(57)【要約】【課題】試験装置の構造の複雑化および試験コストの増加を抑えつつ、試験片の表面に沿った面内以外の方向の力を加えることによって応力を生じさせて試験を行う。【解決手段】多軸応力試験方法は、試験片１００の下面１００ｂに設定した複数の一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２において、試験片１００を上面１００ａに押圧するとともに、試験片１００の上面１００ａにおいて、一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２とは異なる位置に設定した複数の他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２で、試験片１００を一方側に押圧する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片の一方の側に設定した複数の一側押圧点において、前記試験片を他方の側に押圧するとともに、
前記試験片の他方の側において、前記一方の側と他方の側との対向方向から見て前記一側押圧点とは重ならない異なる位置に設定した複数の他側押圧点で、前記試験片を前記一方側に押圧する多軸応力試験方法。
【請求項２】
前記一側押圧点および前記他側押圧点は、それぞれ２カ所ずつ設定され、
２カ所の前記一側押圧点同士を結ぶ一側接続線と、２カ所の前記他側押圧点同士を結ぶ他側接続線とが互いに交差するよう、前記一側押圧点および前記他側押圧点を設定する請求項１に記載の多軸応力試験方法。
【請求項３】
前記一側接続線と前記他側接続線のとの交点において生じる応力を計測する請求項２に記載の多軸応力試験方法。
【請求項４】
互いに対向配置された第一のベース部材と第二のベース部材とを接離する方向に駆動することで試験片に対する試験を行う試験装置に装着される試験用治具であって、
前記第一のベース部材に装着される第一の治具と、
前記第二のベース部材に装着されて前記第一の治具に対向配置され、前記第一の治具との間に試験片を挟み込む第二の治具と、を備え、
前記第一の治具は、前記試験片の一方の側に設定した複数の一側押圧点を押圧する複数の押圧部材を備え、
前記第二の治具は、前記試験片の他方の側において、前記一方の側と他方の側との対向方向から見て前記一側押圧点とは重ならない異なる位置に設定した複数の他側押圧点を押圧する複数の押圧部材を備える試験用治具。
【請求項５】
前記第一の治具および前記第二の治具の少なくとも一方は、複数の前記押圧部材の位置が変更可能である請求項４に記載の試験用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多軸応力試験方法およびそれに用いる試験用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の材料や部品の評価を行う手法の一つとして、引張強度試験がある。引張強度試験は、試験片に１軸方向の引張応力を付与し、降伏点や疲労強度等を評価する。
しかし、実際に使用される各種の部品等においては、単純に１軸方向の引張応力が作用するとは限らない。そこで、実際に使用される部品に近い応力場を付与するため、試験片に２軸応力場を付与して試験を行う手法が用いられている。
【０００３】
２軸応力場を付与するため、２軸の駆動機構を備えた試験装置が知られている。また、引張方向とねじり方向の２方向の応力場を付与できる引張−ねじり試験装置も提供されている。
【０００４】
また、特許文献１には、板状の試験片の外周部を固定治具で固定し、この固定治具を試験片の表面に沿った面内で互いに直交するＸ−Ｘ軸およびＹ−Ｙ軸方向に荷重を作用させる構成が開示されている。この構成においては、試験片に荷重を付与するアクチュエータは、Ｘ−Ｘ軸とＹ−Ｙ軸とを含む平面に直交するＺ−Ｚ軸方向に作動する。アクチュエータの変位による荷重を、一端がアクチュエータに接続され、他端が固定治具に連結された４つのアームを介してＸ−Ｘ軸およびＹ−Ｙ軸方向の荷重による変位に変換する。
【０００５】
また、特許文献２には、円筒状で、その一端側を滑らかな突出曲面で閉塞形成した試験片を用いる構成が開示されている。このような構成においては、円筒状の試験片に内圧を印加すると、閉塞端側の突出曲面に対し、その肉厚方向に直交する２方向に等しい２軸引張応力が作用し、２軸応力場による試験を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−９４７２１号公報
