JP2010014612A - 二軸引張試験装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】1台の駆動手段によって直交する二軸に沿った四方向への引っ張り試験が可能となり、かつその引っ張り動作を四方向について互いに同期させて行うことができる。
【解決手段】二軸引張試験装置は、連結軸2〜5を介して各端部が回動自在に接続された4本のリンク部材6〜9を有する駆動力伝達リンク10と、駆動力伝達リンク10の各連結軸2〜5にそれぞれ設けられて試験片1の各接続部1A〜1Dに接続される連結ホルダー11〜14とを具備する。連結ホルダーは、2組の第一軸側連結ホルダーと2組の第二軸側連結ホルダーとを有する。第二軸側連結ホルダーは、試験片を間に挟むようにこの第二軸側連結ホルダーとは試験片に対して逆側に配置された連結軸に接続される。互いに接続される連結ホルダーと接続部または連結軸との間に付勢手段15〜18が介装される。
【選択図】図1
【解決手段】二軸引張試験装置は、連結軸2〜5を介して各端部が回動自在に接続された4本のリンク部材6〜9を有する駆動力伝達リンク10と、駆動力伝達リンク10の各連結軸2〜5にそれぞれ設けられて試験片1の各接続部1A〜1Dに接続される連結ホルダー11〜14とを具備する。連結ホルダーは、2組の第一軸側連結ホルダーと2組の第二軸側連結ホルダーとを有する。第二軸側連結ホルダーは、試験片を間に挟むようにこの第二軸側連結ホルダーとは試験片に対して逆側に配置された連結軸に接続される。互いに接続される連結ホルダーと接続部または連結軸との間に付勢手段15〜18が介装される。
【選択図】図1
Description
本発明は、薄板材料の二軸引張試験に利用される引張試験装置に関し、一軸引張試験装置を用いて簡易な手段により二軸引張試験を実施することができる二軸引張試験装置に関するものである。
従来、この種の二軸引張試験装置として、特許文献1及び非特許文献1に示される技術が知られている。これら文献に示される二軸引張試験装置は、十字形の薄板試験片を用いて互いに直交する二軸方向に移動可能なつかみ治具を、二軸の四方向に配置された油圧シリンダの引張試験軸に固定する。そして、この二軸引張試験装置によれば、これら4台の油圧シリンダの駆動によってつかみ治具に保持された薄板試験片を四方向に引っ張り、これによって該薄板試験片の変形特性を試験することができる。
特開平6‐109609号公報
塑性と加工(日本塑性加工学会誌)第40巻第457号(1999−2)145〜149ページ「十字形試験片を用いた2軸引張試験による冷間圧延鋼板の等塑性仕事面の測定と定式」
ところで、上記のような二軸引張試験装置では、直交する二軸に沿った四方向に試験片をそれぞれ引っ張る油圧シリンダを4台用いる装置が必要であり、これら4台の油圧シリンダを四方向に同期させて駆動することや、軸合わせが困難であるという問題があった。
また、非特許文献1に記載された技術では、互いに直交する軸上に配置される油圧シリンダのうち、同一軸上に配置される2台の油圧シリンダは、同一の油圧源から圧油が供給され、しかも、パンタグラフ等の等変位機構によって、同一軸上に配置される2台の油圧シリンダの変位が強制的に等しくなるように設定されている。
しかしながら、この場合にあっても、互いに直交する軸上に配置される油圧シリンダ同士の変位を同期させる調整が必要になっていた。
また、非特許文献1に記載された技術では、互いに直交する軸上に配置される油圧シリンダのうち、同一軸上に配置される2台の油圧シリンダは、同一の油圧源から圧油が供給され、しかも、パンタグラフ等の等変位機構によって、同一軸上に配置される2台の油圧シリンダの変位が強制的に等しくなるように設定されている。
しかしながら、この場合にあっても、互いに直交する軸上に配置される油圧シリンダ同士の変位を同期させる調整が必要になっていた。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、1台の駆動手段によって直交する二軸に沿った四方向への引っ張り動作が可能となり、かつその引っ張り動作を四方向について互いに同期させて行うことができるとともに、従来の4台の油圧シリンダを用いた機構のような互いに直交する軸同士間の軸合わせ(油圧シリンダ同士の変位を同期させる調整)が不要となるより簡易な構造の二軸引張試験装置を提供する。
