JP2019052997A - Material testing machine - Google Patents

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Abstract

To present information that allows users to easily know the result of a test and whether a target test speed has been attained.SOLUTION: A difference displacement value, which is the difference between the actual extension of a test piece measured by an extensometer and a preset target displacement value, is calculated and is graphed with the difference displacement value as the vertical axis and the time as the horizontal axis. A reference rate straight line going through the starting point A or the fracture point B as noted points may be displayed and the data of a test force may be also displayed at the same time.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この発明は、試験対象に試験力を負荷し材料試験を実行する材料試験機に関する。   The present invention relates to a material testing machine that applies a test force to a test object and executes a material test.

材料の特性を評価するために、材料の種別や性質に応じた各種材料試験が行われている。材料試験を実行する材料試験機は、試験対象である試験片に試験力を与える負荷機構と、実際に試験片にかかった力を検出するための力検出器を備えている（特許文献１参照）。また、高速度の引張荷重を試験片に加える材料試験機においては、試験片の変位（伸び）は、高速度カメラ（特許文献２参照）や、試験片に装着される接触式の伸び計によって計測される（特許文献３参照）。   In order to evaluate the characteristics of materials, various material tests according to the types and properties of materials are performed. A material testing machine that executes a material test includes a load mechanism that applies a test force to a test piece that is a test object, and a force detector that detects a force actually applied to the test piece (see Patent Document 1). ). In a material testing machine that applies a high-speed tensile load to a test piece, the displacement (elongation) of the test piece is measured by a high-speed camera (see Patent Document 2) or a contact-type extensometer attached to the test piece. It is measured (see Patent Document 3).

特開２００４−３３３２２１号公報JP 2004-333221 A 特開２００６−１７０９５９号公報JP 2006-170959 A 特開２００６−１０４０９号公報JP 2006-10409 A

高速引張試験や高速圧縮試験においては、速度ごとの材料特性を求めるため、試験結果から目標とする速度が出ているかどうかを確認する必要がある。図５は、高速引張試験の変位―時間グラフである。図６は、図５の変位の一部を拡大して示すグラフである。これらのグラフは、試験速度２０ｍ／ｓの条件で引張試験を実行したときの試験片に生じた変位と時間との関係を示すものである。図５のグラフの縦２軸のうち左側は変位（ｍｍ：ミリメートル）であり、右側は試験力（ｋＮ：キロニュートン）である。また、横軸は時間（μｓ：マイクロ秒）である。グラフ中、試験力データを破線で示し、変位データを実線で示している。また、図６のグラフの縦軸は変位（ｍｍ：ミリメートル）であり、横軸は時間（μｓ：マイクロ秒）である。   In high-speed tensile tests and high-speed compression tests, it is necessary to check whether the target speed is obtained from the test results in order to obtain the material characteristics for each speed. FIG. 5 is a displacement-time graph of the high-speed tensile test. FIG. 6 is an enlarged graph showing a part of the displacement of FIG. These graphs show the relationship between the displacement generated in the test piece and the time when the tensile test is executed at a test speed of 20 m / s. Of the two vertical axes in the graph of FIG. 5, the left side is displacement (mm: millimeter), and the right side is test force (kN: kilonewton). The horizontal axis represents time (μs: microseconds). In the graph, test force data is indicated by a broken line, and displacement data is indicated by a solid line. In addition, the vertical axis of the graph of FIG. 6 is displacement (mm: millimeter), and the horizontal axis is time (μs: microsecond).

力検出器が検出した試験力と、変位検出器としての伸び計が検出した変位を、図５に示すように、試験結果として表示装置に同時に表示したとしても、変位の時間経過を観察するだけでは、高速引張の現実の試験で、試験条件として設定した目標速度が出ていることを確認することは困難である。また、図６のように変位グラフの一部を拡大したとしても、小さな変位変動は確認することは難しい。   Even if the test force detected by the force detector and the displacement detected by the extensometer as a displacement detector are simultaneously displayed on the display device as a test result as shown in FIG. 5, only the time course of the displacement is observed. Then, it is difficult to confirm that the target speed set as the test condition is obtained in an actual test of high-speed tension. Even if a part of the displacement graph is enlarged as shown in FIG. 6, it is difficult to confirm small displacement fluctuations.

