JPH08152391A - Material testing machine - Google Patents
Material testing machineInfo
- Publication number
- JPH08152391A JPH08152391A JP29633594A JP29633594A JPH08152391A JP H08152391 A JPH08152391 A JP H08152391A JP 29633594 A JP29633594 A JP 29633594A JP 29633594 A JP29633594 A JP 29633594A JP H08152391 A JPH08152391 A JP H08152391A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- test piece
- temperature
- grip
- fixed
- controller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】温度雰囲気における材料試験を行う試験機にお
いて、試験片全体を短時間で熱平衡状態にする。
【構成】試験片ＴＰを把持するつかみ具１、２の一方
（固定側）１は、ロッド３を介して基台４に固定された
ロードセル５に連接される。つかみ具の他方（可動側）
２は、ロッド６を介して電磁加振器７に連接され、電磁
加振器７の振動により、つかみ具１、２に把持された試
験片ＴＰに負荷が与えられる。この電磁加振器７は移動
台８に固定されるとともに、この移動台８は、基台４に
固定された大型台座９上を左右に摺動し、位置調整され
るよう構成される。また、ロッド６には差動トランスか
らなる歪みセンサ１０の可動子が設けられるとともに、
この固定子側は、移動台８に固定された小型台座１１上
を左右に摺動し、ゼロ較正されるよう構成される。
(57) [Summary] (Correction) [Purpose] In a tester that conducts material testing in a temperature atmosphere, the entire test piece is brought into thermal equilibrium in a short time. [Structure] One (fixed side) 1 of grippers 1 and 2 for gripping a test piece TP is connected to a load cell 5 fixed to a base 4 via a rod 3. The other side of the grip (movable side)
2 is connected to the electromagnetic exciter 7 via the rod 6, and the vibration of the electromagnetic exciter 7 applies a load to the test piece TP held by the grippers 1 and 2. The electromagnetic exciter 7 is fixed to a moving base 8, and the moving base 8 is configured to slide left and right on a large pedestal 9 fixed to the base 4 to adjust the position. The rod 6 is provided with a mover of the strain sensor 10 including a differential transformer, and
The stator side is configured to slide left and right on a small pedestal 11 fixed to the moving table 8 and be zero-calibrated.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、温度雰囲気での試験を
行うための恒温槽を備えた材料試験機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a material testing machine equipped with a thermostatic chamber for conducting a test in a temperature atmosphere.
【０００２】[0002]
【従来の技術】温度雰囲気での材料試験を行う場合、試
験片を囲繞する恒温槽を設け、この恒温槽内部を加熱ヒ
ータで加熱するとともに、恒温槽内部の温度を所定の温
度間で変化させたり、所定の温度サイクルを与えたりし
て、材料特性の解析を行っている。しかし、試験片にお
いて、つかみ具に把持された部分は加熱されにくいた
め、それ以外の部分との間に熱勾配が生じ、試験片全体
が所望の温度にならないという問題がある。そこで、こ
のような状態を回避して、試験片全体がすみやかに恒温
槽内雰囲気温度に達するように、従来は、つかみ具やロ
ッド等の部品を小型化したり、熱伝導のよい材料（例え
ば、ステンレス合金、チタン合金）を使用したりしてい
た。2. Description of the Related Art When conducting a material test in a temperature atmosphere, a thermostat surrounding a test piece is provided, and the inside of the thermostat is heated by a heater and the temperature inside the thermostat is changed between predetermined temperatures. Alternatively, the material characteristics are analyzed by applying a predetermined temperature cycle. However, in the test piece, since the portion gripped by the gripping tool is hard to be heated, there is a problem that a thermal gradient occurs between the portion and the other portion, and the entire test piece does not reach a desired temperature. Therefore, avoiding such a state, so that the entire test piece quickly reaches the atmospheric temperature in the constant temperature bath, conventionally, parts such as grips and rods are downsized, or materials with good heat conduction (for example, I used stainless alloys and titanium alloys.
