(57)【要約】【課題】熱疲労試験に先立つ熱歪みテーブルの作成作業を、従来に比して大幅に容易化し、しかもテーブルの作成ミスを生じる恐れのない熱疲労試験機を提供する。【解決手段】熱疲労試験に先立って試験力ゼロの制御下で昇降温させつつ採取した時間−温度データと時間−歪みデータを、表示器３１に同一のグラフＧ上に表示するとともに、そのグラフＧ上で時間軸に沿って移動可能なカーソルＣにより、グラフＧ上の任意の点を指定することにより、その指定された点における温度データと歪みデータ自動的に読み込んで熱伸びテーブルを作成するように構成する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片に対して引張および圧縮の試験力を負荷可能な負荷機構と、試験片を昇降温させる加熱・冷却手段と、試験片の歪みを検出する歪み検出手段を備え、試験片に対して引張圧縮サイクルと昇降温サイクルを重畳させて負荷しつつ刻々の歪みを測定する熱疲労試験機において、
熱疲労試験に先立ち、試験力ゼロの制御下で試験片を昇降温させたときの時間−温度データと時間−歪みデータを記憶する記憶手段と、指令の付与によりその記憶手段に記憶されている時間−温度データおよび時間−歪みデータを表示器上の同一のグラフ上に表示するとともに、そのグラフ上で時間軸に沿って移動可能なカーソルを表示する表示制御手段と、そのカーソルを用いて指定されたグラフ上の点における温度データと歪みデータを読み込んで熱伸びテーブルを自動的に作成するテーブル作成手段を備えていることを特徴とする熱疲労試験機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験片に対して引張圧縮サイクルと昇降温サイクルを重畳させて負荷することにより、試験片の熱疲労の試験を行う熱疲労試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱疲労試験機においては、一般に、試験片に対して引張および圧縮の試験力を負荷することのできる負荷機構と、試験片を昇降温させる加熱・冷却手段を備えるとともに、試験片の標点間の歪みの測定装置を備えた構成を取り、試験片にあらかじめ設定された引張圧縮サイクルと昇降温サイクルを負荷しつつ、試験片の刻々の歪みを測定することにより、その熱疲労特性を調査する。
【０００３】
試験中における試験片の歪みは、例えば標点間変位計などによって測定されるが、その測定値は、試験片の熱膨張による伸び、いわゆる熱伸びが含まれる。そこで、この種の試験に際しては、試験に先立ち、試験片を試験機に装着した状態で、通常、試験力ゼロの制御下で、試験片の加熱温度を一定の率で上昇させた後、その温度で所定時間保持し、次いで試験片を冷却することによってその温度を一定の率で下降させ、その間における複数点の温度における試験片の歪みを測定して熱歪みテーブルを作成しておく。そして、その熱歪みテーブルを用いて、試験中における歪みの測定値を補正することが行われている。
【０００４】
従来、その熱歪みテーブルの作成は、昇温過程および降温過程ににおける複数の温度での歪みのリストを記録しておき、それをもとに手入力することによって行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱歪みテーブルの手入力による作成は、その作業が煩雑で手間が掛かるばかりでなく、特に温度と歪みのリストから傾きの変わる点を読み取ることが面倒であり、また、多数の点をリストから読み込んで手入力すると、入力ミスをする可能性があり、正確な熱歪みテーブルを作成できない恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、熱疲労試験に先立つ熱歪みテーブルの作成作業を、従来に比して大幅に容易化し、しかもテーブルの作成ミスを生じる恐れのない熱疲労試験機の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の熱疲労試験機は、試験片に対して引張および圧縮の試験力を負荷可能な負荷機構と、試験片を昇降温させる加熱・冷却手段と、試験片の歪みを検出する歪み検出手段を備え、試験片に対して引張圧縮サイクルと昇降温サイクルを重畳させて負荷しつつ刻々の歪みを測定する熱疲労試験機において、熱疲労試験に先立ち、試験力ゼロの制御下で試験片を昇降温させたときの時間−温度データと時間−歪みデータを記憶する記憶手段と、指令の付与によりその記憶手段に記憶されている時間−温度データおよび時間−歪みデータを表示器上の同一のグラフ上に表示するとともに、そのグラフ上で時間軸に沿って移動可能なカーソルを表示する表示制御手段と、そのカーソルを用いて指定されたグラフ上の点における温度データと歪みデータを読み込んで熱伸びテーブルを自動的に作成するテーブル作成手段を備えていることによって特徴づけられる。
