JP7667014B2 - Biaxial Tensile Test Method - Google Patents
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Description
本発明は二軸引張試験方法に関し、特に二軸引張試験の測定精度の低下を抑制できる二軸引張試験方法に関するものである。 The present invention relates to a biaxial tensile test method, and in particular to a biaxial tensile test method that can suppress a decrease in the measurement accuracy of a biaxial tensile test.
板状の弾性体からなる試験片を、互いに直交する二軸の4方向に沿って引っ張ることにより、試験片の歪み-応力データを測定する二軸引張試験が知られている。例えば、従来の二軸引張試験では、試験片に対し4方向にそれぞれ配置した複数のチャック部で試験片を直接挟み、それら複数のチャック部をそれぞれアクチュエータで4方向に移動させることにより、試験片を4方向に引っ張る(特許文献1)。 A biaxial tensile test is known in which a test piece made of a plate-like elastic body is pulled along two mutually perpendicular four axes to measure the strain-stress data of the test piece. For example, in a conventional biaxial tensile test, the test piece is directly clamped between multiple chucks arranged in four directions, and the multiple chucks are moved in four directions by an actuator to pull the test piece in the four directions (Patent Document 1).
しかしながら、チャック部で試験片を直接挟む二軸引張試験では、4方向に引張変形した試験片がポアソン効果によって薄くなり、チャック部による挟持力が低下してしまう。これにより、チャック部に対し試験片が滑ることがあり、その滑りに起因して二軸引張試験の測定精度が低下するという問題点がある。 However, in biaxial tensile tests in which the test specimen is directly clamped in the chuck, the test specimen that has been tensile deformed in four directions becomes thinner due to the Poisson effect, and the clamping force of the chuck decreases. This can cause the test specimen to slip relative to the chuck, which can cause the measurement accuracy of the biaxial tensile test to decrease.
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、二軸引張試験の測定精度の低下を抑制できる二軸引張試験方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a biaxial tensile testing method that can suppress a decrease in the measurement accuracy of biaxial tensile testing.
この目的を達成するために本発明の二軸引張試験方法は、互いに直交する第1軸および第2軸それぞれの軸方向である4方向に沿って、板状の弾性体からなる試験片を二軸引張試験機で引っ張ることにより前記試験片の二軸引張試験を行う方法であって、複数の取付部材が前記試験片から前記4方向に沿ってそれぞれ突出するように、前記取付部材の一端部を前記試験片の少なくとも1面に接着する接着ステップと、前記接着ステップで接着された複数の前記取付部材を、前記試験片から突出した方向に前記二軸引張試験機でそれぞれ引っ張ることにより前記二軸引張試験を行う試験ステップと、を備えている。 To achieve this objective, the biaxial tensile test method of the present invention is a method for performing a biaxial tensile test on a test piece made of a plate-shaped elastic body by pulling the test piece with a biaxial tensile tester along four directions, which are the axial directions of a first axis and a second axis that are perpendicular to each other, and includes a bonding step of bonding one end of the mounting member to at least one surface of the test piece so that multiple mounting members protrude from the test piece along each of the four directions, and a test step of performing the biaxial tensile test by pulling each of the multiple mounting members bonded in the bonding step with the biaxial tensile tester in the direction in which they protrude from the test piece.
請求項1記載の二軸引張試験方法によれば、まず、接着ステップで試験片に複数の取付部材を接着する。その後の試験ステップにおいて、試験片から取付部材が突出した方向(前記4方向)にそれぞれ取付部材を引っ張ることにより試験片の二軸引張試験が行われる。試験片には取付部材が接着されているので、試験ステップでの試験片と取付部材との滑りを抑制できる。よって、この滑りに起因した二軸引張試験の測定精度の低下を抑制できる。
According to the biaxial tensile test method described in
取付ステップでは、二軸引張試験機の複数の引張部材に、複数の取付部材のうち試験片から離れた他端部がそれぞれ取り付けられる。この取付ステップ後であって接着ステップ後の試験ステップでは、複数の引張部材をアクチュエータで前記4方向にそれぞれ移動させることにより、複数の引張部材を介して取付部材をそれぞれ前記4方向に引っ張る。 In the mounting step, the other ends of the multiple mounting members that are distant from the test piece are respectively mounted to multiple tension members of the biaxial tensile tester. In the test step after the mounting step and the bonding step, the multiple tension members are moved in the four directions by an actuator, thereby pulling the mounting members in the four directions via the multiple tension members.
引張部材には、試験片に接着される取付部材が着脱可能に取り付けられるので、取付部材ごと試験片を交換できる。これにより、試験片の交換時に取付部材から試験片を剥がす等の作業を不要にでき、又は、取付部材を試験片から剥がす作業を容易にできる。即ち、試験片の交換作業を容易にできる。 The mounting member that is adhered to the test specimen is removably attached to the tensile member, so that the test specimen can be replaced together with the mounting member. This eliminates the need to peel the test specimen from the mounting member when replacing the test specimen, or makes it easier to peel the mounting member from the test specimen. In other words, it makes it easier to replace the test specimen.