図７は、高速引張試験の速度―時間グラフである。図７のグラフの縦２軸のうち、左側は速度（ｍ／ｓ：メートル毎秒）であり、右側は試験力（ｋＮ：キロニュートン）である。そして、横軸は、時間（μｓ：マイクロ秒）である。また、図７のグラフ中、試験力データを破線で示し、速度データを実線で示している。   FIG. 7 is a speed-time graph of the high-speed tensile test. Of the two vertical axes of the graph of FIG. 7, the left side is the speed (m / s: meter per second), and the right side is the test force (kN: kilonewton). The horizontal axis represents time (μs: microseconds). Further, in the graph of FIG. 7, the test force data is indicated by a broken line, and the speed data is indicated by a solid line.

伸び計で検出される変位の値は外乱等により微小変動しており（図６参照）、変位データを微分して速度に換算した速度―時間グラフでは、変位データの微小変動が拡大してしまい、図７のグラフ中に実線で示す速度データのように、グラフ上で速度の変動が大きく表示される。このため、高速引張の現実の試験で、試験条件として設定した目標速度が出ているのかどうかを速度―時間グラフから明確に判断することが難しいことがあった。   The displacement value detected by the extensometer fluctuates slightly due to external disturbances (see Fig. 6), and in the velocity-time graph obtained by differentiating the displacement data and converted to velocity, the minute variation of the displacement data expands. As shown in the speed data shown by the solid line in the graph of FIG. For this reason, in an actual test of high-speed tension, it may be difficult to clearly determine from the speed-time graph whether the target speed set as the test condition has come out.

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、試験結果とともに目標とする試験速度が出ているか否かをユーザが容易に判断できる情報を提示することが可能な材料試験機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above problems, and a material testing machine capable of presenting information that allows a user to easily determine whether or not a target test speed has been obtained together with a test result. The purpose is to provide.

請求項１に記載の発明は、負荷機構を駆動して試験対象に試験力を与える材料試験機であって、前記試験対象に作用する試験力を検出する力検出器と、前記試験対象に生じる変位を検出する変位検出器と、前記負荷機構を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記変位検出器により検出された変位値と予め試験条件に設定された目標変位値とから差分変位値を求める差分変位算出部と、前記差分変位算出部において算出された差分変位値の時系列データをグラフにした差分変位グラフを表示装置に表示する表示制御部と、を備えることを特徴とする。   The invention described in claim 1 is a material testing machine that applies a test force to a test object by driving a load mechanism, and includes a force detector that detects a test force acting on the test object, and the test object. A displacement detector for detecting displacement; and a control device for controlling the load mechanism, the control device comprising a displacement value detected by the displacement detector and a target displacement value set in advance as a test condition. A differential displacement calculation unit that obtains a differential displacement value; and a display control unit that displays a differential displacement graph obtained by graphing the time series data of the differential displacement value calculated by the differential displacement calculation unit on a display device. And

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の材料試験機において、前記制御装置は、前記差分変位グラフから着目点を検出する着目点検出部と、前記差分変位グラフおける前記着目点を通る参考速度直線を計算する参考速度直線算出部と、を備え、前記表示制御部は、前記参考速度直線を前記表示装置に表示する。   According to a second aspect of the present invention, in the material testing machine according to the first aspect, the control device includes a point-of-interest detection unit that detects a point of interest from the differential displacement graph, and the point of interest in the differential displacement graph. A reference speed line calculation unit that calculates a reference speed line that passes through, and the display control unit displays the reference speed line on the display device.

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の材料試験機において、前記表示制御部は、前記差分変位グラフに試験の要求範囲に応じた補助線を追加して前記表示装置に表示する。   According to a third aspect of the present invention, in the material testing machine according to the first aspect, the display control unit adds an auxiliary line corresponding to a required range of the test to the differential displacement graph and displays the auxiliary line on the display device. .

請求項１から請求項３に記載の発明によれば、変位検出器により検出された変位値と予め試験条件に設定された目標変位値とから差分変位値を求め、その差分変位値の時系列データをグラフにした差分変位グラフを表示装置に表示することから、ユーザは、目標速度に対して、試験速度がどの程度であるかを理解するのが容易となる。また、差分変位値をグラフにすることで、グラフの数値軸の上下限値が小さくなることから、変位変動が相対的に拡大され、変位変動の観察が容易になる。   According to the first to third aspects of the present invention, the differential displacement value is obtained from the displacement value detected by the displacement detector and the target displacement value set in advance in the test condition, and the time series of the differential displacement value is obtained. Since the differential displacement graph in which the data is graphed is displayed on the display device, the user can easily understand how much the test speed is with respect to the target speed. In addition, by making the differential displacement value a graph, the upper and lower limit values of the numerical axis of the graph become smaller, so that the displacement fluctuation is relatively enlarged, and the displacement fluctuation can be easily observed.

