(57)【要約】【課題】  微小部品の微小変位領域においても弾性率と降伏応力とを高速に精度よく算出できる機械的特性算出プログラムと機械的特性計測装置を提供する。【解決手段】  圧子１ｂにより試料Ｄに圧力をかけて計測した試料の荷重−変位特性の計測結果３ｃを入力するステップＳ２と、前記荷重−変位特性と圧子１ｂに固有の弾性率の算出式とにより弾性率を算出するステップＳ３と、弾性率と降伏応力のデータの組と荷重を変位の二乗で規格化した値の関係を予め計算により求めた圧子１ｂに固有の規格化データテーブル３ｄから、前記算出した弾性率と前記荷重−変位特性の計測結果から求めた荷重を変位の二乗で規格化した値を満たす降伏応力を求めるステップＳ４とをコンピュータに行わせる機械的特性算出プログラムとしている。【選択図】図２
2006194604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧子により試料に圧力をかけて計測した試料の荷重−変位特性の計測結果を入力するステップと、前記荷重−変位特性と圧子に固有の弾性率の算出式とにより弾性率を算出するステップと、弾性率と降伏応力のデータの組と荷重を変位の二乗で規格化した値の関係を予め計算により求めた圧子に固有の規格化データテーブルから、前記算出した弾性率と前記荷重−変位特性の計測結果から求めた荷重を変位の二乗で規格化した値を満たす降伏応力を求めるステップとをコンピュータに行わせる機械的特性算出プログラム。
【請求項２】
圧子により試料に圧力をかけて計測した試料の荷重−変位特性の計測結果と圧子に固有の弾性率の算出式とにより弾性率を算出し、弾性率と降伏応力のデータの組と荷重を変位の二乗で規格化した値の関係を予め計算により求めた圧子に固有の規格化データテーブルから、算出した弾性率と前記荷重−変位特性の計測結果から求めた荷重を変位の二乗で規格化した値を満たす降伏応力を求める機械的特性算出方法。
【請求項３】
試料を固定する固定部と、試料の一部に接触可能な圧子と、圧子を試料方向に移動させる駆動部と、圧子に加わる荷重を計測する荷重センサと、圧子の変位を計測する変位計測部と、駆動部を制御する制御部とを有し、荷重−変位特性を取得する特性計測部と、
請求項１に記載の機械的特性算出プログラムにより弾性率と降伏応力とを求める特性算出部と、
を備える機械的特性計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小サイズの試料の弾性率と降伏応力を算出する微小部品の機械的特性算出プログラムと機械的特性計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、弾性率と降伏応力などの機械的特性を計測するために、引張試験機や硬度計が用いられてきた。引張試験機は、機械的特性を計測する対象の材料で試験片を作製し、その両端を引っ張ることにより機械的特性を計測するものである。また、微小硬度計は、計測対象の微小部品に圧子を押し込むことにより機械的特性を計測するものである。
【０００３】
近年、装置の小型化、薄型化及びマイクロマシンの開発などにより、微小部品の機械的特性を計測する必要性が増してきている。しかしながら、上述の引張試験機を、微小部品の機械的特性の計測に用いようとすると、試料として微小な試験片を作製する必要があり、微小で壊れやすい試験片を引張試験機に取り付ける際に破壊したり、試験片の軸と引張の軸が一致せずに応力が加えられるなどの問題がある。特許文献１に示すように、この問題点について改善したものも存在するが、試験片を指定の材料試験デバイスに加工する必要があり、単結晶シリコンのようなエッチングによる加工が可能である材料でなければ、適用することが難しい。さらに、微小部品の機械的特性は、製造方法や製造条件で大きく変化することが知られており、機械的特性を知りたい使用状態以外の形状にして計測することは困難である。
【０００４】