接着ステップでは、第1軸の軸方向に沿って突出する複数の取付部材が第2軸の軸方向に間隔を空けて並び、第2軸の軸方向に沿って突出する複数の取付部材が第1軸の軸方向に間隔を空けて並ぶように、複数の取付部材が試験片に接着される。二軸引張試験機は、複数の引張部材が第1軸の軸方向に沿ってスライド可能に固定され、試験ステップにおいてアクチュエータにより第2軸の軸方向に互いに離れる一対の第1スライド部と、複数の引張部材が第2軸の軸方向に沿ってスライド可能に固定され、試験ステップにおいてアクチュエータにより第1軸の軸方向に互いに離れる一対の第2スライド部と、を備える。 In the bonding step, the multiple mounting members are bonded to the test piece such that the multiple mounting members protruding along the axial direction of the first axis are aligned at intervals in the axial direction of the second axis, and the multiple mounting members protruding along the axial direction of the second axis are aligned at intervals in the axial direction of the first axis. The biaxial tensile tester includes a pair of first slide sections to which the multiple tensile members are fixed slidably along the axial direction of the first axis and which are moved apart from each other in the axial direction of the second axis by an actuator in the test step, and a pair of second slide sections to which the multiple tensile members are fixed slidably along the axial direction of the second axis and which are moved apart from each other in the axial direction of the first axis by an actuator in the test step.
このように、複数の取付部材が並ぶ方向に、その取付部材が取り付けられた引張部材がスライド可能であるので、試験ステップにおける試験片の前記4方向の引張変形に合わせて複数の取付部材の間隔を調整できる。その結果、試験ステップにおいて、取付部材の間隔による試験片の拘束を抑制でき、その拘束に伴う二軸引張試験の測定精度の低下を抑制できる。 In this way, the tensile member to which the multiple mounting members are attached can slide in the direction in which the multiple mounting members are arranged, so the spacing between the multiple mounting members can be adjusted to match the tensile deformation of the test piece in the four directions in the test step. As a result, in the test step, constraint of the test piece due to the spacing between the mounting members can be suppressed, and the decrease in measurement accuracy of the biaxial tensile test that accompanies such constraint can be suppressed.
ここで、取付部材の一端部の間隔(試験片の引張変形)と引張部材の間隔とにずれが生じ、引張部材に対し他端部を中心に取付部材が回転すると、一端部と試験片との接着部分にねじれ方向の力が加わる。しかし、取付ステップでは、引張部材に対し他端部を中心とした取付部材の回転が規制されるように、引張部材に取付部材を取り付けるので、その回転に起因して一端部と試験片との接着部分にねじれ方向の力が加わることを抑制できる。その結果、取付部材を試験片から剥がれ難くできる。 Here, when a discrepancy occurs between the spacing of one end of the mounting member (tensile deformation of the test piece) and the spacing of the tension member, and the mounting member rotates around the other end relative to the tension member, a torsional force is applied to the adhesive portion between the one end and the test piece. However, in the mounting step, the mounting member is attached to the tension member so that rotation of the mounting member around the other end relative to the tension member is restricted, so that the application of a torsional force due to that rotation to the adhesive portion between the one end and the test piece can be suppressed. As a result, the mounting member is less likely to peel off from the test piece.