【特許文献２】特許第３００９６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、２軸の駆動機構を備えた構成においては、油圧シリンダ等の駆動機構を２組備えなければならず、試験装置の構造が複雑化し、コスト増に繋がる。
【０００８】
また、特許文献１に記載の構成では、アクチュエータは一つのみでよいため、２軸の駆動機構を備える構成に対し、構造が簡易で、コスト増も抑えることができる。しかし、特許文献１に記載の構成は、板状の試験片に、その表面に沿った面内の荷重による変位を付与するものであり、試験片の表面に沿った面内以外の方向、つまり面外方向の荷重を付与することはできない。
【０００９】
特許文献２に記載の構成では、試験片を円柱状でその一端側を湾曲面で閉塞形成しなければならず、試験片の作成に手間がかかり、これも試験コストの増加に繋がる。
【００１０】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、試験装置の構造の複雑化および試験コストの増加を抑えつつ、試験片の表面に沿った面内以外の方向の力を加えることによって応力を生じさせて試験を行うことができる多軸応力試験方法およびそれに用いる試験用治具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】
この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明の第一態様によれば、多軸応力試験方法は、試験片の一方の側に設定した複数の一側押圧点において、前記試験片を他方の側に押圧するとともに、前記試験片の他方の側において、前記一側押圧点とは重ならない異なる位置に設定した複数の他側押圧点で、前記試験片を前記一方側に押圧する。
【００１２】
このように、試験片の一方の側に設定した複数の一側押圧点と、試験片の他方の側に設定した複数の他側押圧点とで、試験片を互いに押圧することで、試験片に面外方向の力を作用させて多軸の応力を発生させることができる。このとき、試験片に対しては、試験片の一方の側と他方の側とを結ぶ一軸方向の押圧力を作用させればよい。
【００１３】
この発明の第二態様によれば、多軸応力試験方法は、第一態様の多軸応力試験方法において、前記一側押圧点および前記他側押圧点が、それぞれ２カ所ずつ設定され、２カ所の前記一側押圧点同士を結ぶ一側接続線と、２カ所の前記他側押圧点同士を結ぶ他側接続線とが互いに交差するよう、前記一側押圧点および前記他側押圧点を設定するようにしてもよい。
【００１４】
このように構成することで、試験片において、２カ所の一側押圧点同士を結ぶ一側接続線と、２カ所の他側押圧点同士を結ぶ他側接続線との交点に、２軸方向の応力を発生させることができる。
【００１５】
この発明の第三態様によれば、多軸応力試験方法は、第二態様の多軸応力試験方法において、前記一側接続線と前記他側接続線のとの交点において生じる応力を計測するようにしてもよい。
【００１６】
このようにして、試験片において、２カ所の一側押圧点同士を結ぶ一側接続線と、２カ所の他側押圧点同士を結ぶ他側接続線との交点に生じる２軸方向の応力を計測することができる。
【００１７】
この発明の第四態様によれば、試験用治具は、互いに対向配置された第一のベース部材と第二のベース部材とを接離する方向に駆動することで試験片に対する試験を行う試験装置に装着される試験用治具であって、前記第一のベース部材に装着される第一の治具と、前記第二のベース部材に装着されて前記第一の治具に対向配置され、前記第一の治具との間に試験片を挟み込む第二の治具と、を備え、前記第一の治具は、前記試験片の一方の側に設定した複数の一側押圧点を押圧する複数の押圧部材を備え、前記第二の治具は、前記試験片の他方の側において、前記一方の側と前記他方の側との対向方向から見て前記一側押圧点とは互いに重ならない異なる位置に設定した複数の他側押圧点を押圧する複数の押圧部材を備える。
【００１８】