一方、微小硬度計を用いた計測では、微小部品を圧子により直接に変位させるので、微小部品そのものの荷重−変位特性を得ることができる。このようにして実測した荷重−変位特性から降伏応力や加工硬化係数などの機械的特性を得る技術は、例えば特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開平９−２１８１４２号公報
【特許文献２】特開平９−２８８０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載された技術では、荷重−変位特性にフィッティングする二次関数の係数と機械的特性とを対応付けたデータベースを用いて、荷重−変位特性から上述の機械的特性を導出している。そのため、結果的に降伏応力が一定となったところで荷重−変位特性とフィッティングすることになる。しかしながら、微小変位の領域では、降伏応力の値が変位によって変化するので、特許文献２に記載された技術では、精度よく機械的特性を得ることができない。
【０００６】
本願発明は、上述のような課題を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、微小部品の微小変位領域においても弾性率と降伏応力とを高速に精度よく算出できる機械的特性算出プログラムと機械的特性計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、圧子により試料に圧力をかけて計測した試料の荷重−変位特性の計測結果を入力するステップと、前記荷重−変位特性と圧子に固有の弾性率の算出式とにより弾性率を算出するステップと、弾性率と降伏応力のデータの組と荷重を変位の二乗で規格化した値の関係を予め計算により求めた圧子に固有の規格化データテーブルから、前記算出した弾性率と前記荷重−変位特性の計測結果から求めた荷重を変位の二乗で規格化した値を満たす降伏応力を求めるステップとをコンピュータに行わせる機械的特性算出プログラムとしている。
【０００８】
請求項２に係る発明は、圧子により試料に圧力をかけて計測した試料の荷重−変位特性の計測結果と圧子に固有の弾性率の算出式とにより弾性率を算出し、弾性率と降伏応力のデータの組と荷重を変位の二乗で規格化した値の関係を予め計算により求めた圧子に固有の規格化データテーブルから、算出した弾性率と前記荷重−変位特性の計測結果から求めた荷重を変位の二乗で規格化した値を満たす降伏応力を求める機械的特性算出方法としている。
【０００９】
請求項３に係る発明は、試料を固定する固定部と、試料の一部に接触可能な圧子と、圧子を試料方向に移動させる駆動部と、圧子に加わる荷重を計測する荷重センサと、圧子の変位を計測する変位計測部と、駆動部を制御する制御部とを有し、荷重−変位特性を取得する特性計測部と、請求項１に記載の機械的特性算出プログラムにより弾性率と降伏応力とを求める特性算出部と、を備える機械的特性計測装置としている。
【００１０】
したがって、弾性率と降伏応力のデータの組と荷重を変位の二乗で規格化した値の関係を予め計算により求めた圧子に固有の規格化データテーブルを用いるので微小変位における降伏応力の変化を考慮して降伏応力を算出することができ、また、弾性率と降伏応力の導出に複雑な計算を必要とすることがない。そのため、微小変位領域においても弾性率と降伏応力とを高速に精度よく算出することができる。また、押し込み試験により荷重−変位特性を用いるので、計測のために試料を作成することなく微小部品そのものの状態で弾性率と降伏応力とを精度よく算出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明によれば、微小変位における降伏応力の変化を考慮して降伏応力を算出することができ、また、弾性率と降伏応力の導出に複雑な計算を必要とすることがないので、微小変位領域においても弾性率と降伏応力とを高速に精度よく算出することができる機械的特性算出プログラム、機械的特性算出方法及び機械的特性計測装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本願発明の機械的特性計測装置（以後、単に特性計測装置と称する）の実施形態を図１〜図５を用いて説明する。この特性計測装置は、特性計測部１と、処理部２と、記憶部３と、入力部４と、出力部５とを有して構成されている。