請求項2記載の二軸引張試験方法によれば、請求項1記載の二軸引張試験方法の奏する効果に加え、次の効果を奏する。試験片に接着される取付部材の一端部は、第1軸および第2軸に垂直な方向から見て矩形状である。これにより、取付部材の一端部が先細り形状である場合と比べて、矩形状の一端部と試験片との接着面積を確保し易くできる。その結果、取付部材を試験片から剥がれ難くできる。
According to the biaxial tensile test method of
請求項3記載の二軸引張試験方法によれば、請求項1記載の二軸引張試験方法の奏する効果に加え、次の効果を奏する。試験片に接着される取付部材の一端部は、第1軸および第2軸に垂直な方向から見て先細り形状である。これにより、取付部材の一端部が矩形状である場合と比べて、試験片のうち接着部分から所定量以上離れた部分(二軸引張試験による評価値として有効な部分)を広くできるので、二軸引張試験の測定精度を向上できる。
According to the biaxial tensile test method of claim 3 , in addition to the effects of the biaxial tensile test method of
以下、好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。図1は、第1実施形態における二軸引張試験システム1を示す平面図である。図2は、図1のII-II線における二軸引張試験システム1の部分拡大断面図である。なお、図1では、断面コ字状の第1スライド部11,12及び第2スライド部13,14の上面(図1紙面手前側の面)を省略している。また、説明の都合上、図2の紙面上方を上方、図2の紙面下方を下方として説明するが、図2の紙面上下方向が実際の上下方向とは限らない。
Preferred embodiments will now be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view showing a biaxial
二軸引張試験システム1は、厚さが略一定なゴム等の弾性体製の矩形板からなる試験片2に対し、二軸引張試験機10(以下「試験機10」と略す)と複数の取付部材21とを用いて二軸引張試験を行うためのものである。詳細は後述するが、二軸引張試験とは、互いに直交する第1軸X及び第2軸Yそれぞれの軸方向である4方向に沿って試験片2を略均一に引っ張ることにより、試験片2の歪み-応力データを測定する試験である。
The biaxial
なお、第1軸Xの軸方向のうち図1紙面左方向を第1方向D1、図1紙面右方向を第2方向D2と言う。第2軸Yの軸方向のうち図1紙面上方向を第3方向D3、図1紙面下方向を第4方向D4と言う。これらの4方向D1~D4へ試験片2を略均一に引っ張って二軸引張試験を行うために、二軸引張試験システム1は、試験片2に対する4方向D1~D4の各構成が略同一に構成されている。
The axial direction of the first axis X to the left on the paper in FIG. 1 is referred to as the first direction D1, and the axial direction to the right on the paper in FIG. 1 is referred to as the second direction D2. The axial direction of the second axis Y to the top on the paper in FIG. 1 is referred to as the third direction D3, and the axial direction to the bottom on the paper in FIG. 1 is referred to as the fourth direction D4. In order to perform a biaxial tensile test by pulling the
試験機10は、第1軸Xと平行に延びて第2軸Yの軸方向D3,D4に互いに離隔して配置される一対の第1スライド部11,12と、第2軸Yと平行に延びて第1軸Xの軸方向D1,D2に互いに離隔して配置される一対の第2スライド部13,14と、第1スライド部11,12及び第2スライド部13,14をそれぞれ移動させる複数のアクチュエータ15と、第1スライド部11,12及び第2スライド部13,14にスライド可能に固定される複数の引張部材16と、を備えている。
The
一対の第1スライド部11,12と一対の第2スライド部13,14とは、試験片2を4方向D1~D4から囲むように配置される。以下、これら第1スライド部11,12及び第2スライド部13,14に囲まれた部分の中央部を試験機10の中央部と言う。
The pair of
一対の第1スライド部11,12は、試験機10の中央部側に開口するように第1軸Xに垂直な断面がコ字状に形成される部材であって、そのコ字状の断面の中央に第1軸Xと平行な棒状の固定部11a,12aが設けられている。一対の第2スライド部13,14は、試験機10の中央部側に開口するように第2軸Yに垂直な断面がコ字状に形成される部材であって、そのコ字状の断面の中央に第2軸Yと平行な棒状の固定部13a,14aが設けられている。
The pair of
第1スライド部11,12及び第2スライド部13,14は、試験片2に対する二軸引張試験において変形が無視できる程度の剛性、即ち試験片2に対して十分に大きな剛性を有する素材(例えば金属や樹脂、セラミックス)によって形成されている。以下、このような剛性を有する素材を剛体材と言う。
The
アクチュエータ15は、第1スライド部11,12及び第2スライド部13,14それぞれに個別に設けられるエアシリンダである。各アクチュエータ15は、図示しないベースに固定されるシリンダ15aと、そのシリンダ15aから突出して第1スライド部11,12又は第2スライド部13,14のいずれか1に固定されるロッド15bと、を備える。
The
アクチュエータ15は、シリンダ15aに対しロッド15bを進退させて伸縮することで、第1スライド部11,12を第2軸Yの軸方向D3,D4へ移動させる。同様に、アクチュエータ15は、伸縮によって、第2スライド部13,14を第1軸Xの軸方向D1,D2へ移動させる。
The
複数の引張部材16は、第1スライド部11,12及び第2スライド部13,14それぞれに4つずつ設けられる剛体材である。引張部材16は、第1スライド部11,12又は第2スライド部13,14から試験機10の中央部へ向かって垂直に突出している。
