にサンプリングされた
データの連続する所定個数を用いて順次移動平均
法によつて平均値を算出するデータ平均化手段
と、その各平均値とその直前の有効平均値との差
分勾配を順次算出する差分勾配算出手段と、その
算出された差分勾配があらかじめ設定された供試
材料の上限ヤング率と下限ヤング率の間の範囲内
にあるか否かを判別して、範囲内にある場合に限
つて当該差分勾配を算出した後側の平均値を有効
平均値として採用するデータ弁別手段と、上記差
分勾配が上記下限ヤング率を所定回数連続して下
回つたことを検出して直線部の終了点と判定する
直線部終了点判定手段と、上記開始点と終了点間
の上記有効平均値を用いて直線部の式を算出する
直線式算出手段と、その算出された直線式を上記
応力−ひずみ線図上において右方に所定ひずみ分
だけ平行移動して得られた直線と上記応力−ひず
み線図との交点を求める交点検出手段を有し、そ
の求められた交点の応力を耐力として報知するよ
う構成された耐力検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16706782A JPS5956145A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 耐力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16706782A JPS5956145A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 耐力検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956145A JPS5956145A (ja) | 1984-03-31 |
| JPS6355018B2 true JPS6355018B2 (ja) | 1988-11-01 |
Family
ID=15842785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16706782A Granted JPS5956145A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 耐力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5956145A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07119672B2 (ja) * | 1987-07-21 | 1995-12-20 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機のデ−タ処理装置 |
| JPH0288942A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-29 | Shimadzu Corp | 疲労試験結果の記緑装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5814980B2 (ja) * | 1977-10-12 | 1983-03-23 | 住友金属工業株式会社 | 弾性領域を有する機械試験材料の耐力測定方法 |
-
1982
- 1982-09-24 JP JP16706782A patent/JPS5956145A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5956145A (ja) | 1984-03-31 |
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