(57)【要約】      （修正有）【課題】弾性材料及び／又は延性材料などの材料の動的引張応力及び／又は歪応答を測定するための方法及び装置を提供する。【解決手段】ストライカ棒１０４、ストレッチャ棒１０６、ストライカ棒１０４をストレッチャ棒１０６に向けて駆動するように構成された駆動アセンブリ１１４、試験サンプルを受容する静止被検査物マウント１３２及び可動被検査物マウント１３４を有し、ストライカ棒１０４をストレッチャ棒１０６に向けて駆動することにより、試験サンプルに引張応力と引張歪を与える。ストライカ棒１０４が十分な力で駆動されるならば、試験サンプルは、部分的に又は全体的に、引張応力又は歪から破壊する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料の動的引張応力／歪応答を測定するための装置であって、
ストライカ棒（１０４）、
ストレッチャ棒（１０６）、
前記ストライカ棒（１０４）を前記ストレッチャ棒（１０６）に向けて駆動するように構成された駆動アセンブリ（１１４）、
試験サンプル（６００、１１００）の第１の部分を受容し、前記試験サンプル（６００、１１００）の前記第１の部分を固定された位置に維持するように構成された、静止被検査物マウント（１３２）、及び
前記試験サンプル（６００、１１００）の第２の部分を受容し、前記試験サンプル（６００、１１００）の試験又は測定の間に、前記静止被検査物マウント（１３２）から離れて移動するように構成された、可動被検査物マウント（１３４）を備える、装置。
【請求項２】
前記ストライカ棒（１０４）が、前記ストレッチャ棒（１０６）と一列に整列するように配置され、前記ストレッチャ棒（１０６）が、前記ストライカ棒（１０４）による前記可動被検査物マウント（１３４）への衝撃により、前記静止被検査物マウント（１３２）から離れて移動するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ストライカ棒（１０４）が、前記ストライカ棒（１０４）による前記可動被検査物マウント（１３４）への前記衝撃からもたらされる、前記ストレッチャ棒（１０６）を通る圧力波を生成するように構成され、
前記圧力波が、前記ストレッチャ棒（１０６）の第１の端部から前記ストレッチャ棒（１０６）の第２の端部へ移動し、前記ストレッチャ棒（１０６）の前記第１の端部に戻るように、前記ストライカ棒（１０４）と前記ストレッチャ棒（１０６）が構成され、
前記ストライカ棒（１０４）の前記ストレッチャ棒（１０６）との物理的な接触の間に、前記圧力波が、前記ストレッチャ棒（１０６）の前記第１の端部から前記ストライカ棒（１０４）の中へ移動するように、前記ストライカ棒（１０４）と前記ストレッチャ棒（１０６）が構成され、及び
前記圧力波が前記ストレッチャ棒（１０６）の前記第１の端部から前記ストライカ棒（１０４）の中へ移動した後で、前記ストライカ棒（１０４）と前記ストレッチャ棒（１０６）が、互いから物理的に分離するように構成され、それによって、前記試験サンプル（６００、１１００）の前記試験又は測定の間に、前記圧力波が前記ストライカ棒（１０４）内に閉じ込められる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ストライカ棒（１０４）が、第１の材料から形成され、
前記ストレッチャ棒（１０６）が、前記第１の材料から形成され、
前記ストライカ棒（１０４）が、第１の長さを有し、
前記ストレッチャ棒（１０６）が、第２の長さを有し、及び
前記第１の長さが、前記第２の長さよりも長い、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ストライカ棒（１０４）が、第１の材料から形成され、
前記ストレッチャ棒（１０６）が、前記第１の材料とは異なる第２の材料から形成され、及び
前記圧力波が前記第２の材料を通るときよりも前記第１の材料を通るときに遅い速度で移動するように、前記第１の材料と前記第２の材料が構成されている、請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
前記静止被検査物マウント（１３２）を受容する被検査物マウント支持体を更に備える、請求項２から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記被検査物マウント支持体が、前記被検査物マウント支持体を通る第１の開孔を備え、前記静止被検査物マウント（１３２）が、前記静止被検査物マウント（１３２）を通る第２の開孔を備え、及び前記ストライカ棒（１０４）が、前記可動被検査物マウント（１３４）に衝撃を与える前に、前記第１の開孔と前記第２の開孔を通って延伸するように構成されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記駆動アセンブリ（１１４）が、チャネルアセンブリ内に配置されたばねを備え、及び
前記ばねが、前記ストライカ棒（１０４）を前記ストレッチャ棒（１０６）に向けて駆動するように構成されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記静止被検査物マウント（１３２）が、内部に、前記試験サンプル（６００、１１００）の前記第１の部分を受容するように構成された第１の溝を備え、
前記可動被検査物マウント（１３４）が、内部に、前記試験サンプル（６００、１１００）の前記第２の部分を受容するように構成された第２の溝を備え、及び
前記静止被検査物マウント（１３２）と前記可動被検査物マウント（１３４）のうちの少なくとも一方が、内部に、前記試験サンプル（６００、１１００）の前記試験又は測定の間に、前記試験サンプル（６００、１１００）が凹部にまたがるように構成された前記凹部を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記ストライカ棒（１０４）を準備位置に維持し、前記試験又は測定を開始するために前記ストライカ棒（１０４）を解放するように構成された、解放アセンブリを更に備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本教示は、材料計測学の分野に関し、特に、可撓性の柔軟な材料又は別の材料の応力及び歪特性を測定するためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
このセクションは、必ずしも従来技術ではない、本開示に関する背景情報を提供する。
【０００３】
構造物の設計及び製造は、構造的構成要素又はデバイスの基礎構造に対する適切な材料の選択を必要とする。適切な材料を選択するために、科学者、エンジニア、デザイナー、設計者などは、材料が破壊するまで耐え得る応力及び歪などの材料の特定の知識を必要とする。ほとんどの材料は、速度依存性の（ｒａｔｅ‐ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）特性を示し、多くの用途は、材料を低い歪速度の荷重と高い歪速度の荷重の両方に晒す。
【０００４】
