JP3384140B2 - Material testing machine - Google Patents
Material testing machineInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、試験片に繰り返し荷重
を与えて材料の疲労度を試験する疲労試験機その他の材
料試験機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fatigue testing machine and other material testing machines for repeatedly applying a load to a test piece to test the fatigue level of the material.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、材料試験機では、アクチュエータ
よって負荷を加えられた試験片の伸びを検出する方法と
して、試験片に、レバー式変位計等を取り付け、このレ
バー式変位計内部の歪みゲージから電気的信号を取り出
すことによって、試験片の標点間距離を検出している。2. Description of the Related Art Conventionally, in a material testing machine, as a method of detecting the elongation of a test piece loaded by an actuator, a lever type displacement gauge or the like is attached to the test piece, and a strain gauge inside the lever type displacement gauge is installed. The distance between the gauge marks of the test piece is detected by extracting an electrical signal from the.
【０００３】しかし、このような材料試験機では、試験
片が破断しても、アクチュエータは停止しないので、ア
クチュエータは負荷方向へ急激な変動をし、試験機本体
には衝撃や振動が発生することとなり、故障の原因とな
った。However, in such a material testing machine, since the actuator does not stop even if the test piece breaks, the actuator makes a sudden change in the load direction, and shock or vibration occurs in the testing machine body. And caused a breakdown.
【０００４】また、試験片に取り付けたレバー式変位計
にも、衝撃や振動が加わるほか、試験片から脱落するこ
ともあって、レバー式変位計の破損を引き起こしたり、
故障の原因となった。Further, the lever-type displacement gauge attached to the test piece may be impacted or vibrated and may fall off the test piece, causing damage to the lever-type displacement gauge,
It caused a breakdown.
【０００５】さらに、試験片に衝撃力が加わるので、試
験片が変形したり、チャックから脱落したりして、さら
に、アクチュエータの反動によって破断試験片の再圧縮
が起こったり、衝撃によって破断試験片がチャックから
脱落したりして、試験終了後に行う試験片破断面の観察
に支障を来すことがあった。Further, since an impact force is applied to the test piece, the test piece may be deformed or fall off from the chuck, and the breaking test piece may be recompressed by the reaction of the actuator, or the breaking test piece may be impacted. May fall off from the chuck, which may hinder the observation of the fracture surface of the test piece after the end of the test.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、材料試験機
において、上記した問題点を解決するために創案された
もので、その目的は、試験片の破断時に、速やかにアク
チュエータをその破断位置ないしその近くの位置に停止
させることができる材料試験機を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was devised to solve the above-mentioned problems in a material testing machine, and its purpose is to promptly position an actuator at its breaking position when the test piece breaks. Or to provide a material testing machine that can be stopped at a position near it.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】第１発明は、試験片に負
荷を加えるアクチュエータと、該試験片に加えられた負
荷量を検出する荷重検出手段と、一対のレバーによって
試験片に取り付けられ該レバー間の距離を測定する変位
検出手段とを備えた材料試験機において、前記レバーの
可動範囲内でアクチュエータを停止させるための変位位
置設定手段と、前記荷重検出手段によって試験片の破断
が検出されたとき、主制御を荷重制御から変位制御に切
り換え、前記変位位置設定手段によって設定した変位位
置に前記アクチュエータを停止させる制御手段を備えた
ことを特徴とする材料試験機である。According to a first aspect of the present invention, an actuator for applying a load to a test piece, a load detecting means for detecting a load amount applied to the test piece, and a pair of levers attached to the test piece are provided. In a material testing machine equipped with a displacement detecting means for measuring a distance between levers, a displacement position setting means for stopping an actuator within a movable range of the lever, and a breakage of a test piece is detected by the load detecting means. In this case, the material testing machine is provided with a control means for switching the main control from the load control to the displacement control and stopping the actuator at the displacement position set by the displacement position setting means.
