(57)【要約】【課題】過剰な温度・応力試験による材料特性を損なわないで、かつ広範囲でバランスの良い試験条件設定が可能となり、その試験条件で短時間試験結果により補正することで、試験時間の誤差が少ない材料強度試験の試験条件設定が可能となる。【解決手段】材料情報と材料要求項目を入力する入力手段１と、予め記憶された材料特性データベースとを参照して試験結果を予測する試験結果予測手段３と、試験条件に制約条件を付して試験条件を調整する試験条件調整手段４と、試験条件に沿って短時間試験を実施し、その結果に基づいて試験条件を補正する試験条件補正手段５と、材料試験機を選出する試験機選出手段６と、試験機の稼動状況をモニタリングする材料試験機モニタリング手段９と、試験計画作成手段７と、その試験計画をもとに試験制御を行なう試験制御手段８と、試験結果のデータ解析を行なう試験データ解析手段１０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台または複数台の材料試験機に付設され、前記材料試験機の制御およびデータ収集を行なう材料試験機制御装置において、材料情報と材料要求項目を入力する入力手段と、この入力手段から入力された情報と予め記憶された材料特性データベースとを参照して試験結果を予測する試験結果予測手段と、この試験結果予測手段で予測された試験条件に制約条件を付して試験条件を調整する試験条件調整手段と、この試験条件調整手段で調整される試験条件に沿って短時間試験を実施し、その結果に基づいて試験条件を補正する試験条件補正手段と、この試験条件補正手段により補正された試験条件に対応する前記材料試験機を選出する試験機選出手段と、この試験機選出手段により選出された試験機の稼動状況をモニタリングする材料試験機モニタリング手段と、試験片と試験機の組合せを設定して試験計画を立案する試験計画作成手段と、その試験計画をもとに試験制御を行なう試験制御手段と、試験結果のデータ解析を行なう試験データ解析手段とを備えたことを特徴とする材料試験制御装置。
【請求項２】
前記入力手段として携帯型端末機を適用し、この携帯型端末機を前記材料試験機に付設されたデータ収集装置およびデータベースにネットワークを介して接続し、前記入力手段、前記試験条件調整手段、前記試験計画作成手段および前記試験データ解析手段をオンライン接続した請求項１記載の材料試験制御装置。
【請求項３】
前記入力手段は、試験材料の材料名、組成、機械的性質および硬さを含む材料情報と、試験項目、試験片形状および試験条件項目を含む試験要求項目とに関する情報を、ネットワークを介して入力する構成とした請求項１記載の材料試験制御装置。
【請求項４】
前記試験結果予測手段は、前記入力手段から得られる材料名、前記材料試験機の常温機械的性質、硬さ、破断遷移温度の情報のすべてまたは一部から、前記材料特性データベースに予め記憶された高温引張特性、クリープ特性、疲労特性、破壊特性、およびき裂進展特性を推定するための関数を用いて、前記入力手段に入力された試験要求項目に対する試験結果を予測する請求項１記載の材料試験制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記試験結果予測手段によって求められた試験条件に対して、過剰な試験温度・応力試験による材料特性を損なわず、かつ設定された試験期間を越えないことを目的として、試験温度、応力、変位および試験時間のすべてまたは一部に制約条件を課して試験条件を設定することを特徴とする材料試験制御方法。
【請求項６】
請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記試験条件調整手段には、前記記載の制約条件を用いた試験条件に対して、最小限の試験費用でかつ広範囲でバランスの良い試験を実施する目的に基づき、温度、応力および変位のすべてまたは一部に優先順位を設けて、グラフ表示および試験費用の組合せにより最適な試験条件を調整し試験条件を設定することを特徴とする材料試験制御方法。
【請求項７】
請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記試験条件補正手段は、前記試験条件調整手段により求めた試験条件のうち短時間で試験結果が得られる試験を実施し、その短時間試験結果より試験条件の補正を行ない試験条件を決定することを特徴とする材料試験制御方法。
【請求項８】