このように構成することで、第一のベース部材に備えた複数の押圧部材により、試験片の一方の側を複数の一側押圧点で押圧し、第二のベース部材に備えた複数の押圧部材により、試験片の他方の側を複数の他側押圧点で押圧することができる。これによって、第一のベース部材と第二のベース部材とを互いに接離する方向に駆動させる一軸駆動の試験装置において、例えば引張方向とねじり方向の２方向の応力場を付与する引張−ねじり試験装置同等の多軸応力試験方法を実現することができる。
【００１９】
この発明の第五態様によれば、試験用治具は、第四態様の試験用治具において、前記第一の治具および前記第二の治具の少なくとも一方で、複数の前記押圧部材の位置が変更可能であるようにしてもよい。
【００２０】
このように構成することで、試験片に対し、一側押圧点および他側押圧点の少なくとも一方の位置を変更することができる。これにより、試験片に作用される多軸の応力の軸方向や軸交差角度、応力の大きさを変えることができ、様々な応力条件を付与して試験を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明に係る多軸応力試験方法およびそれに用いる試験用治具によれば、互いに位置が異なる複数の一側押圧点と他側押圧点とで試験片を互いに押圧することで、試験片を面外方向の力を加えて多軸の応力を発生させて試験を行うことが可能となる。このとき、試験片に対しては、試験片の一方の側と他方の側とを結ぶ一軸方向の押圧力を作用させればよく、試験片も特殊な形状に加工する必要がないので、試験装置の構造の複雑化および試験コストの増加を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の第一実施形態に係る多軸応力試験方法およびそれに用いる試験用治具の全体構成を示す斜視図である。
【図２】上記試験用治具の構成を示す図であって、（ａ）は、第一の治具および第二の治具の平面図、（ｂ）は、第一の治具および第二の治具の正面図である。
【図３】試験片に作用する力の例を示す斜視図である。
【図４】試験片に発生する応力場の一例を示す図である。
【図５】応力の軸方向に応じた破損基準の一例を示す図である。
【図６】この発明の第二実施形態に係る多軸応力試験方法およびそれに用いる試験用治具の全体構成を示す斜視図である。
【図７】第二実施形態に係る試験用治具における試験片の押圧位置の一例を示す図である。
【図８】第二実施形態に係る試験用治具における試験片の押圧位置の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明の一実施形態に係る多軸応力試験方法およびそれに用いる試験用治具を図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
図１は、この発明の第一実施形態に係る多軸応力試験方法およびそれに用いる試験用治具の全体構成を示す斜視図である。図２は、上記試験用治具の構成を示す図であって、（ａ）は、第一の治具および第二の治具の平面図、（ｂ）は、第一の治具および第二の治具の正面図である。図３は、試験片に作用する力の例を示す斜視図である。図４は、試験片に発生する応力場の一例を示す図である。図５は、応力の軸方向に応じた破損基準の一例を示す図である。図６は、この発明の第二実施形態に係る多軸応力試験方法およびそれに用いる試験用治具の全体構成を示す斜視図である。
【００２４】
図１に示すように、試験装置１０は、下部ベース（第一のベース部材）１１と、上部ベース（第二のベース部材）１２と、下部ベース１１と上部ベース１２とを相対的に上下方向に接離させる油圧シリンダ等のアクチュエータ（図示無し）と、を備えている。
下部ベース１１および上部ベース１２は、互いに対向配置され、その対向面には、例えば平面視円形の治具取付面１１ｆ、１２ｆを備えている。これら下部ベース１１と上部ベース１２は、アクチュエータ（図示無し）によって、治具取付面１１ｆ、１２ｆが互いに平行な状態のまま上下方向に接離する方向に駆動される。また、治具取付面１１ｆ、１２ｆには、それぞれその中央部に、治具取付用のネジ穴（図示無し）が形成されている。
【００２５】
下部ベース１１と上部ベース１２との間には、試験片を保持するとともに、試験片に応力場を付与する試験用治具２０が設けられている。この試験用治具２０は、下部治具２１（第一の治具）Ａと、上部治具（第二の治具）２１Ｂと、を備えている。
【００２６】