【０００８】第２発明は、試験片に負荷を加えるアクチ
ュエータと、該試験片に加えられた負荷量を検出する荷
重検出手段と、一対のレバーによって試験片に取り付け
られ該レバー間の距離を測定する変位検出手段とを備え
た材料試験機において、前記レバーの可動範囲内でアク
チュエータを停止させるための変位位置設定手段と、前
記変位検出手段によって前記変位位置設定手段で設定し
た変位が検出されたとき、主制御を荷重制御から変位制
御に切り換え、その変位位置に前記アクチュエータを停
止させる制御手段を備えたことを特徴とする材料試験機
である。A second invention is an actuator for applying a load to a test piece, a load detecting means for detecting the load applied to the test piece, and a pair of levers attached to the test piece to measure the distance between the levers. In the material testing machine equipped with the displacement detecting means, the displacement position setting means for stopping the actuator within the movable range of the lever, and the displacement detecting means detects the displacement set by the displacement position setting means. At this time, the material testing machine is provided with a control means for switching the main control from the load control to the displacement control and stopping the actuator at the displaced position.
【０００９】[0009]
【作用】疲労試験について例示すると、試験開始前にア
クチュエータの停止位置を制御手段に設定する。その
後、制御手段に予め設定された負荷パターンを与えるべ
く、主制御を荷重制御として、アクチュエータを作動さ
せて、試験片に負荷を与える。所定の負荷パターンの繰
り返し荷重を加えられた試験片は、やがて破断する。こ
のとき、急激な負荷量の変化が起こるので、試験片への
負荷量を検出している荷重検出手段により、これを検出
し、制御手段は、主制御を変位制御に切り換え、変位検
出手段からの変位信号によりアクチュエータが試験開始
前に設定した停止位置に達したと判断したとき、アクチ
ュエータを自動的に停止させる。As an example of the fatigue test, the stop position of the actuator is set in the control means before the start of the test. Then, in order to give a preset load pattern to the control means, the main control is load control, and the actuator is operated to apply a load to the test piece. The test piece to which a repeated load having a predetermined load pattern is applied breaks before long. At this time, since a sudden change in the load amount occurs, the load detecting unit that detects the load amount on the test piece detects this, and the control unit switches the main control to the displacement control. When it is determined that the actuator has reached the stop position set before the test is started, the actuator is automatically stopped.
【００１０】もしくは、試験片破断後に、アクチュエー
タが試験開始前に設定した停止位置に達したと判断した
とき、主制御を変位制御に切り換え、アクチュエータを
直ちに停止させる。Alternatively, when it is determined that the actuator has reached the stop position set before the test is started after the test piece is broken, the main control is switched to the displacement control, and the actuator is immediately stopped.
【００１１】[0011]
【実施例】図１は、第１発明、第２発明の実施例である
材料試験機の概略構成を示したもので、１は試験機本
体、２はテーブル、３はサーボ弁、４はアクチュエー
タ、４ａはアクチュエータの可動ロッド、５ａ、５ｂは
左右の支柱、６はクロスヘッド、７はロードセル、８
ａ、８ｂは上下のチャック、９はレバー式変位計、９
ａ、９ｂはレバー式変位計のレバー、１０はサーボアン
プ、１１はロードアンプ、１２はストレインアンプ、１
３は試験機コントローラ、Ｔは試験片を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a schematic structure of a material testing machine which is an embodiment of the first invention and the second invention. 1 is a testing machine body, 2 is a table, 3 is a servo valve, 4 is an actuator. 4a is a movable rod of the actuator, 5a and 5b are left and right columns, 6 is a crosshead, 7 is a load cell, 8
a and 8b are upper and lower chucks, 9 is a lever type displacement meter, 9
a and 9b are levers of a lever type displacement gauge, 10 is a servo amplifier, 11 is a load amplifier, 12 is a strain amplifier, 1
3 is a tester controller, and T is a test piece.
【００１２】本体１は、テーブル２にサーボ弁３の開閉
によって制御されるアクチュエータ４が内蔵されてあ
り、テーブル２には、左右一対の支柱５ａ、５ｂと、こ
れら支柱５ａ、５ｂによって支持されるクロスヘッド６
が設けられている。このクロスヘッド６にはロードセル
７を介して上方のチャック８ａが取り付けられ、アクチ
ュエータ４の可動ロッド４ａの上方端部には下方チャッ
ク８ｂが取り付けられ、これら両チャック８ａ、８ｂに
よって試験片Ｔが把持されている。また、試験片Ｔに
は、レバー式変位計９がそのレバー９ａ、９ｂによって
取り付けられている。さらにまた、上記サーボ弁３、ロ
ードセル７、レバー式変位計９は、それぞれサーボアン
プ１０、ロードアンプ１１、ストレインアンプ１２を介
して、試験機コントローラ１３に電気的に接続されてい
る。In the main body 1, an actuator 4 controlled by opening and closing a servo valve 3 is built in a table 2, and the table 2 is supported by a pair of left and right columns 5a and 5b and these columns 5a and 5b. Cross head 6
Is provided. An upper chuck 8a is attached to the crosshead 6 via a load cell 7, and a lower chuck 8b is attached to the upper end of the movable rod 4a of the actuator 4, and the test piece T is gripped by these chucks 8a, 8b. Has been done. Further, the lever type displacement gauge 9 is attached to the test piece T by its levers 9a and 9b. Furthermore, the servo valve 3, the load cell 7, and the lever type displacement meter 9 are electrically connected to a test machine controller 13 via a servo amplifier 10, a load amplifier 11, and a strain amplifier 12, respectively.