請求項２に記載の発明によれば、差分変位グラフから着目点を検出し、着目点を通る参考速度直線を計算して表示装置に表示することから、ユーザによる試験中の試験速度を含む各種情報の確認が、変位―時間グラフや、速度―時間グラフに比べて容易となる。   According to the second aspect of the present invention, since the point of interest is detected from the differential displacement graph, the reference speed line passing through the point of interest is calculated and displayed on the display device. Confirmation of information is easier than the displacement-time graph and the velocity-time graph.

請求項３に記載の発明によれば、差分変位グラフに、試験の要求範囲に応じた補助線を追加して表示装置に表示することから、ユーザは、実際の試験速度が試験の要求範囲内にあるかどうかを、容易に確認することが可能となる。   According to the third aspect of the present invention, since the auxiliary line corresponding to the required test range is added to the differential displacement graph and displayed on the display device, the user can confirm that the actual test speed is within the required test range. It is possible to easily check whether or not

この発明に係る材料試験機の概要図である。1 is a schematic diagram of a material testing machine according to the present invention. この発明に係る材料試験機の主要な制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main control systems of the material testing machine which concerns on this invention. 試験結果のグラフの表示例である。It is an example of a display of a graph of a test result. 図３のグラフに補助線を追加した表示例である。It is the example of a display which added the auxiliary line to the graph of FIG. 高速引張試験の変位―時間グラフである。It is a displacement-time graph of a high-speed tension test. 図５の変位の一部を拡大して示すグラフである。It is a graph which expands and shows a part of displacement of FIG. 高速引張試験の速度―時間グラフである。It is a speed-time graph of a high-speed tensile test.

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る材料試験機の概要図である。図２は、この発明に係る材料試験機の主要な制御系を示すブロック図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a material testing machine according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a main control system of the material testing machine according to the present invention.

この材料試験機は、試験片ＴＰに急速に衝撃的な負荷を与える衝撃試験を実行するものであり、高速引張試験機とも呼称される。この材料試験機は、試験機本体１０と、制御装置４０を備える。試験機本体１０は、テーブル１１と、テーブル１１に立設された一対の支柱１２と、一対の支柱１２に架け渡されたクロスヨーク１３と、クロスヨーク１３に固定された油圧シリンダ３１を備える。   This material testing machine executes an impact test that rapidly applies a shock load to the test piece TP, and is also referred to as a high-speed tensile testing machine. This material testing machine includes a testing machine main body 10 and a control device 40. The testing machine main body 10 includes a table 11, a pair of support columns 12 erected on the table 11, a cross yoke 13 spanning the pair of support columns 12, and a hydraulic cylinder 31 fixed to the cross yoke 13.

油圧シリンダ３１は、サーボバルブ３４を介してテーブル１１内に配置された油圧源（図示せず）と接続されており、この油圧源から供給される作動油によって動作する。油圧シリンダ３１のピストンロッド３２には、助走治具２５およびジョイント２６を介して上つかみ具２１が接続されている。一方で、テーブル１１には、力検出器であるロードセル２７を介して、下つかみ具２２が接続されている。このように、この試験機本体１０の構成は、助走治具２５により引張方向に助走区間を設け、ピストンロッド３２を０．１〜２０ｍ／ｓの高速で引き上げることにより、試験片ＴＰの両端部を把持する一対のつかみ具を急激に離間させる引張試験を実行するための構成となっている。引張試験を実行したときの負荷機構の変位（ストローク）、すなわち、ピストンロッド３２の移動量は、ストロークセンサ３３により検出され、その時の試験力はロードセル２７により検出される。   The hydraulic cylinder 31 is connected to a hydraulic source (not shown) disposed in the table 11 via a servo valve 34, and operates by hydraulic oil supplied from this hydraulic source. An upper gripping tool 21 is connected to the piston rod 32 of the hydraulic cylinder 31 via a running jig 25 and a joint 26. On the other hand, a lower grip 22 is connected to the table 11 via a load cell 27 that is a force detector. Thus, the configuration of the testing machine main body 10 is such that the running jig 25 is provided with a running section in the pulling direction, and the piston rod 32 is pulled up at a high speed of 0.1 to 20 m / s, whereby both end portions of the test piece TP are provided. It is the structure for performing the tension test which makes a pair of grips which hold | grip hold apart rapidly. The displacement (stroke) of the load mechanism when the tensile test is executed, that is, the movement amount of the piston rod 32 is detected by the stroke sensor 33, and the test force at that time is detected by the load cell 27.