The
引張部材16は、固定部11a,12a,13a,14aそれぞれにスライド可能に固定されている。即ち、第1スライド部11,12に設けた引張部材16は、第1軸Xの軸方向D1,D2にスライド可能であり、第2スライド部13,14に設けた引張部材16は、第2軸Yの軸方向D3,D4にスライド可能である。
The
複数の取付部材21は、1枚の試験片2と複数の引張部材16とをそれぞれ連結する剛体材である。本実施形態では、1つの引張部材16の上下両側に1つずつ取付部材21が設けられている。
The
取付部材21は、試験片2に接着剤22で接着される一端部21aと、一端部21aとは反対側の端部であって引張部材16に1本のボルト24で着脱可能に取り付けられる他端部21bと、を備えている。一端部21aは、平面視において(第1軸X及び第2軸Yに垂直な方向から見て)、丸みを帯びた先細り形状である。なお、先細り形状とは、他端部21bから離れた先端へ向かうにつれて幅狭になる形状である。
The
次に二軸引張試験システム1による二軸引張試験方法について説明する。まず、複数の取付部材21が試験片2から4方向D1~D4に沿ってそれぞれ突出するように、取付部材21の一端部21aを試験片2の上下両面に接着剤22で接着する(接着ステップ)。この接着ステップでは、第1軸Xの軸方向D1,D2に沿って突出する複数の取付部材21が第2軸Yの軸方向D3,D4に間隔を空けて並び、第2軸Yの軸方向D3,D4に沿って突出する複数の取付部材21が第1軸Xの軸方向D1,D2に間隔を空けて並ぶ。
Next, a biaxial tensile test method using the biaxial
また、接着剤22には、二軸引張試験中に試験片2から取付部材21が剥がれないものを適宜選択して用いる。なお、加硫接着によって金属とゴムとを強固に接着する技術が知られているので、取付部材21を金属製とし、その金属への加硫接着に適した種類の接着剤22を用いることが好ましい。これにより、加硫接着によってゴム製の試験片2と取付部材21との強固な接着を容易に実現できる。
The adhesive 22 used should be appropriately selected so that the mounting
接着ステップ後は、複数の取付部材21の他端部21bを引張部材16の先端部(試験機10の中央部側の端部)にボルト24で取り付ける(取付ステップ)。この取付ステップでは、試験片2からの取付部材21の突出方向と、第1スライド部11,12又は第2スライド部13,14からの引張部材16の突出方向とが正反対を向くように、取付部材21を引張部材16に取り付ける。
After the adhesion step, the
取付ステップ後は、アクチュエータ15を縮退させて、第1スライド部11,12及び第2スライド部13,14を試験片2から離れる4方向D1~D4それぞれへ移動させ、試験片2に予備引張荷重を付与する(予備引張ステップ)。より具体的に予備引張ステップでは、アクチュエータ15により移動する第1スライド部11,12及び第2スライド部13,14と、それらにそれぞれ固定された引張部材16とを介して、取付部材21が試験片2からの突出方向(4方向D1~D4)へ引っ張られる。これにより、取付部材21に接着された試験片2が4方向D1~D4へ引張変形される。なお、予備引張荷重の大きさは4方向D1~D4で同一に設定されている。
After the mounting step, the
予備引張ステップは、試験片2に予備引張荷重を所定時間付与した後、アクチュエータ15を伸長させて、予備引張ステップ以前の状態に戻す。ゴム製の試験片2に分子鎖の絡まりがある場合、この予備引張ステップによって分子鎖の絡まりを取ることができる。これにより、分子鎖の絡まりによる二軸引張試験の測定結果(歪み-応力データ)への影響を抑制できる。
In the pre-tensioning step, a pre-tensioning load is applied to the
なお、分子鎖の絡まりが取れることで、予備引張荷重の付与を終了しても試験片2の引張変形の一部が残ったままになり、試験片2が波打つことがある。ここで、試験片2をチャック部で上下に挟持する従来の二軸引張試験では、試験片2の波打ちに合わせてチャック部による挟持力を調整する必要がある。この挟持力の調整がばらつくと二軸引張試験の測定結果にもばらつきが生じてしまう。
When the molecular chains become untangled, some of the tensile deformation of the
これに対して本実施形態では、試験片2に取付部材21が接着されているので、その接着部分における試験片2の波打ちを抑制できると共に、挟持力の調整を不要にできる。その結果、挟持力の調整に伴う二軸引張試験の測定結果のばらつきを抑制できる。
In contrast, in this embodiment, the mounting
予備引張ステップの後は、再びアクチュエータ15を縮退させて、試験片2を4方向D1~D4へそれぞれ引張変形させることにより、試験片2の二軸引張試験を行う(試験ステップ)。この試験ステップにおける試験片2の引張変形は、引張荷重の大きさが異なる点以外は予備引張ステップにおける試験片2の引張変形と同一である。
After the preliminary tension step, the
二軸引張試験(歪み-応力データ)の評価方法には、既知の方法を用いる。その既知の方法としては例えば、試験片2に予め複数の計測点を書き記し、試験片2の引張変形による計測点の間隔の変化を画像処理で計測する方法が挙げられる。この方法では、計測点の間隔の変化を歪みとし、引張荷重を応力として歪み-応力データを算出する。当然、これ以外の既知の方法で二軸引張試験の歪み-応力データを算出しても良い。また、試験片2に波打ちがある場合には、波打ちが除去されるまで試験片2を引張変形させた状態を無荷重状態として、歪み-応力データを算出する。
A known method is used to evaluate the biaxial tensile test (strain-stress data). One known method is to mark multiple measurement points on the
なお、二軸引張試験の歪みの評価値として有効な部分は、試験片2のうち取付部材21との接着部分(拘束された部分)から、接着部分の幅と同程度以上離れた部分である。試験片2に接着される取付部材21の一端部21aが平面視において先細り形状であるので、一端部21aが平面視において矩形状である場合と比べて、二軸引張試験の評価値として有効な部分を広くできる。その結果、二軸引張試験の測定精度を向上できる。
