(57)【要約】      （修正有）【課題】様々な圧力状況下での柔軟な布のラミネート用材料をテストする方法および装置を提供する。【解決手段】複数の負荷発生機構を含み圧力下での材料の強度をテストする装置１０であって、機構のそれぞれは互いに他の機構から独立して同時に動作し、各負荷発生機構は、変形、面内せん断、周期的負荷、気体透過性、層又はフィルム剥離のうち少なくとも一つの形式で、圧力状態をシミュレートする負荷を加える装置１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の負荷発生機構を含み圧力下での材料の強度をテストする装置であって、
前記機構のそれぞれは互いに他の機構から独立して同時に動作し、
各負荷発生機構は、変形、面内せん断、周期的負荷、気体透過性、層又はフィルム剥離のうち少なくとも一つの形式で、圧力状態をシミュレートする負荷を加える装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記材料は、柔軟性のある布のラミネートである装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記複数の負荷発生機構により発生させられる負荷は、個別に制御される装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記複数の負荷発生機構は、一の主要負荷発生機構を含む装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記主要負荷発生機構は、少なくとも２つの直交する負荷比を同時にテストする装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記少なくとも２つの直交する負荷比は１対１および１対２である装置。
【請求項７】
請求項１において、
さらに同時に面内せん断テストを行う装置。
【請求項８】
請求項３において、
前記負荷は、二軸方向、一軸方向、またはそれらの組み合わせの少なくとも一つである装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記材料が、それぞれ独立した、二軸の、面内せん断の、周期的、又は圧力の負荷を、多様に組み合わせた条件の下で、窒素、空気、ヘリウム、水素のうち少なくとも一つの浸透をテストされる装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記材料が、それぞれ独立した、二軸の、面内せん断の、周期性の、又は圧力の負荷を、多様に組み合わせた条件の下で、層間剥離および層分離への耐性をテストされる装置。
【請求項１１】
請求項１において、
対照的な軸方向に平衡負荷をかけることによりせん断モーメントを発生させ、その結果面内せん断力を発生させる装置。
【請求項１２】
請求項１において、
外部のプログラム可能な情報源の制御により負荷を与える装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記プログラム可能な情報源が一定周期の巡回的なプログラムに従って負荷を与える装置。
【請求項１４】
圧力下での材料の性能パラメーターをテストする複数の負荷を発生させる装置であって、
前記装置は、装置の周囲に配置された負荷発生用のアームから成るシステムを含み、
各アームは、材料に接続され、材料に少なくとも二つの異なった圧力がかかるように個別かつ同時に力を加えるのに適している装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
変形、せん断、周期的負荷、気体透過性、気体遮断性フィルムの剥離のうち少なくとも２つをテストする装置。
【請求項１６】
請求項１４において、
二軸方向および面内せん断の圧力を同時にテストする装置。
【請求項１７】
請求項１４において、
前記材料の気体透過性パラメーターをテストするためのチャンバーを含む装置。
【請求項１８】
圧力下での材料の性能パラメーターをテストする方法であって、
テストされる材料を準備し、