また、試験片ＴＰには、この発明の変位検出器としての伸び計３５が配設されている。伸び計３５は、試験片ＴＰの伸びを測定するために、試験片ＴＰに直接取り付けられるものであり、例えば、特開２００６−１０４０９号公報に記載されているような、構造を有する。すなわち、試験片ＴＰに設定されている２箇所の標線にそれぞれに固定された固定具と、一方の固定具に固着される伝導体から成るパイプと、他方の固定具に固着されるパイプ内に移動自在に挿入されるコイルとを備え、パイプに対するコイルの挿入量の変化に基づくコイルのインダクタンスの変化を検出して、試験片ＴＰの標線間の伸びを測定している。なお、この発明の変位検出器は、ストロークセンサ３３であってもよく、高速ビデオカメラなどの非接触式の伸び計であってもよい。   The test piece TP is provided with an extensometer 35 as a displacement detector of the present invention. The extensometer 35 is directly attached to the test piece TP in order to measure the elongation of the test piece TP. For example, the extensometer 35 has a structure as described in JP-A-2006-10409. That is, a fixture fixed to each of two marked lines set on the test piece TP, a pipe made of a conductor fixed to one fixture, and a pipe fixed to the other fixture And a coil inserted movably into the pipe, and a change in the inductance of the coil based on a change in the amount of the coil inserted into the pipe is detected to measure the elongation between the marked lines of the test piece TP. The displacement detector of the present invention may be a stroke sensor 33 or a non-contact type extensometer such as a high-speed video camera.

制御装置４０は、試験機本体１０の動作を制御するための本体制御装置４１と、パーソナルコンピュータ４２とから構成される。本体制御装置４１は、プログラムを格納するメモリ４３と、各種演算を実行するＭＰＵ（ｍｉｃｒｏ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）などの演算装置４５と、パーソナルコンピュータ４２との通信を行う通信部４６とを備える。メモリ４３、演算装置４５および通信部４６は、相互にバス４９により接続されている。また、本体制御装置４１は、機能的構成として試験制御部４４を備える。試験制御部４４は、試験制御プログラムとしてメモリ４３に格納されている。高速引張試験を実行するときには、試験制御プログラムを実行することにより、サーボバルブ３４に制御信号が供給され、油圧シリンダ３１が動作する。ストロークセンサ３３の出力信号、ロードセル２７の出力信号、および、伸び計３５の出力信号は所定の時間間隔で本体制御装置４１に取り込まれる。   The control device 40 includes a main body control device 41 for controlling the operation of the testing machine main body 10 and a personal computer 42. The main body control device 41 includes a memory 43 that stores a program, a calculation device 45 such as an MPU (micro processing unit) that executes various calculations, and a communication unit 46 that communicates with the personal computer 42. The memory 43, the arithmetic unit 45, and the communication unit 46 are connected to each other by a bus 49. In addition, the main body control device 41 includes a test control unit 44 as a functional configuration. The test control unit 44 is stored in the memory 43 as a test control program. When executing a high-speed tensile test, a control signal is supplied to the servo valve 34 by executing a test control program, and the hydraulic cylinder 31 operates. The output signal of the stroke sensor 33, the output signal of the load cell 27, and the output signal of the extensometer 35 are taken into the main body control device 41 at predetermined time intervals.