材料の物理的特性と応力特性を試験し資格を与えるために、様々な測定デバイスが開発されてきた。例えば、スプリットホプキンソン圧力棒が使用されて、材料の動的応力歪応答を試験し得る。スプリットホプキンソン圧力棒の使用の間に、被検査物又は試験サンプルが、入射棒と伝達棒との間に配置され、入射棒と伝達棒に物理的に接触する。被検査物から離れた入射棒の第１の端部において、応力波、圧力波、又は入射波が、ストライカ棒を使用して生成される。入射波は、第１の端部から入射棒を通って、被検査物に物理的に接触する第２の端部に向けて伝播する。被検査物に到達した際に、入射波からのエネルギーの第１の部分は、被検査物を通って移動し、一方、第２の部分は、被検査物から離れるように反射し、入射棒を通って戻る。波の第１の部分は、被検査物を通って移動し、被検査物に応力を与え、且つ、被検査物を変形させ、その後、被検査物に物理的に接触した伝達棒に伝達される。伝達棒の動きは、モーメンタム棒とモーメンタムトラップによって停止され得る。
【０００５】
入射波の第１と第２の部分が、それぞれ、入射棒と伝達棒の端部に到達したときに、入射波の幾らかの部分は、棒の端部から離れるように反射し、複数回にわたり棒を通って前後に速く移動する。入射波が棒の端部にある被検査物に到達したときは何時でも、入射波エネルギーの一部分が、被検査物に伝達され、被検査物は、再び高い応力に晒される。入射棒と伝達棒を通るこれらの入射波の前後移動は、したがって、被検査物を通り、被検査物内で階段状運動と非定常歪速度を生成する。スプリットホプキンソン圧力棒測定は、したがって、第１の運動ステップの間にのみ有効であるが、多くの材料は、その第１の運動ステップの間には破壊しない。
【０００６】
更に、加硫物（例えば、天然ゴム）、エラストマー（例えば、シリコーン、ポリマー）などの、弾性材料の動作及び破壊特性は、密封材、バリア、振動減衰材、衝撃吸収材、及びクッション材としての使用、更に、他の使用に対して、材料を選択することにおいて重要な検討事項である。スプリットホプキンソン圧力棒は、入射波が試験サンプルを通って移動する際に、入射棒と伝達棒との間の試験サンプルを圧縮力に晒す。したがって、スプリットホプキンソン圧力棒は、引張状態の材料を試験し得るが、破壊を起こすのに高い歪を必要とする被検査物に対しては上手く機能しない。更に、スプリットホプキンソン圧力棒を使用する被検査物の試験は、入射波が入射棒と伝達棒を通って前後に伝播する際に、材料を非定常歪速度に晒す。したがって、スプリットホプキンソン圧力棒は、高い歪速度を提供するが、高い歪は提供しない。サーボ機構方法を使用する他のデバイスは、高い歪を提供し得るが、高い歪速度は提供し得ない。
【０００７】
可撓性の柔軟な延性の材料などの様々な材料、及び、他の材料の一定な歪速度における引張強度と破壊応力などの、様々な特性を測定するために適切であり、高い歪速度と高い歪の両方を提供する、デバイスが、当該技術分野で必要とされている。
【発明の概要】
【０００８】
以下は、本教示の１以上の実施形態の幾つかの態様の基本的な理解を提供するために簡単な概要を提示する。本概要は、広範な概説ではなく、本発明の主要な要素若しくは重要な要素を特定すること、更には本開示の範囲を正確に記述することを意図しているのではない。むしろ、本概要の主要な目的は、後に提示される詳細な説明の前置きとして、単純な形式で１以上の概念を提示するためのものに過ぎない。
【０００９】
材料の動的引張応力／歪応答を測定するための装置は、ストライカ棒、ストレッチャ棒、ストライカ棒をストレッチャ棒に向けて駆動するように構成された駆動アセンブリ、及び試験サンプルの第１の部分を受容し試験サンプルの第１の部分を固定された位置に維持するように構成された静止被検査物マウントを含む。装置は、試験サンプルの第２の部分を受容し、試験サンプルの試験又は測定の間に、静止被検査物マウントから離れて移動するように構成された、可動被検査物マウントを更に含む。一実施形態では、ストライカ棒が、ストレッチャ棒と一列に整列するように配置され、ストレッチャ棒が、ストライカ棒による可動被検査物マウントへの衝撃により、静止被検査物マウントから離れて移動するように構成されている。ストライカ棒は、ストライカ棒による可動被検査物マウントへの衝撃からもたらされる、ストレッチャ棒を通る圧力波を生成するように構成され得る。
【００１０】
一実施形態では、圧力波が、ストレッチャ棒の第１の端部からストレッチャ棒の第２の端部に移動し、ストレッチャ棒の第１の端部に戻るように、ストライカ棒とストレッチャ棒が構成され得る。ストライカ棒のストレッチャ棒との物理的な接触の間に、圧力波が、ストレッチャ棒の第１の端部からストライカ棒の中へ移動するように、ストライカ棒とストレッチャ棒が更に構成され得る。更に、ストライカ棒とストレッチャ棒は、圧力波がストレッチャ棒の第１の端部からストライカ棒の中へ移動した後で、互いから物理的に分離するように構成され、それによって、試験サンプルの試験又は測定の間に、圧力波がストライカ棒内に閉じ込められ得る。
【００１１】
一実施形態では、ストライカ棒とストレッチャ棒が、第１の材料から形成され、ストライカ棒は、第１の長さを有し、ストレッチャ棒は、第２の長さを有し、及び、第１の長さは、第２の長さよりも長くなり得る。別の一実施形態では、ストライカ棒は、第１の材料から形成され、ストレッチャ棒は、第１の材料とは異なる第２の材料から形成され、及び、圧力波が第２の材料を通るときよりも第１の材料を通るときに遅い速度で移動するように、第１の材料と第２の材料が構成され得る。
【００１２】
装置は、静止被検査物マウントを受容する被検査物マウント支持体を更に含み得る。被検査物マウント支持体は、そこを通る第１の開孔を含み、静止被検査物マウントは、そこを通る第２の開孔を含み、及び、ストライカ棒は、可動被検査物マウントに衝撃を与える前に、第１の開孔と第２の開孔を通って延伸するように構成され得る。
【００１３】
一実施形態では、駆動アセンブリが、チャネルアセンブリ内に配置されたばねを含み、ばねは、ストライカ棒をストレッチャ棒に向けて駆動するように構成され得る。
【００１４】
静止被検査物マウントは、その内部に、試験サンプルの第１の部分を受容するように構成された第１の溝を含み得る。可動被検査物マウントは、その内部に、試験サンプルの第２の部分を受容するように構成された第２の溝を含み得る。静止被検査物マウントと可動被検査物マウントのうちの少なくとも一方は、その内部に、試験サンプルの試験又は測定の間に試験サンプルが凹部にまたがるように構成された凹部を含み得る。
【００１５】
装置は、ストライカ棒を準備位置に維持し試験又は測定を開始するためにストライカ棒を解放するように構成された、解放アセンブリを更に含み得る。解放アセンブリは、電源に電気的に接続された電磁石を含み、解放アセンブリは、電磁石が電力供給されたときにストライカ棒を準備位置に維持するように構成され得る。更に、解放アセンブリは、電磁石から電力を除去した際に、試験又は測定を開始するように構成され得る。
【００１６】
試験サンプルを試験又は測定するための方法は、ストライカ棒をストレッチャ棒に向けて駆動すること、ストライカ棒を用いて可動被検査物マウントへ衝撃を与えること、ストライカ棒が可動被検査物マウントへ衝撃を与えることにより、可動被検査物マウントを静止被検査物マウントから離れるように移動させること、及び、可動被検査物マウントを静止被検査物マウントから離れるように移動させることにより、静止被検査物マウントと可動被検査物マウントに取り付けられた試験サンプルに、動的引張応力及び／又は歪を与えることを含む。
【００１７】
該方法は、ストライカ棒が可動被検査物マウントへ衝撃を与えることにより、ストレッチャ棒内に圧力波を生成することを更に含み得る。圧力波は、ストレッチャ棒の第１の端部からストレッチャ棒の第２の端部へ移動し、ストレッチャ棒の第１の端部に戻る。該方法は、ストライカ棒の可動被検査物マウントとの物理的な接触の間に、可動被検査物マウントからストライカ棒の中へ圧力波を伝達すること、可動被検査物マウントから圧力波が伝達された後で、可動被検査物マウントからストライカ棒を物理的に分離して、それらの間に間隙を形成し、それによって、ストレッチャ棒からの圧力波を除去し、ストライカ棒内に圧力波を閉じ込めることを含み得る。