【０００３】しかし、小型のつかみ具やロッドでは、大
きな材料を保持したり、大きな負荷を与えることができ
ない。また、上記した熱伝導のよい材料を使用しても、
小型のつかみ具やロッドを介して恒温槽外部へ逃げる熱
の量が増加するため、従来のステンレス鋼などを使用し
た場合と比べ、熱平衡に達するまでの時間を、それほど
効果的には短縮できないのが現状である。However, a small grip or rod cannot hold a large material or apply a large load. Moreover, even if the above-mentioned material having good thermal conductivity is used,
Since the amount of heat that escapes to the outside of the thermostat via small grips and rods increases, the time to reach thermal equilibrium cannot be shortened as effectively as when using conventional stainless steel, etc. Is the current situation.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点を解決するために創案されたものであり、その目的
は、温度雰囲気における材料試験を行う試験機におい
て、試験片全体を短時間に雰囲気温度に整合した熱平衡
状態にすることである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was devised in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to shorten the entire test piece in a test machine for a material test in a temperature atmosphere for a short time. It is to make a thermal equilibrium state that matches the ambient temperature.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、試験片を把持
するつかみ具と、試験片を囲繞する恒温槽と、恒温槽内
部を加熱する手段若しくは冷却する手段と、恒温槽内部
の温度を所定の温度に制御するコントーラとを備えた材
料試験機において、前記つかみ具を加熱する手段若しく
は冷却する手段と、前記つかみ具の温度を検出する手段
とを併せ設け、前記コントローラは、前記つかみ具温度
検出手段からの信号に基づき前記つかみ具の温度が恒温
槽内温度と整合するよう、前記つかみ具加熱手段及び冷
却手段を制御する機能を併せ備えたことを特徴とする。According to the present invention, a grip for holding a test piece, a thermostat surrounding the test piece, a means for heating or cooling the inside of the thermostat, and a temperature inside the thermostat are provided. In a material testing machine provided with a controller for controlling the temperature to a predetermined temperature, a means for heating or cooling the grip and a means for detecting the temperature of the grip are provided together, and the controller is the grip. It is characterized by having a function of controlling the gripping tool heating means and the cooling means so that the temperature of the gripping tool matches the temperature in the constant temperature bath based on the signal from the temperature detecting means.
【０００６】[0006]
【作用】試験片を囲繞した恒温槽内部の温度を測定する
手段からの入力信号に基づき、コントローラは恒温槽加
熱手段若しくは冷却手段を作動させる。このとき、つか
み具の温度を測定する手段からの入力信号に基づき、試
験片を把持したつかみ具の温度が、恒温槽内部の温度と
等しくなるように、コントローラはつかみ具加熱手段若
しくは冷却手段を作動させる。The controller operates the constant temperature chamber heating means or the cooling means based on the input signal from the means for measuring the temperature inside the constant temperature chamber surrounding the test piece. At this time, based on the input signal from the means for measuring the temperature of the grip, the controller controls the grip heating means or the cooling means so that the temperature of the grip holding the test piece becomes equal to the temperature inside the constant temperature bath. Activate.
【０００７】[0007]
【実施例】本発明の実施例として、本発明を動的粘弾性
測定装置に適用した例について説明する。動的粘弾性装
置は、高分子材料の温度や時間など外的要因によって変
化する物性を解析するのに最適な試験機であり、−１７
０゜Ｃ〜３００゜Ｃにおける任意の温度雰囲気で、試験
片に微小振動を与えてそのひずみ応答を測定するもので
ある。したがって、本実施例では、特にその高温の測定
領域において、正確な温度雰囲気を作り出すよう構成さ
れる。EXAMPLE An example of applying the present invention to a dynamic viscoelasticity measuring apparatus will be described as an example of the present invention. The dynamic viscoelasticity device is an optimal tester for analyzing physical properties of a polymer material, which change due to external factors such as temperature and time.
In a temperature atmosphere of 0 ° C to 300 ° C, microvibration is applied to a test piece to measure its strain response. Therefore, the present embodiment is configured to create an accurate temperature atmosphere, especially in the high temperature measurement region.