パーソナルコンピュータ４２は、データ解析プログラムを記憶するＲＯＭ、プログラム実行時にプログラムをロードして一時的にデータを記憶するＲＡＭなどから成るメモリ５３、各種演算を実行するＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）などの演算装置５５、本体制御装置４１などの外部接続機器との通信を行う通信部５６、データを記憶する記憶装置５７、試験結果が表示される表示装置５１および試験条件を入力するための入力装置５２を備える。メモリ５３には、演算装置５５を動作させて機能を実現するプログラムが格納されている。なお、記憶装置５７は、ロードセル２７から入力された試験力の生データである時系列データなどを記憶する記憶部であり、ＨＤＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）などの大容量記憶装置から構成される。メモリ５３、演算装置５５、通信部５６、記憶装置５７、表示装置５１および入力装置５２は相互にバス５９により接続されている。   The personal computer 42 includes a ROM that stores a data analysis program, a memory 53 that includes a RAM that loads the program and temporarily stores data when the program is executed, and a calculation device such as a CPU (central processing unit) that executes various calculations. 55, a communication unit 56 that communicates with an externally connected device such as the main body control device 41, a storage device 57 that stores data, a display device 51 that displays test results, and an input device 52 that inputs test conditions. . The memory 53 stores a program for operating the arithmetic device 55 to realize the function. The storage device 57 is a storage unit that stores time-series data that is raw data of the test force input from the load cell 27, and includes a large-capacity storage device such as an HDD (hard disk drive). The memory 53, the arithmetic device 55, the communication unit 56, the storage device 57, the display device 51, and the input device 52 are connected to each other by a bus 59.

図２においては、パーソナルコンピュータ４２にインストールされ、メモリ５３に記憶されているプログラムを機能ブロックとして示している。この実施形態では、機能ブロックとして、伸び計３５から入力された試験片ＴＰの伸び（現実の変位量）と、予め入力されている目標変位値との差分である差分変位値を算出する差分変位算出部６１と、差分変位値を、試験力データとともに表示装置に表示する表示制御部６４と、目標に対する差分変位値の時系列データをグラフにした差分変位グラフから着目点を検出する着目点検出部６２と、差分変位グラフにおける着目点を通る参考速度直線を計算する参考速度直線算出部６３を備える。   In FIG. 2, programs installed in the personal computer 42 and stored in the memory 53 are shown as functional blocks. In this embodiment, as a functional block, a differential displacement that calculates a differential displacement value that is a difference between the elongation (actual displacement amount) of the test piece TP input from the extensometer 35 and the target displacement value input in advance. A calculation unit 61, a display control unit 64 that displays the differential displacement value on the display device together with the test force data, and a point of interest detection that detects a point of interest from a differential displacement graph that graphs the time series data of the differential displacement value with respect to the target. And a reference speed straight line calculation unit 63 that calculates a reference speed straight line passing through the point of interest in the differential displacement graph.

このような構成の材料試験機で高速引張試験を実行するときの、表示装置５１への試験結果の表示について説明する。図３は、試験結果グラフの表示例である。この試験結果は、試験速度２０ｍ／ｓの条件で引張試験を実行したときの差分変位と時間との関係を示すものであり、参考として試験力を共に表示している。グラフの縦２軸のうち右側は試験力（ｋＮ：キロニュートン）であり、左側は目標に対する差分変位値（ｍｍ：ミリメートル）である。また、横軸は時間（μｓ：マイクロ秒）である。グラフ中、試験力データを破線で示し、変位データを実線で示している。   The display of the test result on the display device 51 when the high-speed tensile test is executed with the material testing machine having such a configuration will be described. FIG. 3 is a display example of a test result graph. This test result shows the relationship between the differential displacement and time when the tensile test is executed at a test speed of 20 m / s, and the test force is displayed together as a reference. The right side of the two vertical axes of the graph is the test force (kN: kilonewton), and the left side is the differential displacement value (mm: millimeter) with respect to the target. The horizontal axis represents time (μs: microseconds). In the graph, test force data is indicated by a broken line, and displacement data is indicated by a solid line.

差分変位値は実際の変位値から目標の変位値を引いた値すなわち差分の変位値である。グラフに表示するという観点では、目標速度で動作した場合にグラフ上での傾きが０（ゼロ）となるように、伸び計３５が検出した変位値（検出変位値）から目標変位値を差し引き、さらに、開始点が原点となるようにオフセットしたものである。差分変位値の算出および差分変位グラフの表示は、演算装置５５がメモリ５３の差分変位算出部６１および表示制御部６４から読み込んだプログラムを実行することにより実現される。差分変位値は、下記式（１）により得られる。   The differential displacement value is a value obtained by subtracting a target displacement value from an actual displacement value, that is, a differential displacement value. From the viewpoint of displaying on the graph, the target displacement value is subtracted from the displacement value (detected displacement value) detected by the extensometer 35 so that the slope on the graph becomes 0 (zero) when operating at the target speed, Furthermore, it is offset so that the starting point is the origin. The calculation of the differential displacement value and the display of the differential displacement graph are realized by the arithmetic device 55 executing a program read from the differential displacement calculation unit 61 and the display control unit 64 of the memory 53. The differential displacement value is obtained by the following equation (1).