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。すなわち、本発明は、第一軸及び第二軸からなる互いに直交する二軸の四方向に、試験片の4つの接続部をそれぞれ引っ張ることにより、該試験片の引張り試験を行う二軸引張試験装置であって、連結軸を介して各端部が回動自在に接続された4本のリンク部材を有し、該リンク部材の連結軸を結ぶ対角線が、前記互いに直交する二軸に沿うように配置された駆動力伝達リンクと、該駆動力伝達リンクの内側に配置されて、該駆動力伝達リンクの前記各連結軸と前記試験片の各接続部とをそれぞれ接続する連結ホルダーと、を具備し、前記連結ホルダーは、前記試験片の前記第一軸に沿って配列された2つの接続部の外方に該接続部と対向配置されて該接続部とそれぞれ接続される2組の第一軸側連結ホルダーと、試験片の前記第二軸に沿って配列された2つの接続部の外方に該接続部と対向配置されて該接続部とそれぞれ接続される2組の第二軸側連結ホルダーとを有し、前記第一軸側連結ホルダーは、該第一軸側連結ホルダーの外方に該第一軸側連結ホルダーと対向配置される前記連結軸に接続され、前記第二軸側連結ホルダーは、前記試験片を間に挟むように該第二軸側連結ホルダーとは前記試験片に対して逆側に配置された前記連結軸に接続され、互いに接続される前記連結ホルダーと前記接続部または前記連結軸との間には付勢手段が介装されていることを特徴とする。
そして、上記のように構成された本発明の二軸引張試験装置では、駆動手段によって、駆動力伝達リンクの第一軸に沿って配列された2つの連結軸を、該第一軸方向の外方側に移動させた場合に、当該連結軸に接続されている2組の第一軸側連結ホルダーが互いに離間するように移動し、これによって該第一軸側連結ホルダーに接続される試験片の2つの接続部が、第一軸方向の外方に引っ張られる。また、駆動力伝達リンクの第一軸に沿って配列された2つの連結軸を、該第一軸方向の外方側に移動させた場合に、該駆動力伝達リンクの第二軸に沿って配列された2つの連結軸は互いに近接するように移動する。しかし、このとき該連結軸に接続される2組の第二軸側連結ホルダーは、前記試験片を間に挟むように該第二軸側連結ホルダーとは前記試験片に対して逆側に配置された前記連結軸に接続されているから、第二軸に沿って配列された該駆動力伝達リンクの2つの連結軸が近接したとしても、該連結軸に第二軸側連結ホルダーを介して接続される試験片の2つの接続部は、互いに離間する方向、すなわち、第二軸方向の外方に向けて引っ張られる。
すなわち、本発明の二軸引張試験装置では、駆動手段によって駆動力伝達リンクの第一軸に沿って配列された2つの連結軸を、該第一軸方向の外方側に移動させるだけで、該駆動力伝達リンク及び連結ホルダーを介して、試験片の4つの接続部を、互いに直交する二軸の四方向に同時に引っ張ることができるので、例えば、駆動手段である例えば一台の油圧シリンダ、又はモータで駆動されるボールネジ機構等によって直交する二軸に沿った四方向への引っ張り動作が可能となり、かつその引っ張り動作を四方向について互いに同期させて行うことができる。その結果、従来のような4台の駆動装置を用いた機構のように、二軸の四方向に沿う面倒な軸合わせが不要となり、装置構造の簡素化を図ることが可能となる。
また、本発明の二軸引張試験装置では、互いに接続される前記連結ホルダーと前記接続部または前記連結軸との間に付勢手段が介装されているから、この付勢手段によって、駆動力伝達リンクの各リンク部材を連結する連結軸の移動量がそのまま試験片の各接続部に伝達されず、この付勢手段によって、二軸の四方向に対して引張力を生じさせることができる。そして、このような引張力による試験片の変形特性は、例えばロードセルにより力を、ひずみゲージによりひずみを測定することにより、評価することが可能となる。
また、本発明の二軸引張試験装置では、前記付勢手段が、互いに接続される前記第一軸側連結ホルダーと前記連結軸との間に介装された第1の引張りばねと、互いに接続される前記第二軸側連結ホルダーと前記接続部との間に介装された第2の引張りばねを有している。圧縮ばねを用いて連結ホルダーを介して試験片に荷重を加える場合、試験片にねじれや曲げを生じさせないように連結ホルダーを平行に移動させるための特殊な機構が必要になる。ところが、本発明の二軸引張試験装置のように連結ホルダーを用いて試験片に荷重を加える場合には、引張りばねによる荷重方向を設定するだけで、試験片にねじれや曲げを生じさせることがない。つまり、簡単な構成でありながら、安定した引張り試験が行える。