【００１３】次に、第１発明を疲労試験機に適用した場
合の具体的動作を、図１、図２及び図３を用いて説明す
る。図２は試験機コントローラにおける処理フロー、図
３は荷重検出による試験片の破断検出状態を示す。試験
開始前に、レバー式変位計９が壊れない範囲（一対のレ
バー９ａ、９ｂが相対的に移動できる範囲）で、レバー
式変位計９の一対のレバー９ａ、９ｂの停止位置、すな
わちレバー９ａ、９ｂの相対的な許容移動変位を試験機
コントローラ１３に設定する。Next, a specific operation when the first invention is applied to a fatigue testing machine will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3. FIG. 2 shows a processing flow in the tester controller, and FIG. 3 shows a fracture detection state of the test piece by load detection. Before starting the test, the lever-type displacement meter 9 is stopped within a range in which the lever-type displacement meter 9 cannot be broken (a range in which the pair of levers 9a and 9b can relatively move), that is, the stop position of the pair of levers 9a and 9b, that is, the lever 9a. , 9b are set in the testing machine controller 13 as relative allowable movement displacements.
【００１４】その後、試験機コントローラ１３に予め設
定された負荷パターンを与えるべく、主制御を荷重制御
として、サーボ弁３を開閉制御し、アクチュエータ４を
作動させることで、試験片Ｔに負荷を与える。図３に示
すように、所定の負荷パターンの繰り返し荷重を加えら
れた試験片Ｔは、やがて破断する。Thereafter, in order to apply a preset load pattern to the tester controller 13, the main control is load control, the servo valve 3 is controlled to be opened and closed, and the actuator 4 is operated to apply a load to the test piece T. . As shown in FIG. 3, the test piece T to which the repeated load having a predetermined load pattern was applied is eventually broken.
【００１５】一方、試験片Ｔへの負荷量を検出している
ロードセル７からの荷重信号がロードアンプ１１を介し
て、試験機コントローラ１３へ取り込まれているので、
試験片Ｔの破断時、急激な負荷量の変化により、試験機
コントローラ１３は、試験片Ｔの破断を検出することと
なる。この破断検出と同時に、試験機コントローラ１３
は、主制御を変位制御に切り換え、レバー式変位計９か
らストレインアンプ１２を介して取り込まれる変位信号
により、レバー式変位計９のレバー９ａ、９ｂが、試験
開始前に設定したレバー９ａ、９ｂの停止位置に達した
と判断したとき、サーボアンプ１０を介してサーボ弁３
を閉じ、アクチュエータ４の可動ロッド４ａを停止させ
る。このような処理を行うことによって、試験片Ｔが破
断した時に、速やかにアクチュエータ４の可動ロッド４
ａを停止させることができる。On the other hand, since the load signal from the load cell 7 which detects the amount of load on the test piece T is taken into the testing machine controller 13 via the load amplifier 11,
When the test piece T breaks, the test machine controller 13 detects the break of the test piece T due to a rapid change in the load amount. Simultaneously with this fracture detection, the testing machine controller 13
Switches the main control to the displacement control, and the levers 9a and 9b of the lever type displacement meter 9 set the levers 9a and 9b set before the test by the displacement signal taken from the lever type displacement meter 9 through the strain amplifier 12. When it is determined that the servo valve 3 has reached the stop position,
Is closed and the movable rod 4a of the actuator 4 is stopped. By performing such a treatment, when the test piece T breaks, the movable rod 4 of the actuator 4 can be quickly moved.
a can be stopped.