差分変位値＝検出変位値−目標変位値 ・・・ （１）   Differential displacement value = detected displacement value-target displacement value (1)

ここで、目標変位値は、予め設定した目標速度と時間との積である。   Here, the target displacement value is a product of a preset target speed and time.

また、開始点は、試験開始時におけるこの発明の着目点である。着目点の検出は、演算装置５５がメモリ５３の着目点検出部６２から読み込んだプログラムを実行することにより実現される。さらに、着目点を通る参考速度直線の計算は、演算装置５５がメモリ５３の参考速度直線算出部６３から読み込んだプログラムを実行することにより実現される。なお、参考速度直線は、下記式（２）により求めることができる。   The starting point is a point of interest of the present invention at the start of the test. The point of interest is detected by executing a program read from the point of interest detector 62 of the memory 53 by the arithmetic unit 55. Further, the calculation of the reference speed straight line passing through the point of interest is realized by the arithmetic unit 55 executing a program read from the reference speed straight line calculation unit 63 of the memory 53. In addition, a reference speed straight line can be calculated | required by following formula (2).

参考速度直線＝（時間−着目時間）×（参考速度−目標速度）＋ｂ ・・・ （２）   Reference speed straight line = (time−target time) × (reference speed−target speed) + b (2)

ここで、式中のｂは、着目時間における差分変位値である。また、着目時間は、グラフ中の着目点として検出したデータ点の時間である。着目点が開始点Ａの参考速度直線の場合、参考速度は初期速度となり、着目点が破断点Ｂの参考速度直線の場合は、参考速度は破断時速度となる。そして、表示制御部６４は、算出された参考速度直線をグラフ中に描画する。   Here, b in the equation is a differential displacement value at the time of interest. The attention time is the time of the data point detected as the attention point in the graph. When the point of interest is the reference speed line of the start point A, the reference speed is the initial speed, and when the point of interest is the reference speed line of the break point B, the reference speed is the speed at break. Then, the display control unit 64 draws the calculated reference speed line in the graph.

試験が開始されピストンロッド３２が引き上げられると、ロードセル２７は試験片ＴＰにかかった試験力を検出する。試験片ＴＰにかかる試験力の上昇に伴い、試験片ＴＰが変位し、試験片ＴＰに装着した伸び計３５が検出する試験片ＴＰの伸びが上昇することにより、表示装置５１に試験結果として表示されるグラフにおいて、目標に対する差分変位値も上昇する。図３の例では、目標速度２０ｍ／ｓに対して、８００μｓまでは、実際の試験での平均速度が２０．５ｍ／ｓあり、その後、試験力データが最大試験力を示した付近の時間から失速し、目標速度を下回っていることが確認できる。   When the test is started and the piston rod 32 is pulled up, the load cell 27 detects the test force applied to the test piece TP. As the test force applied to the test piece TP is increased, the test piece TP is displaced, and the elongation of the test piece TP detected by the extensometer 35 attached to the test piece TP is increased. In the resulting graph, the differential displacement value with respect to the target also increases. In the example of FIG. 3, the average speed in the actual test is 20.5 m / s up to 800 μs with respect to the target speed of 20 m / s, and thereafter, from the time when the test force data shows the maximum test force. It can be confirmed that the vehicle has stalled and is below the target speed.

このように、目標に対する差分変位グラフと参考速度直線を表示装置５１に表示することで、ユーザによる各種情報の確認が、図５に示す変位―時間グラフや、図７に示す速度―時間グラフに比べて容易となる。   In this way, by displaying the differential displacement graph and the reference speed line for the target on the display device 51, the user can confirm various information on the displacement-time graph shown in FIG. 5 or the speed-time graph shown in FIG. It becomes easier compared.