図１、図２に示すように、下部治具２１Ａ、上部治具２１Ｂは、それぞれ、取付ネジ部２２と、ベース部２３と、ベース部２３の両端部から上方に向けて延びる延出部２４，２４と、を一体に備えている。
【００２７】
取付ネジ部２２は、ベース部２３の中央部から一方向に突出して形成されている。取付ネジ部２２の外周面には、ネジ溝２２ｍが形成されている。
【００２８】
ベース部２３は、取付ネジ部２２の中心軸に直交する方向に延びて形成されている。この実施形態では、ベース部２３は、取付ネジ部２２の中心軸に直交する方向に延びる直方体状に形成されている。ベース部２３は、取付ネジ部２２の中心軸に直交する面内に位置する円板状とすることも可能である。
【００２９】
延出部２４の先端部２４ｓには、取付ネジ部２２の中心軸に直交する先端面２４ｆと、先端面２４ｆの所定位置に形成された凹部２４ｂとが形成されている。この凹部２４ｂには、例えば球形で鋼製からなる押圧部材２６の一部を嵌め込むことができるようになっている。
【００３０】
また、延出部２４には、下部治具２１Ａ、上部治具２１Ｂの外周側に、先端面２４ｆに直交して立ち上がり、平面視円弧状に形成されたサポート壁部２５が一体に設けられている。
【００３１】
下部治具２１Ａにおいて、延出部２４の外周側には、平面視コ字状のサポート部材２８が設けられている。このサポート部材２８は、上下方向にスライド移動可能で、その上面が押圧部材２６の上端よりも上方に位置した状態と、押圧部材２６の上端よりも下方に位置した状態との間の任意の位置で固定できるようになっている。
【００３２】
このような下部治具２１Ａは、下部ベース１１の治具取付面１１ｆに対し、取付ネジ部２２を治具取付面１１ｆに形成されたネジ穴（図示無し）にねじ込み、さらに、取付ネジ部２２に螺着させたロックナット２７を治具取付面１１ｆに押しつけて締め込むことで固定される。これにより、下部治具２１Ａは、先端面２４ｆを上方に向けた状態で下部ベース１１に装着される。
【００３３】
また、上部治具２１Ｂは、上部ベース１２の治具取付面１２ｆに対し、下部治具２１Ａと同様に、取付ネジ部２２を治具取付面１２ｆに形成されたネジ穴（図示無し）にねじ込み、さらに、取付ネジ部２２に螺着させたロックナット２７を治具取付面１２ｆに押しつけて締め込むことで固定される。これにより、上部治具２１Ｂは、先端面２４ｆを下方に向けた状態で上部ベース１２に装着される。ここで、上部治具２１Ｂは、ベース部２３が、下部治具２１Ａのベース部２３に対し、平面視において直交するよう固定される。なお、下部治具２１Ａと上部治具２１Ｂとの交差角度は、下部治具２１Ａ、上部治具２１Ｂを下部ベース１１、上部ベース１２に装着する際に、ロックナット２７を用いることで、容易に変更することもできる。
【００３４】
上記したような試験用治具２０を用いて試験装置１０で試験を行うには、下部治具２１Ａの両端部の延出部２４，２４に設けたサポート部材２８，２８を上昇させ、その上面２８ｆ，２８ｆで例えば円板状の試験片１００を支持する。そして、試験片１００の上面１００ａ側に、上部治具２１Ｂのベース部２３の両端部にそれぞれ設けられた延出部２４の凹部２４ｂに一部を嵌め込んだ押圧部材２６を押し当てる。次いで、サポート部材２８，２８を下降させ、試験片１００の上面１００ａを他方の側とした際の一方の側である下面１００ｂに、下部治具２１Ａのベース部２３の両端部にそれぞれ設けられた延出部２４の凹部２４ｂに一部を嵌め込んだ押圧部材２６を押し当てる。これにより、試験片１００は、下部治具２１Ａと上部治具２１Ｂとの間にセットする。
【００３５】
これにより、図３に示すように、試験片１００には、その下面１００ｂに、試験片１００の中心Ｃｔを挟んだ二カ所の押圧点（一側押圧点）ＰＡ１，ＰＡ２に押圧部材２６，２６が押し当てられ、上面１００ａには、試験片１００の中心Ｃｔを挟み、かつ下面１００ｂにおける押圧点ＰＡ１，ＰＡ２とを結ぶ仮想接続線（一側接続線）Ｓ１に直交する仮想接続線（他側接続線）Ｓ２上の二カ所の押圧点（他側押圧点）ＰＢ１，ＰＢ２に押圧部材２６，２６が押し当てられる。
【００３６】