請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記試験機の選出手段は、前記試験条件に対し、試験条件に対応する試験機の選出を行ない、該当試験機が無い場合、試験条件および試験片形状を変更して試験条件の再設定により対応する試験機を選出し、材料試験機のモニタリングより試験機の稼動状況を確認する試験機モリタリング手段より、優先順位を決めて試験機を選出することを特徴とする材料試験制御方法。
【請求項９】
請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記試験計画作成手段は、試験機の稼動率向上および試験期間の短縮を目的として、
前記試験条件に優先項目を設定して試験片の優先順位選出と、前記試験機の優先順位の選出とを、試験片と試験機の最適な組合せより行なって試験計画を立案する材料試験制御方法。
【請求項１０】
請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、試験制御手段は、温度、荷重、ひずみ、時間のすべてまたは一部について計測条件の設定を行ない、個々の計測条件についてサンプリング周期を設けてデータを採取し、試験状況に応じて試験中に計測条件の変更を行ない計測データを採取することを特徴とする材料試験制御方法。
【請求項１１】
請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、材料試験機モニタリング手段は、ネットワークを介して携帯型端末機より、試験現場以外の場所から温度、荷重、ひずみ、時間の計測データと試験機の稼動状況および過昇温、過負荷、試験停止の警告情報をオンラインで送信することを特徴とする材料試験制御方法。
【請求項１２】
請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記試験データ解析手段は、前記試験制御手段の計測データについてデータ形式変換を行なうデータファイル変換と、データ修正を行なうデータ編集と、データ解析に必要な計測データを選出するデータ選出と、その選出されたデータより材料強度特性を表わす材料強度評価式のデータ解析とを行ない、前記入力手段の材料情報と試験結果およびデータ解析結果を含めてデータベース化することを特徴とする材料試験制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料試験機の制御およびデータ収集を行なう材料試験機制御装置および同装置を用いた材料試験機制御方法に係り、特に材料試験機の試験条件設定、試験計画の立案、試験機の監視、試験結果のデータベース化等について、材料試験機と携帯型端末機とをオンライン接続する場合に好適な材料試験機制御装置および材料試験機制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、材料試験の試験条件設定については、試験材料が規格材料であって材料データが存する場合には材料強度評価式により推定し、材料データが無い場合には代替材料データを用いて経験的に試験条件の設定を行なっている。
【０００３】
このような材料試験の制御に関し、従来では、材料試験機と、材料試験機の動作を制御する制御装置と、検出するデータを収集するデータ収集装置と、データを保存するデータベースとを備え、材料試験の稼動状況および試験データの確認を、実験現場にて行なっている。
【０００４】
材料試験の制御技術として、例えばデータベースから自動計算機能を用い、試験条件設定の自動化をオンラインで行なうことが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−３４０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の技術では、材料試験の試験条件設定に関し、材料データが無い場合には例えば劣化材および開発材料および溶接材は経験による試験条件の設定に多数の試験が必要になり、多大なコストおよび試験時間を生じていた。
【０００６】
特に、保有台数の多いクリープ試験については、試験機の運用管理、試験中のデータ確認および試験結果のデータベース化に多大な時間がかかっていた。
【０００７】