【０００８】
本発明の熱疲労試験機においては、試験力ゼロの制御下で採取して記憶した時間−温度データと時間−歪みデータを、指令の付与によって表示器に同一のグラフ上に表示される。オペレータがそのグラフ上の任意の点をカーソルで指定することによって、その点に対応する温度データと歪み（熱伸び）データとが読み込まれ、熱伸びテーブルが自動的に作成される。
【０００９】
オペレータは、温度と歪みのグラフ上から熱伸びテーブルに登録すべき点を指定するので、傾きの変わる点が判りやすく、また、その指定された点のデータが自動的に読み取られて熱伸びテーブルに登録されるため、手入力によるミスや煩雑さをなくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の全体構成図であり、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【００１１】
試験機本体１は、テーブル１１上に２本のコラム１２ａ，１２ｂを配し、そのコラム１２ａ，１２ｂにクロスヨーク１３の両端部を支持した構造を有し、そのクロスヨーク１３とテーブル１１に、互いに対向する一対の掴み具１４ａ，１４ｂが装着されている。上側の掴み具１４ａは、ロードセル１５を介してクロスヨーク１３に装着され、下側の掴み具１４ｂは、油圧アクチュエータ１６の駆動によって上下動するように構成されている。試験片Ｗは、これらの掴み具１４ａ，１４ｂにその両端部が把持された状態で試験に供される。
【００１２】
油圧アクチュエータ１６は、試験機コントローラ１７からの操作信号によって弁開度が操作されるサーボ弁１６ａを介して油圧源１６ｂから供給される油圧によって駆動制御される。試験機コントローラ１７では、ロードセル１５からの試験力の検出信号を取り込み、試験片Ｗに作用する試験力があらかじめ設定されている引張圧縮サイクルが負荷されるように油圧アクチュエータ１６を制御する。
【００１３】
また、掴み具１４ａ，１４ｂに把持された試験片Ｗは、高周波誘導加熱式の加熱コイル２１により加熱されるとともに、冷却ガス噴射ノズル２２からの冷却ガスにより冷却できるようになっている。加熱コイル２１を駆動する高周波加熱装置２１ａと、冷却ガス噴射ノズル２２に冷却ガスを供給する冷却装置２２ａは、試験機コントローラ１７の制御下に置かれている。試験機コントローラ１７では、試験片Ｗの近傍に配置された温度センサ（図示せず）による温度検出信号を取り込みつつ、あらかじめ設定されている昇降温サイクルが試験片Ｗに負荷されるように高周波加熱装置２１ａおよび冷却装置２２ａを駆動制御する。
【００１４】
試験片Ｗの負荷方向への歪み、つまり伸びないしは縮みは、試験片Ｗに装着された標点間変位計１８によって検出される。その歪みの検出結果は試験機コントローラ１７に刻々と取り込まれる。試験機コントローラ１７は、データ処理用のパーソナルコンピュータ３０に接続されており、刻々の歪み検出結果および前記した試験力の検出結果並びに温度検出結果は、試験機コントローラ１７に含まれているＡ−Ｄ変換器によってデジタル化されたうえで、パーソナルコンピュータ３０に取り込まれる。
【００１５】
さて、熱疲労試験は、試験片Ｗにあらかじめ設定された引張圧縮サイクルと、同じくあらかじめ設定された昇降温サイクルを重畳させて負荷するのであるが、その試験に先立ち、試験片Ｗの熱膨張による伸び、いわゆる熱伸びに関するデータを採取して、実際の熱疲労試験において標点間変位計１８により検出した試験片Ｗの歪みを補正するための熱伸びテーブルを作成する。
【００１６】
