JPS6378045A - 硬脆材料試験における試験片のチヤツキング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は硬脆材料（例えばセラミックス）の材料試験（
引張試験、疲労試験）における最適なチャッキング方法
に関するものである。

（従来技術） 硬脆材料の引張試験においては、荷重中心軸と試験片中
心軸とに非常にわずかなずれが生じた場合でも剪断応力
や曲げ応力が生じ、その応力集中部から破壊してしまう
。このため、荷重中心軸と試験片中心軸とのアライメン
トが非常に重要となる。そこで、１）金属パイプの塑性
変形、２）金属箔あるいは薄板の塑性変形、３）粉末の
流動性、４）その他、を利用することによりアライメン
トの調整を行っている。

第４図は上記１）の金属パイプの塑性変形を利用する方
法で、試験片１の首部と把み部との間にステンレスパイ
プ２を介在させている。そして荷重を掛けたとき、まず
このステンレスパイプが塑性変形してアライメント調整
が行われるようになっている。

第５図は上記２．）の金属箔あるいは薄板の塑性変形を
利用する方法で、試験片１の首部にアルミ箔３のような
従順な材料を介在させて把み、荷重をかけたとき、まず
このアルミ箔等が塑性変形し、アライメント調整が行わ
れるようになっている。

第６図は上記３）の粉末の流動性を利用する方法で、試
験片１の首部とチャック４との間に粉末５を保持する２
つ割りリンク６を介在させてチャッキングし、荷重を掛
けた場合、まず粉末が流動してアライメント調整が行わ
れるようになっている。

これらの方法は、いずれも予荷重を付加して塑性変形や
流動を誘起させる方法で、予荷重の作用とともに自動的
に調整されるもので、かなりの荷重が付加されないとア
ライメント作用が生ぜず、アライメント調整効果には限
度があり、また試験者がアライメントの補正をすること
は不可能であるため、これらの方法では、完全なアライ
メントをとることは極めて困難であった。

次に疲労試験であるが、これには１）片振り引張り、ｉ
ｉ）片振り圧縮、ｉｉ）引張りと圧縮の両振りがあるが
、ｉ）の片振り引張りについては、従来は前記引張試験
と同様なアライメント調整方法が用いられているが、引
張試験の場合と同様、アライメント調整が不十分であり
、又試験片端部が固定されていないため、試験中にアラ
イメン１−が狂うという問題がある。ｉｌ）の片振り圧
縮については、従来は試験片を上下の圧盤の間に挟んで
押しつける方法をとっているが、この方法では試験片端
部周辺の圧盤との接触部に応力集中を生じ、ここから割
れを発生するという問題があるほか。

これ又アライメント調整も不十分であった。１ｉｉ）の
引張と圧縮を交互に付加する両振りについては従来の方
法では全く不可能であり、これに関するデータはほとん
ど得られていなかった。

但し、単相でのテスト以外では、曲げ２回転曲げにより
疲労試験が行なわれているが、この場合破断面にかかる
のは曲げ応力であり、単軸のように均一な応力を負荷で
きないため基礎的な材料特性をしらべるのには不便であ
ると共に、実機における負荷に対応した実験が行なえな
いという欠点があった。

（発明の解決しようとする問題点） 硬脆材料の引張試験、疲労試験において、荷重中心軸と
試験片中心軸との軸合せ（アライメント）が精度よく行
なえ、その上従来精度良い実験法がなかったため、はと
んど実施されていない硬脆材料め引張試験、又引張り繰
り返し、圧縮繰り返しく片振り）及び従来法では全く不
可能であった、任意の圧縮／引張応力比における引張り
／圧縮繰り返しく両振り）の疲労試験を精度よく容易に
行なうことができる材料試験片のチャッキング方法を提
供することを目的とするものである。

（発明による解決手段） 試験片の把み部上下面を球座で挟持し、これら上下の球
座を、夫々該球座の球面に対応する球状受面を備えた上
下のフランジで挟持し、試験片のくびれ部層面に複数枚
貼付した歪ゲージの歪量を検知しつＮ、前記上下のフラ
ンジを締付装置にて締め付してチャッキングすることを
特徴とする。

（実施例） 第１図〜第３図を参照して説明する。第１図において、
７は割り球座９の受部を兼ねたフランジである。８は圧
縮用球座１０の球座受１１を支持する軸側フランジであ
る。球座受１１は軸側フランジ８の上を自由に滑り得る
構造となっている。