また、従来の材料試験装置はオフラインシステムであり、そのため実験現場以外の遠隔地から試験機の稼動状況および試験データの確認することができなかった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、過剰な加速試験による材料特性を損なうことなく、試験費用を所定予算内に抑制できるとともに、試験条件のバランスを良好にし、試験条件設定かつ最適な試験機を選択することができる材料試験制御装置および材料試験制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、ネットワークを介して実験現場（又は試験現場）以外の遠隔地から試験機の稼動状況把握、試験データ確認および試験条件設定をすることが可能な材料試験制御装置および材料試験制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、試験条件の自動化の他に制約条件および試験条件の修正を行なって試験条件を設定することができ、かつ試験条件の設定の他に試験機運用、試験データ採取を短時間でかつ効率良く実施できる材料試験制御装置および材料試験制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、請求項１に係る発明では、１台または複数台の材料試験機に付設され、前記材料試験機の制御およびデータ収集を行なう材料試験機制御装置において、材料情報と材料要求項目を入力する入力手段と、この入力手段から入力された情報と予め記憶された材料特性データベースとを参照して試験結果を予測する試験結果予測手段と、この試験結果予測手段で予測された試験条件に制約条件を付して試験条件を調整する試験条件調整手段と、この試験条件調整手段で調整される試験条件に沿って短時間試験を実施し、その結果に基づいて試験条件を補正する試験条件補正手段と、この試験条件補正手段により補正された試験条件に対応する前記材料試験機を選出する試験機選出手段と、この試験機選出手段により選出された試験機の稼動状況をモニタリングする材料試験機モニタリング手段と、試験片と試験機の組合せを設定して試験計画を立案する試験計画作成手段と、その試験計画をもとに試験制御を行なう試験制御手段と、試験結果のデータ解析を行なう試験データ解析手段とを備えたことを特徴とする材料試験制御装置を提供する。
【００１２】
請求項２に係る発明では、前記入力手段として携帯型端末機を適用し、この携帯型端末機を前記材料試験機に付設されたデータ収集装置およびデータベースにネットワークを介して接続し、前記入力手段、前記試験条件調整手段、前記試験計画作成手段および前記試験データ解析手段をオンライン接続した請求項１記載の材料試験制御装置を提供する。
【００１３】
請求項３に係る発明では、前記入力手段は、試験材料の材料名、組成、機械的性質および硬さを含む材料情報と、試験項目、試験片形状および試験条件項目を含む試験要求項目とに関する情報を、ネットワークを介して入力する構成とした請求項１記載の材料試験制御装置を提供する。
【００１４】
請求項４に係る発明では、前記試験結果予測手段は、前記入力手段から得られる材料名、前記材料試験機の常温機械的性質、硬さ、破断遷移温度の情報のすべてまたは一部から、前記材料特性データベースに予め記憶された高温引張特性、クリープ特性、疲労特性、破壊特性、およびき裂進展特性を推定するための関数を用いて、前記入力手段に入力された試験要求項目に対する試験結果を予測する請求項１記載の材料試験制御装置を提供する。
【００１５】
請求項５に係る発明では、請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記試験結果予測手段によって求められた試験条件に対して、過剰な試験温度・応力試験による材料特性を損なわず、かつ設定された試験期間を越えないことを目的として、試験温度、応力、変位および試験時間のすべてまたは一部に制約条件を課して試験条件を設定することを特徴とする材料試験制御方法を提供する。
【００１６】
請求項６に係る発明では、請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記試験条件調整手段には、前記記載の制約条件を用いた試験条件に対して、最小限の試験費用でかつ広範囲でバランスの良い試験を実施する目的に基づき、温度、応力および変位のすべてまたは一部に優先順位を設けて、グラフ表示および試験費用の組合せにより最適な試験条件を調整し試験条件を設定することを特徴とする材料試験制御方法を提供する。
【００１７】