【０００８】図１は本発明の実施例である動的粘弾性測
定装置の概略構成を示す図であり、１、２はつかみ具、
３はロッド、４は基台、５はロードセル、６はロッド、
７は電磁気加振器、８は移動台、９は大型台座、１０は
歪みセンサ、１１は小型台座、１２は試験片長さ検出
器、１３は恒温槽、１４はコントローラ、１５は加熱ヒ
ータ、１６は恒温層の熱電対、１７は恒温層の加熱ヒー
タ、１８はつかみ具の熱電対、１９はつかみ具の加熱ヒ
ータ、ＴＰは試験片である。試験片ＴＰを把持するつか
み具１、２の一方（固定側）１は、ロッド３を介して基
台４に固定されたロードセル５に連接される。つかみ具
の他方（可動側）２は、ロッド６を介して電磁加振器７
に連接され、電磁加振器７の振動により、つかみ具１、
２に把持された試験片ＴＰに、軸方向の繰返し引張・圧
縮負荷が与えられる。この電磁加振器７は移動台８に固
定されるとともに、この移動台８は、基台４に固定され
た大型台座９上を左右に摺動し、位置調整されるよう構
成される。また、ロッド６には差動トランスからなる歪
みセンサ１０の可動子が設けられるとともに、この固定
子側は、移動台８に固定された小型台座１１上を左右に
摺動し、ゼロ較正されるよう構成される。さらに、移動
台８には差動トランスからなる試料片長センサ１２の可
動子が設けられるとともに、この固定子側は基台４に固
定される。FIG. 1 is a diagram showing a schematic structure of a dynamic viscoelasticity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, in which 1 and 2 are grippers,
3 is a rod, 4 is a base, 5 is a load cell, 6 is a rod,
7 is an electromagnetic exciter, 8 is a moving base, 9 is a large pedestal, 10 is a strain sensor, 11 is a small pedestal, 12 is a test piece length detector, 13 is a constant temperature bath, 14 is a controller, 15 is a heater, 16 Is a thermocouple for a constant temperature layer, 17 is a heater for a constant temperature layer, 18 is a thermocouple for a grip, 19 is a heater for a grip, and TP is a test piece. One of the grippers 1 and 2 (fixed side) 1 for gripping the test piece TP is connected to a load cell 5 fixed to a base 4 via a rod 3. The other (movable side) 2 of the gripping tool is connected to the electromagnetic exciter 7 via the rod 6.
Is connected to the grip 1 by the vibration of the electromagnetic exciter 7,
A cyclic tensile / compressive load is applied to the test piece TP held by No. 2 in the axial direction. The electromagnetic exciter 7 is fixed to a moving base 8, and the moving base 8 is configured to slide left and right on a large pedestal 9 fixed to the base 4 to adjust the position. Further, the rod 6 is provided with a mover of the strain sensor 10 formed of a differential transformer, and the side of this stator slides left and right on a small pedestal 11 fixed to the moving table 8 to perform zero calibration. Is configured. Further, the movable table 8 is provided with a mover of the sample piece length sensor 12 composed of a differential transformer, and this stator side is fixed to the base 4.
【０００９】一方、試験片ＴＰ及びつかみ具１、２は、
恒温槽１３に囲繞され、恒温槽１３には、コントローラ
１４に電気的に接続された加熱ヒータ１５と熱電対１６
とが設けられるとともに、つかみ具１、２にも、コント
ローラ１４に電気的に接続された加熱ヒータ１７と熱電
対１８とが設けられる。また、コントローラ１４には、
ロードセル５、電磁加振器７、歪みセンサ１０、及び試
験片長さ検出器１２が電気的に接続される。On the other hand, the test piece TP and the grips 1, 2 are
A heater 15 and a thermocouple 16 which are surrounded by a thermostat 13 and which are electrically connected to the controller 14 are provided in the thermostat 13.
In addition to the above, the grips 1 and 2 are also provided with a heater 17 and a thermocouple 18 electrically connected to the controller 14. In addition, the controller 14 has
The load cell 5, the electromagnetic vibrator 7, the strain sensor 10, and the test piece length detector 12 are electrically connected.
【００１０】次に、図１の動的粘弾性測定装置の動作を
説明する。最初に、試験片ＴＰの長さに合わせて、移動
台８を動かし、つかみ具１、２の間に試験片ＴＰを把持
する。このとき、試験片長さ検出器１２によって、試験
片ＴＰの長さが測定される。そして、歪みセンサ１０の
固定子側を移動させ、ゼロ較正する。Next, the operation of the dynamic viscoelasticity measuring apparatus of FIG. 1 will be described. First, the moving table 8 is moved according to the length of the test piece TP, and the test piece TP is held between the grippers 1 and 2. At this time, the length of the test piece TP is measured by the test piece length detector 12. Then, the stator side of the strain sensor 10 is moved to perform zero calibration.