テスト装置であって、装置の周囲に配置された負荷発生機構のシステムを含み、その各機構は、材料に接続され、材料に少なくとも２つの異なった圧力がかかるように個別かつ同時に力を加えるのに適しているものの所定の場所に前記材料を置き、
前記装置の少なくとも２つの異なった機構から少なくとも２つの力を前記材料に同時にかけ、
前記材料にかかった力の量を測定し、
測定された力を用いて圧力下での前記材料の破損点を予測することを含む方法。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記材料は、柔軟性のある布のラミネートである方法。
【請求項２０】
請求項１８において、
前記力は、前記材料への負荷である方法。
【請求項２１】
請求項１８において、
前記複数の負荷発生機構は、一の主要負荷発生機構を含む方法。
【請求項２２】
請求項２１において、
前記主要負荷発生機構は、同時に少なくとも２つの直交する負荷比をテストする方法。
【請求項２３】
請求項２２において、
前記少なくとも２つの直交する負荷比は１対１および１対２である方法。
【請求項２４】
請求項１８において、
さらに同時に面内せん断テストを行う方法。
【請求項２５】
請求項１８において、
前記負荷は、二軸方向、一軸方向、またはそれらの組み合わせの少なくとも一つである方法。
【請求項２６】
請求項１８において、
前記圧力は面内せん断の形式である方法。
【請求項２７】
請求項１８において、
前記圧力は、一軸方向の負荷、独立に制御される二軸の負荷、面内せん断および圧力の形式であり、同時に前記材料にかけられる方法。
【請求項２８】
請求項１８において、
前記圧力は、気体加圧の形式である方法。
【請求項２９】
請求項１８において、
前記圧力は、負荷状態と無負荷状態を周期的に繰り返す形式である方法。
【請求項３０】
請求項１８において、
外部のプログラム可能な情報源の制御により負荷を与える方法。
【発明の詳細な説明】
【政府利害の申し立て】
【０００１】
政府は本発明の支払済みライセンスおよび、ミサイル防衛庁の裁定による契約番号HQ0006-06-C-0001の契約条件により規定されている適当な条件で、特許権者が他者にライセンスを供与するとの制限事情のある権利を保有する可能性がある。−国防総省
【技術分野】
【０００２】
本発明は、柔軟な布のラミネート用材料をテストする製造過程および装置に関する。より具体的には、本発明は様々な圧力状況下での柔軟な布のラミネート用材料をテストする製造過程および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
平織りの布は、空気注入式の構造、布製の屋根、大型の張り出し屋根やその他の物を含めて、様々な応用分野において構造材料として広く使用されている。重量や気圧に起因する負荷もまた懸念事項ではあるが、これらの機能における性質上、その材料はまず天候の変化、例えば、温度変化、降雨や風などに影響される。従って、これらの構造が軽量かつ曲げやすいように設計されている一方で、優れた強度と耐久性を示さねばならない。
【０００４】
これらの材料は、例えば大きなスポーツイベント、催し物、文化的イベントの近くで、もしくは大都市圏で、広告やそのイベントの上空からの取材のために様々な用途に利用されるエアロスタット（aerostat）、気球（balloon）、小型飛行船（blimp）や軟式飛行船（dirigible）を含む飛行船（airship）といった軽航空機にも使われ得る。軽航空機はまた、気象観測および／又は軍事偵察の目的のために、高高度での用途でも利用される。そういった場合には、その軽航空機がより高高度で運航できるほど、偵察目的および／又は気象観測における、より広範な領域を見ることができることになる。さらに、高度５００００フィート以上を運航できる能力を有する軽航空機は、民間の航空交通にとって危険を引き起こす原因とはならず、軽航空機を検知および／又は破壊することは困難であり、広域の監視に使用できるので、通信の中継手段を与えると共に、戦略的および／又は経済的な通信手段を与える。
【０００５】