なお、上述した実施形態では、着目点を通る参考速度直線を表示するようにしているが、このような着目点を検出して参考速度直線を算出し、それを表示しなくても、ユーザは目標速度に対して、試験速度がどの程度であるかを、把握することは可能である。すなわち、先に説明したように、差分変位値は、目標速度の傾きが０（ゼロ）となるように、伸び計３５が検出した変位値から目標変位値を差し引き、さらに、開始点が原点となるようにオフセットしたものである。このため、図３に示す目標に対する差分変位グラフでは、目標に対する差分変位値の０（ゼロ）の目盛りの水平線が目標速度線に相当することになる。したがって、グラフに表される時系列データの変化の傾向が、目標に対する差分変位値の０（ゼロ）の目盛りの水平線に対して、上向きに傾いているか、下向きに傾いているかを見ることで、ユーザは目標速度に対して、試験速度がどの程度であるかを、把握することができる。   In the above-described embodiment, the reference speed line passing through the point of interest is displayed. However, even if such a point of interest is detected to calculate the reference speed line and the reference speed line is not displayed, the user can It is possible to grasp how much the test speed is with respect to the target speed. That is, as described above, the differential displacement value is obtained by subtracting the target displacement value from the displacement value detected by the extensometer 35 so that the gradient of the target speed is 0 (zero), and the starting point is the origin. It is offset so as to be. For this reason, in the differential displacement graph for the target shown in FIG. 3, the horizontal line of the scale of 0 (zero) of the differential displacement value for the target corresponds to the target velocity line. Therefore, by looking at whether the tendency of the change of the time series data represented in the graph is inclined upward or downward with respect to the horizontal line of the scale of 0 (zero) of the differential displacement value with respect to the target, The user can grasp how much the test speed is with respect to the target speed.

また、差分変位グラフでは、データ全体の上下限値（グラフの縦軸スケール）が下がることになり、変位変動が相対的に拡大される。例えば、図５に示す伸び計３５の出力を表す変位グラフの縦軸の最小値が−２０ｍｍ、最大値が６０ｍｍのグラフとなるのに対し、図３に示す目標に対する差分変位グラフにおいては、縦軸の最小値が−３ｍｍ、最大値が１．５ｍｍのグラフとなる。このように、差分変位グラフの表示は、変位変動が相対的に拡大された状態となるため、ユーザは、図５、図６に示す従来のグラフと比べて、変位変動の程度や、ノイズをグラフからより読み取りやすくなる。   Further, in the differential displacement graph, the upper and lower limit values (vertical scale of the graph) of the entire data are lowered, and the displacement fluctuation is relatively enlarged. For example, while the minimum value of the vertical axis of the displacement graph representing the output of the extensometer 35 shown in FIG. 5 is −20 mm and the maximum value is 60 mm, the differential displacement graph for the target shown in FIG. The graph has a minimum axis value of −3 mm and a maximum value of 1.5 mm. Thus, since the display of the differential displacement graph is in a state in which the displacement fluctuation is relatively enlarged, the user can see the degree of displacement fluctuation and noise compared to the conventional graphs shown in FIGS. It becomes easier to read from the graph.

図４は、図３のグラフに補助線を追加した表示例である。   FIG. 4 is a display example in which auxiliary lines are added to the graph of FIG.

例えば、初期速度は目標速度２０ｍ／ｓに対して、１０％の範囲内でなければならない、などの試験の要求範囲がある場合、その範囲を示すために、図４のグラフ中に２点鎖線で示すように、１９．５ｍ／ｓ、１９．０ｍ／ｓなどの速度補助線を追加して表示してもよい。   For example, when there is a required range of the test such that the initial speed must be within a range of 10% with respect to the target speed of 20 m / s, in order to indicate the range, a two-dot chain line in the graph of FIG. As shown by, speed auxiliary lines such as 19.5 m / s and 19.0 m / s may be added and displayed.

なお、補助線としては、図４に示す初期速度に関する補助線に限定されるものではない。すなわち、実際の試験中の速度は、開始点Ａを着目点とする参考速度直線と破断点Ｂを着目点とする参考速度直線とでは傾きが異なるように、時間によって速度は変動する。従って、着目点を起点とする補助線に代えて、例えば、時系列データに沿うように速度計算の基となる差分変位の許容範囲などを帯状に示してもよい。   In addition, as an auxiliary line, it is not limited to the auxiliary line regarding the initial speed shown in FIG. That is, the speed during the actual test varies with time so that the slope of the reference speed line with the starting point A as the focus point and the reference speed line with the break point B as the focus point are different. Therefore, instead of the auxiliary line starting from the point of interest, for example, an allowable range of differential displacement, which is a basis for speed calculation, may be shown in a band shape along the time series data.