また、本発明の二軸引張試験装置では、前記互いに直交する二軸の中の第一軸に沿うように配置された駆動力伝達リンクの連結軸を前記第一軸の軸線方向の外方側に相対移動させる駆動手段が脱着される。
上記のように構成された二軸引張試験装置では、前記互いに直交する二軸の中の第一軸に沿うように配置された駆動力伝達リンクの連結軸を前記第一軸の軸線方向の外方側に相対移動させる駆動手段が脱着可能であるので、本発明の二軸引張試験装置を、従来からの単軸引張試験機に組み込むだけで、容易に二軸方向の引張り試験を行うことができる。
また、本発明の二軸引張試験装置では、前記駆動力伝達リンクは、互いに平行となるように間隔をおいて配置された第1の駆動力伝達リンクと第2の駆動力伝達リンクとから構成され、これら第1の駆動力伝達リンクと第2の駆動力伝達リンクとの間に前記試験片を位置させてなり、前記第1及び第2の駆動力伝達リンクにはそれらに跨って共通する連結軸が設けられ、該連結軸に前記連結ホルダーが設けられる。
そして、上記のように構成された本発明の二軸引張試験装置では、互いに平行となるように間隔をおいて配置された第1の駆動力伝達リンクと第2の駆動力伝達リンクの間に、試験片を位置させるとともに、前記第1及び第2の駆動力伝達リンクにはそれらに跨って共通する連結軸が設けられ、該連結軸に前記連結ホルダーが設けられるので、第1の駆動力伝達リンクと第2の駆動力伝達リンクとの間に位置させた試験片の平面度を維持しつつ、該試験片を駆動力伝達リンクに接続させることができる。これによって該試験片に捩れを発生させること無く、駆動力伝達リンクによって直交する二軸の四方向に引っ張ることができ、これにより該試験片の引っ張り試験を正確に行うことが可能となる。
本発明の二軸引張試験装置では、駆動手段によって駆動力伝達リンクの第一軸に沿って配列された2つの連結軸を、該第一軸方向の外方側に移動させるだけで、該駆動力伝達リンク及び連結ホルダーを介して、試験片の4つの接続部を、互いに直交する二軸の四方向に同時に引っ張ることができるので、例えば、駆動手段である例えば一台の油圧シリンダ、又はモータで駆動されるボールネジ機構等によって直交する二軸に沿った四方向への引っ張り動作が可能となり、かつその引っ張り動作を四方向について互いに同期させて行うことができる。その結果、従来のような4台の駆動装置を用いた機構のように、二軸の四方向に沿う面倒な軸合わせが不要となり、装置構造の簡素化を図ることが可能となる。
加えて、互いに接続される連結ホルダーと接続部または連結軸との間に付勢手段を介装したので、応力制御主体の引張り試験が可能になる。
加えて、互いに接続される連結ホルダーと接続部または連結軸との間に付勢手段を介装したので、応力制御主体の引張り試験が可能になる。
本発明の一実施形態を図1及び図2を参照して説明する。図1は、互いに直交する二軸(第一軸S1、第二軸S2とする)の四方向(矢印A、B、C、Dで示す方向)に沿って十字形の試験片1の接続部1A〜1Dを引っ張ることにより引張り試験を行う二軸引張試験装置100を示す図である。
二軸引張試験装置100は、例えば図に示すように単軸引張試験機200に組みつけられる。具体的には、二軸引張試験装置100は、上下に延びる一方の第一軸S1に沿った下側の先端部(後述する駆動力伝達リンク10の連結軸4)が単軸引張試験機200の基盤201に連結部材201aを介して接続され、第一軸S1に沿った上側に先端部(後述する駆動力伝達リンク10の連結軸2)が単軸引張試験機200の可動プレート202に連結部材202aを介して接続される。ここで、二軸引張試験装置100の左右の先端部(後述する駆動力伝達リンク10の連結軸3・5)は、それぞれ回転自在になっている。
可動プレート202は、例えばモータで駆動されるボールネジ機構等の駆動手段(図示略)によって上下に移動可能である。なお、駆動手段としては、モータとボールネジ機構に限られることなく、例えば油圧シリンダや空圧シリンダを用いてもよい。
二軸引張試験装置100は、例えば図に示すように単軸引張試験機200に組みつけられる。具体的には、二軸引張試験装置100は、上下に延びる一方の第一軸S1に沿った下側の先端部(後述する駆動力伝達リンク10の連結軸4)が単軸引張試験機200の基盤201に連結部材201aを介して接続され、第一軸S1に沿った上側に先端部(後述する駆動力伝達リンク10の連結軸2)が単軸引張試験機200の可動プレート202に連結部材202aを介して接続される。ここで、二軸引張試験装置100の左右の先端部(後述する駆動力伝達リンク10の連結軸3・5)は、それぞれ回転自在になっている。