ここで開示される装置とその使用方法は、前述のどの用途向けの材料をテストするのにも利用されるが、ここにおいて特に利益があるのは、軽航空機の船体用素材としての構造材料である。例えば、典型的な高高度飛行船は、大幅な温度変化、大幅な温度変化による毎日の伸張や収縮、オゾン分解、紫外線照射に耐える軽量素材を含む柔軟な布のラミネート構造から作られる。一般的にそれほど過酷な環境下にはないが、より典型的な用途に使用される素材も同様の状況にさらされるかもしれない。
【０００６】
これらの材料の用途の多くにおいて、全体的な負荷と変形に加えて局所的な負荷がこれらの材料に加わる。例えば、広告用の気球又は飛行船の場合で、その材料にロゴや認識用文字が付されているときに、そのロゴや文字が局所的に蓄熱するかもしれない。他の局所的に加圧される可能性がある領域は、柔軟な布のラミネート構造のパネルが、大きな構造を成形するために構造的継ぎ目用テープで互いに接合された継ぎ目部分である。布のラミネートから継ぎ目部分へと剛性が変化するため、継ぎ目の縁に沿った領域はより強い圧力がかかりやすく、結果として材料破壊の可能性を増大させる。
【０００７】
前述のどの応用に用いられる材料であってもさらされる極限的な環境およびその他の圧力、そして特に軽航空機に用いられる材料がさらされる極限的な環境およびその他の圧力を考慮すると、このような応用に最適な材料は、大抵の場合、高い強度を持つ材料である。例えば、米国特許番号6,074,722のCucciasの発明によると、高い強度を持つ、サーモトロピック液晶（融解紡糸）ポリエステルVECTRAN（米国登録商標）、芳香族ポリアラミドKEVLAR（米国登録商標）又はポリエステルDACRON（米国登録商標）繊維の織物糸の層をポリビニルフッ化物繊維TEDLAR（米国登録商標）やMYLAR（米国登録商標）の層に貼り合わせるのに使用されるポリウレタン樹脂（polyurethane resin）の層からなり、紫外線照射による劣化に対し耐性をもつ素材の外層を有する布のラミネート加工が提案されている。米国特許番号6,979,479によると、内部表面である液晶ポリマー繊維糸の層（VECTRAN（米国登録商標））、粘着層、ポリイミド層、外部表面であるポリフッ化ビニリデン（PVDF）層からなるラミネート加工が提案されている。ポリイミド層はヘリウムや水素を保持するために気体遮断層として働く。ポリフッ化ビニリデン層はオゾンや紫外線照射の防護機能を備える。
【０００８】
これらの材料においては、さまざまな層が、ヘリウム又は水素を保持するために気体を遮断する機能、および／又は、例えばオゾンや紫外線照射により引き起こされる分解を防ぐ機能を有する。柔軟な布のラミネート構造は、受動的な温度管理のための手段を備えるため、ヘリウムの透過を減らすため、落雷の影響を最小にするため、そして船体表面にわたり静電気を均一に分散させる手段を備えるために、薄い金属のコーティング層をさらに含んでもよい。
【０００９】
上記のように、柔軟な布のラミネート構造の材料は、極限的な環境的要素の変動にさらされる。さらに、軽航空機又は機器の重量を最小にする材料を使用する必要性により、圧力と変形はその度合いを強める。例えば、ラミネート用の接着剤の量の削減、布の織り方で繊維や糸の間隔をより空けること、より小さな、低デニールの糸を使用することは重量を減らすのに役立つかもしれないが、布のラミネートにおける強度を低下させ、局所的な圧力の集中を増加させかねない。明らかに、軽量の材料を使用する必要性と、それにもかかわらず極度の運航条件に耐える材料を使用する必要性との間の適切なバランスが存在する。
【００１０】
前述の事柄を考慮すると、潜在的な使用限界を予測するために、材料破壊に至るまで、できるだけ詳細なやり方で柔軟な布のラミネート構造とその構成要素である材料の特性が知られていることが欠かせない。柔軟な布のラミネート用材料の強度と特性限界に関する情報、そして特に、軽量な布のラミネート材料や高い強度を有するラミネート材料の情報によって、システム設計の限界の範囲内で、その材料の使用が可能になる。
【００１１】