【００１６】次に、第２発明について説明する。第２発
明と第１発明との相違点は、上記したように、第１発明
が、ロードセル７等の荷重検出手段によって試験片Ｔの
破断が検出された時、アクチュエータ４を停止させるも
のであるが、第２発明は、試験片Ｔの破断後間もなく、
レバー式変位計９等によって予め設定した所定変位が検
出された時、アクチュエータ４を停止させるものであ
る。第２発明の実施例を、図１、図３及び図４を用い
て、説明する。図４は、第２発明の処理フローを示す。
試験開始前に、レバー式変位計９が壊れない範囲（一対
のレバーの相対的な許容移動範囲）で、レバー式変位計
９の一対のレバー９ａ、９ｂの停止位置、すなわちレバ
ー９ａ、９ｂの相対的な許容移動変位を試験機コントロ
ーラ１３に設定する。Next, the second invention will be described. As described above, the difference between the second invention and the first invention is that the first invention stops the actuator 4 when the load detecting means such as the load cell 7 detects the breakage of the test piece T. However, in the second invention, shortly after the fracture of the test piece T,
The actuator 4 is stopped when a predetermined displacement set in advance is detected by the lever type displacement meter 9 or the like. An embodiment of the second invention will be described with reference to FIGS. 1, 3 and 4. FIG. 4 shows a processing flow of the second invention.
Before the start of the test, the lever type displacement meter 9 is in a range where it does not break (the relative allowable movement range of the pair of levers), the stop positions of the pair of levers 9a and 9b of the lever type displacement meter 9, that is, the levers 9a and 9b. The relative allowable movement displacement is set in the testing machine controller 13.
【００１７】その後、試験機コントローラ１３に予め設
定された負荷パターンを与えるべく、主制御を荷重制御
として、サーボ弁３を開閉制御し、アクチュエータ４を
作動させることで、試験片Ｔに負荷を与える。図３に示
すように、所定の負荷パターンの繰り返し荷重を加えら
れた試験片Ｔは、やがて破断する。Thereafter, in order to apply a preset load pattern to the testing machine controller 13, the main control is load control, the servo valve 3 is controlled to be opened and closed, and the actuator 4 is operated to apply a load to the test piece T. . As shown in FIG. 3, the test piece T to which the repeated load having a predetermined load pattern was applied is eventually broken.
【００１８】一方、レバー式変位計９からの変位信号
が、ストレインアンプ１２を介して試験機コントローラ
１３へ取り込まれているので、試験片Ｔの破断後、試験
機コントローラ１３は、予め設定したレバー式変位計９
のレバー９ａ、９ｂの停止位置を検出することとなる。On the other hand, since the displacement signal from the lever type displacement meter 9 is taken into the testing machine controller 13 via the strain amplifier 12, after the test piece T is broken, the testing machine controller 13 sets the preset lever. Type displacement meter 9
The stop positions of the levers 9a and 9b are detected.
【００１９】この停止位置検出と同時に、試験機コント
ローラ１３は、主制御を変位制御に切り換え、サーボア
ンプ１０を介してサーボ弁３を閉じ、アクチュエータ４
の可動ロッド４ａを停止させる。このような処理を行う
ことによって、試験片Ｔの破断後、速やかにアクチュエ
ータ４の可動ロッド４ａを停止させることができる。Simultaneously with the detection of the stop position, the testing machine controller 13 switches the main control to the displacement control, closes the servo valve 3 via the servo amplifier 10, and drives the actuator 4
The movable rod 4a is stopped. By performing such a process, the movable rod 4a of the actuator 4 can be stopped immediately after the test piece T is broken.
【００２０】ところで、本発明の実施態様として、以下
のような実施例も含まれる。By the way, the following embodiments are also included as embodiments of the present invention.
【００２１】本第１発明及び第２発明の実施例では、レ
バー式変位計９で検出された変位信号に基づいた制御を
行ったが、アクチュエータ４の可動ロッド４ａの変位を
差動トランス等で検出するようにし、この変位信号に基
づいた制御を行ってもよい。In the first and second embodiments of the present invention, the control is performed based on the displacement signal detected by the lever type displacement meter 9, but the displacement of the movable rod 4a of the actuator 4 is controlled by a differential transformer or the like. The detection may be performed and the control based on the displacement signal may be performed.