可動プレート202は、例えばモータで駆動されるボールネジ機構等の駆動手段(図示略)によって上下に移動可能である。なお、駆動手段としては、モータとボールネジ機構に限られることなく、例えば油圧シリンダや空圧シリンダを用いてもよい。
二軸引張試験装置100は、連結軸2〜5を介して各端部が回動自在に接続された4本のリンク部材6〜9を有し、該リンク部材6〜9の連結軸2と連結軸4とを結ぶ対角線、連結軸3と連結軸5を結ぶ対角線が、互いに直交する二軸(第一軸S1、第二軸S2)に沿うようにそれぞれ配置された駆動力伝達リンク10と、該駆動力伝達リンク10の各連結軸2〜5に設けられて試験片1の各接続部1A〜1Dにそれぞれ接続される連結ホルダー11〜14とを具備する。また、ここでは、リンク部材6〜9はそれぞれ同じ長さのものが用いられる。
連結ホルダーは、試験片の第一軸S1に沿って配列された2つの接続部1A、1Cの外方に接続部と対向配置されてこれら接続部とそれぞれ接続される2組の第一軸側連結ホルダー11、12と、試験片の第二軸S2に沿って配列された2つの接続部1B、1Dの外方に接続部と対向配置されてこれら接続部とそれぞれ接続される2組の第二軸側連結ホルダー13、14と、からなる。
なお、この明細書において「外方」とは試験片1を基準とし、この試験片1から離間する方向をいう。
第一軸側連結ホルダー11は、この第一軸側連結ホルダーの外方であって同第一軸側連結ホルダーと対向配置される前記連結軸2(実際には連結軸が組み込まれる連結ブロック;他の連結軸4も同様)に後述する付勢手段15を介して接続される。また、第一軸側連結ホルダー12は、この第一軸側連結ホルダーの外方であって同第一軸側連結ホルダーと対向配置される前記連結軸4に後述する付勢手段16を介して接続される。
なお、この明細書において「外方」とは試験片1を基準とし、この試験片1から離間する方向をいう。
第一軸側連結ホルダー11は、この第一軸側連結ホルダーの外方であって同第一軸側連結ホルダーと対向配置される前記連結軸2(実際には連結軸が組み込まれる連結ブロック;他の連結軸4も同様)に後述する付勢手段15を介して接続される。また、第一軸側連結ホルダー12は、この第一軸側連結ホルダーの外方であって同第一軸側連結ホルダーと対向配置される前記連結軸4に後述する付勢手段16を介して接続される。
また、第二軸側連結ホルダー13,14は、4本の棒材20A、〜20Dからなるスライダ20によって、互いに平行となるように保持された状態で、互いに接近する方向と離間する方向とに移動可能になっている。そして、第二軸側ホルダー13は、スライダを構成する棒部材20A、20Bにより、試験片1を間に挟むように第二軸側連結ホルダー13とは試験片に対して逆側に配置された連結軸3(実際には連結軸が組み込まれる連結ブロック;他の連結軸5も同様)に接続される。また、第二軸側ホルダー14は、スライダを構成する棒部材20C、20Dにより、試験片1を間に挟むように同第二軸側連結ホルダー14とは試験片に対して逆側に配置された連結軸5に接続される。なお、棒部材20A、20Bは第二軸側ホルダー14を貫通し、棒部材20C、20Dは第二軸側ホルダー13を貫通している。
すなわち、スライダを構成する棒部材20A〜20Dは、第二軸側ホルダー13,14を互いに平行に保持するホルダー支持機能と、第二軸側ホルダー13,14を対応する連結軸3,5に連結する連結機能の双方の機能を併せ持つ。
すなわち、スライダを構成する棒部材20A〜20Dは、第二軸側ホルダー13,14を互いに平行に保持するホルダー支持機能と、第二軸側ホルダー13,14を対応する連結軸3,5に連結する連結機能の双方の機能を併せ持つ。
また、これら各連結ホルダー11〜14には、試験片1の各接続部1A〜1Dを互いに直交する二軸の四方向(矢印A、B、C、Dで示す方向)に向けて引っ張る付勢手段15〜18がそれぞれ設けられている。付勢手段15及び16は、第一軸側連結ホルダー11、12と連結軸2,4との間に介装された第1の引張ばねであって、試験片1の接続部1A・1Cをそれぞれ矢印A、矢印C方向に付勢するものである。また、付勢手段17、18は、第二軸側連結ホルダー13・14と試験片1の接続部1B・1Dとの間に介装された第2の引張りばねであって、試験片1の接続部1B・1Dをそれぞれ矢印B、矢印D方向に付勢するものである。