【００１８】
該方法は、駆動アセンブリを使用して、ストライカ棒をストレッチャ棒に向けて駆動することを更に含み得る。ストライカ棒による可動被検査物マウントへの衝撃の前に、ストライカ棒は、静止被検査物マウントを通る開孔の中で延伸し得る。
【００１９】
試験材料の矩形状ストリップを形成すること、支持体材料を試験材料の矩形状ストリップの２以上の端部に接着し、第１の装着ストリップと第２の装着ストリップを提供すること、第１の装着ストリップを静止被検査物マウント内の第１の溝の中へ配置すること、第２の装着ストリップを可動被検査物マウント内の第２の溝の中へ配置すること、及び、試験材料が静止被検査物マウントと可動被検査物マウントのうちの少なくとも１つによって形成された凹部にまたがるように、凹部を覆って試験材料を配置することを含む、方法を使用して、試験サンプルが準備され得る。試験材料は、スペックルパターンで被覆され得る。一実施形態では、試験サンプルに動的引張応力及び／又は歪を与えることが、試験サンプルに、１秒毎に１００から２５００回の動的引張歪を与え得る。
【００２０】
この明細書に組み込まれ、且つ、この明細書の一部を構成する添付図面は、本教示の実施形態を例示しており、説明部分と共に、本開示の原理を解説するために役立っている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】被検査物の特性及び応答を測定及び試験するために使用され得る、本教示の一実施形態による、デバイスの斜視図である。
【図２】図１の構造を描く平面図である。
【図３】図１の構造を描く側面図である。
【図４】本教示の一実施形態による、被検査物取り付けアセンブリを描く側面透視図である。
【図５】本教示の一実施形態による、被検査物取り付けアセンブリを含む斜視図である。
【図６】本教示の一実施形態による、被検査物取り付けアセンブリ及び試験サンプルを描く側面図である。
【図７】準備位置にある図１のデバイスの斜視図である。
【図８】ストライカ棒が可動被検査物マウントに接触する際の図６の側面図である。
【図９】ストライカ棒による可動被検査物マウントへの衝撃の後で、試験サンプルを引張応力及び／又は歪に晒している間の、図８の構造の側面図である。
【図１０】図１０は、本教示の一実施形態による、試験サンプルを試験又は測定するための方法のフローチャートである。
【図１１】本教示の一実施形態による、試験サンプル、静止被検査物マウント、及び可動被検査物マウントの側面図である。
【図１２】試験サンプルを取り付けた後の図１１の構造の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図面の幾つかの詳細は、厳密な構造的精度、詳細、及び縮尺を維持することよりもむしろ、本教示の理解を容易にするように、単純化され描かれていることに注意せよ。
【００２３】
添付図面に例が示される本開示の例示的な実施形態に、以下で詳しく言及していく。可能な場合には、同一又は類似の部品を言及するのに、図面全体を通して同一の参照番号が使用されることになる。
【００２４】
本教示は、弾性又は非弾性の材料サンプルなどの、試験被検査物の性能データを試験及び／又は取得するための方法及び構造を提供する。該方法は、比較的一定な歪速度にわたる材料サンプルの引張強度の動的測定を含み得る。従来の幾つかの測定技術が、試験被検査物のみならず様々なデバイス構造を通して圧力波を複数回だけ前後に伝播させ、試験被検査物の非定常応力／歪をもたらしたが、本教示のデバイス又は試験構造は、ある実施形態で、様々なデバイス構造及び試験サンプルを通る低減された圧力波の伝播を有し、それによって、より正確な応力及び／又は歪データをもたらし得る。
【００２５】
試験サンプルの引張特性、性能データ、又は他の物理的特性を試験及び／又は測定するためのデバイス又は装置１００の、図１は斜視図、図２は平面図、及び図３は側面図である。図１〜図３が、例示的な構造を描いていること、様々な描かれているデバイス構造が除去され又は変形され得る一方で、本教示による測定デバイスが、簡略化のために描かれていない他のデバイス構造を含み得ることは、理解されるだろう。
【００２６】
デバイス１００は、１以上のファスナ、例えば、（簡略化のために個別には描かれていない）１以上のねじ、ボルト、くぎ、クリップ、クランプ、接着剤などを使用して、他の測定デバイス基礎構造が装着され及び／又は取り付けられるところの、ベース１０２を含み得る。測定デバイス１００は、ストライカ棒１０４、ストレッチャ棒１０６、及び被検査物取り付けアセンブリ１０８を更に含む。
【００２７】
デバイス１００は、ストライカ棒１０４を誘導及び支持し且つ使用の間にストレッチャ棒１０６に向けて及びストレッチャ棒から離れるようなストライカ棒１０４の軸方向の動きを可能にする、ベース１０２に取り付けられた１以上のストライカ棒支持体１１０を更に含み得る。各ストライカ棒支持体１１０は、１以上のブッシング（例えば、ソリッドスリーブブッシング又はスプリットブッシング）、ローラベアリング、又は他の低摩擦支持体などの、１以上のベアリング５００（図５参照）を含み得る。それらは、ストライカ棒１０４の低摩擦で軸方向の動きを支持し可能にする。同様に、デバイス１００は、ストレッチャ棒１０６を誘導及び支持し且つ使用の間にストライカ棒１０４に向けて及びストライカ棒１０４から離れるようなストレッチャ棒１０６の軸方向の動きを可能にする、ベース１０２に取り付けられた１以上のストレッチャ棒支持体１１２も含み得る。各ストレッチャ棒支持体１１２は、１以上のブッシング（例えば、ソリッドスリーブブッシング又はスプリットブッシング）、ローラベアリング、又は他の低摩擦支持体などの、１以上のベアリングを含み得る。それらは、ストレッチャ棒１０６の低摩擦で軸方向の動きを支持し可能にする。
【００２８】
図１〜図３のデバイス１００は、駆動アセンブリ１１４と解放アセンブリ１１６を更に含む。駆動アセンブリ１１４は、例えば、１以上のばね、圧縮ガス、又は別の方法を使用して、ストライカ棒１０４をストレッチャ棒１０６に向けて駆動するように構成されている。駆動アセンブリ１１４がストライカ棒１０４を駆動する際の力は、例えば、種々の試験サンプル材料と試験条件を受け入れるように調整可能であり得る。解放アセンブリ１１６は、ストライカ棒１０４を、準備位置、係合位置、又は突撃位置に維持若しくは保持し、ストライカ棒１０４を、試験サンプルの試験又は測定（以後、集合的に「試験」）を開始するために解放するように構成されている。ばねを含む駆動アセンブリ１１４では、デバイス１００が準備位置にあるときに、ばねが、引張状態に保持され得る。高速作動ガスバルブを含む駆動アセンブリ１１４では、デバイス１００が準備位置にあるときに、ガスが、容器内で圧縮され得る。本明細書で説明されるものに加えて、デバイス１００の他のアセンブリのみならず、駆動アセンブリ１１４と解放アセンブリ１１６の他の実施態様が考慮される。
【００２９】
