JPS587935B2 - ザイリヨウシケンホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は材料試験装置、とくに引張り試験における降
伏点荷重、降伏のび等の測定に関するものである。

一般に材料試験において材料の諸特性を正確に測定する
ことの重要性はとくに説明するまでもないが、たとえば
引張り試験においては応力一歪曲線（ Ｓ ｔｒｅｓｓ
−Ｓ ｔｒａｉｎ Ｃｕｒｖｅ ・・・・・゜以下Ｓ
−Ｓ曲線と略称する）は第１図のように描かれる。

このうち降伏点には、降伏開始直前の最大荷重点（上降
伏点）と降伏現象の進行過程（最初の慣性力に影響され
た点を除く）の最低荷重に対する応力（下降伏点）があ
り、前者は従来より自動的に測定されているが、後者は
測定時このような最低荷重を正確に把握することが困難
であり、従来これを自動的に測定する装置は存在しなか
った。

また、降符現象期間中の伸び（降伏伸び）は材料の加工
性にも関係があり、たとえば薄板ではプレス加工時のシ
ワをできるだけ少くするには降伏伸びをできるだけ小さ
くするように製造され品質管理が行なわれているが、た
とえばレコーダチャート上に描かれたＳ−Ｓ曲線に定規
を当てて人為的に求めることも行なわれるが、これは個
人差があり、またコンピュータを用いる場合でも、上降
伏点Ａが現われてから再び上降伏点荷重に達する点Ａ′
までののびＡＡ’によって代用することが行なわれてい
たが、かなり粗い近似に過ぎなかった。

本発明は上記のような事情を考え、下降伏点及び降伏伸
びを正確に自動測定する方法を提供しようとするもので
ある。

以下本発明の実施例について説明する。

第２図は本発明の材料試験装置の概略構成図であり、１
は被検試料、２，２′は試料を把持するチャック部であ
り、２は固定され２′は荷重装置（図示せず）に結合さ
れる。

３は試料１の伸びを計測しこれに応じた信号を発生する
伸び計であり、たとえば差動変圧器を用いて構成される
。

４は試料への荷重に比例する信号を発生する荷重検出装
置である。

５，６はそれぞれＡＤ変換器、７，８はそれぞれゲート
回路、９はデータ処理用コンピュータのＣＰＵ、１０は
記憶装置、１１は演算装置、１２は制御装置であり、１
２から所定の微小時間毎にサンプリング指令パルスが発
生されてゲート７，８に印加され、それぞれＡＤ変換さ
れた伸び信号及び荷重信号を記憶装置１０の記憶部分Ａ
，Ｂに番地を対応させてそれぞれ記憶するよう構成され
ている。

第２図の構成において上降伏点及び降伏伸びを算出する
動作はハードの回路構成でもプログラムでも行なわせる
ことができる。

第３図記憶装置１０の記憶部分Ｄはこのためのプログラ
ムを内蔵している。

第３図は、このプログラムの大まかな流れを示したフロ
ーチャートの一例を示すものである。

以下この第３図のフローチャートに基づいて測定動作を
説明する。

プログラムがスタートすると、まず例えば２０ミリ秒程
度の微小時間ｔ毎にＣＰＵ よりサンプリング指令がゲ
ート回路７，８に印加されて１０の記憶部分に荷重およ
び伸びのサンプリング値が記憶される〔荷重・伸びサン
プリング記憶ステップａ〕。

一方これらｔ時間毎のサンプリング値から荷重の極値（
極大・極小）を検出する〔極値検出ステップｂ〕。

そして慣性力の影響される最初の極小値（Ｂ点）を超え
たことを判定〔極値数判定ステップ数ｃ〕し、この後は
極値（第２図ではＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆに対応）をレジスタに
取り出してゆく〔極値取り出しステップｄ〕。

そしてレジスタに取り出された極値の個数が一定に達し
たら〔極値取り出し回数判定ステップｅ〕それらの平均
値Ｙ＝Ｃが演算記憶され〔下降伏点荷重値算出ステップ
ｆ〕下降伏点荷重値としてＣＰＵ より出力され、プリ
ントアウトされる。

なお、場合によっては時間ｔ毎のサンプリング値のうち
第３の極値点付近以後の荷重信号をたとえば数個の極値
のみの平均をとる方が簡便である。

また極値取り出し回数判定ステップｅのところを、前回
取り出した極値と今回取り出した極値との差が所定値以
下に達したか、又は上記の場合に相当する期間のｔ毎の
荷重値をとり出したかという判定ステップに置き換える
こともできる。

一方第１の極太荷重（上降伏点荷重）検出後は、この極
大荷重値がつねに時間ｔ毎にサンプリングされる荷重値
と比較されており、同じ荷重値を示すＳ−Ｓ曲線上の点
を求める〔第１極値対応点検出ステップｇ〕。

そしてこの点でＳ−Ｓ曲線に接するＹ＝ｄＸ＋ｂの定数
ｄ，ｂが算出される〔接線算出ステップｈ〕。

これを先に求めた式から次の（１．＞（２）式を連立方
程式として解き、Ｘ＝（ ｃ −ｂ ）／ａ−’Ｘ２を
得る。

このＸ−Ｘ２０点Ｑは降伏伸びの終期にごく近い点とな
るのでＸ２と先に測定した上降伏点における伸びＸ＝Ｘ
，より次の（３）式のＸ３を求めるとこれは降伏伸びに
非常に近い値となる〔降伏伸び算出ステップｉ〕。

そしてＣＰＵから出力プリントアウトされる。

Ｘ３−Ｘ２−Ｘ１ ……（３） 以上大略説明より明らかなように本発明によれば、引張
り試験における下降伏点および降伏伸びを精確に自動測
定することができる。

なお、本発明は引張りばかりでなく圧縮試験の場合にも
適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による材料試験方法の説明図、第２図は
本発明装置の概略構成図、第３図は本発明により下降伏
点、降伏伸びを求めるプログラムの一例を示す図である
。 １……試料、２，２’……チャック、３……伸び計、４
……荷重検出装置、５，６……ＡＤ変換器、７，８……
ゲート回路、９……ＣＰＵｏ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 荷重（または応力）一歪曲線上の荷重信号の第３の
   極値以後における極太および極小を検出し、これらを平
   均することにより下降伏点を求めることを特徴とする材
   料試験方法。 ２ 荷重（または応力）一歪曲線が再び第１の極大荷重
   にほぼ等しい荷重に到達した点より前記曲線に接する直
   線を求め、この接線と特許請求の範囲１により求めた下
   降伏点とから降伏伸びの終期を求めることを特徴とする
   材料試験方法。