The portion of the
ここで、試験片2をチャック部で上下に挟持する従来の二軸引張試験では、試験片2とチャック部とが滑ってしまい、二軸引張試験の測定精度が低下してしまうことがある。これに対し、本実施形態では、試験片2に取付部材21が接着されているので、試験ステップでの試験片2と取付部材21との滑りを抑制できる。よって、この滑りに起因した二軸引張試験の測定精度の低下を抑制できる。
Here, in a conventional biaxial tensile test in which the
試験片2の両面にそれぞれ取付部材21が接着されているので、試験ステップにおいて試験片2を厚さ方向に均一に引張変形させ易くできる。これにより、厚さ方向の不均一な試験片2の引張変形が二軸引張試験の測定結果に与える影響を抑制できる。
Since the mounting
また、複数の取付部材21が並ぶ方向に、その取付部材21が取り付けられた引張部材16がスライド可能であるので、試験ステップにおける試験片2の引張変形に合わせて複数の取付部材21の間隔を調整できる。その結果、試験ステップにおいて、取付部材21の間隔による試験片2の拘束を抑制でき、その拘束に伴う二軸引張試験の測定精度の低下を抑制できる。
In addition, since the
試験片2に接着される取付部材21がボルト24によって引張部材16に着脱可能に取り付けられているので、二軸引張試験を行う試験片2の交換時には、まず、取付部材21ごと試験片2を取り外す。次いで、今まで二軸引張試験に使用していたものとは別の取付部材21を、予め新たな試験片2に接着しておき、その取付部材21を引張部材16にボルト24で取り付ける。なお、引張試験後の取付部材21は、試験片2から剥がして再利用しても良いし、剥がし難い場合に廃棄しても良い。
Since the mounting
このように試験片2の交換時には、取付部材21から試験片2を剥がす作業を不要にできる。また、試験機10に取付部材21が拘束されていない取り回し易い状態で、試験片2から取付部材21を剥がすことができるので、その剥がす作業を容易にできる。これらの結果、試験片2の交換作業を容易にできる。
In this way, when replacing the
次に図3(a)及び図3(b)を参照して第2実施形態について説明する。第1実施形態に対し、第2実施形態では、引張部材30に対する取付部材35,36の回転を規制する構成を設けた場合について説明する。なお、第1実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
Next, a second embodiment will be described with reference to Figures 3(a) and 3(b). In contrast to the first embodiment, the second embodiment describes a case in which a configuration is provided to restrict the rotation of the mounting
図3(a)は第2実施形態における引張部材30及び取付部材35の平面図である。図3(b)は図3(a)の矢印IIIb方向から見た引張部材30及び取付部材35,36の側面図である。
Figure 3(a) is a plan view of the
第2実施形態における引張部材30は、第1実施形態と同様に、第1スライド部11,12又は第2スライド部13,14(図1参照)から試験機10の中央部(試験片2側)へ向かって垂直に突出する剛体材である。図3(a)及び図3(b)では、試験片2の第2方向D2に位置する引張部材30及び取付部材35,36を示しているが、試験片2の第1方向D1、第3方向D3及び第4方向D4に位置する引張部材30及び取付部材35,36も同様に構成されている。以下、試験片2の第2方向D2側の引張部材30及び取付部材35,36を例示して説明し、その他の引張部材30及び取付部材35,36の説明は一部省略する。
The
引張部材30のうち試験片2側の先端部31は、平面視において引張部材30の突出方向(第1方向D1)に垂直な方向(第3方向D3及び第4方向D4)へ延びた直方体状に形成されている。先端部31の下面(図3(b)紙面下側の面)は、第1軸X及び第2軸Yと平行な平坦面である。先端部31の上面(図3(b)紙面上側の面)には、第2方向D2の縁から全長に亘って上方へ突出するストッパ32と、第1方向D1の縁のうち中央部を除いた部分から上方へ突出する一対のストッパ33と、が設けられている。
The
取付部材35,36は、試験片2と引張部材30の先端部31とを連結する剛体材である。取付部材35は、試験片2の上面に接着剤22で接着される一端部35aと、一端部35aとは反対側の端部であって先端部31の上面に1本のボルト24で着脱可能に取り付けられる他端部35bと、を備えている。取付部材36は、試験片2の下面に接着剤22で接着される一端部36aと、一端部36aとは反対側の端部であって先端部31の下面に1本のボルト24で着脱可能に取り付けられる他端部36bと、を備えている。
The mounting
一端部35a,36aは、平面視において矩形状に形成されている。即ち、第1軸Xの軸方向D1,D2に沿って延びる取付部材35,36の一端部35a,36aの幅(第2軸Yの軸方向D3,D4の寸法)が略一定である。これにより、第1実施形態のように一端部21aが平面視において先細り形状である場合と比べて、一端部35a,36aと試験片2との接着面積を確保し易くできる。その結果、取付部材35,36を試験片2から剥がれ難くできる。
The one
取付部材35は、一対のストッパ33の間を通り、他端部35bがストッパ32,33の間でストッパ32,33に沿って延び、全体としてT字状に形成される。他端部35bの中央が1本のボルト24で先端部31に取り付けられる。この取付状態では、引張部材30に対しボルト24(他端部35b)を中心とした取付部材35の回転がストッパ32,33によって規制される。
The mounting
取付部材36には、先端部31の下面に取り付けられた他端部36bに対し一端部36a側が凹む段差36cが設けられている。この段差36cは、先端部31の試験片2側の面に接触する。これにより、引張部材30に対しボルト24(他端部36b)を中心とした取付部材36の回転が段差36cによって規制される。
The mounting