ここで、一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２と他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２とは、試験片１００の上面１００ａと下面１００ｂとの対向方向から見て、即ち、試験片１００の厚さ方向から見て、互いに重ならない異なる位置に設定される。また、一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２と他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２とは、二の押圧点を結ぶことで描かれる仮想接続線Ｓ１、Ｓ２のような線や三つ以上の押圧点を結ぶことで描かれる面が交わるような位置に設定される。
【００３７】
この状態で、試験装置１０のアクチュエータ（図示無し）により、下部ベース１１と上部ベース１２とを互いに接近させる方向に駆動する。すると、試験片１００に対し、下面１００ｂの押圧点ＰＡ１，ＰＡ２においては、試験片１００の下面１００ｂに直交して上方に向かう押圧力Ｐ１，Ｐ１が作用し、上面１００ａの押圧点ＰＢ１，ＰＢ２においては、試験片１００の上面１００ａに直交して下方に向かう押圧力Ｐ２，Ｐ２が作用する。
【００３８】
すると、試験片１００においては、中心Ｃｔにおいて、押圧点ＰＡ１，ＰＡ２を結ぶ仮想接続線Ｓ１の方向で圧縮応力または引張応力が作用し、押圧点ＰＢ１，ＰＢ２を結ぶ仮想接続線Ｓ２の方向では引張応力または圧縮応力が作用する。
図４は、このようにして押圧力Ｐ１，Ｐ１、Ｐ２，Ｐ２を作用させたときの試験片１００における応力分布の一例を示す図である。この図４に示すように、試験片１００の中心Ｃｔにおいて、多軸応力場が実現される。
【００３９】
そこで、試験片１００の中心Ｃｔに歪みゲージＧ等を設けておくことで、試験片１００に生じた多軸応力場による応力を計測することができる。そして、例えば、試験片１００が弾性変性域を超えて塑性変形域に入り、その後に降伏点に到達するまでの応力変化を検出することができる。
【００４０】
ここで、図５に示すように、下面１００ｂ側の押圧点ＰＡ１，ＰＡ２を結ぶ仮想接続線Ｓ１と、上面１００ａ側の押圧点ＰＢ１，ＰＢ２を結ぶ仮想接続線Ｓ２とが直交するこの実施形態の構成では、押圧点ＰＡ１，ＰＡ２で押圧することによる応力のベクトルと、押圧点ＰＢ１，ＰＢ２で押圧することによる応力のベクトルとの合成ベクトル方向の応力Ｑ１が作用する。
【００４１】
したがって、上述した第一実施形態の多軸応力試験方法、試験用治具２０によれば、試験用治具２０は、下部ベース１１に装着される下部治具２１Ａと、上部ベース１２に装着されて下部治具２１Ａに対向配置され、下部治具２１Ａとの間に試験片１００を挟み込む上部治具２１Ｂと、を備える。この下部治具２１Ａは、試験片１００の下面１００ｂに設定した複数の一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２を押圧する複数の押圧部材２６を備える。この上部治具２１Ｂは、試験片１００の上面１００ａにおいて、一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２とは異なる位置に設定した複数の他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２を押圧する複数の押圧部材２６を備える。
【００４２】
そして、試験片１００の下面１００ｂに設定した複数の一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２において、試験片１００を上面１００ａに押圧するとともに、試験片１００の上面１００ａにおいて、一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２とは異なる位置に設定した複数の他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２で、試験片１００を一方側に押圧する。これにより、試験片１００を面外方向に変形させて多軸の応力を発生させて試験を行い、試験片１００の降伏強度等を計測することが可能となる。このとき、試験片１００に対しては、試験片１００の下面１００ｂと上面１００ａとを結ぶ一軸方向に沿った押圧力Ｐ１，Ｐ２を作用させればよいため、試験装置１０の構造の複雑化を招くことはない。即ち、従来の引張−ねじり試験装置のように二軸駆動とせずとも、該引張−ねじり試験装置同等の多軸応力試験方法を実現することができる。さらに、試験片１００も特殊な形状に加工する必要もないので、試験コストの増加を抑えることが可能となる。