図１〜図３のデバイス１００の駆動アセンブリ１１４は、ストライカ棒１０４を取り巻くばね１１８とばね１１８の第１の端部１１９に取り付けられたリテーナ１２０とを含む。スプリング１１８の第２の端部１２１は、チャネルアセンブリ１２３内でストライカ棒１０４に固定され得る。少なくともばね１１８の一部分とストライカ棒１０４の一部分が、チャネルアセンブリ１２３のチャネル内に配置され及び／又は閉じ込められている。駆動アセンブリ１１４は、リテーナ１２０に隣接したプレート１２２を更に含み得る。プレート１２２は、鉄、鉄合金、又は別の強磁性材料などの、強磁性材料から製造され又は強磁性材料を含むように製造され得る。一実施形態では、プレート１２２が、ストライカ棒１０４の第１の端部に取り付けられ、ストライカ棒１０４の第１の端部が、リテーナ１２０内の孔を通って延在し得る。
【００３０】
解放アセンブリ１１６は、電源１２６に取り付けられた電磁石１２４を含み得る。プレート１２２を後退させた後で、プレート１２２が、電磁石１２４によって準備位置に保持され得るように、電磁石１２４が配置されている。
【００３１】
デバイス１００は、１以上のリトラクタ１２８を更に含み、アイドル位置から準備位置へ駆動アセンブリ１１４を後退させる助けとなり得る。リトラクタ１２８は、チャネルアセンブリ１２３から離れるようにプレート１２２を後退させ、プレート１２２、ばね１１８、及びストライカ棒１０４を、準備位置の中へ配置する。リトラクタ１２８は、電源、ガス源、又は油圧流体源１３０と流体連通などした、１以上の電気、ガス、又は油圧ピストン１２８を含み得る。
【００３２】
被検査物取り付けアセンブリ１０８は、静止被検査物マウント１３２と可動被検査物マウント１３４を含み、それらの各々は、試験の間に被検査物（すなわち、試験サンプル）を受容し得る。静止被検査物マウント１３２は、被検査物マウント支持体１３６に取り付けられ、一方、可動被検査物マウント１３４は、ストレッチャ棒１０６の第１の端部に取り付けられ得る。被検査物取り付けアセンブリは、図４及び図５との関連で以下でより詳細に説明される。
【００３３】
１以上のデータ収集デバイスが使用されて、試験の間にデータを収集し得る。例えば、データ収集デバイスは、例えば、試験の間に、被検査物取り付けアセンブリ１０８に焦点を合わせた高速カメラ１４０を含み得る。データ収集デバイスは、試験の間に、ストレッチャ棒１０６の力及び／又は加速度をモニタするために、ストレッチャ棒１０６の第２の端部又は別の適切な位置に配置された、加速度計１４２も含み得る。
【００３４】
ストライカ棒１０４が、ストレッチャ棒１０６と軸方向に一列に整列するように、デバイス１００は組み立てられ得る。言い換えると、ストライカ棒１０４の軸は、ストレッチャ棒１０６の軸と一列に整列するように配置されている。デバイス１００の基礎構造の配置を規定するために、任意の数のスペーサ１５０が、ベース１０２と、チャネルアセンブリ１２３、ストライカ棒支持体１１０、被検査物マウント支持体１３６、ストレッチャ棒支持体１１２のうちの１以上との間に、及び／又は必要若しくは所望に応じて他の位置に配置され得る。
【００３５】
ベース１０２は、テーブル又は他の取り付け面に固定されたテーブル又は面であり得る。最も正確な試験結果のために、試験の間に、デバイス１００の振動などの意図しない動きが最小化され得る。これは、他の装備などの外部源からもたらされる振動及び他の意図しない動きを含む。デバイス１００の構成要素とサブアセンブリは、ポリマー、スチール若しくはアルミニウムなどの金属、及び／又は他の天然若しくは合成材料から製造され得る。
【００３６】
被検査物取り付けアセンブリ１０８の領域内のデバイス１００の、図４は平面図、図５は斜視図である。図４及び図５は、２つの異なる位置にあるデバイス１００を描いているが、被検査物取り付けアセンブリ１０８に取り付けられる試験サンプルは存在していない。描かれているように、被検査物マウント支持体１３６は、試験の間にそこを通ってストライカ棒１０４が延伸するところの、開孔４００を含む。更に、静止被検査物マウント１３２も、試験の間にそこを通ってストライカ棒１０４が延伸するところの、開孔４０２を含み、開孔４００は開孔４０２と位置合わせされ、それらを通るストライカ棒１０４の通過を可能にする。開孔４００、４０２は、ストライカ棒１０４が、被検査物マウント支持体１３６と静止被検査物マウント１３２を通って延伸又は通過し、可動被検査物マウント１３４の露出された面４０４と物理的に接触して、試験の間に、ストレッチャ棒１０６と取り付けられた可動被検査物マウント１３４とを駆動することを可能にする。上述されたように、図５は、ストライカ棒支持体１１０とストレッチャ棒支持体１１２内のベアリング５００も描いている。
【００３７】
描かれているように、静止被検査物マウントは、１以上のボルト又は簡易着脱ファスナなどのファスナ４０６を使用して、被検査物マウント支持体１３６に除去可能に又は永続的に取り付けられ得る。可動被検査物マウント１３４は、１以上のボルト又は簡易着脱ファスナなどのファスナ４０８を使用して、ストレッチャ棒１０６に除去可能に又は永続的に取り付けられ得る。別の一実施形態では、静止被検査物マウント１３２と被検査物マウント支持体１３６は、静止被検査物マウント１３２が、被検査物マウント支持体１３６の部分であるように、単一の材料のピースから製造され得る。更に、ストレッチャ棒１０６と可動被検査物マウント１３４は、可動被検査物マウント１３４が、ストレッチャ棒１０６の部分であるように、単一の材料のピースから製造され得る。
【００３８】
図６は、テープ、エポキシ、クランプなどの１以上のファスナ６０２を使用して、静止被検査物マウント１３２と可動被検査物マウント１３４に取り付けられた、試験サンプル６００を有する被検査物取り付けアセンブリ１０８の領域内の断面図である。例えば、試験サンプル６００は、少なくとも部分的に又は全体的に、静止被検査物マウント１３２と可動被検査物マウント１３４との両方の円周の周りに巻き付けられた、可撓性の柔軟な材料の矩形状ストリップであり得る。図６で描かれているように、凹部６０４にまたがる試験サンプル６００の一部分が、静止被検査物マウント１３２と可動被検査物マウント１３４によって物理的に支持されないように、試験サンプル６００は、静止被検査物マウント１３２と可動被検査物マウント１３４のうちの一方又は両方によって形成された凹部６０４にまたがる。図６は、試験サンプル６００を試験する前の、被検査物取り付けアセンブリ１０８を描いている。ストライカ棒１０４は、可動被検査物マウント１３４の露出された面４０４を打つ前の、準備位置にある。
【００３９】
試験を実行するために、図１のデバイス１００は、先ず、準備位置の中に配置される。描かれている実施形態では、プレート１２２が、ガス源１３０を使用して、１以上のガスピストン１２８を圧縮することによって電磁石１２４に向けて移動され、図７で描かれているように、プレート１２２が、電磁石１２４に係合し又は物理的に接触するように、各ガスピストン１２８のアーム１５２が延伸する。電磁石１２４は、プレート１２２を準備位置に維持するように電力供給され、ガスピストン１２８は、圧縮解除されて、プレート１２２から離れるようにアーム１５２を後退させる。この位置では、ポテンシャルエネルギーが、チャネルアセンブリ１２３内のばね１１８に与えられている。
【００４０】
例示のために、図７は、試験被検査物が被検査物取り付けアセンブリ１０８内に配置されていない状態の、静止被検査物マウント１３２から離れて配置された可動被検査物マウント１３４を描いている。図６で描かれているように、通常、デバイス１００を準備位置に配置する前に、試験サンプル６００が、被検査物取り付けアセンブリ１０８内に配置される。
【００４１】