請求項７に係る発明では、請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記試験条件補正手段は、前記試験条件調整手段により求めた試験条件のうち短時間で試験結果が得られる試験を実施し、その短時間試験結果より試験条件の補正を行ない試験条件を決定することを特徴とする材料試験制御方法を提供する。
【００１８】
請求項８に係る発明では、請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記試験機の選出手段は、前記試験条件に対し、試験条件に対応する試験機の選出を行ない、該当試験機が無い場合、試験条件および試験片形状を変更して試験条件の再設定により対応する試験機を選出し、材料試験機のモニタリングより試験機の稼動状況を確認する試験機モリタリング手段より、優先順位を決めて試験機を選出することを特徴とする材料試験制御方法を提供する。
【００１９】
請求項９に係る発明では、請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記試験計画作成手段は、試験機の稼動率向上および試験期間の短縮を目的として、前記試験条件に優先項目を設定して試験片の優先順位選出と、前記試験機の優先順位の選出とを、試験片と試験機の最適な組合せより行なって試験計画を立案する材料試験制御方を提供する。
【００２０】
請求項１０に係る発明では、請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、試験制御手段は、温度、荷重、ひずみ、時間のすべてまたは一部について計測条件の設定を行ない、個々の計測条件についてサンプリング周期を設けてデータを採取し、試験状況に応じて試験中に計測条件の変更を行ない計測データを採取することを特徴とする材料試験制御方法を提供する。
【００２１】
請求項１１に係る発明では、請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、材料試験機モニタリング手段は、ネットワークを介して携帯型端末機より、試験現場以外の場所から温度、荷重、ひずみ、時間の計測データと試験機の稼動状況および過昇温、過負荷、試験停止の警告情報をオンラインで送信することを特徴とする材料試験制御方法を提供する。
【００２２】
請求項１２に係る発明では、請求項１記載の材料試験制御装置を用いる材料試験制御方法であって、前記試験データ解析手段は、前記試験制御手段の計測データについてデータ形式変換を行なうデータファイル変換と、データ修正を行なうデータ編集と、データ解析に必要な計測データを選出するデータ選出と、その選出されたデータより材料強度特性を表わす材料強度評価式のデータ解析とを行ない、前記入力手段の材料情報と試験結果およびデータ解析結果を含めてデータベース化することを特徴とする材料試験制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、試験条件に制約条件を設けることで過剰な温度・応力試験による材料特性を損なわないで、かつ広範囲でバランスの良い試験条件設定が可能となり、その試験条件で短時間試験結果により補正することで、試験時間の誤差が少ない材料強度試験の試験条件設定が可能となる。
【００２４】
また、試験優先項目に応じて試験片に優先順位を設け、試験条件に対応する試験機の選出および稼動状況を把握し、試験片と試験機の最適な組合わせによる試験計画を作成するので、効率の良い材料強度試験を実施することができる。
【００２５】
また、材料試験機のデータ装置と携帯型端末機とをネットワークで接続することにより、オンラインで材料試験の試験条件設定、試験計画の立案、試験機の監視、試験結果のデータベース化が行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る材料試験制御装置および同制御方法の実施形態について、図１〜図１７を参照して説明する。
【００２７】
図１は、材料試験制御装置を示すシステム構成図である。本実施形態の材料試験制御装置は、１台または複数台の材料試験機に付設され、材料試験機の制御およびデータ収集を行なう構成とされている。すなわち、図１に示すように、材料試験機制御装置は、材料試験条件装置１１を備えている。
【００２８】
材料試験条件装置１１は、入力手段１、試験結果予測手段３、試験条件調整手段４および試験条件補正手段５を有している。
【００２９】
入力手段１は、材料情報と材料要求項目を入力する機能を有するものである。試験結果予測手段３は、入力手段１から入力された情報と予め記憶された材料特性データベースとを参照して試験結果を予測する機能を有するものである。