なお、付勢手段15及び16は、第一軸側連結ホルダー11、12と連結軸2,4との間に介装されるものに限定されることなく、第一軸側連結ホルダー11、12と試験片1の接続部1A、1Cとの間に介装されてもよい。また、付勢部材17,18は、引張りばねに限られることなく、第二軸側連結ホルダー13・14と連結軸3,5との間に介装される場合には圧縮ばねを用いても良い。
なお、付勢手段15及び16は、第一軸側連結ホルダー11、12と連結軸2,4との間に介装されるものに限定されることなく、第一軸側連結ホルダー11、12と試験片1の接続部1A、1Cとの間に介装されてもよい。また、付勢部材17,18は、引張りばねに限られることなく、第二軸側連結ホルダー13・14と連結軸3,5との間に介装される場合には圧縮ばねを用いても良い。
また、軸線S1に沿う第一軸側連結ホルダー11・12と試験片1との間、軸線S2に沿う試験片1の接続部1B、1Dには荷重測定を行うためのロードセル等の測定装置が、試験片1には該試験片1を引張り試験した際のひずみ量を測定するためのひずみゲージ等の測定装置が設けられている。ここでは、これら測定装置の図示は省略されている。また、十字形の試験片1の四方向には、引っ張り時に該試験片1において、互いに直交する方向の荷重に対して、試験片1の中央部以外が変形の抵抗とならないようにスリットが形成されている。
そして、上記のように構成された二軸引張試験装置100では、単軸引張試験機200の図示しない駆動手段によって、駆動力伝達リンク10の第一軸S1に沿って配列された2つの連結軸2・4のうち一方の連結軸2を可動プレート202によって第一軸S1方向の外方側(矢印A側)に移動させた場合に、他方の連結軸4Aは連結部材201aを介して基盤201に固定されたままであるので、結果的に、連結軸2と連結軸4とが離間する方向(矢印A側、C側)へ相対移動する。これに伴い、当該連結軸2・4に接続されている2組の第一軸側連結ホルダー11・12も互いに離間するように相対移動し、これによって該第一軸側連結ホルダー11・12に接続される試験片1の2つの接続部1A・1Cが、第一軸S1に沿う矢印A、矢印C方向にそれぞれ引っ張られる。また、駆動力伝達リンク10の第一軸S1に沿って配列された2つの連結軸2・4のうち一方の連結軸2を、第一軸S1方向の外方側(矢印A側)に移動させた場合に、該駆動力伝達リンク10の第二軸S2に沿って配列された2つの連結軸5・3は互いに近接するように相対移動する。しかし、このとき連結軸5,3に接続される2組の第二軸側連結ホルダー13、14は、試験片1を間に挟むように第二軸側連結ホルダーとは前記試験片に対して逆側に配置された連結軸3,5に接続されているから、第二軸S2に沿って配列された該駆動力伝達リンク10の2つの連結軸5・3が近接したとしても、該連結軸5・3に第二軸側連結ホルダー13・14を介して接続される試験片1の2つの接続部1B・1Dは、互いに離間する方向、すなわち、第二軸S2方向の外方(矢印B側、矢印D側)に向けて引っ張られる。
すなわち、上記二軸引張試験装置100では、駆動手段によって駆動力伝達リンク10の第一軸S1に沿って配列された2つの連結軸を、該第一軸S1方向の外方側(矢印A側、矢印C側)に移動させるだけで、該駆動力伝達リンク10及び連結ホルダー11〜14を介して、試験片1の4つの接続部1A〜1Dを、互いに直交する二軸の四方向外方に同時に引っ張ることができるので、例えば、駆動手段である例えば一台の油圧シリンダ、モータで駆動されるボールネジ機構によって直交する二軸に沿った四方向への引っ張り動作が可能となり、かつその引っ張り動作を四方向について互いに同期させて行うことができる。その結果、従来のような4台の駆動装置を用いた機構のように、二軸の四方向に沿う面倒な軸合わせが不要となり、装置構造の簡素化を図ることが可能となる。
また、上記二軸引張試験装置100では、試験片1の各接続部1A〜1Dにそれぞれ接続される連結ホルダー11〜14には、試験片1の各接続部1A〜1Dを互いに直交する二軸の四方向に向けて引っ張る付勢手段15〜18が設けられているから、この付勢手段15〜18によって、駆動力伝達リンク10の各リンク部材6〜9を連結する連結軸2〜5の移動量がそのまま試験片1の各接続部1A〜1Dに伝達されず、この付勢手段15〜18によって、二軸の四方向に対して引張力を生じさせることができる。つまり、それら付勢部材による試験片1への応力制御が可能になる。そして、このような引張力による試験片の変形特性は、例えばロードセルにより力を、ひずみゲージによりひずみを測定することにより、評価することが可能となる。
