(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重負荷装置で材料試験片に引張荷重と圧縮荷重とを交互に繰り返し加えている材料試験装置における制御方法において、
材料試験片に加わる荷重を弾性係数で割って推定弾性歪量を求め、
この推定弾性歪量を材料試験片の歪量から引いて推定塑性歪量を求め、
この推定塑性歪量が目標塑性歪量となった際に、引張荷重から圧縮荷重の方へ、または、圧縮荷重から引張荷重の方への反転を行っており、
定常サイクル時では、前記材料試験片に加わる負荷の変化速度の大きさは、引張荷重と圧縮荷重とからなる１サイクル中は略一定であり、
定常サイクルの間に挿入される挿入サイクルでは、保持開始ポイントから保持終了ポイントまで、荷重または歪みを一定に保持していることを特徴としている材料試験装置における制御方法。
【請求項２】
前記挿入サイクルのピークから保持開始ポイントまで、材料試験片に加わる負荷を急変させて、短時間で達していることを特徴としている請求項１記載の材料試験装置における制御方法。
【請求項３】
前記挿入サイクルのピークから保持開始ポイントまでに急変開始ポイントを設定し、
ピークから急変開始ポイントまでは、材料試験片に加わる負荷を一定の変化速度で変化させ、
急変開始ポイントから保持開始ポイントまでは、材料試験片に加わる負荷を急変させて、短時間で達しており、
保持終了ポイント以後は、材料試験片に加わる負荷を一定の変化速度で変化させていることを特徴としている請求項１記載の材料試験装置における制御方法。
【請求項４】
荷重負荷装置で材料試験片に引張荷重と圧縮荷重とを交互に繰り返し加えている材料試験装置における制御方法において、
材料試験片に加わる荷重を弾性係数で割って推定弾性歪量を求め、
この推定弾性歪量を材料試験片の歪量から引いて推定塑性歪量を求め、
この推定塑性歪量が目標塑性歪量となった際に、引張荷重から圧縮荷重の方へ、または、圧縮荷重から引張荷重の方への反転を行っており、
定常サイクル時では、前記材料試験片に加わる歪みの変化速度の大きさは、引張荷重と圧縮荷重とからなる１サイクル中は略一定であり、
定常サイクルの間に挿入される挿入サイクルでは、ピークから保持開始ポイントまで、材料試験片に加わる歪みを急変させて短時間で達し、保持開始ポイントから保持終了ポイントまで、歪みを一定に保持し、その後、材料試験片に加わる歪みの変化速度の大きさを略一定にしており、
前記挿入サイクルの保持開始ポイントは、ピークから保持開始ポイントまでの材料試験片に加える荷重の変化量で設定し、この荷重の変化量を弾性係数で割って、ピークから保持開始ポイントまでの歪みの変化量を求め、この歪み変化量に基づいて保持開始ポイントが決定されていることを特徴としている材料試験装置における制御方法。
【請求項５】
増大減少の繰り返し信号を出力する目標負荷信号発生手段と、
この目標負荷信号発生手段からの繰り返し信号に基づいて材料試験片に引張荷重と圧縮荷重とを交互に繰り返し加える荷重負荷装置と、
材料試験片に加わる荷重および歪みを検出する荷重センサおよび歪みセンサと、
荷重センサからの検出荷重を弾性係数で割って推定弾性歪量を求め、この推定弾性歪量を歪みセンサからの検出歪量から引いて推定塑性歪量を求めている推定塑性歪量計算手段と、
推定塑性歪量が目標塑性歪量となった際に、増大から減少へ、または、減少から増大への反転信号を前記目標負荷信号発生手段に出力する反転信号発生手段と、
保持開始ポイントを設定する保持開始ポイント設定手段と、
保持終了ポイントを設定する保持終了ポイント設定手段と、
目標負荷信号発生手段へ保持開始信号を出力する保持開始信号入力手段とを備え、
目標負荷信号発生手段は、定常サイクル時に、引張荷重と圧縮荷重とからなる１サイクル中は大きさが略一定である変化速度で変化する繰り返し信号を出力する手段と、保持開始信号が入力されて、挿入サイクルになると、ピーク通過後の保持開始ポイントから保持終了ポイントまでの出力を一定に保持し、材料試験片に加わる荷重または歪みを一定に維持している手段とを具備していることを特徴とする材料試験装置。
【請求項６】
前記目標負荷信号発生手段は、前記挿入サイクルのピークから保持開始ポイントまでの出力を急変させて、保持開始ポイントに短時間で達する手段を具備していることを特徴としている請求項５記載の材料試験装置。
【請求項７】
急変開始ポイントを設定する急変開始ポイント設定手段が設けられ、
前記目標負荷信号発生手段は、前記挿入サイクルのピークから急変開始ポイントまで一定の変化速度で出力を変化させる手段と、急変開始ポイントから保持開始ポイントまでは、出力を急変させて、保持開始ポイントに短時間で達する手段と、保持終了ポイント以後は、一定の変化速度で出力を変化させている手段とを具備していることを特徴としている請求項５記載の材料試験装置。