【００１３】
特性計測部１は、試料Ｄを固定する金属製の固定部１ａと、試料Ｄの一部と接触して試料Ｄに圧力を加える圧子１ｂと、固定部１ａに直交するように立てた状態で固定部１ａに設けられる支柱１ｆと、支柱１ｆに設けられたレール（図示せず）上を動作する駆動部１ｄと、駆動部１ｄに設けられ圧子１ｂを支持する圧子支持体１ｇと、圧子支持体１ｇに設けられ圧子１ｂに加わる荷重を計測する荷重センサ１ｃと、駆動部１ｄを制御するとともに駆動部１ｄの変位と荷重センサ１ｃの出力とを取得する入出力部１ｅとを有して構成され、荷重−変位特性を取得するものである。
【００１４】
固定部１ａは、真鍮やステンレスで直方体形状に形成された金属板であり圧子１ｂにより加えられる圧力に対して変形しない十分な強度を有しており、計測時には、水平面に配置される。この固定部１ａは、試料Ｄを固定するための固定手段（図示せず）を有しており、試料Ｄは、圧子１ｂにより圧力が加えられも動かないように固定されている。この固定手段としては、例えば、固定部１ａにねじ止めされる２つの板片により、試料Ｄの両端部を固定部１ａの試料Ｄを置く面との間で挟み込むものでよい。
【００１５】
支柱１ｆは、例えば真鍮やステンレスなどの金属で四角柱状に形成されたものであり、固定部１ａの一側面の幅方向の中央に、固定部１ａの試料Ｄを置く面に直交するように設けられている。この支柱１ｆは、長さ方向にレールが設けてあり、駆動部１ｄがレールに沿って動作できるようにしている。
【００１６】
駆動部１ｄは、リニアステッピングモータであり、支柱１ｆのレールは、リニアステッピングモータの固定部側となっている。この駆動部１ｄは、ケーブルＣ２により入出力部１ｅと接続されており、入出力部１ｅにより制御される。そして、この駆動部１ｄは、側面視でＬ字状の圧子支持体１ｇにより圧子１ｂと接続され、駆動部１ｄが上下に動くと、圧子１ｂが試料Ｄの方向に上下に動作するようになっている。
【００１７】
圧子１ｂは、例えばダイヤモンドで三角錐形状に形成されたものあり、十分な強度を有し、圧力により変形しないように形成されている。この圧子１ｂは、取り付け部に圧子の形状などの種類に応じて一意的に定まる電極パターンを有している。圧子１ｂの形状としては、三角錐形状の他に、円錐や角錐の形状であってもよい。
【００１８】
圧子支持体１ｇは、例えば真鍮やステンレスなどの金属で側面視でＬ字状に形成されたものであり、一方の端部には駆動部１ｄが接続され、もう一方の端部には圧子１ｂを試料Ｄに接触可能なように接続する圧子接続部１ｇａを有している。圧子接続部１ｇａは、ケーブルＣ３により入出力部１ｅと接続されており、入出力部１ｅにより圧子１ｂが接続されると圧子１ｂの電極パターンの情報を検出できるようにしている。また、圧子支持体１ｇは、圧子接続部１ｇａの側に荷重センサ１ｃを介在させ、圧子１ｂに加わる荷重、つまり、圧子１ｂが試料Ｄに加えた荷重を計測するようにしている。
【００１９】
荷重センサ１ｃは、例えばロードセルであり、ケーブルＣ１により入出力部１ｅに接続され、入出力部１ｅによりロードセルの出力が検出できるようにされている。
【００２０】
入出力部１ｅは、制御部１ｅａと、計測情報取得部１ｅｂとを有して構成され、計測装置の内部で処理部２に接続されており、処理部２から計測信号が入力されると、圧子１ｂの変位に対する荷重を出力する。また、処理部２から計測条件取得信号が入力されると、例えば圧子１ｂに固有の番号など、圧子１ｂの種類の情報を出力する。