【００３０】
試験条件調整手段４は、試験結果予測手段３で予測された試験条件に制約条件を付して試験条件を調整する機能を有するものである。試験条件補正手段５は、試験条件調整手段４で調整される試験条件に沿って短時間試験を実施し、その結果に基づいて試験条件を補正する機能を有するものである。
【００３１】
また、材料試験機制御装置は、試験計画設定装置１２を備えている。この試験計画設定装置１２は、試験機選出手段６および試験計画作成手段７を有している。
【００３２】
試験機選出手段６は、試験条件補正手段５により補正された試験条件に対応する材料試験機を選出する機能を有するものである。試験計画作成手段７は、試験片と試験機の組合せを設定して試験計画を立案する機能を有するものである。
【００３３】
また、材料試験機制御装置は、データ計測を行なう試験制御手段８と、試験機モニタリングを行ない試験機の監視および計測データの確認をする材料試験機のモニタリング手段９と、計測データから解析を行なうデータ解析手段１０と、試験結果およびデータ解析をデータベース化する材料特性データベース２とを備えている。
【００３４】
図２は、本実施形態による材料試験機制御装置をネットワーク介することにより、遠隔地からの試験情報を得ることができる構成を示している。
【００３５】
すなわち、図２に示すように、入力手段１として携帯型端末機１３が適用され、この携帯型端末機１３が、試験現場１７内の材料試験機・制御装置１７ａに付設されたデータ収集装置１８およびデータベース装置１９に通信ネットワーク１４を介して接続され、入力手段１、試験条件調整手段４、試験計画作成手段７および試験データ解析手段１０がオンライン接続されている。
【００３６】
すなわち、入力手段１は、試験材料の材料名、組成、機械的性質および硬さを含む材料情報と、試験項目、試験片形状および試験条件項目を含む試験要求項目とに関する情報を、ネットワーク１４を介して入力される構成とされ、試験条件の入力１５および試験情報・試験結果の出力１６が行なわれるようになっている。
【００３７】
図３は、具体的にクリープ試験における試験条件設定装置１１における設定手順示している。この図３に示すように、まず、入力手段１により、材料情報の入力がされ（Ｓ１０１）、試験要求項目が試験結果予測手段３に入力される（Ｓ１０２）。同時に、材料データベースから必要データが試験結果予測手段３に入力される。
【００３８】
試験結果予測手段３では、試験結果予測による試験条件が選出される（Ｓ１０３）。次に、試験条件調整手段４によって制約条件が判断され（Ｓ１０４）、制約条件がある場合には、制約条件を満たした試験条件が選出される（Ｓ１０５）。
【００３９】
次に、試験条件のバランスおよび試験費用が判断され（Ｓ１０６）、適合する場合には試験条件調整による試験条件が選出される（Ｓ１０７）。
【００４０】
試験条件補正手段５では、短時間試験による試験条件補正の有無が判断され（Ｓ１０８）、必要な場合には短時間試験が実施され（Ｓ１０９）、試験条件補正による試験条件の選出がされた後（Ｓ１１０）、試験条件の出力が行なわれる（Ｓ１１１）。このように、入力手段１は、材料特性を表わす材料情報の入力と試験条件を表わす試験要求項目の入力から構成されるものであり、材料情報の入力は、材料スペックおよび機械的性質である。
【００４１】
図４は、この入力画面を示している。すなわち、材料スペック材料名および機械的性質等が表示される。
【００４２】
また、試験要求項目の入力は、試験項目、試験片形状および試験条件項目である。
【００４３】
図５は、この入力画面を示している。この画面では、試験項目、試験片形状、試験条件項目、予算等が表示される。
【００４４】
また、材料データベース２には、クリープ試験結果およびクリープ破断近似式が蓄積されており、図６に示す材料情報の入力より材料名検索が行なわれ、クリープ破断近似式の選出が行なわれる。
【００４５】
すなわち、図６に示すように、入力手段により材料情報の入力（Ｓ２０１）および試験項目の入力（Ｓ２０２）がされると、試験結果予測手段２では、材料名によるクリープ破断近似式の検索が行なわれ（Ｓ２０３）、クリープ破断近似式の判断（Ｓ２０４）、硬さによるクリープ破断近似式の検索（Ｓ２０５）およびクリープ破断近似式の選出（Ｓ２０６）が行なわれる。試験結果予測手段では、温度・応力の算出が行なわれ（Ｓ２０７）、クリープ破断時間の算出（Ｓ２０８）および試験結果予測による破断条件の選出（Ｓ２０９）が行なわれる。