特に、この実施形態では、第二軸S2に沿って配置される第2の引っ張りばね17、18を第二軸側連結ホルダーと試験片の接続部1B、1Dとの間に介装している。これは、第二軸側連結ホルダー13,14がスライダ20上を移動する場合、スライダを構成する棒部材20A、〜20Dと第二軸側連結ホルダー13,14との間で摩擦力が発生するが、この摩擦力の影響を引張りばねに及ぼさないためである。つまり、引張りばねによる引張り力が、第二軸側連結ホルダーとスライダとの間の摩擦力により減じられることなく、そのまま試験片の引張力として発揮されることなり、結果的に高精度の応力制御が可能になる。
また、上記実施形態では、駆動力伝達リンク10を構成するリンク部材6〜9の長さを等しくし、これによって連結軸2〜5を結ぶ対角線が、互いに直交する二軸(第一軸S1、第二軸S2)に沿うようにしており、これによって、引張り試験の初期に、リンク部材6〜9が正方形をなすように設定すれば、付勢部材15〜18として同じばね定数のものを用いることを前提とした場合に、同初期において、当該駆動力伝達リンク10が第一軸S1方向に与える応力と、第二軸S2方向に与える応力を略等しくすることができる。また、引張り試験の終期において、リンク部材6〜9が正方形をなすように設定すれば、同終期において、当該駆動力伝達リンク10が第一軸S1方向に与える応力と、第二軸S2方向に与える応力を略等しくすることができる。
なお、付勢部材15〜18としては、必ずしも同じバネ定数のものを用いる必要はなく、第一軸S1に沿って配置される付勢部材15,16と、第二軸S2に沿って配置される付勢部材17、18との間で、異なるバネ定数のものを用いても良い。この場合、直交する二軸において、応力比が異なる不等二軸引っ張り試験が可能になる。
なお、付勢部材15〜18としては、必ずしも同じバネ定数のものを用いる必要はなく、第一軸S1に沿って配置される付勢部材15,16と、第二軸S2に沿って配置される付勢部材17、18との間で、異なるバネ定数のものを用いても良い。この場合、直交する二軸において、応力比が異なる不等二軸引っ張り試験が可能になる。
また、リンク部材6〜9が正方形から大きく変化することにより、当該駆動力伝達リンク10が第一軸S1方向に与える変位と、第二軸S2方向に与える変位が異なってくるが、この異なる変位を予め想定し、その変位の中央において駆動力伝達リンクのリンク部材が正方形をなすように、試験片を配置することにより、両者の差を緩和できる。
また、上記二軸引張試験装置100では、互いに直交する二軸の中の第一軸S1に沿うように配置された駆動力伝達リンク10の連結軸2・4の少なくとも一方に、該連結軸2・4を当該軸方向の外方側に移動させる駆動手段が脱着可能であるので、本発明の二軸引張試験装置を、従来からの単軸引張試験機200に組み込むだけで、容易かつ安価に二軸方向の引張り試験を行うことができる。すなわち、このような二軸S1・S2の四方向への試験片の引っ張り試験は、汎用の一軸の万能試験機を用いて行うことができるので、既存の単軸引張試験機200にリンク機構を組み込むことで安価に装置を製作することができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、本発明は、この実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、前記した実施形態では、二軸引張試験装置100を単軸引張試験機200に組みつけて、駆動力伝達リンク10の下側の先端部(駆動力伝達リンク10の連結軸4)を固定、上側の先端部(駆動力伝達リンク10の連結軸2)を移動可能な構成にしたが、本発明の二軸引張試験装置は、必ずしも単軸引張試験機200に組みつけて使用される必要はなく、フレームに取り付けた駆動手段によって、駆動力伝達リンク10の一方の先端部のみあるいは双方の先端部をそれぞれ引っ張る構成にしても良い。