【００１１】このような試験準備を終えた後、試験片Ｔ
Ｐに振動を与えるように、コントローラ１４に指令す
る。この指令を受けて、コントローラ１４が電磁加振器
７を作動させ、試験片ＴＰに対する負荷が開始される。
このとき、ロードセル５は、電磁加振器７の振動によっ
て試験片ＴＰに与えらえた荷重値を検出し、この荷重信
号はコントローラ１４へ入力される。このコントローラ
１４は、この荷重信号に基づいて、電磁加振器７の振動
の振幅及び周期を調整することが可能である。また、歪
みセンサ１０は、負荷された試験片ＴＰの伸び値を検出
し、この伸び信号がコントローラ１４へ入力される。After completing such test preparation, the test piece T
The controller 14 is instructed to give vibration to P. In response to this command, the controller 14 activates the electromagnetic exciter 7, and the load on the test piece TP is started.
At this time, the load cell 5 detects the load value given to the test piece TP by the vibration of the electromagnetic exciter 7, and this load signal is input to the controller 14. The controller 14 can adjust the amplitude and cycle of vibration of the electromagnetic exciter 7 based on the load signal. Further, the strain sensor 10 detects the elongation value of the loaded test piece TP, and this elongation signal is input to the controller 14.
【００１２】一方で、試験片ＴＰを所定の温度雰囲気に
するべく、コントローラ１４は、試験片ＴＰを囲繞する
恒温槽１３内部を加熱する加熱ヒータ１５を作動させ
る。なお、コントローラ１４は、恒温槽１３の熱電対１
６からの入力信号に基づいて、加熱ヒータ１５をフィー
ドバック制御するので、恒温槽１３内部は、速やかに所
定の温度雰囲気となる。On the other hand, the controller 14 activates the heater 15 for heating the inside of the constant temperature bath 13 surrounding the test piece TP so that the test piece TP has a predetermined temperature atmosphere. The controller 14 is the thermocouple 1 of the thermostatic chamber 13.
Since the heater 15 is feedback-controlled based on the input signal from 6, the inside of the constant temperature bath 13 quickly becomes an atmosphere of a predetermined temperature.
【００１３】また、このとき、両つかみ具１、２の温度
が、恒温槽１３内部の雰囲気温度とすみやかに等しくす
るように、コントローラ１４は、両つかみ具１、２に埋
め込まれた加熱ヒータ１７を作動させる。なお、コント
ローラ１４は、両つかみ具１、２の熱電対１８からの入
力信号に基づいて、加熱ヒータ１７をフィードバック制
御するので、両つかみ具１、２は、速やかに所定の温度
となる。Further, at this time, the controller 14 controls the heater 17 embedded in both grips 1 and 2 so that the temperature of both grips 1 and 2 is promptly made equal to the ambient temperature inside the constant temperature bath 13. Operate. Since the controller 14 feedback-controls the heating heater 17 based on the input signal from the thermocouple 18 of both grips 1 and 2, both grips 1 and 2 quickly reach a predetermined temperature.
【００１４】したがって、試験片ＴＰにおけるつかみ具
１、２で把持された部分とそれ以外の部分とは、温度雰
囲気に変化を与えても、速やかに、同一の温度雰囲気と
なるので、試験片ＴＰ全体には熱勾配が発生することな
く、熱平衡状態が維持されることになる。Therefore, the portion of the test piece TP gripped by the grippers 1 and 2 and the portion other than that are immediately brought to the same temperature atmosphere even if the temperature atmosphere is changed. A thermal equilibrium will be maintained without a thermal gradient occurring throughout.
【００１５】このような測定により、コントローラ１４
は、ロードセル５で検出された荷重値に対する試験片Ｔ
Ｐの伸び値の特性データを連続して得ることができ、こ
の特性データに基づいて、従来と同様の材料特性の解析
を行う。なお、この特性データは、プロッタ等の印刷装
置やＣＲＴ等の表示装置へ出力することも可能である。By such measurement, the controller 14
Is the test piece T for the load value detected by the load cell 5.
The characteristic data of the elongation value of P can be continuously obtained, and based on the characteristic data, the material characteristic analysis similar to the conventional one is performed. The characteristic data can be output to a printing device such as a plotter or a display device such as a CRT.
【００１６】なお、本実施例では、動的粘弾性測定装置
において説明したが、温度雰囲気で行う引張試験、圧縮
試験、疲労試験に適用することも可能であることは言う
までもない。また、本実施例では、高温の測定領域にお
ける試験について説明したが、冷却装置を備えること
で、低温の測定領域において試験することも可能であ
る。In this embodiment, the dynamic viscoelasticity measuring device has been described, but it goes without saying that it can be applied to a tensile test, a compression test and a fatigue test conducted in a temperature atmosphere. Further, in the present embodiment, the test in the high temperature measurement region has been described, but it is also possible to perform the test in the low temperature measurement region by providing the cooling device.