この熱伸びに関するデータの収集は、試験片Ｗを掴み具１４ａ，１４ｂに装着した状態で、試験力ゼロの制御下においてあらかじめ設定されているパターンで昇温および降温させ、そのときの温度と歪みの経時的変化をパーソナルコンピュータ３０に取り込むことによって行われる。そして、パーソナルコンピュータ３０には、以下に示す熱伸びテーブルの自動作成用プログラムがインストールされている。　以下、そのプログラムによる熱伸びテーブルの作成手順について説明する。
【００１７】
熱伸びテーブルの自動作成プログラムを起動させると、まず、図２に例示するような画像がパーソナルコンピュータ３０のディスプレイ３１上に表示される。すなわち、このパーソナルコンピュータ３０に設定されている伸びデータファイル作成ボタンを押すことによってこのプログラムの起動指令が与えられ、これによってパーソナルコンピュータ３０は、ディスプレイ３１上に上記した試験力ゼロの制御下において採取した温度と試験片Ｗの歪みの経時的変化、つまり時間−温度曲線および時間−歪み曲線とを、横軸を共通の時間軸とした同じグラフＧ上に表示するとともに、その同じ画面上に熱伸びデータ登録用の画面Ｒを併せて表示する。また、グラフＧ上には、縦線のカーソルＣが横方向に移動可能に表示される。
【００１８】
オペレータがこのディスプレイ３１に表示されたグラフＧ上の任意の点を、マウス３２を操作してカーソルＣを移動させてドラッグすると、熱伸びデータ登録用の画面Ｒ内のカーソル位置データの欄Ｐにその点に対応する温度と熱伸び（％）が読み込まれて表示される。その状態で同じく熱伸びデータ登録用の画面Ｒ内の登録ボタンＢＲをクリックすると、ドラッグされた点が昇温時における点であれば昇温時データ欄ＤＵにその温度と熱伸び（％）が追加表示され、また、降温時における点であれば降温時データ欄ＤＤにその温度と熱伸び（％）が追加表示される。その追加表示されたデータを実際に登録するのであれば、熱伸びデータ登録用の画面Ｒ内のＯＫボタンＢＯをクリックすることによって、その温度と熱伸び（％）のデータ対がファイルに登録される。なお、そのデータ対の登録が不要な場合にはキャンセルボタンＢＣをクリックする。
【００１９】
以上の動作を繰り返し、必要な全ての点におけるデータを登録することによって、熱伸びテーブルが完成する。熱疲労試験に際しては、標点間変位計１８による試験片Ｗの刻々の歪みが、以上のようにして作成された熱伸びテーブルの内容を用いて温度による膨張分が補正され、真の歪みデータに換算される。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、試験力ゼロの制御下で採取した温度と試験片の伸びのデータが、表示器の画面上に同一のグラフ上に表示され、そのグラフ上の任意の点をドラッグ等によってオペレータが指定することによって、その指定された点の温度と歪みのデータが自動的に読み込まれて熱伸びテーブルを作成していくので、従来のリストからピックアップしてデータを手入力する場合に比して、オペレータにとっては温度と熱伸びの傾きの変化点を極めて容易に判断することが可能となるとともに、手入力によるミスが生じる恐れがなく、しかもその作業が大幅に簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成図で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【図２】本発明の実施の形態において、熱伸びテーブルの作成用のプログラムを起動したときにパーソナルコンピュータのディスプレイによる表示画面の例の説明図である。
【符号の説明】
１　試験機本体
１１　テーブル
１２ａ，１２ｂ　コラム
１３　クロスヨーク
１４ａ，１４ｂ　掴み具
１５　ロードセル
１６　油圧アクチュエータ
１６ａ　サーボ弁
１６ｂ　油圧源
１７　試験機コントローラ
１８　標点間変位計
２１　加熱コイル
２１ａ　高周波加熱装置
２２　冷却ガス噴射ノズル
２２ａ　冷却装置
３０　パーソナルコンピュータ
３１　ディスプレイ
３２　マウス
Ｃ　カーソル
Ｇ　グラフ
Ｒ　熱伸びデータ登録用の画面
Ｗ　試験片
【図１】
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【図２】
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