材料の強さと上記で検討された種類の特性限界をテストするための、既知の機械と装置は、一軸および／又は対称的な二軸の圧力を生じさせる能力しかない機器に限られていた。通常、引張試験用機械は、材料の強度と性能を評価するのに一軸方向の力を生じるのに使われている。しかしながら、飛行船（airship）、エアロスタット（aerostat）、又は小型飛行船（blimp）といった空気注入式の構造において、空気注入による船体材料への圧力は二軸方向に生じ、しかも同じ強さとなることはほとんどない。例えば輪に沿った、すなわち円周方向の圧力は、縦方向の、すなわち軸方向の圧力の２倍の強さとなる。軽航空機船体用の布のラミネートの実際の性能を明らかにし評価するために、同時に、不均一に、独立して、二軸の圧力をかけながらテストすることが必要である。軽航空機が、例えば気球のように球形である場合、圧力は概して全方向に対し均一にかかる。
【００１２】
ある種の機械は、面内せん断力もテストする機能を有する；しかしながら、この機能を有する機械は独立した二軸の圧力を発生しない。対称的な力を加える機能を有する機械は、ある程度には運航時の圧力をシミュレーションすることができる一方で、それらの機械では、より現実的で、材料が実使用において経験する圧力条件、特に、独立して多様な二軸の圧力と同時にせん断力を与えるといった、布のラミネートを正確にテストする手段を提供することはできない。
【００１３】
上記記載の通り、必要とされるものは、二軸の応力および変形を評価し、そして面内せん断応力をテストおよび評価するために、独立して二軸のそれぞれに負荷を発生させることができる装置である。さらに、極限条件下での柔軟な布のラミネート用材料のより正確な性能予測のために、上記のような装置であって、二軸の負荷とせん断力を同時に受けている間の気体透過性、気体遮断フィルムの層間剥離、そして他のパラメーターの評価も行うものが必要とされる。
【発明の概要】
【００１４】
一形態において、本発明は材料の性能パラメーターをテストする装置であって、前記装置は複数の負荷発生機構を含み、前記機構のそれぞれは互いに他の機構から独立して動作するもの、に関する。
【００１５】
他の形態において、本発明は圧力下における性能パラメーターをテストする方法であって、テストされる材料を準備し、テスト装置に材料を位置合わせし、材料の２つの異なった場所に同時に少なくとも２つの力をかけ、材料にかかる力の量を測定し、圧力下での材料の破損点を予測するのに、前記測定された力を用いる方法に関する。
【００１６】
さらに別の形態において、本発明は材料の性能パラメーターをテストする装置であって、前記装置は複数の負荷発生機構を含み、前記機構のそれぞれは互いに他の機構から独立して動作し、前記性能パラメーターは、少なくとも圧力、変形、せん断、周期的負荷、気体透過性、層又はフィルムの剥離のうち少なくとも２つを評価することよってテストされる装置、および柔軟な布のラミネートの破損点を予測するために前記装置を用いる方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明に対するより完全な理解およびそこからわかる数多くの多様な利点は、添付された下記の図とともに下記の詳細な説明を参照することで本発明が理解されるにつれて、容易に認識されるであろう。
【図１】図１は、本発明に係る二軸のせん断負荷装置の略図。
【図２】図２は、気体透過性の装置を備えた図１の二軸のせん断負荷装置の上面図。
【図３】図３は、図１の二軸のせん断負荷装置の側面図。
【図４】図４は、気体透過性テスト用チャンバーを備えた本発明に関する装置の略図。
【図５】図５は、様々な負荷を与えた状態を示している、柔軟な布のラミネート用材料の例の略図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本件の発明は、柔軟な布のラミネート用材料の様々なパラメーターと特性をテストする装置および過程に関する。特に、当該装置は様々な材料のパラメーターをテストするための二軸の負荷を独立に制御できる機械を含む。例えば、材料の二軸の強度がテストされてもよい。ここで用いる「二軸の」とは、２つの互いに直交した方向へ負荷又は圧力がかかる状態を指し、同じ大きさの負荷であってもよいし、異なる大きさであってもよい。
【００１９】