【００４３】
ここで、一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２および他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２は、２カ所の一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２同士を結ぶ仮想接続線Ｓ１と、２カ所の他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２同士を結ぶ仮想接続線Ｓ２とが互いに交差するよう、一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２および他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２を設定する。このように構成することで、試験片１００において、２カ所の一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２同士を結ぶ仮想接続線Ｓ１と、２カ所の他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２同士を結ぶ仮想接続線Ｓ２との交点に、多軸の応力を発生させて計測することが可能となる。
【００４４】
なお、上記第一実施形態では、試験片１００を押圧するのに、球形の押圧部材２６を用いるようにしたが、これに限らない。下部治具２１Ａおよび上部治具２１Ｂの延出部２４に、それぞれ試験片１００を押圧するピン等を固定的に設けても良い。
【００４５】
（第二実施形態）
次に、この発明にかかる多軸応力試験方法およびそれに用いる試験用治具の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、試験用治具において第一実施形態と押圧点位置が可変である構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
【００４６】
図６は、この発明の第二実施形態に係る多軸応力試験方法およびそれに用いる試験用治具の全体構成を示す斜視図である。図７は、第二実施形態に係る試験用治具における試験片の押圧位置の一例を示す図である。図８は、第二実施形態に係る試験用治具における試験片の押圧位置の他の一例を示す図である。
【００４７】
図６に示すように、この実施形態における試験用治具３０は、試験装置１０の下部ベース１１に装着される下部治具（第一の治具）３１Ａと、上部ベース１２に装着される上部治具（第二の治具）３１Ｂと、を備えている。これらの下部治具３１Ａ、上部治具３１Ｂは、それぞれ、取付ネジ部３２と、ベース部３３と、を一体に備えている。
【００４８】
取付ネジ部３２は、ベース部３３の中央部から一方向に突出して形成されている。
ベース部３３は、取付ネジ部３２の中心軸に直交する面内に位置する円板状とされている。
下部治具３１Ａのベース部３３の外周部には、ベース部３３に直交して立ち上がり、平面視円弧状に形成されたサポート壁部３５が一体に設けられている。
【００４９】
また、ベース部３３には、ベース部３３の中心Ｃ２に対して同心円状に、周方向に間隔をあけて形成された複数のネジ孔３３ｈが形成されている。さらに、この実施形態では、ベース部３３に、これらのネジ孔３３ｈが、中心Ｃ２を中心として内周側と外周側に、それぞれ同心円状に配置されている。
【００５０】
このようなネジ孔３３ｈのそれぞれに対しては、基端部３６ａ側に雄ネジ部が形成され、先端部３６ｂ側が例えば半球状に湾曲形成された押圧部材３６が、ロックナット３７等を用いて着脱自在に装着できるようになっている。すなわち、押圧部材３６は、下部治具３１Ａ，上部治具３１Ｂのそれぞれに対し、装着するネジ孔３３ｈを適宜選択することができるようになっている。
【００５１】
このような下部治具３１Ａ、上部治具３１Ｂは、下部ベース１１の治具取付面１１ｆ、上部ベース１２の治具取付面１２ｆに対し、取付ネジ部３２をネジ穴（図示無し）にねじ込み、さらに、取付ネジ部３２に螺着させたロックナット２７を治具取付面１１ｆに押しつけて締め込むことで固定される。
【００５２】