試験サンプル６００を、デバイス１００の被検査物取り付けアセンブリ１０８の中へ配置し、デバイス１００を準備位置の中へ配置した後で、電磁石１２４から電力を除去することによって試験が開始され得る。ばね１１８に与えられたポテンシャルエネルギーは、解放され、運動エネルギーに変換される。それは、ストライカ棒１０４をストレッチャ棒１０６に向けて駆動する。試験フェーズの間に、ストライカ棒１０４の第２の端部が、被検査物マウント支持体１３６を通って開孔４００の中へ、静止被検査物マウント１３２を通って開孔４０２の中へ延伸し、可動被検査物マウント１３４の露出された面４０４に物理的に接触する。図８は、可動被検査物マウント１３４の面４０４に、ちょうど接触した際のストライカ棒１０４を描いている。
【００４２】
次に、ストライカ棒１０４からのエネルギーが、ストレッチャ棒１０６に取り付けられた可動被検査物マウント１３４に伝達され、ストレッチャ棒１０６と可動被検査物マウント１３４は、例えば、図９で描かれているように、静止被検査物マウント１３２から離れるように駆動される。描かれているように、静止被検査物マウント１３２から離れる可動被検査物マウント１３４の動きは、それによって、試験サンプル６００に引張応力と引張歪を与える。ストライカ棒１０４が十分な力で駆動されるならば、試験サンプル６００は、部分的に又は全体的に、引張応力又は歪から破壊し得る。
【００４３】
ストライカ棒１０４が、可動被検査物マウント１３４の露出された面４０４に与える力は、例えば、より高い圧縮力のばね（すなわち、より堅いばね）を有するばね１１８を使用することによって、及び／又はばね１１８が準備位置でより高いポテンシャルエネルギーの下に配置されるように、電磁石１２４をチャネルアセンブリ１２３から更に離れるように移動させることによって増加され得る。一実施形態では、ベース１０２が、電磁石マウント１５６を通る１以上の調整ボルト１５８を受容する１以上のスロット１５４を含み得る。調整ボルト１５８は、電磁石マウント１５６と電磁石マウント１５６に取り付けられた電磁石１２４との再配置のために緩められ得る。その後、調整ボルト１５８は、電磁石マウント１５６と電磁石１２４を固定するために締め付けられ得る。
【００４４】
試験サンプルの試験の間に、データは、高速カメラ１４０及び／又は加速度計１４２などの、任意の数の所望のデータ収集デバイスによって収集され得る。
【００４５】
ストライカ棒１０４が可動被検査物マウント１３４に接触したときに、可動被検査物マウント１３４を通ってストレッチャ棒１０６の中へ伝播する圧力波が生成される。圧力波が、ストレッチャ棒１０６の第２の端部（すなわち、可動被検査物マウント１３４とは反対側の端部）に到達したときに、圧力波は、第２の端部から離れるように反射し、ストレッチャ棒１０６と可動被検査物マウント１３４を通って戻るように伝播する。上述されたように、スプリットホプキンソン圧力棒では、圧力波が、棒と試験サンプルを通って複数回だけ前後に伝播することを継続し、それによって、試験サンプル内で及び試験サンプルを通って非連続な応力及び非連続な歪を生成する。スプリットホプキンソン圧力棒の動作とは対照的に、装置１００のストライカ棒１０４とストレッチャ棒１０６は、試験サンプル６００に、より連続的な応力を提供するように設計され得る。
【００４６】
一実施形態では、デバイス１００のストライカ棒１０４とストレッチャ棒１０６が、圧力波の１サイクルのみがストレッチャ棒１０６を通った後で、圧力波がストライカ棒１０４内に閉じ込められるように設計又は選択され得る。図８で描かれるように、ストライカ棒１０４とストレッチャ棒１０６との間の最初の接触に際して、ストレッチャ棒１０６を通ってストレッチャ棒１０６の第２の（反対側の）端部へ伝播し、第２の端部から離れるように反射して第１の端部に戻る、第１の圧力波が生成される。同様に、この最初の接触に際して、ストライカ棒１０４を通ってストライカ棒１０４の第１の（反対側の）端部に伝播し、第１の端部から離れるように反射して第２の端部に戻る、第２の圧力波が生成される。
【００４７】
ストレッチャ棒１０６を通る第１の圧力波の移動の間に、ストライカ棒１０４は、露出された面４０４に物理的に接触したままである。一旦、第１の圧力波がストレッチャ棒１０６の第１の端部に戻ると、第１の圧力波は、ストライカ棒１０４に入る。このポイントにおいて、ストライカ棒１０４とストレッチャ棒１０６は、図９で描かれているように分離し、それによって、ストライカ棒１０４の第２の端部と可動被検査物マウント１３４の露出された面４０４との間に間隙９００が存在し、それによって、第１の圧力波が、ストライカ棒１０４の第１の端部から離れるように反射してストライカ棒１０４の第２の端部に戻るときに、第１の圧力波は、ストレッチャ棒１０６に再度入ることができない。同様に、第２の圧力波は、ストレッチャ棒１０６に入ることができない。間隙９００は、試験サンプル６００の試験が完了するまで、そのままである。したがって、試験サンプルを複数回だけ圧力波に晒すスプリットホプキンソン圧力棒とは対照的に、試験サンプル６００は、より少ない回数だけ圧力波に晒され、それによって、試験の間に、より連続的な応力を試験サンプルに与える。対照的に、スプリットホプキンソン圧力棒は、試験デバイスと試験被検査物を通って伝播及び反射を継続する波を有する。これは、階段状運動と非定常歪を生成する。少なくともこの理由で、スプリットホプキンソン圧力棒の測定は、第１のステップの間のみに有効である。
【００４８】
一実施形態では、ストライカ棒１０４がストレッチャ棒１０６に衝撃を与えたときに、両方の棒１０４、１０６内に圧縮波が生成される。圧縮波は、衝撃位置から外へ伝播する。圧縮波が、各棒１０４、１０６の反対側の端部に到達したときに、圧縮波は、２つ棒１０４、１０６の間のインターフェースに向けて（すなわち、試験サンプル６００に向けて）戻る引張波（ｔｅｎｓｉｏｎ  ｗａｖｅ）として反射する。正味の結果は、引張波と次に来る圧縮波とが組み合わされて、ゼロの正味の圧力を生成するということである。しかし、ストライカ棒１０４からの引張波とストレッチャ棒１０６からの引張波が合流したときに、それらの引張波は組み合わされて、正味の引張応力を生成する。ストライカ棒１０４とストレッチャ棒１０６が同じ長さであるならば、２つの棒１０４、１０６の間のインターフェースにおいて、先ず、引張応力が生成される。インターフェースは、引張を支持することができない。だから、棒１０４、１０６は分離する。この場合には、その後、応力波が、ストレッチャ棒１０６を通る伝播及び反射を継続した状態で、ストレッチャ棒１０６が離れる。この波の通過は、ストレッチャ棒１０６が、望ましくない階段状運動を有することをもたらし、したがって、試験被検査物６００内に非定常歪をもたらす。しかし、ストレッチャ棒１０６がストライカ棒１０４よりも短いならば、反射した引張波は、合流し、ストライカ棒１０４内で組み合わされる。この引張波が２つの棒１０４、１０６の間のインターフェースに到達したときに、引張波は、２つの棒１０４、１０６の分離をもたらし、それによって、滑らかな線形運動でストレッチャ棒１０６を離れるストライカ棒１０４内に波を閉じ込める。
【００４９】