【００２１】
制御部１ｅａは、ケーブルＣ２を介して駆動部１ｄに接続されており、制御信号を駆動部１ｄに出力することにより駆動部１ｄを制御して移動させるとともに、その移動による変位を取得することができる。したがって、この実施形態においては、制御部１ｅａは、圧子１ｂの変位を計測する変位計測部の機能を兼ねている。ただし、制御部１ｅａが変位計測部の機能を兼ねている必要は特になく、例えばレーザ変位計などのような変位計測部を単体で備えていてもよい。
【００２２】
計測情報取得部１ｅｂは、ケーブルＣ１により荷重センサ１ｃと接続されており、荷重センサ１ｃから荷重に比例する電圧値を取得し、記憶部の計測パラメータ情報に記憶されている荷重センサ１ｃに対する変換係数をその電圧値に掛けて荷重に変換する。一方、計測情報取得部１ｅｂは、ケーブルＣ３により圧子接続部１ｇａと接続されており、圧子接続部１ｇａから圧子１ｂの電極パターン情報を取得し、記憶部の計測パラメータ情報３ｂに記憶されている圧子情報の中から取得した電極パターン情報を検索し、圧子１ｂの種類を取得する。
【００２３】
記憶部３は、揮発性メモリと不揮発性メモリで構成され、機械的特性算出プログラム３ａ（以後、単に特性算出プログラム３ａと称する）と、計測パラメータ情報３ｂと、計測結果データ３ｃと、規格化データテーブル３ｄとを記憶する。特性算出プログラム３ａは、不揮発性メモリ上に記憶され、後述の処理部２の特性算出部２ａにより読み出されて実行される。
【００２４】
計測パラメータ情報３ｂは、不揮発性メモリ上に記憶され、荷重センサ１ｃの種類ごとの変換係数と、圧子１ｂに関する情報を収めた圧子情報とを有している。変換係数は、荷重センサ１ｃから出力される電圧値を荷重に変換するための数値である。また、圧子情報は、圧子１ｂの種類と電極パターンとを対応づけた電極パターン情報を有している。
【００２５】
計測結果データ３ｃは、特性計測部１により計測した荷重−変位特性を、変位と荷重を対にした点列で揮発性メモリ上に記憶されている。
【００２６】
規格化データテーブル３ｄは、弾性率と降伏応力のデータの組と荷重を変位の二乗で規格化した値の関係を予め計算により求めて記憶したものであり、圧子１ｂの種類ごとに固有のものである。記憶部３には、圧子１ｂの種類に応じて複数の規格化データテーブル３ｄが記憶されている。
【００２７】
規格化データテーブル３ｄは、具体的には、圧子１ｂの形状と試料Ｄの形状を数値モデル化し、弾性率と降伏応力を試料Ｄが取りうる値の領域で変化させて例えば有限要素法により荷重−変位特性を算出する。これらの結果を、弾性率をパラメータとし、横軸に降伏応力、縦軸に荷重を変位の二乗で規格化した値を取ると、図４の曲線ＣＥ１〜ＣＥ４に示すようなグラフになる。ここで、曲線ＣＥ１〜ＣＥ４は、弾性率がそれぞれE1〜E4のときの特性を示している。
【００２８】
処理部２は、中央処理装置を有するコンピュータであり、入出力部１ｅと、記憶部３と、入力部４と、出力部５と接続され、プログラムを処理することにより各部を制御する。この処理部２は、記憶部３に記憶された特性算出プログラム３ａを読み込み、実行することで弾性率と降伏応力とを求める特性算出部２ａを有して構成されている。
【００２９】
特性算出部２ａは、記憶部３から特性解析プログラム３ａを読み込み、実行する。この特性算出部２ａの動作を図２を用いて説明する。まず、入力部４から計測開始の指示を入力すると、特性計測装置は、計測動作を開始する。すると、特性算出部２ａは、出力部５を介して計測条件を入力するように要求する。ここで、計測条件とは、圧子１ｂを押し込む変位の範囲と、圧子１ｂを１回に移動させる変位刻みと、機械的特性（弾性率、降伏応力）を算出する変位であり、特性計測装置の使用者は、これらの計測条件を入力部４から入力する（ステップＳ１）。上述の入力された情報は、記憶部３に計測パラメータ情報３ｂとして記憶される。
【００３０】