【００４６】
ここで、材料名検索でない材料は、図７に示すように硬さ（ＨＶ）によるクリープ破断近似式が選出される。すなわち、図７に示すように、クリープ破断強度を推定する近似線Ａが選出される。
【００４７】
このように、試験結果予測手段３は、図６に示す入力手段１の試験要求項目の試験条件範囲とピッチ条件より温度および応力条件を算出する温度・応力条件算出手段と、材料データベース２のクリープ破断強度近似式とを、参照してクリープ破断時間算出手段より試験結果予測による試験条件の選出する。
【００４８】
図８は、試験結果予測の試験条件選出手順を示している。すなわち、試験条件調整４は、試験結果予測の試験条件１７と、温度、応力および時間に制約条件を用いて試験条件の絞り込みを行なう制約条件手段２１と、試験条件のバランスおよび試験費用を調節するバランス調整手段２２とから試験条件調整による試験条件の選出を行なうものである。
【００４９】
ここでは、制約条件手段２１において、試験結果予測による試験条件が選出され（Ｓ３０１）、次いで温度の制約条件が例えば焼鈍し温度以下であるかの判断（Ｓ３０２）、応力の制約条件として、０．２％耐力以下であるかの判断（Ｓ３０３）、時間の制約条件として試験納期以内であるかの判断（Ｓ３０４）等が行なわれる。
【００５０】
ここで、上記判断のいずれかがＮＯである場合には、試験条件が不採用となり（Ｓ３０５）、すべてがＹＥＳである場合には、制約条件を満たした試験条件として採用される（Ｓ３０６）。
【００５１】
次に、バランス調整手段２２において、試験条件のバランス調整項目の判断（Ｓ３０７）、グラフ表示の判断（Ｓ３０８）、試験費用の判断（Ｓ３０９）、短時間の試験条件選出の判断（Ｓ３１０）、および費用と試験条件の最適試験条件選出の判断（Ｓ３１１）等が行なわれ、ＹＥＳである場合には試験条件調整による試験条件の選出（Ｓ３１２）が行なわれる。
【００５２】
図９および図１０は、上述した制約条件手段２１とバランス調整手段２２の実施結果を例示している。これらの図９および図１０に示すように、制約条件画面２３および試験条件調整画面２４が表示される。
【００５３】
次に、試験条件補正５手段では、図１１に示すように、試験条件調整の試験条件に対して短時間試験を実施する。すなわち、試験条件調整の試験条件の選出（Ｓ４０１）、短時間試験による試験条件補正の判断（Ｓ４０２）、短時間試験の実施（Ｓ４０３）、試験条件補正の判断（Ｓ４０４）、近似式の修正（Ｓ４０５）、試験条件補正による試験条件の選出（Ｓ４０６）、および試験条件の出力（Ｓ４０７）が行なわれ、試験結果から試験条件補正の判断が行なわれる。そして、試験条件の補正を行なう場合には、図１２に示すように、近似式の修正が行なわれ、さらに試験条件補正後の試験条件の選出を行なわれ、これが試験条件として出力される。
【００５４】
試験条件設定装置１３では、図１３に示す試験条件および試験項目に基づき、試験機の優先順位を設定する試験機選出手段６と、試験片の優先順位設定および試験片と試験機の最適組合せを行なう試験計画作成手段７とにより、試験計画作成が行なわれる。
【００５５】
すなわち、試験条件・試験項目の設定により（Ｓ５０１）、試験機選出手段６では、該当試験機の選出がされ（Ｓ５０２）、材料試験モニタリングにより（Ｓ５０３）、試験優先順位の選出が行なわれる（Ｓ５０４）。試験計画作成手段７では、試験片優先順位の選出（Ｓ５０５）、試験片と試験機の最適組合せの設定（Ｓ５０６）、および試験計画作成が行なわれる（Ｓ５０７）。
【００５６】
さらに、試験機選出手段６では、図１４に示すように、試験条件および試験項目より、ひずみ計測の有無、試験温度および試験荷重の判断が行なわれ、該当試験機検出が選出される。該当試験機が存在しない場合は、試験条件および試験片形状の変更を行ない再度試験機の検索する。該当試験機は、材料試験機モニタリング手段１０より試験機の稼動状況が把握され、待ち時間が短い順番に試験機優先順位が選出される。
【００５７】
すなわち、図１４にステップＳ６０１で示した試験条件・試験項目の設定の後、Ｓ６０２〜Ｓ６１７までに例示したように、ひずみ計測、試験温度の判断、試験荷重の判断が行なわれ、該当試験機の無しの決定あるいは選出が行なわれる。そして、試験条件や試験片形状の変更判断、試験機の空き、優先順位設定等が行なわれる。
【００５８】