一実施形態では、ストライカ棒１０４とストレッチャ棒１０６は、同じ材料、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、他の金属若しくは金属合金、又は別の適切な材料から製造され得る。この実施形態では、圧力波が、同じ速度で、ストライカ棒１０４とストレッチャ棒１０６の両方を通って移動する。ストライカ棒１０４とストレッチャ棒１０６との間の接触のタイミング（すなわち、「接触タイミング」）は、第１の長さを有するストライカ棒１０４と第２の長さを有する（可動被検査物マウント１３４を含む）ストレッチャ棒１０６を提供することによって選択され得る。ここで、第１の長さは、第２の長さよりも長い。この実施形態では、第２の波がストライカ棒１０４を通過する前に、第１の圧力波が、ストレッチャ棒１０６を通過し、ストライカ棒１０４に入る。何故ならば、ストライカ棒１０４内の第２の波は、より長い移動距離を有しているからである。第２の波がストライカ棒１０４の第２の端部に到達する前に、ストライカ棒１０４とストレッチャ棒１０６は、分離して間隙９００を形成する。
【００５０】
別の一実施形態では、ストライカ棒１０４が、第１の材料から製造され、ストレッチャ棒１０６が、第２の材料から製造され得る。ここで、第１の材料は、第２の材料よりも遅い率又は遅い速度で圧力波を伝播する。したがって、この実施形態では、ストライカ棒１０４とストレッチャ棒１０６は、同じ長さを有し、接触タイミングは、それから棒が形成されるところの材料によって制御され得る。この実施形態では、ストライカ棒１０４が、真ちゅうから形成され、一方、ストレッチャ棒１０６が、スチールから形成され得る。ここで、スチール内の波の速度は、真ちゅうのものの近似的に１．７倍である。したがって、接触タイミングそれ自体は、上述のものと同様であり得る。それによって、２つの棒１０４、１０６が分離し間隙９００が生じたときに、第１と第２の圧力波が、ストライカ棒１０４内に閉じ込められる。何れにせよ、ストライカ棒１０４とストレッチャ棒１０６が衝撃の際に変形しないように、又は変形からもたらされるサンプル６００の測定における任意のエラーが許容可能な範囲内に含まれるように、材料が選択される。
【００５１】
図１０は、本教示の一実施形態による、試験サンプルを試験又は測定するための例示的な方法１０００のフローチャートである。説明される方法は、例示的な方法であることが理解されるだろう。実施されたときに、本教示による方法は、説明され及び／又は描かれたものよりも少ない又は更なる処理ステージを含み得る。説明される処理ステージは、本明細書で説明されるものとは異なる順序で実施され得る。更に、方法１０００は、図１〜図９、図１１、及び図１２の装置の１以上の部分の動作によって処理され、したがって、それらを参照することによって説明され得る。しかし、方法１０００は、特に明示的に述べられなければ、任意の特定の構造に限定されない。
【００５２】
一実施形態では、１以上の試験サンプルが、１００２で説明されるような測定のために準備され得る。試験サンプルは、弾性材料、例えば、シリコーン又は他のポリマーであり得る。又は試験サンプルは、セラミック、金属、金属合金、天然若しくは合成複合材料などの固体であり得る。一実施形態では、試験材料のシートが、例えば、均一又は不均一な厚さに対して液体又はゲルを分注することによって準備され得る。試験材料は、熱処理、紫外線光、又は別の適切な処理を使用して硬化され得る。試験材料は、試験のための所望の形状へと形成され、成型され、切断などされ得る。例えば、試験材料のシートは、複数の矩形状ストリップなどの、複数の試験サンプルへ分割され得る。一実施形態では、試験のために、堅い材料が、例えば、シートへ圧縮若しくはスタンプされ、又はワイヤーへ引き延ばされ得る。試験サンプルは、材料の単一の層、又は１以上の材料の２以上の層を含み得る。
【００５３】
一実施形態では、試験サンプルが、試験材料から１以上の矩形状ストリップを形成することによって準備され得る。例えば、図１１は、被検査物取り付けアセンブリ１０８の部分の分解拡大された断面であり、試験サンプル１１００を描いている。図１１の断面は、試験サンプル１１００の幅の全体にわたるセクションであり、試験サンプル１１００は、静止被検査物マウント１３２と可動被検査物マウント１３４の両方の円周の周りで、部分的に又は全体的に延在し得る。試験サンプル１１００は、試験材料１１０２、更には、装着ストリップ１１０４を提供するために、試験材料１１０２の２以上の端部に接着された、エポキシ、別の合成若しくは天然接着剤、又は他の支持材料などの支持材料を含み得る。試験材料１１０２に対する装着ストリップ１１０４の引張接着は、試験又は測定の間に、試験材料１１０２からの装着ストリップ１１０４の剥離を妨げるために、試験材料１１０２が破壊する引張応力を超えるべきである。更に、装着ストリップ１１０４の引張強度は、試験材料１１０２の破壊の前に装着ストリップ１１０４が破壊することを妨げるために、試験材料１１０２の引張強度を超えるべきである。一実施形態では、装着ストリップ１１０４が、静止被検査物マウント１３２と可動被検査物マウント１３４の円周の範囲内及び周りに形成された試験サンプル溝１１０６内にフィットするようにサイズ決定され、構成されている。静止被検査物マウント１３２は、それによって、試験サンプル１１００の第１の部分を受容し、試験又は測定の間に、試験サンプルの第１の部分を固定された位置に維持する。更に、可動被検査物マウント１３４は、それによって、試験サンプル１１００の第２の部分を受容し、試験サンプル１１００の試験又は測定の間に、静止被検査物マウント１３２から離れるように移動する。一実施形態では、試験サンプル１１００の準備は、例えば、デジタル画像相関（ｄｅｇｉｔａｌ  ｉｍａｇｅ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を伴う使用のために、試験材料１１０２をスペックルパターン１１０８で被覆することを含み得る。例えば、スペックルパターン１１０８は、光反射ポリマー、銀フレークなどの金属フレーク、又は別の光反射材料を含み得る。
【００５４】
１００４で説明されているように、試験サンプルは、被検査物取り付けアセンブリに取り付けられる。例えば、これは、図１２で描かれているように、試験サンプル溝１１０６内に装着ストリップ１１０４を配置することを含み得る。試験サンプル１１００は、１以上の接着剤、テープストリップ、エポキシ、又は他のファスナ１２００などの、１以上のファスナ１２００を使用して、被検査物取り付けアセンブリ１０８に取り付けられ得る。図１２で描かれているように、試験材料１１０２は、静止被検査物マウント１３２と可動被検査物マウント１３４の一方又は両方によって形成された凹部６０４に及び、それによって、試験材料１１０２の少なくとも一部分が、凹部６０４に及び、静止被検査物マウント１３２と可動被検査物マウント１３４によって物理的に支持されない。描かれ上述された被検査物取り付けアセンブリ１０８は、取り付けアセンブリの単なる一設計であり、他のものも考慮される。
【００５５】
一実施形態では、方法が、デバイス１００の残りのものから遠隔の位置にある、被検査物取り付けアセンブリ（又はサブアセンブリ）に試験サンプルを取り付けることを含み得る。その後、引き続いて、１００６で説明されるように、被検査物取り付けアセンブリは、デバイス１００の残りのものに取り付けられ得る。
【００５６】
次に、１００８で説明されるように、駆動アセンブリ１１４は、休止位置又はアイドル位置から突撃位置又は準備位置へ移動され得る。図２のデバイス１００では、これが、ガス源１３０からのガスでガスピストン１２８を満たして、アーム１５２を延伸し、それによって、プレート１２２を電磁石１２４に接触する位置へと移動させることを含み得る。電源１２６から電力が供給されたときに、プレート１２２は、ばね１１８を含む駆動アセンブリ１１４を準備位置に維持する機構を使用して、電磁石１２４に接触するように保持される。描かれ上述された駆動アセンブリ１１４は、単に可能性がある１つの駆動アセンブリであり、他の電気的、機械的、電磁的、空気圧的、及び化学的駆動アセンブリも考慮される。