また、圧子１ｂを押し込む変位の範囲は、図３に示すように、変位の始点ＳＰと終点ＥＰとを入力する。ここで、圧子１ｂが試料Ｄに接する状態の変位を０として、圧力が大きくなる変位の方向を正方向としている。また、圧子１ｂを１回に移動させる変位は、小さければ小さいほど計測点は多くなる。
【００３１】
特性計測部２ａは、計測条件の入力がされると、入力された圧子１ｂを押し込む変位の範囲で荷重−変位特性の計測を行う（ステップＳ２）。荷重−変位特性の計測は、詳細には次のように行う。まず、特性算出部２ａは、駆動部１ｄにより圧子１ｂを変位の始点ＳＰまで移動させるように入出力部１ｅに制御信号を出力し、さらに計測信号を入出力部１ｅに出力する。すると、入出力部１ｅは、制御部１ｅａにより得られる変位と、計測情報取得部１ｅｂにより得られる荷重とを特性算出部２ａに出力する。そして、特性算出部２ａは、取得した変位と荷重を、記憶部３の計測結果データ３ｃに記憶させる。特性算出部２ａは、上述の変位刻みの分だけ正方向に圧子１ｂを変位させるように入出力部１ｅに制御信号を出力し、さらに計測信号を入出力部１ｅに出力する。そして、特性算出部２ａは、入出力部１ｅから取得する変位と荷重を、記憶部３の計測結果データ３ｃに記憶させる。特性算出部２ａは、この動作を変位の終点ＥＰまで継続する。
【００３２】
特性算出部２ａは、始点ＳＰから終点ＥＰまでの荷重−変位特性が求まると、出力部５に図３に示すように、荷重−変位特性のグラフＣ及び荷重を変位の二乗で規格化した値と変位との関係を示すグラフＣＲを出力する。したがって、このステップにより、圧子１ｂにより試料Ｄに圧力をかけて計測した試料Ｄの荷重−変位特性の計測結果が記憶部３の計測結果データ３ｃに記憶される。また、特性算出部２ａは、計測終了時に使用された圧子１ｂの電極パターンの情報を計測情報取得部１ｅｂを介して取得し、記憶部３に計測パラメータ情報３ｂとして記憶する。
【００３３】
次に、特性算出部２ａは、荷重−変位特性の計測結果データ３ｃを用いて圧子１ｂに固有の弾性率の算出式により、機械的特性を算出する変位における弾性率の計算を行う（ステップＳ３）。具体的には、計測情報取得部１ｅｂを介して得られた電極パターンから計測パラメータ情報から圧子１ｂの種類を取得し、その種類に対応する弾性率の算出式を選んで、荷重−変位特性の計測結果データ３ｃから得られた値を代入することにより弾性率を求める。ここで用いる算出式は、実験的に求められた実験式であり、圧子１ｂの形状が錐状の時には次のような数式になる。
【００３４】
【数１】
2006194604.tif 000003
【００３５】
ここで、νspeは、試料Ｄを形成している材料のポアソン比であり、Espeは、試料Ｄの弾性率である。また、νinは、圧子１ｂを形成する材料のポアソン比であり、Einは、圧子１ｂの弾性率である。そして、Erは、実験系全体としての弾性率であり、荷重−変位特性から求められる。この算出式に、νspe,νin,Einを入力することにより、試料Ｄの弾性率Espeを求めることができる。
【００３６】
さらに、特性算出部２ａは、算出した弾性率と荷重−変位特性の計測結果から求めた荷重を変位の二乗で規格化した値を満たす降伏応力を規格化データテーブル３ｄから検索し求める（ステップＳ４）。ここで、本実施形態においては、規格化データテーブル３ｄは、離散的な値として記憶されているので、値の存在しないところは、補間して求める。また、この処理を図４のグラフを用いて示すと、荷重を変位の二乗で規格化した値ａと、弾性率をともに満たす点ｂを求め、そのときの降伏応力ｃを求めているのである。
【００３７】
そして、機械的特性を算出する変位において算出された弾性率と降伏応力の値をそれぞれ出力部５に出力して終了する（ステップＳ５）。
【００３８】
上述のようにして、規格化データテーブルを用いて降伏応力を求めることができる理由を以下に説明する。試料Ｄに圧子１ｂが押し込まれると、押し込まれた試料Ｄの凹部の接圧子１ｂとの接触面積Sは、押し込み量をdとすると、圧子１ｂが錘状であるので、