第1実施形態と同様に第2実施形態でも、引張部材30が第1スライド部11,12又は第2スライド部13,14(図1参照)に対しスライドすることで、試験片2の引張変形に合わせて取付部材35,36の一端部35a,36a同士の間隔を調整できる。ここで、一端部35a,36a同士の間隔と引張部材30同士の間隔とにずれが生じ、引張部材30に対しボルト24(他端部36b)を中心に取付部材35,36が回転すると、一端部35a,36aと試験片2との接着部分にねじれ方向の力が加わる。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the
しかし、本実施形態では、上述した通り、引張部材30に対しボルト24を中心とした取付部材35,36の回転がストッパ32,33や段差36cによって規制されるように、引張部材30に取付部材35,36が取り付けられている。これにより、ボルト24を中心とした取付部材35,36の回転に起因して一端部35a,36aと試験片2との接着部分にねじれ方向の力が加わることを抑制できる。その結果、取付部材35,36を試験片2から剥がれ難くできる。
However, in this embodiment, as described above, the mounting
また、段差36cによる一端部36a側の凹み量が異なる取付部材36を用意することで、試験片2が挟まれる一端部35aから一端部36aまでの間隔を容易に調整できる。これにより、二軸引張試験が可能な試験片2の厚さの自由度を向上できる。
In addition, by preparing mounting
次に図4(a)及び図4(b)を参照して第3実施形態について説明する。第2実施形態では、取付部材36の段差36cによって試験片2が挟まれる一端部35aから一端部36aまでの間隔を調整する場合について説明した。これに対し、第3実施形態では、引張部材40に設けた段差42によって試験片2が挟まれる上下一対の一端部21aの間隔を調整する場合について説明する。なお、第1実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
Next, a third embodiment will be described with reference to Figures 4(a) and 4(b). In the second embodiment, a case where the distance from one
図4(a)は、第3実施形態における引張部材40及び上下一対の取付部材21の側面図である。図4(b)は、引張部材40及び取付部材21,46の側面図である。取付部材46は、取付部材21に対し一端部21aから他端部21bまでの長さが短い点以外は取付部材21と同一に構成されている。
Figure 4(a) is a side view of the
第3実施形態における引張部材40は、第1実施形態と同様に、第1スライド部11,12又は第2スライド部13,14(図1参照)から試験機10の中央部(試験片2側)へ向かって垂直に突出する剛体材である。図4(a)及び図4(b)では、試験片2の第2方向D2に位置する引張部材40及び取付部材21,46を示しているが、試験片2の第1方向D1、第3方向D3及び第4方向D4に位置する引張部材40及び取付部材21,46も同様に構成されている。以下、試験片2の第2方向D2側の引張部材40及び取付部材21,46を例示して説明し、その他の引張部材40及び取付部材21,46の説明は一部省略する。
The
引張部材40の先端部(試験片2側の端部)は、厚肉部41と、その厚肉部41の先端側(試験片2側)に連なる薄肉部43と、を備えている。引張部材40には、厚肉部41の下面に対し薄肉部43の下面が凹むように段差42が設けられている。なお、厚肉部41の上面と薄肉部43の上面とは面一に形成されており、段差が設けられていない。そのため、引張部材40は、厚肉部41の厚さ(上下方向寸法)よりも薄肉部43の厚さが小さい。
The tip end (end on the side of the test piece 2) of the
薄肉部43には、上下に貫通するボルト孔45が設けられている。厚肉部41の下面にもボルト孔44が設けられている。このボルト孔44の反対側における厚肉部41の上面にも、図示しないボルト孔が設けられている。この上面のボルト孔に、取付部材21の他端部21bを貫通したボルト24を嵌めることで、取付部材21が厚肉部41の上面に着脱可能に取り付けられる。
The thin-
更に図4(a)に示すように、厚肉部41の下面のボルト孔44に、取付部材21の他端部21bを貫通したボルト24を嵌めることで、取付部材21が厚肉部41の下面にも着脱可能に取り付けられる。これにより、厚肉部41の厚さに応じて一対の取付部材21の一端部21aの間隔が決まり、その間隔に合った厚さの試験片2を一端部21a間に挟むことができる。
Furthermore, as shown in FIG. 4(a), the mounting
一方、図4(b)に示すように、厚肉部41のボルト孔44に代えて薄肉部43の下面のボルト孔45に、取付部材46の他端部21bを貫通したボルト47を嵌めることで、取付部材46が薄肉部43の下面に着脱可能に取り付けられる。このとき、厚肉部41の上面に取り付けた取付部材21の一端部21aと、薄肉部43の下面に取り付けた取付部材46の一端部21aとが上下に対面するように、取付部材46の長さを調整しておく。
これにより、薄肉部43の厚さに応じて取付部材21の一端部21aと取付部材46の一端部21aとの間隔が決まり、その間隔に合った厚さの試験片2を一端部21a間に挟むことができる。
4(b), the mounting
As a result, the distance between one
このように、引張部材40の下面への取付部材21,46の取付位置を変え、その位置に合わせた長さの取付部材21,46を用いることで、試験片2が挟まれる一対の一端部21aの間隔を容易に調整できる。これにより、二軸引張試験が可能な試験片2の厚さの自由度を向上できる。
In this way, by changing the attachment position of the
また、薄肉部43の下面のボルト孔45に嵌めたボルト47の軸部は、薄肉部43の上面から突出する。この突出したボルト47が、引張部材40の上面側の取付部材21に設けた貫通孔21cに挿入される。これにより、引張部材40の厚肉部41の上面にボルト24で取り付けられた取付部材21が、ボルト24(他端部21b)を中心に回転することを、貫通孔21cに挿入されたボルト47によって規制できる。よって、第2実施形態と同様に、ボルト24を中心とした取付部材21の回転に起因して一端部21aと試験片2との接着部分にねじれ方向の力が加わることを抑制できるので、取付部材21を試験片2から剥がれ難くできる。