【００１７】また、本発明は、以下のような構成例も含
む。The present invention also includes the following configuration examples.
【００１８】（１）つかみ具１、２の加熱ヒータ１７
は、つかみ具１、２に設けても、ロッド３、６における
つかみ具１、２の近傍に設けてもよい。すなわち、試験
片を把持するつかみ具と、試験片を囲繞する恒温槽と、
恒温槽内部を加熱する手段若しくは冷却する手段と、恒
温槽内部の温度を所定の温度に制御するコントーラとを
備えた材料試験機において、前記つかみ具を加熱する手
段若しくは冷却する手段を、つかみ具若しくはつかみ具
近傍の少なくとも一方に設けるとともに、前記つかみ具
の温度を検出する手段とを併せ設け、前記コントローラ
は、前記つかみ具温度検出手段からの信号に基づき前記
つかみ具の温度が恒温槽内温度と整合するよう、前記つ
かみ具加熱手段及び冷却手段を制御する機能を併せ備え
たことを特徴とする材料試験機。(1) Heater 17 for grips 1 and 2
May be provided on the grips 1, 2 or in the vicinity of the grips 1, 2 on the rods 3, 6. That is, a gripping tool for gripping the test piece, a constant temperature bath surrounding the test piece,
In a material testing machine equipped with a means for heating or cooling the inside of the constant temperature bath and a controller for controlling the temperature inside the constant temperature bath to a predetermined temperature, the means for heating or cooling the gripper is provided with a gripper. Alternatively, it is provided in at least one of the vicinity of the gripping tool and is also provided with a means for detecting the temperature of the gripping tool, and the controller controls the temperature of the gripping tool based on a signal from the gripping tool temperature detecting means to be the temperature in the constant temperature bath. A material testing machine having a function of controlling the heating means and the cooling means of the grip so as to match with.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明は、温度雰囲気における材料試験
を行う試験機において、恒温槽内部とともにつかみ具に
ついても加熱するようにしたので、熱勾配を発生するこ
となく、短時間で試験片全体を熱平衡状態にすることが
可能となった。したがって、測定データの精度が向上し
た。As described above, according to the present invention, in a tester for conducting a material test in a temperature atmosphere, the grip is heated together with the inside of the constant temperature bath, so that the entire test piece can be heated in a short time without generating a thermal gradient. It became possible to reach a thermal equilibrium state. Therefore, the accuracy of the measurement data is improved.
【００２０】また、大型のつかみ具を使用しても、同様
に熱平衡状態を得られるので、大きな負荷を与える試験
や大型試験片についての試験が可能となった。Further, even if a large-sized gripping tool is used, a thermal equilibrium state can be obtained in the same manner, so that it becomes possible to carry out a test for applying a large load and a test for a large-sized test piece.
【図１】本発明の一実施例である動的粘弾性測定装置の
概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a dynamic viscoelasticity measuring device according to an embodiment of the present invention.
Claims (1)
囲繞する恒温槽と、恒温槽内部を加熱する手段若しくは
冷却する手段と、恒温槽内部の温度を所定の温度に制御
するコントーラとを備えた材料試験機において、前記つ
かみ具を加熱する手段若しくは冷却する手段と、前記つ
かみ具の温度を検出する手段とを併せ設け、前記コント
ローラは、前記つかみ具温度検出手段からの信号に基づ
き前記つかみ具の温度が恒温槽内温度と整合するよう、
前記つかみ具加熱手段及び冷却手段を制御する機能を併
せ備えたことを特徴とする材料試験機。1. A gripping tool for holding a test piece, a constant temperature bath surrounding the test piece, a means for heating or cooling the inside of the constant temperature bath, and a controller for controlling the temperature inside the constant temperature bath to a predetermined temperature. In the material testing machine provided with, a means for heating or cooling the grip and a means for detecting the temperature of the grip are provided together, and the controller is based on a signal from the grip temperature detecting means. To match the temperature of the grip with the temperature inside the constant temperature bath,
A material testing machine having a function of controlling the grip heating means and the cooling means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29633594A JPH08152391A (en) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | Material testing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29633594A JPH08152391A (en) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | Material testing machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08152391A true JPH08152391A (en) | 1996-06-11 |
Family
ID=17832216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29633594A Pending JPH08152391A (en) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | Material testing machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08152391A (en) |
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- 1994-11-30 JP JP29633594A patent/JPH08152391A/en active Pending
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