第２図は球座分割図である。フランジ７には中心孔７ａ
と上部の座ぐり部７ｃとの間に割り球座９の下部球面９
ａの球状受面７ｂが設けられている。

割り球座９は２つ割りとなっていて、前記下部球面９ａ
の外、試験片１の通る中心孔９ｂと試験片１の把み部１
ｂの首部を受ける皿状座ぐり部９ｃを備えている。

圧縮用球座１０は筒状部１０ａと、球面１０ｂとよりな
っている。この球面］、Ｏｂに対応して球座受］１には
球状凹面１１ａを備えている。

１２はボルトであって、軸１４の周囲に複数本配され、
フランジ７と軸側フランジ８間の締付装置を構成してい
る。

（作用） 第１図の如く試験片をとりつける。即ち、試験片上の上
下両端化み部１ｂを図の如くフランジ７上の割り球座９
と圧縮用球座１０で挟持し、さらに圧縮用球座ＩＱの上
部に球座受け１１をかぶせたのち、フランジ７と軸側フ
ランジ８を複数本のボルト１２で仮締めする。この状態
では割り球座９と圧縮用球座１０１ｉ球座受け７ｂと球
状凹面１１ａ内で自由に動くことができる。そして試験
片］の中央くびれ部１ａに歪ゲージ１３を複数枚以上貼
付けておく。なお前記締付用のボルト１２は３本以上で
締付け、又歪ゲージ１３は３枚以上使用するのが好まし
い。

この状態で数販の荷重を軸１４を介し付加して歪ゲージ
１３の歪量を検出する。そして、複数の歪ゲージ１３の
歪量を一定化するよう順次複数本のボルト１２を徐々に
締は付け、最終的には球座９と１１が動かないよう、即
ち試験片１の把み部が完全に固定されるまで各ゲージの
歪量が一定のま＼で締めつける。

かくして、アライメント調整された取付けができたとこ
ろで、引張又は圧縮試験を行う。尚、締付装置としてボ
ルトを使用したものを例示したが、ボルトに替えてボー
ルネジや油圧チャック等を使用しても同効である。

（効果） 試験片の把み部上下面を球座で挟持し、これら上下の球
座を、夫々該球座の球面に対応する球状受面を備えた上
下のフランジで挟持し、試験片のくびれ部に貼付した複
数枚の歪ゲージの歪量を検知しつぎ前記上下のフランジ
を締付装置にて締め付けしてチャッキングするようにし
た。

このように複数の全ゲージから検出された歪量が同一の
値を示すように調整しながら締付装置を締め付けるため
、非常に精度よくアライメント調整を行うことができ、
ゲージの検出感度内で偏心をＯとすることができ、その
上、アライメントが調整された状態で試験片１の掴み部
が完全に固定されているので、負荷荷重が変化した場合
においても、アライメントが狂うこともなく、又なめら
かな荷重変位曲線を描くことができるので、極めて高精
度の引張試験、圧縮試験および任意の圧縮／引張応力比
の引張・圧縮疲労試験を行なえ、これによってセラミッ
クス等の硬脆材料の強度試験を実機における応力条件に
近い任意の応力条件で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るチャッキング方法を用いて試験片
をチャッキングした状態を示す。 第２図は上下の球座の分解図。 第３図はチャッキング時の歪ゲージを貼付けた試験片。 第４図〜第６図は公知の引張試験アライメント調整法を
示す。 図において； １　試験片　　　　　１ａ　　＜びれ部１ｂ　　把み部
　　　　　　２　ステンレスパイプ３　アルミ箔　　　
　　４　チャック ５　粉末　　　　　　６２つ割りリンク７　フランジ　
　　　７ａ　　中心孔 ７ｂ　　球状受面　　　　７０　　座ぐり部８　軸側フ
ランジ ９　割球座　　　　　９８　　下部球面９ｂ　　中心孔
　　　　　９０　　座ぐり部１０　　圧縮用球座　　　
１０ａ　　筒状部１０ｂ　　球面　　　　　　１１　　
球座受１１ａ　　球状凹面　　　　１２　　ボルト１３
　　歪ゲージ　　　　１４　　軸 以上 出願人　大　塚　昭　夫（外２名） 代理人　弁理士　大　橋　　　勇 第１図 −　第２図 第３図 第５図　　　　　　第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ［ I ］試験片の把み部の上下面を球座で挟持し、これ
   ら上下の球座を、夫々該球座の球面に対応する球状受面
   を備えた上下のフランジで支持し、試験片のくびれ部周
   面に複数枚貼付した歪ゲージの歪量を検知しつゝ、前記
   上下のフランジを締付装置にて締め付してチャッキング
   することを特徴とする硬脆材料試験における試験片のチ
   ャッキング方法。