The shaft of the
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。 The present invention has been described above based on the embodiments, but the present invention is in no way limited to the above embodiments, and it can be easily imagined that various improvements and modifications are possible within the scope of the invention without departing from its spirit.
上記形態では、別々のアクチュエータ15で試験片2を4方向D1~D4へそれぞれ引っ張る機構(試験機10)について説明したが、既知の別の機構を用いて試験片2を4方向D1~D4へそれぞれ引っ張っても良い。例えば、平面視において、一対の第1スライド部11,12それぞれから互いに向かってハの字に45°の傾斜で広がる計4本のシャフトを設ける。この各シャフトに、一対の第2スライド部13,14の両端をそれぞれスライド可能に固定する。これにより、1つのアクチュエータ15で一対の第1スライド部11,12の間隔を広げるだけで、シャフト上をスライドする一対の第2スライド部13,14の間隔も広がり、試験片2を4方向D1~D4へ引っ張ることができる。また、アクチュエータ15は、エアシリンダである場合に限らず、油圧式や電気式のものとしても良い。
In the above embodiment, the mechanism (testing machine 10) for pulling the
上記形態では、第1スライド部11,12及び第2スライド部13,14にそれぞれ4つの引張部材16,30,40がスライド可能に固定される場合について説明したが、引張部材16,30,40の数は適宜変更しても良い。また、第1スライド部11,12及び第2スライド部13,14を省略し、試験片2の4方向D1~D4にそれぞれ1つずつ配置した引張部材16,30,40で、取付部材21,35,36,46を介し試験片2を4方向D1~D4へ引っ張っても良い。
In the above embodiment, four
上記形態では、試験片2の両面に取付部材21,35,36,46の一端部21a,35a,36aを接着する場合について説明したが、試験片2の片面のみに一端部21a,35a,36aを接着しても良い。この場合、上下の一端部21a,35a,36a間に試験片2を挟む場合と比べ、試験片2の厚さを自由に設定できる。
In the above embodiment, the case where one
上記第2実施形態では、試験片2の片面に取付部材35を接着し、試験片2のもう一方の面に取付部材36を接着する場合について説明したが、試験片2の両面に取付部材35を接着しても良く、試験片2の両面に取付部材36を接着しても良い。この場合、取付部材35,36の形状に引張部材30の形状を合わせる。
In the above second embodiment, the mounting
上記形態では、取付部材21,35,36,46をボルト24,47で引張部材16,30,40に着脱可能に取り付ける場合について説明したが、その取付方法は適宜変更しても良い。例えば、取付部材21,35,36,46を上下に挟むチャック部で引張部材16,30,40を構成しても良い。この場合には、試験片2をチャック部で上下に挟持する従来の二軸引張試験機を、本発明の二軸引張試験に流用できる。
In the above embodiment, the mounting
上記形態では、試験片2が矩形板である場合について説明したが、試験片2の形状を適宜変更しても良い。例えば、十字形状の板材から試験片2を構成しても良い。また、試験片2はゴムに限らず、熱可塑性エラストマや比較的柔らかい樹脂など、他の弾性体を試験片2に用いても良い。
In the above embodiment, the
上記形態では、取付部材21,35,36,46を試験片2に接着する接着ステップ後に、取付部材21,35,36,46を引張部材16,30,40に取り付ける取付ステップを行う場合について説明したが、例えば取付ステップ後に接着ステップを行っても良い。また、試験片2の片面に取付部材21,35,36,46を接着し、その取付部材21,35,36,46を引張部材16,30,40に取り付けた後、試験片2のもう一方の面に取付部材21,35,36,46を接着し、その取付部材21,35,36,46を引張部材16,30,40に取り付けても良い。
In the above embodiment, the case where the attachment step of attaching the
2 試験片
10 二軸引張試験機
11,12 第1スライド部
13,14 第2スライド部
15 アクチュエータ
16,30,40 引張部材
21,35,36,46 取付部材
21a,35a,36a 一端部
21b,35b,36b 他端部
X 第1軸
Y 第2軸
D1 第1方向(第1軸の軸方向)
D2 第2方向(第1軸の軸方向)
D3 第3方向(第2軸の軸方向)
D4 第4方向(第2軸の軸方向)
2
D2: Second direction (axial direction of the first shaft)
D3: Third direction (axial direction of the second shaft)
D4 Fourth direction (axial direction of the second shaft)
Claims (3)
複数の取付部材が前記試験片から前記4方向に沿ってそれぞれ突出するように、前記取付部材の一端部を前記試験片の少なくとも1面に接着する接着ステップと、
前記二軸引張試験機に前記取付部材を取り付ける取付ステップと、
前記接着ステップで接着された複数の前記取付部材を、前記試験片から突出した方向に前記二軸引張試験機でそれぞれ引っ張ることにより前記二軸引張試験を行う試験ステップと、を備え、
前記二軸引張試験機は、複数の前記取付部材のうち前記試験片から離れた他端部が、それぞれ着脱可能に取り付けられる複数の引張部材と、
複数の前記引張部材を前記4方向にそれぞれ移動させるアクチュエータと、