【００３９】
【数２】
2006194604.tif 000004
【００４０】
となる。ここで、kaは、圧子１ｂの形状で定まる比例定数である。
【００４１】
また、押し込み荷重Fは、接触面積Sに比例するから、
【００４２】
【数３】
2006194604.tif 000005
【００４３】
となる。ここで、kbは、圧子１ｂの形状、弾性率、降伏応力で定まる比例定数である。したがって、例えば、有限要素法などにより弾性率と降伏応力が一定であるとして、荷重を変位の二乗で規格化した値kを求めると、図５の特性ＲＣに示すように、一定の値となる。
【００４４】
しかしながら、荷重−変位特性の計測値から荷重を変位の二乗で規格化した値kを求めると、図５の特性ＲＭで示すように、kは変位が微小になるにつれて大きくなり、一定値とはならない。この変化の原因としては、比例定数kbが圧子１ｂの形状、弾性率、降伏応力のいずれかの変化により変化しているためと考えられる。圧子１ｂの形状は、不変であるため、kbに影響を与えていないと考えられる。また、一般的に、微小材料の降伏応力は、試料Ｄのサイズや圧子１ｂの押し込み量により図５の降伏応力−変位特性ＳＭに示すように変化すると考えられており、弾性率の変化は、降伏応力の変化に比較すると、小さな変化と考えられる。したがって、比例定数kbの変化は、弾性率を一定と仮定して、主に降伏応力の変化により生じたものと仮定することができる。
【００４５】
そうすると、荷重−変位特性の計測値から荷重を変位の二乗で規格化した値の微小変位における特性には、降伏応力の変化の影響が現れていることになる。そのため、実験式により弾性率を求めると、有限要素法などで予め求めた弾性率と降伏応力のデータの組と荷重を変位の二乗で規格化した値の関係を記憶した圧子１ｂに固有の規格化データテーブル３ｄから降伏応力を求めることができるのである。
【００４６】
このように、弾性率と降伏応力のデータの組と荷重を変位の二乗で規格化した値の関係を予め計算により求めた圧子１ｂに固有の規格化データテーブル３ｄを用いるので微小変位における降伏応力の変化を考慮して降伏応力を算出することができ、また、弾性率と降伏応力の導出に複雑な計算を必要とすることがない。そのため、微小変位領域においても弾性率と降伏応力とを高速に精度よく算出することができる。また、押し込み試験により荷重−変位特性を用いるので、計測のために試料を作成することなく微小部品そのものの状態で弾性率と降伏応力とを精度よく算出することができる。
【００４７】
また、別の実施形態として、本願発明の特性算出プログラムは、特性計測部１を有する特性計測装置内で用いるだけでなく、荷重−変位特性の計測結果を有していれば、汎用のコンピュータ上で動作させて降伏応力及び弾性率を算出することができる。この実施形態について、図６及び図７を用いて説明する
図６に示す汎用コンピュータ１０は、内部に中央処理装置とハードディスクを備えるとともに、入力部４であるキーボードと、出力部５であるディスプレイと、フレキシブルディスクにアクセスできるフレキシブルディスクドライブ１１と、ＣＤ−ＲＯＭにアクセスできるＣＤ−ＲＯＭドライブ１２が接続されている。そして、この汎用コンピュータ１０は、実行するプログラムをフレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体から読み込んで、オペレーティングシステム上で実行させ動作させる。
【００４８】
ここで、特性算出プログラム３ａ’及び規格化データテーブル３ｄは、記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ１３に記憶されており、初回使用時に汎用コンピュータ１０のハードディスクにインストールされることにより、汎用コンピュータ１０で使用できるようになる。また、弾性率と降伏応力の影響が共に現れる弾性領域と弾塑性領域にまたがる連続領域ＣＡを含んで計測機器で計測された荷重−変位特性の計測結果データ３ｃ’は、荷重と変位を対にした数値データとしてフレキシブルディスク１４に記憶されている。