【００５７】
駆動アセンブリ１１４を準備位置の中へ配置した後で、駆動アセンブリ１１４は、試験又は測定を開始するために解放され又は撃鉄を引かれる。例えば、図２のデバイスでは、電磁石１２４から電力が除去され、それによって、プレート１２２及びばね１１８が解放される。それによって、１０１２で説明されるように、駆動アセンブリ１１４は、ばね１１８によって加えられた力を使用して、ストライカ棒１０４をストレッチャ棒１０６に向けて駆動する。ストライカ棒１０４は、被検査物マウント支持体１３６内の開孔４００と静止被検査物マウント１３２内の開孔４０２を通って延伸し、可動被検査物マウント１３４の露出された面４０４に衝撃を与える。これは、静止被検査物マウント１３２と可動被検査物マウント１３４との物理的な分離をもたらし、１０１４で説明されるように、被検査物取り付けアセンブリの動きを使用して、試験サンプルに引張応力を加える。１０１６で説明されるように、引張応力が働いている間に、例えば、高速カメラ１４０、加速度計１４２、又は別の測定技術を使用して、引張応力の効果が測定される。別の一実施形態では、高速カメラ１４０からの画像が、被検査物６００、及び特にスペックルパターン１１０８を捕捉し得る。デジタル画像相関（ＤＩＣ）が使用されて、被検査物６００内の歪を計算し得る。例えば、高速動画フレームが、粒子画像速度測定（ＰＩＶ）法を使用して後処理され、例えば、スペックルパターン１１０８の追跡、及びサンプル６００の歪の計算を可能にする。
【００５８】
したがって、本教示の一実施形態は、延性材料、弾性材料、又は他の材料の動的応力／歪応答を測定するためのデバイス又は装置を含み得る。動的強度を測定するときに、正確な試験又は測定結果を得ることにおいて、一定速度の荷重負荷が重要である。比較的短い衝撃棒、伝達棒、及び受容棒を有する、スプリットホプキンソン圧力棒などの従来のデバイスとは対照的に、本教示によるデバイスは、ストライカ棒とストレッチャ棒のみを含み得る。一実施形態では、例えば、ストレッチャ棒よりも長い長さを有するようにストライカ棒を形成することによって、又はストレッチャ棒よりも遅い速度で圧力波が伝播するストライカ棒を形成することによって、圧力波は、ストレッチャ棒よりもストライカ棒を通って移動するために長い時間を必要とする。結果として、ストライカ棒によるストレッチャ棒への衝撃の後で、２つの棒は、圧力波がストレッチャ棒の遠い端部から反射してストライカ棒の中へと戻るのに十分な長さの時間だけ接触する。このポイントで、波がストライカ棒内にある間に、両方の棒は、ストレッチャ棒が被検査物が破壊するまで滑らかな前方運動を有するように分離する。サーボ油圧試験フレームは、低い歪速度で上手く働くが、高い歪速度の荷重負荷を提供することができない。本教示の一実施形態では、デバイス１００が、例えば、１秒毎に約１００から約２５００回の歪の範囲内にある、１秒毎に２回を超える歪速度荷重負荷を提供し得る。スプリットホプキンソン圧力棒が、脆性材料で上手く働く一方で、それは、大きな距離にわたる一定の歪速度を提供することができず、少なくともこの理由で、高度な延性材料をその破壊のポイントまで試験することに対して適切ではない。
【００５９】
更に、本開示には下記の条項による実施形態が含まれる。
条項１
材料の動的引張応力／歪応答を測定するための装置であって、
ストライカ棒、
ストレッチャ棒、
前記ストライカ棒を前記ストレッチャ棒に向けて駆動するように構成された駆動アセンブリ、
試験サンプルの第１の部分を受容し、前記試験サンプルの前記第１の部分を固定された位置に維持するように構成された、静止被検査物マウント、及び
前記試験サンプルの第２の部分を受容し、前記試験サンプルの試験又は測定の間に、前記静止被検査物マウントから離れて移動するように構成された、可動被検査物マウントを備える、装置。
条項２
前記ストライカ棒が、前記ストレッチャ棒と一列に整列するように配置され、前記ストレッチャ棒が、前記ストライカ棒による前記可動被検査物マウントへの衝撃により、前記静止被検査物マウントから離れて移動するように構成されている、条項１に記載の装置。
条項３
前記ストライカ棒が、前記ストライカ棒による前記可動被検査物マウントへの前記衝撃からもたらされる、前記ストレッチャ棒を通る圧力波を生成するように構成され、
前記圧力波が、前記ストレッチャ棒の第１の端部から前記ストレッチャ棒の第２の端部へ移動し、前記ストレッチャ棒の前記第１の端部に戻るように、前記ストライカ棒と前記ストレッチャ棒が構成され、
前記ストライカ棒の前記ストレッチャ棒との物理的な接触の間に、前記圧力波が、前記ストレッチャ棒の前記第１の端部から前記ストライカ棒の中へ移動するように、前記ストライカ棒と前記ストレッチャ棒が構成され、及び
前記圧力波が前記ストレッチャ棒の前記第１の端部から前記ストライカ棒の中へ移動した後で、前記ストライカ棒と前記ストレッチャ棒が、互いから物理的に分離するように構成され、それによって、前記試験サンプルの前記試験又は測定の間に、前記圧力波が前記ストライカ棒内に閉じ込められる、条項２に記載の装置。
条項４
前記ストライカ棒が、第１の材料から形成され、
前記ストレッチャ棒が、前記第１の材料から形成され、
前記ストライカ棒が、第１の長さを有し、
前記ストレッチャ棒が、第２の長さを有し、及び
前記第１の長さが、前記第２の長さよりも長い、条項３に記載の装置。
条項５
前記ストライカ棒が、第１の材料から形成され、
前記ストレッチャ棒が、前記第１の材料とは異なる第２の材料から形成され、及び
前記圧力波が前記第２の材料を通るときよりも前記第１の材料を通るときに遅い速度で移動するように、前記第１の材料と前記第２の材料が構成されている、条項３に記載の装置。
条項６
前記静止被検査物マウントを受容する被検査物マウント支持体を更に備える、条項２に記載の装置。
条項７
前記被検査物マウント支持体が、前記被検査物マウント支持体を通る第１の開孔を備え、前記静止被検査物マウントが、前記静止被検査物マウントを通る第２の開孔を備え、及び前記ストライカ棒が、前記可動被検査物マウントに衝撃を与える前に、前記第１の開孔と前記第２の開孔を通って延伸するように構成されている、条項６に記載の装置。
条項８
前記駆動アセンブリが、チャネルアセンブリ内に配置されたばねを備え、及び
前記ばねが、前記ストライカ棒を前記ストレッチャ棒に向けて駆動するように構成されている、条項７に記載の装置。
条項９
前記静止被検査物マウントが、内部に、前記試験サンプルの前記第１の部分を受容するように構成された第１の溝を備え、
前記可動被検査物マウントが、内部に、前記試験サンプルの前記第２の部分を受容するように構成された第２の溝を備え、及び
前記静止被検査物マウントと前記可動被検査物マウントのうちの少なくとも一方が、内部に、前記試験サンプルの前記試験又は測定の間に、前記試験サンプルが凹部にまたがるように構成された前記凹部を備える、条項１に記載の装置。
条項１０
前記ストライカ棒を準備位置に維持し、前記試験又は測定を開始するために前記ストライカ棒を解放するように構成された、解放アセンブリを更に備える、条項１に記載の装置。
条項１１
前記解放アセンブリが、電源に電気的に接続された電磁石を備え、
前記解放アセンブリが、前記電磁石が電力供給されたときに、前記ストライカ棒を前記準備位置に維持するように構成され、及び