【請求項８】
増大減少の繰り返し信号を出力する目標負荷信号発生手段と、
材料試験片に加わる荷重および歪みを検出する荷重センサおよび歪みセンサと、
前記目標負荷信号発生手段からの繰り返し信号に、歪みセンサの検出信号が追随するようにフィードバック制御して、引張荷重と圧縮荷重とを交互に繰り返し加える荷重負荷装置と、
荷重センサからの検出荷重を弾性係数で割って推定弾性歪量を求め、この推定弾性歪量を歪みセンサからの検出歪量から引いて推定塑性歪量を求めている推定塑性歪量計算手段と、
推定塑性歪量が目標塑性歪量となった際に、増大から減少へ、または、減少から増大への反転信号を前記目標負荷信号発生手段に出力する反転信号発生手段と、
ピークから保持開始ポイントまでの荷重の変化量により、保持開始ポイントを設定する荷重変化量設定手段と、
荷重変化量設定手段で設定された荷重の変化量を弾性係数で割って歪み変化量を求める歪み変化量生成手段と、
保持終了ポイントを設定する保持終了ポイント設定手段と、
目標負荷信号発生手段へ保持開始信号を出力する保持開始信号入力手段とを備え、
目標負荷信号発生手段は、定常サイクル時に、引張荷重と圧縮荷重とからなる１サイクル中は大きさが略一定である変化速度で変化する繰り返し信号を出力する手段と、保持開始信号が入力されて、挿入サイクルになると、ピーク通過後、ピーク時の歪みから歪み変化量生成手段の歪み変化量を引いて、保持開始ポイントを求めて出力する手段と、この保持開始ポイントから保持終了ポイントまで出力を一定に保持し、材料試験片に加わる歪みを一定に維持する手段と、保持終了ポイントに達した後に、増大減少の繰り返し信号を出力して定常サイクルに戻る手段とを具備していることを特徴とする材料試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料試験片に引張荷重と圧縮荷重とを交互に繰り返し加える材料試験装置における制御方法及び材料試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の引張・圧縮荷重の繰り返し試験においては、引張側の最大歪量εMAX と、圧縮側の最大歪量εMAX とが設定されている。なお、図１３において、引張側が＋で、圧縮側が−で表示され、材料試験の初期状態が原点０で表示されている。歪量は歪みεの大きさ（すなわち、絶対値）である。引張側の最大歪量εMAX と、圧縮側の最大歪量εMAX とは同じ値とする場合が多い。そして、材料試験片の歪量が、引張側または圧縮側の最大歪量εMAX に達すると、材料試験片に加わる荷重を、引張荷重から圧縮荷重の方へ、または、圧縮荷重から引張荷重の方へ変更している。
【０００３】
この様にして、定常サイクルでは、引張・圧縮の繰り返し荷重を材料試験片に加えているが、この定常サイクルに、図８に図示する様に挿入サイクルを適宜挿入することが検討されている。この挿入サイクルは、図９および図１０に図示するように、部分的に歪みまたは荷重（応力）一定の部分があり、応力緩和試験やクリープ試験を行っている。この応力緩和試験やクリープ試験により、内部応力の計測ができる。そして、歪みまたは荷重一定の部分の直前には、材料試験片に加わる荷重を急変させている。この急変部分の設定は、材料試験片に加える荷重Ｓの変化量ΔＳで行われる。なお、荷重Ｓを材料試験片の断面で割ると、応力σとなる。したがって、下記の（１式）となる。なお、Ｋ１は比例定数。
荷重Ｓ＝Ｋ１×応力σ      （１式）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、引張側および圧縮側の最大歪量εMAX が設定されている材料試験装置では、図１３に図示するように、定常サイクルでは、引張側の最大歪量εMAX となるピークである点R1と、圧縮側の最大歪量εMAX となるピークである点R2との間をヒステリシスカーブを描きながら往復動している。一方、挿入サイクルでは、引張側のピークである点R1通過後、歪み一定の部分Ｈが挿入され、破線の様な曲線を描きながら圧縮側へ移動する。そして、歪みεが圧縮側の最大歪量εMAX に達したピークである点R3で反転し、細い破線で図示するように、引張側のピーク点R4に向かって移動する。このピーク点R4の後は定常サイクルに戻るが、略点R3と点R4との間をヒステリシスカーブを描きながら往復動している。この点R3と点R4との間のヒステリシスカーブは、以前の定常サイクルの点R1と点R2との間のヒステリシスカーブよりも、図１３において下側に位置している。