試験計画作成手段７では、図１５にステップＳ７０１〜Ｓ７０８として示すように、短時間試験を優先し、材料特性把握する特性把握と、長時間試験を優先し試験納期を最短にする最短納期と、短時間試験を行ない次に長時間試験を行なう特性把握かつ短納期とからなる優先項目を選択し、試験片優先順位を決定する試験片優先順位の選出と、試験機優先順位の選出６とを、試験効率の良い試験片と試験機の最適組合せにより試験計画作成する。
【００５９】
試験制御手段８は、試験データのサンプリング設定と警報値設定し、試験データの自動計測を実施する。試験データのサンプリング設定は、温度、変位、ひずみおよび時間のサンプリング項目とサンプリング周期について行なう。警報値設定は、過昇温および温度降下に対する温度設定と、中断止め試験に対する時間およびひずみ設定について行なう。また、試験制御は、試験状況に応じて試験中に設定項目および設定値を変更しても計測データの自動計測を実施することが可能である。
【００６０】
材料試験機モニタリング手段９は、ネットワークを介して携帯型端末機より、図１６に示すモニタリング画面より試験所以外の場所から温度、荷重、ひずみ、時間の計測データと試験機の稼動状況および過昇温、温度降下、試験停止警告をオンラインで送信することにより、遠隔地から試験機の監視および計測データの確認を行なう。
【００６１】
試験データ解析手段１０は、図１７に示すデータ形式変換、データ算出、データ解析、データベース化の手順で実施し、材料情報と試験結果およびデータ解析結果を材料データベース２に自動保存を行なう。データ形式変換は、試験制御手段８の計測データをデータ修正可能なファイル形式にする。データ算出は、データ解析に必要な計測データ選出を実施する。データ解析は、選出されたデータより材料強度特性を表わす材料強度評価式のデータ解析を実施する。データベース化は、試験情報、試験結果およびデータ試験結果を材料名ごと区分けして登録を実施する。
【００６２】
以上のように、本実施形態では、１台または複数台の材料試験機に付設され、材料試験機の制御およびデータ収集を行なう材料試験機制御装置において、材料情報と材料要求項目を入力する入力手段１と、この入力手段から入力された情報と予め記憶された材料特性データベースとを参照して試験結果を予測する試験結果予測手段３と、この試験結果予測手段で予測された試験条件に制約条件を付して試験条件を調整する試験条件調整手段４と、この試験条件調整手段で調整される試験条件に沿って短時間試験を実施し、その結果に基づいて試験条件を補正する試験条件補正手段５と、この試験条件補正手段により補正された試験条件に対応する材料試験機を選出する試験機選出手段６と、この試験機選出手段により選出された試験機の稼動状況をモニタリングする材料試験機モニタリング手段９と、試験片と試験機の組合せを設定して試験計画を立案する試験計画作成手段７と、その試験計画をもとに試験制御を行なう試験制御手段８と、試験結果のデータ解析を行なう試験データ解析手段１０とを備えている。
【００６３】
これにより、過剰な試験温度・応力試験による材料特性を損なわないで、かつ試験期間を越えない試験条件を得ることができる。また、効率良く材料試験を実施することができる。
【００６４】
また、入力手段１として携帯型端末機を適用し、この携帯型端末機を材料試験機に付設されたデータ収集装置およびデータベースに通信ネットワークを介して接続し、入力手段１、試験条件調整手段４、試験計画作成手段７および試験データ解析手段をオンライン接続したことにより、遠隔地から試験情報を得ることができる。
【００６５】
また、入力手段１は、試験材料の材料名、材料スペックおよび機械的性質および硬さからなる材料情報と、試験項目および試験片形状および試験条件項目からなる試験要求項目をネットワークを介することにより、入力情報として得ることができる。
【００６６】
また、試験結果予測手段３は、入力手段１から得られる材料名、常温機械的性質、硬さ、破断遷移温度の情報すべてまたは一部から材料特性データベースに予め記憶された高温引張特性、クリープ特性、疲労特性、破壊特性、き裂進展特性を推定する関数を用いることにより、入力手段１に入力された試験要求項目に対する試験結果を予測することができる。
【００６７】
また、試験結果予測手段３によって求められた試験条件に対して、過剰な試験温度・応力試験による材料特性を損なわず、かつ設定された試験期間を越えないことを目的として、試験温度、応力、変位および試験時間のすべてまたは一部に制約条件を課して試験条件を設定することにより、過剰な加速試験でなくかつ試験期間を越えない試験条件が得られる。