上記したような試験用治具２０を用いて試験装置１０で試験を行うには、下部治具３１Ａ、上部治具３１Ｂのそれぞれにおいて、ベース部３３に形成された複数のネジ孔３３ｈの中から選択した所定のネジ孔３３ｈに、押圧部材３６を装着する。
【００５３】
ここで、図６、図７は、上記第一実施形態と同様に、下部治具３１Ａにおいては、中心Ｃ２を挟んだ二カ所の押圧点ＰＡ１，ＰＡ２に押圧部材３６，３６を設け、上部治具３１Ｂにおいては、中心Ｃ２を挟み、かつ、下部治具３１Ａ側の押圧点ＰＡ１，ＰＡ２を結ぶ仮想接続線Ｓ１に直交する仮想接続線Ｓ２上の二カ所の押圧点ＰＢ１，ＰＢ２に押圧部材３６，３６を設けた例である。
【００５４】
また、図８に示すように、例えば、下部治具３１Ａにおいては、中心Ｃ２を挟んだ二カ所の押圧点ＰＡ１，ＰＡ２に押圧部材３６，３６を設ける一方、上部治具３１Ｂにおいては、中心Ｃ２を挟み、かつ、下部治具３１Ａ側の押圧点ＰＡ１，ＰＡ２を結ぶ仮想接続線Ｓ１に対して斜めに交差する仮想接続線（他側接続線）Ｓ３上の二カ所の押圧点（他側押圧点）ＰＢ３，ＰＢ４に押圧部材３６，３６を設けることもできる。
【００５５】
そして、例えば円板状の試験片１００を、下部治具３１Ａと上部治具３１Ｂとの間にセットする。そして、試験片１００の下面１００ｂには、下部治具３１Ａのベース部３３に装着した押圧部材３６を押し当てる。また、試験片１００の上面１００ａには、上部治具３１Ｂのベース部３３に装着した押圧部材３６を押し当てる。
【００５６】
これにより、試験片１００には、その下面１００ｂに、二カ所の押圧点ＰＡ１，ＰＡ２に押圧部材３６，３６が押し当てられ、上面１００ａには、二カ所の押圧点ＰＢ１，ＰＢ２または押圧点ＰＢ３，ＰＢ４に押圧部材３６，３６が押し当てられる。
この状態で、試験装置１０のアクチュエータ（図示無し）により、下部ベース１１と上部ベース１２とを互いに接近させる方向に駆動する。
【００５７】
すると、試験片１００においては、中心Ｃｔにおいて、押圧点ＰＡ１，ＰＡ２を結ぶ仮想接続線Ｓ１の方向で圧縮応力または引張応力が作用し、押圧点ＰＢ１，ＰＢ２やＰＢ３，ＰＢ４を結ぶ仮想接続線Ｓ２，Ｓ３の方向では引張応力または圧縮応力が作用する。すなわちこれにより、試験片１００の中心Ｃｔにおいて、多軸応力場が実現される。
【００５８】
図７に示すように、下面１００ｂ側の押圧点ＰＡ１，ＰＡ２を結ぶ仮想接続線Ｓ１と、上面１００ａ側の押圧点ＰＢ１，ＰＢ２を結ぶ仮想接続線Ｓ２とが直交する構成では、図５に示すように、押圧点ＰＡ１，ＰＡ２で押圧することによる応力のベクトルと、押圧点ＰＢ１，ＰＢ２で押圧することによる応力のベクトルとの合成ベクトル方向の応力Ｑ１が作用する。
【００５９】
また、図８に示すように、下面１００ｂ側の押圧点ＰＡ１，ＰＡ２を結ぶ仮想接続線Ｓ１と、上面１００ａ側の押圧点ＰＢ３，ＰＢ４を結ぶ仮想接続線Ｓ３とが直交せずに交差する構成では、図５に示すように、押圧点ＰＡ１，ＰＡ２で押圧することによる応力のベクトルと、押圧点ＰＢ３，ＰＢ４で押圧することによる応力のベクトルとの合成ベクトル方向の応力Ｑ２が作用する。
【００６０】
そこで、試験片１００の中心Ｃｔに歪みゲージＧ等を設けておくことで、試験片１００に生じた多軸応力場による応力を計測することができる。そして、例えば、試験片１００が弾性変性域を超えて塑性変形域に入り、さらに降伏点に到達するまでの応力変化を検出することができる。
【００６１】
なお、上記第二実施形態では、下部治具３１Ａ，上部治具３１Ｂのそれぞれに対する押圧部材３６，３６の装着位置は、図７または図８に例示した位置に限らず、適宜他の位置に変更することが可能である。
また、押圧部材３６，３６は、下部治具３１Ａ，上部治具３１Ｂの内周側のネジ孔３３ｈに装着しても良い。
【００６２】
したがって、上述した第二実施形態の多軸応力試験方法およびそれに用いる試験用治具によれば、上記第一実施形態と同様、試験用治具３０は、下部治具３１Ａと上部治具３１Ｂとを備え、下部治具３１Ａは、試験片１００の下面１００ｂに設定した複数の一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２を押圧する複数の押圧部材３６を備え、上部治具３１Ｂは、試験片１００の上面１００ａにおいて、一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２とは異なる位置に設定した複数の他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２や他側押圧点ＰＢ３，ＰＢ４を押圧する複数の押圧部材３６を備える。