一形態において、ここに開示する発明は、様々な材料パラメーターをテストするために、個別に一軸又は二軸の制御された負荷を同時に加える機能をもつ装置を供給する。
【００２０】
さらに別の形態において、柔軟な布のラミネート用材料がそれぞれ独立した、二軸の、面内せん断の、周期的、および圧力的負荷を、多様かつ同時発生的に組み合わせた条件の下で、例えば窒素、空気、ヘリウム、水素の浸透に関して、その材料の気体浸透性を評価することができる装置が提供される。本発明のまた別の形態において、前記の多様かつ同時発生的に組み合わせた負荷条件の下で、柔軟な布のラミネート用材料の層間剥離、すなわち剥がれの耐性能力を評価する装置が提供される。
【００２１】
また更に別の形態において、本件の発明の装置は基本的な二方向への圧力を加える。さらに当該装置は、既に二方向の圧力を加えた柔軟な布のラミネート用材料に対し、加えてせん断モーメントを生じさせるために、対照的な二方向への平衡負荷をかけることで、面内せん断力を加える能力を有する。この圧力が加わった状態は、多かれ少なかれ、これら全てのタイプの負荷を受ける、例えば飛行船の外皮の状態と同視し得る。
【００２２】
上述のように、既知のテスト機械も個別の負荷を複数かけてテストする性能を有する。しかしながら、既知の機械であって、せん断力もテストするものは、このような性能は有しない。これは、既知の機械では柔軟な布のラミネート用材料に対して、直交した二方向に１対１の比率でしか負荷をかけて評価できないことを意味する。しかし、本実施形態の装置とシステムはそのような制限はなく、それどころか、柔軟な布のラミネート用材料に個別の負荷を所望の比率で加え、同時に全てがテストできるように、さらにせん断力を加える。実使用時の性能パラメーターを評価することは重要である、例えば飛行船の場合、主として形状がほぼ球体である飛行船の端部における１対１の負荷比から、主として形状がほぼ円柱である飛行船の中央部における２対１の負荷比までの力が飛行船にかかり得る。従来のテスト機械を想定した場合、例えば端部における負荷の比率でテストするために使われる円柱型用テスターであるならば、この中央部における負荷の比率でテストするために異なった機械が必要であるかもしれない。
【００２３】
本発明のこの形態における方法およびシステム設計の利点は、複数の機械を使う必要なく、どの圧力状態にも合わせられるように負荷の比率を変化させられることである。この機能により、特定の応用事例に使用される材料の総合的な性能の評価に用いる、より正確なデータが得られる。より批判的な言い方をすれば、柔軟な布のラミネート用材料の破損点が評価され得るため、使用限界の予測に役立つデータを提供する。布すなわち材料の変形パラメーターは、写真測量法、歪みゲージ、伸縮計、その他の方法を含み、これらに限られず利用可能な手法によって測定され得る。
【００２４】
図１は本発明の形態に係る装置の略図である。この図において、装置１０は二方向の応力、せん断応力、浸透性、剥離性を測定する能力を有する。テスト中にその材料すなわち布がしわにならないことは重要であるが、布の動きに必要な柔軟性を与えるために、軸連結部１２は負荷用連接棒と留め具の間にある旋回可能な接合部になっている。当該材料がしわになることは、実使用においては発生しにくい圧力の集中を生じ得るため、実際の材料の圧力状態を決定し評価することを困難にする。本発明に係る装置はテスト中の材料の動きを許容する構成となっている。すなわち、せん断力の負荷がかかっているとき、材料への均一な負荷を保つため、当該材料は正方形の形を留めることはない。
【００２５】
せん断負荷発生部１４は、材料のサンプルに対してせん断負荷となる力を生成する手段を与える。この負荷は概して、二軸方向の負荷に比べ弱い力で加えられる。例えば、高強度の柔軟な布のラミネート用材料において、そのせん断力は、主たる二方向への負荷に比べて１０から２０倍小さいこともあり得る。
【００２６】
能動的せん断連接部１６は、テストおよび評価中に留め具へと伝えられる負荷を測定する手段を与える。受動的主負荷連接部１８は、能動的連接棒からクランプ（留め具）機構２０へ、負荷への応力を伝えるように連結される。
【００２７】