前記電磁石から電力を除去した際に、前記解放アセンブリが、前記試験又は測定を開始するように構成されている、条項１０に記載の装置。
条項１２
試験サンプルを試験又は測定するための方法であって、
ストライカ棒をストレッチャ棒に向けて駆動すること、
前記ストライカ棒を用いて可動被検査物マウントへ衝撃を与えること、
前記ストライカ棒が前記可動被検査物マウントへ衝撃を与えることにより、前記可動被検査物マウントを静止被検査物マウントから離れるように移動させること、及び
前記可動被検査物マウントを前記静止被検査物マウントから離れるように移動させることにより、前記静止被検査物マウントと前記可動被検査物マウントに取り付けられた試験サンプルに、動的引張応力及び／又は歪を与えることを含む、方法。
条項１３
前記ストライカ棒が前記可動被検査物マウントへ衝撃を与えることにより、前記ストレッチャ棒内に圧力波であって、前記ストレッチャ棒の第１の端部から前記ストレッチャ棒の第２の端部へ移動し、前記ストレッチャ棒の前記第１の端部に戻る、圧力波を生成すること、
前記ストライカ棒の前記可動被検査物マウントとの物理的な接触の間に、前記可動被検査物マウントから前記ストライカ棒の中へ前記圧力波を伝達すること、及び
前記可動被検査物マウントから前記圧力波が伝達された後で、前記可動被検査物マウントから前記ストライカ棒を物理的に分離して、前記可動被検査物マウントと前記ストライカ棒との間に間隙を形成し、それによって、前記ストレッチャ棒からの圧力波を除去し、前記ストライカ棒内に圧力波を閉じ込めることを更に含む、条項１２に記載の方法。
条項１４
駆動アセンブリを使用して、前記ストライカ棒を前記ストレッチャ棒に向けて駆動することを更に含む、条項１３に記載の方法。
条項１５
前記ストライカ棒による前記可動被検査物マウントへの前記衝撃の前に、前記ストライカ棒を、前記静止被検査物マウントを通る開孔の中へ延伸させることを更に含む、条項１４に記載の方法。
条項１６
試験材料の矩形状ストリップを形成すること、
支持体材料を前記試験材料の矩形状ストリップの２以上の端部に接着し、第１の装着ストリップと第２の装着ストリップを提供すること、
前記第１の装着ストリップを前記静止被検査物マウント内の第１の溝の中へ配置すること、
前記第２の装着ストリップを前記可動被検査物マウント内の第２の溝の中へ配置すること、及び
前記試験材料が前記静止被検査物マウントと前記可動被検査物マウントのうちの少なくとも１つによって形成された凹部にまたがるように、前記凹部を覆って前記試験材料を配置することを含む、方法を使用して、前記試験サンプルを準備することを更に含む、条項１２に記載の方法。
条項１７
前記試験材料をスペックルパターンで被覆することを更に含む、条項１６に記載の方法。
条項１８
前記試験サンプルに前記動的引張応力及び／又は歪を与えることが、前記試験サンプルに、１秒毎に１００から２５００回の動的引張歪を与える、条項１２に記載の方法。
【００６０】
広範な本教示を明記する数値的範囲及びパラメータが概算であるにもかかわらず、特定の例において明記された数値は、できるだけ正確に報告されている。しかしながら、任意の数値は、それぞれの試験的測定に見られる標準偏差から必然的に生じる若干の誤差を本質的に含んでいる。更に、本明細書で開示された全ての範囲が、本明細書内に包含される任意の全ての部分範囲を含むと理解すべきである。例えば、「１０未満」の範囲は、最小値０から最大値１０の間の（を含む）任意の全ての部分範囲を含むことができ、要するに、任意の全ての部分範囲は、例えば、１から５などの、０以上の最小値及び１０以下の最大値を有している。場合によっては、パラメータとして提示された数値は、負の値を取ることができる。この場合、「１０未満」として記載されている例示の範囲は、−１、−２、−３、−１０、−２０、−３０などといった、負の値を取ることができる。
【００６１】
本教示は１以上の実施態様に関して示されたが、添付の特許請求の範囲の主旨及び範囲から逸脱することなく、示された実施例に対する代替及び／又は変形を実施することが可能である。例えば、プロセスが一連の作用又は事象として記載されているが、本開示はそのような作用又は事象の順番に限定されないことが認識されるだろう。そのような作用は、異なる順番で及び／又は本明細書に記載されたものを除いた別の作用又は事象と同時に起こることがある。また、本開示の１以上の態様若しくは実施形態に従って方法論を実施するために、全てのプロセス段階が必要とされるわけではない。構造的構成要素及び／又は処理段階を追加でき、既存の構造的構成要素及び／又は処理段階を除去又は修正できると認識されるだろう。更に、本明細書に示された作用のうちの１以上は、１以上の別個の作用及び／又は段階で実行されることがある。また更に、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」「有している（ｈａｖｉｎｇ）」「有する（ｈａｓ）」「伴う（ｗｉｔｈ）」又はそれらの変形の用語が詳細な説明及び特許請求の範囲のどちらにも使用される限りにおいては、そのような用語は、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語と同様に包含されることを意図している。「〜のうちの少なくとも１つ」という用語は、列挙された項目のうちの一又は複数を選択できることを意味するために使用される。更に、考察及び特許請求の範囲で、他方における一方など２つの材料に対して使用された「における、上に（ｏｎ）」という用語は、材料間の少なくともいくらかの接触を意味するのに対し、「上方に（ｏｖｅｒ）」は、複数の材料が接近しているが、接触は可能だが必須ではない一又は複数の追加的な介在する材料を伴う可能性がある。「における、上に（ｏｎ）」と「上方に（ｏｖｅｒ）」のどちらも、本明細書で使用されるように何れの方向性も示さない。「等角の」という用語は、下にある材料の角度が等角の材料によって保護されるコーティング材を形容する。「約」という用語は、列挙された値が、例示された実施形態に対してプロセス又は構造の不適合を生じさせない限り、いくらか変更され得ることを示す。最後に、「例示的」は、記述が、理想的であることを示唆するというよりむしろ、例として使用されていることを示している。本開示の他の実施形態は、本明細書の開示の仕様及び実践を検討することにより、当業者には明らかになるだろう。仕様及び例を単なる例示的ものと見なすことが意図されており、本開示の真の範囲及び主旨は、以下の特許請求の範囲によって示されている。
【００６２】
本出願で使用される相対位置の用語は、被加工物の方向付けに関わらず、被加工物の従来の平面又は作業面に平行な平面に基づき定義される。本出願で使用される「水平な（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」又は「横に向かった（ｌａｔｅｒａｌ）」という用語は、被加工物の方向付けに関わらず、被加工物の従来の平面又は作業面に平行な平面として定義される。「垂直な（Ｖｅｒｔｉｃａｌ）」という用語は、水平に対して直角方向を指す。「における、上に（ｏｎ）」「側面（「側壁」においてのように）」「高い」「低い」「上方に（ｏｖｅｒ）」「最上部（ｔｏｐ）」「下に」などの用語は、被加工物の方向付けに関わらず、被加工物の最上面にある従来の平面又は作業面に対して定義される。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
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