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明の材料試験機は、試験片が破断し
た時、速やかにアクチュエータを停止させるので、試験
機本体に対する衝撃や振動が低減し、故障の原因を防止
できる。 また、同様に、試験片に取り付けたレバー式
変位計に対しても、試験片からの脱落や、破損を防止で
きる。According to the material testing machine of the present invention, when the test piece breaks, the actuator is immediately stopped, so that the impact and vibration on the testing machine body are reduced, and the cause of failure can be prevented. Similarly, with respect to the lever-type displacement gauge attached to the test piece, it is possible to prevent the lever-type displacement gauge from falling off or being damaged.
【００２３】さらに、アクチュエータの反動によって起
こる破断試験片の再圧縮や、衝撃によるチャックからの
脱落がなくなり、試験片の変形が防止されるので、試験
片破断面の観察に対する影響を排除することができる。Further, since re-compression of the fractured test piece caused by recoil of the actuator and detachment from the chuck due to impact are eliminated and deformation of the test piece is prevented, it is possible to eliminate the influence on the observation of the fracture surface of the test piece. it can.
【図１】本発明の実施例である材料試験機の概略構成を
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a material testing machine that is an embodiment of the present invention.
【図２】本第１発明の試験機コントローラにおける処理
フローを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a processing flow in the testing machine controller of the first invention.
【図３】荷重検出による試験片の破断検出状態を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing a fracture detection state of a test piece by load detection.
【図４】本第２発明の試験機コントローラにおける処理
フローを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a processing flow in the testing machine controller of the second invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−227630（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−178128（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−54425（ＪＰ，Ａ) 実公 昭43−14719（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 3/34 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-227630 (JP, A) JP-A-57-178128 (JP, A) JP-A-61-54425 (JP, A) Jitsuko 43- 14719 (JP, Y1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 3/34
Claims (2)
と、該試験片に加えられた負荷量を検出する荷重検出手
段と、一対のレバーによって試験片に取り付けられ該レ
バー間の距離を測定する変位検出手段とを備えた材料試
験機において、前記レバーの可動範囲内でアクチュエー
タを停止させるための変位位置設定手段と、前記荷重検
出手段によって試験片の破断が検出されたとき、主制御
を荷重制御から変位制御に切り換え、前記変位位置設定
手段によって設定した変位位置に前記アクチュエータを
停止させる制御手段を備えたことを特徴とする材料試験
機。1. An actuator for applying a load to a test piece, a load detecting means for detecting a load amount applied to the test piece, and a displacement detection for mounting the test piece by a pair of levers and measuring a distance between the levers. In a material testing machine provided with means, displacement position setting means for stopping the actuator within the movable range of the lever, and when the load detection means detects the breakage of the test piece, the main control is performed from the load control. A material testing machine comprising a control means for switching to displacement control and stopping the actuator at the displacement position set by the displacement position setting means.
と、該試験片に加えられた負荷量を検出する荷重検出手
段と、一対のレバーによって試験片に取り付けられ該レ
バー間の距離を測定する変位検出手段とを備えた材料試
験機において、前記レバーの可動範囲内でアクチュエー
タを停止させるための変位位置設定手段と、前記変位検
出手段によって前記変位位置設定手段で設定した変位が
検出されたとき、主制御を荷重制御から変位制御に切り
換え、その変位位置に前記アクチュエータを停止させる
制御手段を備えたことを特徴とする材料試験機。2. An actuator for applying a load to a test piece, a load detecting means for detecting a load amount applied to the test piece, and a displacement detection for mounting a test piece by a pair of levers and measuring a distance between the levers. In a material testing machine provided with means, when the displacement position setting means for stopping the actuator within the movable range of the lever and the displacement set by the displacement position setting means are detected by the displacement detecting means, A material testing machine comprising control means for switching control from load control to displacement control and stopping the actuator at the displacement position.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23800794A JP3384140B2 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Material testing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23800794A JP3384140B2 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Material testing machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08101109A JPH08101109A (en) | 1996-04-16 |
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Family
ID=17023761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23800794A Expired - Lifetime JP3384140B2 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Material testing machine |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3384140B2 (en) |
Families Citing this family (2)
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-
1994
- 1994-09-30 JP JP23800794A patent/JP3384140B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH08101109A (en) | 1996-04-16 |
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