【００４９】
次に、特性算出プログラム３ａ’の動作を図７を用いて説明する。特性算出プログラム３ａ’の動作は、上述の特性算出プログラム３ａの動作に類似しており、同じ処理内容については同じ符号を付け、説明を省略する。
【００５０】
まず、特性算出プログラム３ａ’を起動すると、特性算出プログラム３ａ’はディスプレイに計測条件を入力するように要求する。ここで、計測条件とは、計測機器で計測されたときの圧子１ｂの種類を示すデータであり、使用者は入力部４からこのデータを入力する（ステップＳ１１）。
【００５１】
そして、特性算出プログラム３ａ’は、フレキシブルディスク１４に記憶された荷重−変位特性の計測結果データ３ｃ’を読み込む（ステップＳ１２）。このデータ内容から圧子１ｂを押し込む変位の範囲と、圧子１ｂを１回に移動させる変位刻みを取得する。その後の処理は、特性算出プログラム３ａと同様である。
【００５２】
このように、荷重−変位特性を計測器で計測し、計測結果を読み込むようにしても、弾性率と降伏応力のデータの組と荷重を変位の二乗で規格化した値の関係を予め計算により求めた圧子１ｂに固有の規格化データテーブル３ｄを用いるので微小変位における降伏応力の変化を考慮して降伏応力を算出することができ、また、弾性率と降伏応力の導出に複雑な計算を必要とすることがない。
【００５３】
なお、特性算出プログラム３ａ’や計測結果データ３ｃ’を、記憶媒体を用いて汎用コンピュータ１０に入力するものについて説明したが、それに限ることはなく、汎用コンピュータ１０が通信機能を有し、ネットワークに接続しているのであれば、ネットワーク経由で入力しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】機械的特性計測装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】機械的特性計測装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】荷重−変位特性と荷重を変位の二乗で規格化した値の計測値を示すグラフである。
【図４】規格化データテーブルを弾性率をパラメータとして示したグラフである。
【図５】荷重を変位の二乗で規格化した値の変位特性についての計測値と計算値及び降伏応力の変位特性の計測値を示すグラフである。
【図６】機械的特性算出プログラムを動作させる汎用コンピュータの外観図である。
【図７】機械的特性算出プログラムの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１      特性計測部
１ａ    固定部
１ｂ    圧子
１ｃ    荷重センサ
１ｄ    駆動部
１ｅ    入出力部
１ｅａ  制御部（変位計測部）
１ｅｂ  計測情報取得部
１ｆ    支柱
１ｇ    圧子支持体
２      処理部
２ａ    特性算出部
３      記憶部
３ａ，３ａ’  機械的特性算出プログラム
３ｂ    計測パラメータ情報
３ｃ，３ｃ’  計測結果データ
３ｄ    規格化データテーブル
４      入力部
５      出力部
１０    汎用コンピュータ
Ｄ      試料
【図１】
2006194604.tif 000006
【図２】
2006194604.tif 000007
【図３】
2006194604.tif 000008
【図４】
2006194604.tif 000009
【図５】
2006194604.tif 000010
【図６】
2006194604.tif 000011
【図７】
2006194604.tif 000012