例えば、前記した実施形態では、二軸引張試験装置100を単軸引張試験機200に組みつけて、駆動力伝達リンク10の下側の先端部(駆動力伝達リンク10の連結軸4)を固定、上側の先端部(駆動力伝達リンク10の連結軸2)を移動可能な構成にしたが、本発明の二軸引張試験装置は、必ずしも単軸引張試験機200に組みつけて使用される必要はなく、フレームに取り付けた駆動手段によって、駆動力伝達リンク10の一方の先端部のみあるいは双方の先端部をそれぞれ引っ張る構成にしても良い。
また、上記実施形態では、1組の駆動力伝達リンク10により試験片1の各接続部1A〜1Dを引っ張るようにしたが、これに限定されず、図3に示すように、図中手前側に位置する第1の駆動力伝達リンク10と、図中後方側に位置する第2の駆動力伝達リンク10´とからなる2組のリンクにより、試験片1の各接続部1A〜1Dを引っ張るようにしても良い。すなわち、リンク部材6〜9によって構成される第1の駆動力伝達リンク10と、リンク部材6´〜9´によって構成される第2の駆動力伝達リンク10´とを、4本の共通の連結軸2〜5により一体化し、かつ互いが平行となるように間隔をおいて配置し、さらに、これらの駆動力伝達リンク10・10´の間に、前述の試験片1を配置しても良い。
このとき、試験片1は、第一軸S1に沿い配置された2つの接続部1A・1Cについて、一方側(図中上方側)の接続部1Aが、第一軸側連結ホルダー11を介して駆動力伝達リンク10・10´間を連結する連結軸2の中間部に回動自在に接続され、また、他方側(図中下方側)の接続部1Cが、第一軸側連結ホルダー12を介して駆動力伝達リンク10・10´間を連結する連結軸4の中間部に回動自在に接続されている。また、この試験片1は、第二軸S2に沿い配置された2つの接続部1B・1Dについて、一方側(図中右側)の接続部1Bが第二軸側連結ホルダー14を介して図中手前側の第1の駆動力伝達リンク10の連結軸5に接続され、また、他方側(図中左側)の接続部1Dが第二軸側連結ホルダー13を介して図中後方側の第2の駆動力伝達リンク10´の連結軸3に接続されている。
そして、このように2組の平行な駆動力伝達リンク10・10´の間に、前述の試験片1を配置し、特に、第二軸S2に沿う接続部1B・1Dに対して、該第二軸S2を挟んで対称な位置関係にある前方の第二軸側連結ホルダー13、後方の第二軸側連結ホルダー14との間に位置させて、矢印B方向、矢印D方向への均一な引張力を発生させるようにしたので、試験片1の平面度状態を維持し、該試験片1に対して捩れを発生させずに、直交する二軸の四方向に真直ぐ引っ張ることができる。これによって該試験片1の引っ張り試験を正確に行うことが可能となるものである。
勿論、これに限られることなく、第二軸S2に沿い配置された2つの接続部1B・1Dについて、一方側(図中右側)の接続部1Bが第二軸側連結ホルダー14を介して両駆動力伝達リンク10に跨る共通の連結軸5の中央に接続され、また、他方側(図中左側)の接続部1Dも第二軸側連結ホルダー13を介して両駆動力伝達リンク10に跨る共通の連結軸3の中央に接続されてもよい。
勿論、これに限られることなく、第二軸S2に沿い配置された2つの接続部1B・1Dについて、一方側(図中右側)の接続部1Bが第二軸側連結ホルダー14を介して両駆動力伝達リンク10に跨る共通の連結軸5の中央に接続され、また、他方側(図中左側)の接続部1Dも第二軸側連結ホルダー13を介して両駆動力伝達リンク10に跨る共通の連結軸3の中央に接続されてもよい。
1 試験片
1A〜1D 接続部
2〜5 連結軸
6〜9 リンク部材
6´〜9´ リンク部材
10 駆動力伝達リンク(第1の駆動力伝達リンク)
10´ 駆動力伝達リンク(第2の駆動力伝達リンク)
11 連結ホルダー(第一軸側連結ホルダー)
12 連結ホルダー(第一軸側連結ホルダー)
13 連結ホルダー(第二軸側連結ホルダー)
14 連結ホルダー(第二軸側連結ホルダー)
15、16 第1の引張りばね(付勢手段)
17,18 第2の引張りばね(付勢手段)
S1 第一軸
S2 第二軸
100 二軸引張試験装置
200 単軸引張試験機
1A〜1D 接続部
2〜5 連結軸
6〜9 リンク部材
6´〜9´ リンク部材
10 駆動力伝達リンク(第1の駆動力伝達リンク)
10´ 駆動力伝達リンク(第2の駆動力伝達リンク)
11 連結ホルダー(第一軸側連結ホルダー)
12 連結ホルダー(第一軸側連結ホルダー)
13 連結ホルダー(第二軸側連結ホルダー)
14 連結ホルダー(第二軸側連結ホルダー)
15、16 第1の引張りばね(付勢手段)
