JP4820786B2 - 衝撃引張応力計測方法 - Google Patents
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Description
−0.2Ct+4A1/2≦L ……(1)
L≦−0.2Ct+100A1/2 ……(2)
L≦80A1/2 ……(3)
ただし、C:棒状物体を伝播する縦弾性波速度(mm/μsec)
A:応力計測部の断面積(mm2)
D1とD2の比が、
D2/D1≧5 ……(4)
を満たすことが好ましい。
W1/A1/2≦5×10−2 ……(5)
を満足することが好ましい。
D≦(L/100) ……(6)
の条件を満たすことが好ましい。
衝撃的に荷重が加えられた時の試験片の弾性応力が20%から80%まで増加するのに要する時間t(μsec)と、応力計測部における試験片接続位置から応力計測点までの距離L(mm)との関係が、
−0.2Ct+4A1/2≦L ……(1)
L≦−0.2Ct+100A1/2 ……(2)
L≦80A1/2 ……(3)
の条件を満たすことを要旨とする。
ただし、C:棒状物体を伝播する縦弾性波速度(mm/μsec)
A:応力計測部の断面積(mm2)
試験片に衝撃引張荷重を加える代表的な方法としては、油圧式およびスプリット・ホプキンソン棒式の試験法がある。
縦弾性波速度Cは材料固有の値であり、C=√(E/ρ)で求めることができる。
応力計測部3の端部3aとは、図1に示したように応力計測部3における試験片5との接続位置を示し、応力計測点とはひずみゲージ7による応力計測位置のことである。
−0.2Ct+4A1/2≦L
とする必要がある。
より好ましくは、−0.2Ct+6A1/2≦L
である。
L≦−0.2Ct+100A1/2、且つL≦80A1/2
にする必要がある。
より好ましくは、L≦−0.2Ct+70A1/2、且つL≦50A1/2
である。
応力計測部3固有の値である断面積Aが決まると、距離Lの範囲が決まる。
試験片固定部の形状を円柱状にすることにより、応力計測部3の重心を容易に判定することができる。
6.1 板状試験片の場合
試験片固定部を円柱状とした場合、図3に示したように、試験片5の掴み部5aを固定するためのスリット3bをその試験片固定部に形成する。この場合、スリット3bの表面積をD2(mm2)とする。
円柱または角柱状の試験片を使用する場合は、試験片の端部に雄ネジ部を形成し、この雄ネジ部を試験片固定部に形成された雌ネジ部に螺合して固定する。この場合、雄ネジ部と接する雌ネジ部の溝またはネジ孔の表面積をD2(mm2)とする。
試験片5が完全に固着されていると考えるには、いずれにおいても
D2/D1≧5 ……(4)
の関係を満足する必要がある。
好ましくはD2/D1≧10、より好ましくはD2/D1≧20である。
W1/A1/2≦5×10−2 ……(5)
を満たすこと
W1とは、試験前後において応力計測部3と試験装置ベース2との間に生じる間隔(隙間)を意味する。
W1/A1/2≦5×10−2の関係を満たす場合には、試験機が十分に剛性を保っていると考えることができ、試験結果にも影響が及ばない。
D≦(L/100) ……(6)
間隔Dは試験片5に対して応力波を一次元的に伝播させるために重要な要素である。
応力信号の判定は以下の方法で行なった。
ノイズレベルは降伏点における面積比と降伏比で判断する。
0.5≦面積比≦1.5 ……(7)
であり、且つ
図7の三角形で示したD部における上降伏点(UYP)と下降伏点(LYP)の差ΔYPを算出し、図8の三角形で示したE部における上降伏点(UYP)と下降伏点(LYP)の差ΔYPを算出し、
各ΔYPの比が、
0.5≦ΔYP比≦1.5 ……(8)
を満足する場合に合格“○”と判定し、いずれか一方でも満足しない場合は不合格“×”と判定した。
2 試験装置ベース
3 応力計測部
3a 端部
3b スリット
4 掴み装置
5 試験片
5a 掴み部
6 可動部
7 ひずみゲージ
10 衝撃引張試験装置
11 出力棒
11a 雌ネジ部
12 応力計測部
12a 雄ネジ部
13 入力棒
14 試験片
15 フランジ
16 ストライカ
17 ひずみゲージ
Claims (5)
- 棒状の応力計測部を接続した試験片に対して衝撃荷重を加え、その試験片を通過した応力波から応力を測定する衝撃応力測定方法において、
衝撃引張荷重を加えた時の上記試験片の弾性応力が20%から80%まで増加するのに要する時間t(μsec)と、上記応力計測部における試験片接続位置から応力計測点までの距離L(mm)との関係が、下記式(1)〜(3)の条件を満たすことを特徴とする衝撃引張応力計測方法。
−0.2Ct+4A1/2≦L ……(1)
L≦−0.2Ct+100A1/2 ……(2)
L≦80A1/2 ……(3)
ただし、C:棒状物体を伝播する縦弾性波速度(mm/μsec)
A:応力計測部の断面積(mm2) - 上記応力計測部の試験片接続側端部に、軸方向に向けて上記試験片の掴み部を差し込んで接続するためのスリットを有し、上記試験片の断面積をD1(mm2)とし上記掴み部と接触するスリット表面積をD2(mm2)とするとき、
または、上記応力計測部の試験片接続側端部に、上記試験片に設けられた雄ネジ部と螺合してその試験片を接続するための雌ネジ部を有し、上記試験片の断面積をD1(mm2)とし上記雄ネジ部と螺合する範囲の雌ネジ部の表面積をD2(mm2)とするとき、
D1とD2の比が、
D2/D1≧5 ……(4)
を満たす請求項1記載の衝撃引張応力計測方法。 - 上記応力計測部の試験片接続側端部に、上記試験片に設けられた雄ネジ部と螺合してその試験片を接続するための雌ネジ部を有する場合、
衝撃引張試験前後における上記応力計測部の試験機側端面と上記試験機の応力計測部固定側端面との間隔をW1(mm)、応力計測部の断面積をA(mm2)とするとき、
W1/A1/2≦5×10−2 ……(5)
を満足する請求項2記載の衝撃引張応力計測方法。 - 上記応力計測部における軸方向と直交する方向の断面の重心を通る中心軸と、上記試験片における引張方向と直交する方向の断面の重心を通る中心軸との距離D(mm)が、
D≦(L/100) ……(6)
の条件を満たす請求項1〜3のいずれか1項に記載の衝撃引張応力計測方法。 - 応力波を利用する衝撃試験機に上記応力計測部を取り付け、上記試験片に衝撃引張荷重を加える請求項1〜4のいずれか1項に記載の衝撃引張応力計測方法。
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