【００６３】
そして、試験片１００の下面１００ｂに設定した複数の一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２において、試験片１００を上面１００ａに押圧するとともに、試験片１００の上面１００ａにおいて、一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２とは異なる位置に設定した複数の他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２や他側押圧点ＰＢ３，ＰＢ４で、試験片１００を一方側に押圧する。これにより、試験片１００を面外方向に変形させて多軸の応力を発生させて試験を行い、多軸の応力を計測することが可能となる。このとき、試験片１００に対しては、試験片１００の下面１００ｂと上面１００ａとを結ぶ一軸方向の押圧力Ｐ１，Ｐ２を作用させればよく、試験片１００も特殊な形状に加工する必要がないので、試験装置１０の構造の複雑化および試験コストの増加を抑えることが可能となる。
【００６４】
また、試験用治具３０は、下部治具３１Ａおよび上部治具３１Ｂにおいて、それぞれ複数の押圧部材３６の位置が変更可能である。このように構成することで、試験片１００に対し、一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２および他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２、ＰＢ３，ＰＢ４の位置を変更することができる。これにより、試験片１００に作用される多軸の応力の軸方向や軸交差角度、応力の大きさを変えることができ、様々な応力条件を付与して試験を行うことが可能となる。
【００６５】
（その他の変形例）
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上記第一実施形態と第二実施形態では、試験片１００に対し、それぞれ二カ所の一側押圧点ＰＡ１，ＰＡ２、他側押圧点ＰＢ１，ＰＢ２またはＰＢ３，ＰＢ４を設定したが、これらを三カ所以上に設定してもよい。
【００６６】
また、試験片１００は、円板状に限らず、いかなる形状であってもよい。
さらに、試験装置１０における試験の目的は、降伏点を計測することによる強度試験の他、試験片１００に繰り返し応力を作用させる耐久強度試験、様々な温度・湿度環境下で試験を行う高温試験等であってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０  試験装置
１１  下部ベース（第一のベース部材）
１１ｆ  治具取付面
１１ｈ  ネジ穴
１２  上部ベース（第二のベース部材）
１２ｆ  治具取付面
１２ｈ  ネジ穴
２０  試験用治具
２１Ａ  下部治具（第一の治具）
２１Ｂ  上部治具（第二の治具）
２２  取付ネジ部
２２ｍ  ネジ溝
２３  ベース部
２４  延出部
２４ｂ  凹部
２４ｆ  先端面
２４ｓ  先端部
２５  サポート壁部
２６  押圧部材
２７  ロックナット
３０  試験用治具
３１Ａ  下部治具
３１Ｂ  上部治具
３２  取付ネジ部
３２ｍ  ネジ溝
３３  ベース部
３３ｈ  ネジ穴
３５  サポート壁部
３６  押圧部材
３６ａ  基端部
３６ｂ  先端部
３７  ロックナット
１００  試験片
１００ａ  上面（他方の側）
１００ｂ  下面（一方の側）
Ｃ２  中心
Ｃｔ  中心
Ｇ  歪みゲージ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  押圧力
ＰＡ１，ＰＡ２  押圧点（一側押圧点）
ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３，ＰＢ４  押圧点（他側押圧点）
Ｑ  応力
Ｓ１  仮想接続線（一側接続線）
Ｓ２，Ｓ３  仮想接続線（他側接続線）
【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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