17,18 第2の引張りばね(付勢手段)
S1 第一軸
S2 第二軸
100 二軸引張試験装置
200 単軸引張試験機
Claims (4)
- 第一軸及び第二軸からなる互いに直交する二軸の四方向に、試験片の4つの接続部をそれぞれ引っ張ることにより、該試験片の引張り試験を行う二軸引張試験装置であって、
連結軸を介して各端部が回動自在に接続された4本のリンク部材を有し、該リンク部材の連結軸を結ぶ対角線が、前記互いに直交する二軸に沿うように配置された駆動力伝達リンクと、
該駆動力伝達リンクの内側に配置されて、該駆動力伝達リンクの前記各連結軸と前記試験片の各接続部とをそれぞれ接続する連結ホルダーと、を具備し、
前記連結ホルダーは、前記試験片の前記第一軸に沿って配列された2つの接続部の外方に該接続部と対向配置されて該接続部とそれぞれ接続される2組の第一軸側連結ホルダーと、試験片の前記第二軸に沿って配列された2つの接続部の外方に該接続部と対向配置されて該接続部とそれぞれ接続される2組の第二軸側連結ホルダーとを有し、
前記第一軸側連結ホルダーは、該第一軸側連結ホルダーの外方に該第一軸側連結ホルダーと対向配置される前記連結軸に接続され、
前記第二軸側連結ホルダーは、前記試験片を間に挟むように該第二軸側連結ホルダーとは前記試験片に対して逆側に配置された前記連結軸に接続され、
互いに接続される前記連結ホルダーと前記接続部または前記連結軸との間に付勢手段が介装されていることを特徴とする二軸引張試験装置。 - 前記付勢手段は、互いに接続される前記第一軸側連結ホルダーと前記連結軸との間に介装された第1の引張りばねと、互いに接続される前記第二軸側連結ホルダーと前記接続部との間に介装された第2の引張りばねを有することを特徴とする請求項1記載の二軸引張試験装置。
- 前記互いに直交する二軸の中の第一軸に沿うように配置された駆動力伝達リンクの連結軸を前記第一軸の軸線方向の外方側に相対移動させる駆動手段が脱着されることを特徴とする請求項1または2のいずれか一項に記載の二軸引張試験装置。
- 前記駆動力伝達リンクは、互いに平行となるように間隔をおいて配置された第1の駆動力伝達リンクと第2の駆動力伝達リンクとから構成され、これら第1の駆動力伝達リンクと第2の駆動力伝達リンクとの間に前記試験片を位置させてなり、
前記第1及び第2の駆動力伝達リンクにはそれらに跨って共通する連結軸が設けられ、該連結軸に前記連結ホルダーが接続されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の二軸引張試験装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008176055A JP2010014612A (ja) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | 二軸引張試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008176055A JP2010014612A (ja) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | 二軸引張試験装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010014612A true JP2010014612A (ja) | 2010-01-21 |
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JP2008176055A Withdrawn JP2010014612A (ja) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | 二軸引張試験装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2010014612A (ja) |
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-
2008
- 2008-07-04 JP JP2008176055A patent/JP2010014612A/ja not_active Withdrawn
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