布用のクランプ２０はそれぞれ、他の素材が使用されるかもしれないが例えば金属から成る２つの平面部を有し、それらの間にテスト材料３２がクランプされる。図１のクランプは装置の各辺に一つずつ、まっすぐにお互いを横切るように配置される。大抵の場合クランプは常に対称的に対となって配置されると思われるが、実行されるテストに応じて各クランプの対同士の間隔が様々であることを想定してもよい。このように材料すなわち布をクランプすることで、引っ張り方向およびせん断方向ともに安定感がもたらされる。その腕の部分に複数の平行な隙間である切れ目を含む布のテスト材料３２の十字形によって、クランプ機構２０への取り付けが可能となり、そして、完全に直角な方向に独立して負荷がかけられているため、中央のテスト対象領域のねじれと圧力の集中が最小となっている。固定的せん断連接棒２２は、せん断負荷テストの遂行に必要な安定性をもたらす。ここに示すどの受動的な連接部もアクチュエーターや能動的な連接部で置換が可能であることに言及しておく。
【００２８】
能動的主負荷連接部２４は機器を備えた連接部である。「機器を備えた」というのは、その連接部が負荷用セルを含むことを意味する。負荷用セルは、連接部に一列に並んで配置され、加えられた又は発生した力を電気信号に変え、その後適切な機構によりそれが集められて所望の圧力測定値へと変換されるように動作する。
【００２９】
主負荷要素、すなわち力を増大させる腕部２６によって材料に対し垂直方向に負荷をかける力が供給される。負荷を増加させるてこを用いて動作するアクチュエーターが図１に示されている。直接的に又は間接的に、例えば電動のアクチュエーター、空気圧式の単数または複数のシリンダー、水圧式の単数または複数のシリンダー、スクリュー機構、および／又は重りを用いることでも、負荷が加えられてもよい。
【００３０】
図２は、図１の装置の上面図であり、せん断負荷アクチュエーター２８とせん断負荷用セル３０を示している。図１では、材料３２のテスト対象領域は装置の中央に位置するように図示されている。主負荷用セル、すなわち能動的主負荷連接部２４もまた図示されている。せん断負荷用セル３０と対比すると、この部位３４はクランプを介して布に加えられた力を測定する。この測定値は材料に加えられた圧力へと換算することができる。
【００３１】
図３は、図１の装置の側面図であり、力を増大させる腕部２６をより良く図解する。図１の装置はこのような力を増大させる腕部を４つ持つ。力を増大させる腕部は協働して所望の圧力と変形を発生させる。例えば、アクチュエーター側はクランプ側よりも長いかもしれないが、その結果として、短い側すなわちクランプ側にかかる力が増大する。主負荷アクチュエーター３８は、その位置が重要な訳ではないが、図１の設計の装置においては装置の下位部近くに置かれている。図３はさらに、中央部分接続システム４０も図示する。このシステムは、試験サイクルの間、主負荷用腕部２６が確実に試験台すなわち装置の中央に位置したままであるように機能する。あるいは、さらに別のアクチュエーターが使われてもよい。さらに、装置の安定性を保つために、能動的制御システムが使用されてもよい。
【００３２】
図４には透過性チャンバーを有する本発明に係る装置が描かれている。この図４では、透過性テスト用チャンバーの上蓋４２と透過性テスト用チャンバーの底蓋４６が協働することで閉チャンバー４４を作っている。クランプ棒４８は、透過性チャンバーの上部と下部を同時に固定するのに使われる。より具体的に言えば、チャンバー４４は、テストされる柔軟な布のラミネート用材料がその中で上蓋４２と底蓋４６の間に水平に取り付けられる容器をつくる。テスト中、テスト用の気体が注入弁又は注入機構（図示せず）を介して底蓋４６に注入される。チャンバー４４は、テストのために真空状態であってもよい。上蓋４２は、底蓋４６から柔軟な布のラミネート用材料を通り上蓋４２へと透過した透過気体を測定し、取り除くための排出弁又は排出機構（図示せず）を含む。
【００３３】