上述した実施形態では、高速引張試験について説明したが、圧縮荷重をコンクリートなどの試験体に与える高速圧縮試験など、試験において目標とする速度が出ていることを確認するために、この発明を適用することが可能である。また、とくに高速とは言えない速度範囲の引張試験などにこの発明を適用することも可能である。   In the above-described embodiment, the high-speed tensile test has been described. However, the present invention is applied to confirm that a target speed is obtained in the test, such as a high-speed compression test in which a compressive load is applied to a specimen such as concrete. Is possible. The present invention can also be applied to a tensile test in a speed range that cannot be said to be particularly high.

１０ 試験機本体
１１ テーブル
１２ 支柱
１３ クロスヨーク
２１ 上つかみ具
２２ 下つかみ具
２５ 助走治具
２６ ジョイント
２７ ロードセル
３１ 油圧シリンダ
３２ シリンダロッド
３３ ストロークセンサ
３４ サーボバルブ
３５ 伸び計
４０ 制御装置
４１ 本体制御装置
４２ パーソナルコンピュータ
４３ メモリ
４４ 試験制御部
４５ 演算装置
４６ 通信部
５１ 表示装置
５２ 入力装置
５３ メモリ
５５ 演算装置
５６ 通信部
５７ 記憶装置
６１ 差分変位算出部
６２ 着目点検出部
６３ 参考速度直線算出部
６４ 表示制御部
ＴＰ 試験片 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Test machine main body 11 Table 12 Support | pillar 13 Cross yoke 21 Upper gripping tool 22 Lower gripping tool 25 Run-up jig 26 Joint 27 Load cell 31 Hydraulic cylinder 32 Cylinder rod 33 Stroke sensor 34 Servo valve 35 Extensometer 40 Control device 41 Main body control device 42 Personal computer 43 Memory 44 Test control unit 45 Arithmetic unit 46 Communication unit 51 Display unit 52 Input unit 53 Memory 55 Arithmetic unit 56 Communication unit 57 Storage unit 61 Differential displacement calculation unit 62 Point of interest detection unit 63 Reference velocity straight line calculation unit 64 Display control TP test piece

Claims (3)

負荷機構を駆動して試験対象に試験力を与える材料試験機であって、
前記試験対象に作用する試験力を検出する力検出器と、
前記試験対象に生じる変位を検出する変位検出器と、
前記負荷機構を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記変位検出器により検出された変位値と予め試験条件に設定された目標変位値とから差分変位値を求める差分変位算出部と、
前記差分変位算出部において算出された差分変位値の時系列データをグラフにした差分変位グラフを表示装置に表示する表示制御部と、
を備えることを特徴とする材料試験機。 A material testing machine that drives a load mechanism to give a test force to a test object,
A force detector for detecting a test force acting on the test object;
A displacement detector for detecting displacement generated in the test object;
A control device for controlling the load mechanism,
The controller is
A differential displacement calculation unit for obtaining a differential displacement value from a displacement value detected by the displacement detector and a target displacement value set in advance in a test condition;
A display control unit that displays a differential displacement graph in which a time series data of the differential displacement value calculated in the differential displacement calculation unit is graphed on a display device;
A material testing machine comprising: 請求項１に記載の材料試験機において、
前記制御装置は、
前記差分変位グラフから着目点を検出する着目点検出部と、
前記差分変位グラフおける前記着目点を通る参考速度直線を計算する参考速度直線算出部と、
を備え、
前記表示制御部は、前記参考速度直線を前記表示装置に表示する材料試験機。 The material testing machine according to claim 1,
The controller is
A point of interest detection unit for detecting a point of interest from the differential displacement graph;
A reference speed straight line calculation unit for calculating a reference speed straight line passing through the point of interest in the differential displacement graph;
With
The display control unit is a material testing machine that displays the reference speed line on the display device. 請求項１に記載の材料試験機において、
前記表示制御部は、前記差分変位グラフに試験の要求範囲に応じた補助線を追加して前記表示装置に表示する材料試験機。
The material testing machine according to claim 1,
The said display control part is a material testing machine which adds the auxiliary line according to the required range of a test to the said differential displacement graph, and displays it on the said display apparatus.
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