複数の前記引張部材が前記第1軸の軸方向に沿ってスライド可能に固定され、前記試験ステップにおいて前記アクチュエータにより前記第2軸の軸方向に互いに離れる一対の第1スライド部と、
複数の前記引張部材が前記第2軸の軸方向に沿ってスライド可能に固定され、前記試験ステップにおいて前記アクチュエータにより前記第1軸の軸方向に互いに離れる一対の第2スライド部と、を備え、
前記接着ステップ後および前記取付ステップ後の前記試験ステップでは、前記アクチュエータにより複数の前記引張部材を介して前記取付部材をそれぞれ前記4方向に引っ張り、
前記接着ステップでは、前記第1軸の軸方向に沿って突出する複数の前記取付部材が前記第2軸の軸方向に間隔を空けて並び、前記第2軸の軸方向に沿って突出する複数の前記取付部材が前記第1軸の軸方向に間隔を空けて並ぶように、複数の前記取付部材が前記試験片に接着され、
前記取付ステップでは、前記引張部材に対し前記他端部を中心とした前記取付部材の回転が規制されるように、前記引張部材に前記取付部材を取り付けることを特徴とする二軸引張試験方法。 A biaxial tensile testing method for performing a biaxial tensile test on a test piece made of a plate-like elastic body by pulling the test piece along four directions, which are axial directions of a first axis and a second axis perpendicular to each other, using a biaxial tensile testing machine,
a bonding step of bonding one end of the mounting member to at least one surface of the test piece such that a plurality of mounting members protrude from the test piece along each of the four directions;
a mounting step of mounting the mounting member to the biaxial tensile testing machine;
A test step of performing the biaxial tensile test by pulling each of the mounting members bonded in the bonding step in a direction protruding from the test piece by the biaxial tensile tester ,
The biaxial tensile tester includes a plurality of tensile members to which the other ends of the plurality of mounting members remote from the test piece are detachably attached,
an actuator that moves the plurality of tension members in each of the four directions;
a pair of first slide portions to which a plurality of the tension members are fixed so as to be slidable along the axial direction of the first axis, and which are moved away from each other in the axial direction of the second axis by the actuator in the testing step;
A pair of second slide portions to which the tension members are fixed so as to be slidable along the axial direction of the second axis and which are moved away from each other in the axial direction of the first axis by the actuator in the testing step,
In the test step after the bonding step and the mounting step, the actuator pulls the mounting member in each of the four directions via the plurality of tension members,
In the bonding step, the plurality of mounting members are bonded to the test piece such that the plurality of mounting members protruding along the axial direction of the first axis are arranged at intervals in the axial direction of the second axis, and the plurality of mounting members protruding along the axial direction of the second axis are arranged at intervals in the axial direction of the first axis,
A biaxial tensile testing method, characterized in that in the mounting step, the mounting member is attached to the tensile member so that rotation of the mounting member around the other end portion with respect to the tensile member is restricted .
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