【００６８】
また、制約条件を用いた試験条件に対して、最小限の試験費用でかつ広範囲でバランスの良い試験を実施する目的に基づき、温度、応力および変位のすべてまたは一部に優先順位を設けて、グラフ表示および試験費用の組合せにより、最小限の費用でかつ広範囲でバランスの良い試験条件を設定することができる。
【００６９】
また、試験条件調整手段４により求めた試験条件のうち短時間で試験結果が得られる試験を実施し、その短時間試験結果より試験条件の補正を行なうことにより、試験時間を試験予測結果と試験結果の誤差を少なくする試験条件の設定することができる。
【００７０】
また、試験機選出手段６は、試験条件に対し、試験条件に対応する試験機の選出を行ない、該当試験機が無い場合、試験条件および試験片形状の変更し試験条件の再設定を行ない対応する試験機を選出し、材料試験機のモニタリングより試験機の稼動状況を確認する試験機モリタリング手段９により、優先順位を決めて試験機の選出することで、効率良く試験機の選出することができる。
【００７１】
また、試験計画作成手段７は、試験条件に優先項目を設定し、試験片の優先順位および試験機の優先順位の選出とに関し、試験片と試験機の最適な組合せより試験計画を立案することができる。
【００７２】
また、試験制御手段８は、温度、荷重、ひずみ、時間のすべてまたは一部について計測条件の設定を行ない、個々の計測条件についてサンプリング周期を設けてデータ採取し、試験状況に応じて試験中に計測条件の変更を行ない計測データを採取することができる。
【００７３】
また、材料試験機モニタリング手段９は、ネットワークを介して携帯型端末機より、試験現場以外の場所から温度、荷重、ひずみ、時間の計測データと試験機の稼動状況および過昇温、過負荷、試験停止の警告情報をオンラインで送信することにより、遠隔地から試験機の監視および計測データの確認を行なうことができる。
【００７４】
また、試験データ解析手段１０は、試験制御手段の計測データについてデータ形式変換を行なうデータファイル変換と、データ修正を行なうデータ編集と、データ解析に必要な計測データを選出するデータ選出と、その選出されたデータより材料強度特性を表わす材料強度評価式のデータ解析を行ない、入力手段の材料情報と試験結果およびデータ解析結果を含めてデータベース化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態による材料試験制御装置の構成を示す図。
【図２】本発明の実施形態による材料試験制御装置の構成を示す図。
【図３】本発明の実施形態による材料条件設定値装置の手法を示す図。
【図４】本発明の実施形態による材料スペックの入力画面を表わす図。
【図５】本発明の実施形態による試験要求項目の入力画面を示す図。
【図６】本発明の実施形態による試験結果予測の手法を示す図。
【図７】本発明の実施形態による硬さによるクリープ破断近似式を示す図。
【図８】本発明の実施形態による試験条件調整の手法を示す図。
【図９】本発明の実施形態による制約条件画面を示す図。
【図１０】本発明の実施形態による試験条件調整画面を示す図。
【図１１】本発明の実施形態による試験条件修正の手法を示す図。
【図１２】本発明の実施形態による試験条件補正結果を示す図。
【図１３】本発明の実施形態による試験計画装置の手法を示す図。
【図１４】本発明の実施形態による試験機選出の手法を示す図。
【図１５】本発明の実施形態による試験計画作成の手法を示す図。
【図１６】本発明の実施形態による材料試験機モニタリング画面を示す図。
【図１７】本発明の実施形態による試験データ解析の手法を表す図。
【符号の説明】
【００７６】
１  入力手段
２  材料特性データベース
３  試験結果予測手段
４  試験条件調整手段
５  試験条件補正手段
６  試験機選出手段
７  試験計画作成手段
８  試験制御手段
９  材料試験機モニタリング手段
１０  試験データ解析手段
１１  試験条件設定装置
１２  試験計画設定装置
１３  携帯型端末機
１４  ネットワーク
１５  試験条件の入力
１６  試験情報・試験結果の出力
１７  試験現場
１７ａ  材料試験機・制御装置
１８  データ収集装置
１９  データベース装置
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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