透過性テスト用チャンバーの底蓋４６はまた、フィルムの接着、すなわち剥がれテスト用チャンバーとして機能してもよい。この機能において、チャンバー４４は、透過性テストのセットアップと同様に上蓋４２と底蓋４６の間に水平に取り付けられる柔軟な布のラミネート用材料又はサンプル布地の片側に、多量の既知の基準気体を発生させる容器およびインターフェースを提供する。さらに、布の面のうち前記気体に割り当てられる側とは反対側に真空源に割り当てる容積およびインターフェースを提供する。実使用上、このテストはフィルム材料の補強剤への接着を検査および／又は立証するのに使われる。例えば、所定の圧力パラメーター又は条件に対応するために、前述の柔軟な布のラミネートの他の選択肢として、より強い繊維を更に追加することもあり得る。このような繊維は、所与の使用条件の下で予期される又は可能性としてありえる圧力に応じてラミネートを強化するために、いかなる量がラミネートに含まれていてもよい。
【００３４】
本件の発明に係る装置は、対称的に力をかける必要もなく、サンプル布地に様々な圧力状態を同時にかけてテストすることができる。上記の利点に加え、このシステムの良いところは、同一の装置で様々なサイズのサンプル全ての性能パラメーターを評価できる、十字形サンプルをテストする機能である。例えば、クランプ機構、連接部、負荷用セルおよび他の部品のちょっとした変更により、ただ一つの装置を使用して様々なサイズのサンプルをテストおよび評価することができる。これは、テスト手順の対費用効果を高めるのみならず、サンプル準備の懸案も対処する。より重要なことには、ただ一つの機械が使われるため、生じたデータはサンプルのサイズが様々なテスト間であっても、正確に比較することができる。
【００３５】
図５は、上記の十字形をした柔軟な布のラミネート用材料又はサンプル布地の略図と、本発明に関する装置の負荷生成機能の説明である。図５において、そして図１の装置を参照にして、能動的主負荷連接部２４によって矢印５０で示される主直交方向＃１に負荷がかけられる。この負荷の反対側には、受動的主負荷連接部２０によって矢印５０ａで示される主直交方向＃１に負荷がかかる。同様に、布の両辺にそれぞれある能動的主負荷連接部２４および受動的主負荷連接部２０によって矢印５２および５２ａで示される主直交方向＃２に負荷がかけられる。前記に加えて、同時にせん断力が加えられる。明らかに力を対照な軸方向にかけているが、向かい合った布の辺すなわち端にかかる負荷の大きさは、能動的か受動的かによらず同じになる。それゆえ、矢印５４と５４ａは１対の能動的連接部１６によるせん断方向の負荷を表し、一方、矢印５６と５６ａは受動的連接部１８によるせん断方向の負荷を表す。
【００３６】
前記に加えて、ここにおける装置と方法を用いて実施したテストの結果は拡張性があり、それゆえ容易に多くの設計適用において利用可能である。さらに、強度の高い布のラミネートサンプルの平坦な形状は、補助的なテスト態様の統一化を可能にする。この件については、その他のテストについても可能であると思われるが、透過性テストや剥離耐性テストは、補助的なテストの２つの例であると言える。負荷は独立して制御されるので、評価に用いられる負荷条件や、その材料の数々の可能性ある用途をシミュレートするのにも応用できる周期的およびプログラム可能な負荷プロファイルの組み合わせにも制限はない。それゆえ、特定の使用条件において、すなわち特定条件下で特定の材料の破損可能性がある点をより正確な評価をするための機構を供給する。
【００３７】
例えば、周期的な負荷圧力はサンプルへの反復的かつ制御された負荷となる。この負荷形式は、毎日の運航による定期的使用における負荷状態や無負荷状態を繰り返すような場合での材料の性質を測定するのに使われる。負荷状態と無負荷状態を周期的に繰り返す負荷形式は、推進システムからの振動による負荷も発生させてもよい。
【００３８】
本発明に関する装置とそれを用いた方法により、多数の応用可能性のある材料の有益な情報を得られる。ここにおいて、本発明はそのいくつかの特徴について記載されているが、装置や方法の使用を限定するものではなく、多くのテスト形態について応用可能であることがわかるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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