この様に挿入サイクルの前後で、ヒステリシスカーブの位置が異なることになる。したがって、材料試験で得られたデータを挿入サイクルの前後で比較する際には、ヒステリシスカーブの位置のズレを考慮する必要があり、データの比較検討が難しくなる。さらに、挿入サイクルは複数回挿入されることがあるが、挿入の度に、ヒステリシスカーブは、図１３において下側へ、すなわち、圧縮側へ移動していくことになり、材料試験片に加わる荷重が順次、圧縮荷重の方が引張荷重よりも大きくなっていく。その結果、材料試験片に加わる荷重条件が変化し、材料試験の時間経過に伴うデータの比較検討が難しくなる。また、繰り返し負荷試験すなわち疲労試験においては、図１３に実線で図示するヒステリシスカーブの内側の面積や、特に、塑性歪量Ｅpp，Ｅpp2 の値の影響が大であり、定常サイクルでは、この塑性歪量Ｅpp，Ｅpp2 の値を略一定に保つことが望まれている。しかしながら、従来の引張側および圧縮側の最大歪量εMAX が設定されている材料試験装置では、塑性歪量一定の制御を行うことができないおそれがある。
【０００５】
また、上記材料試験方法以外に、引張側から圧縮側へ、または、圧縮側から引張側へ移動する際に荷重Ｓが０となる点P2間の歪量（いわゆる塑性歪量）Epp2を一定に制御する材料試験方法があるが、挿入サイクルにおいては、図１３に図示するように、荷重Ｓが０となる点R5は、点P2から大きく（図１３において右側へ）ズレており、それ以降の制御が異常となることがある。すなわち、点R5を通った際に、歪量Epp2は大きすぎると判断し、次のサイクルで材料試験片に加える最大歪量εMAX を小さくすることになるが、すると、歪量Epp2は小さくなる。そのため、その次のサイクルでは、材料試験片に加える最大歪量εMAX を大きくすることになり、歪量Epp2は大きくなる。この様にして、歪量Epp2が減少増大を繰り返すことになる。この様にして、制御系が不安定となることがある。
【０００６】
さらに、挿入サイクルの急変部分Ｈ２の設定は、材料試験片に加える荷重の変化量ΔＳで行われているので、急変部分Ｈ２においては、荷重のフィードバック制御が行われている。一方、定常サイクルにおいては、歪みのフィードバック制御が行われていることが多く、フィードバック制御の切り換えが必要となる。このフィードバック制御の切り換えの際に、ノイズやショックが混入することがある。たとえば、フィードバック制御の切り換え処理は、ノイズやショックが発生しないように、極力短時間で行われているが、切り換え処理の際に行われる荷重センサおよび歪みセンサの検出値の入力から、アクチュエータのサーボバルブへの制御信号の出力までには、処理時間を要している。そのため、切り換え処理の開始から終了までの期間に、材料試験片に加わる荷重や歪みが変動し、切り換え処理の前後で荷重や歪みに差が生じ、この差がノイズやショックとなることがある。したがって、ＤＤＣ（ダイレクトデジタルコントロール）制御等による超精密な試験を行っている場合には、極力フィードバック制御の切り換えを避けることが望まれている。また、材料試験片にショックを与えると、材料試験片にダメージが加わり、正確なデータの入手が難しくなる。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、荷重または歪み一定の部分を有する挿入サイクルを、定常サイクルに挿入することができる材料試験装置における制御方法及び材料試験装置を提供することを目的とする。また、フィードバック制御の切り換えを極力少なくすることができる材料試験装置における制御方法及び材料試験装置を提供することを二次的目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の材料試験装置における制御方法は、荷重負荷装置（１３）で材料試験片（１４）に引張荷重と圧縮荷重とを交互に繰り返し加えている材料試験装置における制御方法において、材料試験片に加わる荷重（Ｓ）を弾性係数（Ｋｄ）で割って推定弾性歪量を求め、この推定弾性歪量を材料試験片の歪量から引いて推定塑性歪量（Ｅops ）を求め、この推定塑性歪量が目標塑性歪量（Ｅopm ）となった際に、引張荷重から圧縮荷重の方へ、または、圧縮荷重から引張荷重の方への反転を行っており、定常サイクル時では、前記材料試験片に加わる負荷の変化速度の大きさは、引張荷重と圧縮荷重とからなる１サイクル中は略一定であり、定常サイクルの間に挿入される挿入サイクルでは、保持開始ポイントから保持終了ポイントまで、荷重または歪み（ε）を一定に保持している。
【０００９】
また、挿入サイクルのピークから保持開始ポイントまで、材料試験片に加わる負荷を急変させて、短時間で達している場合がある。
【００１０】
そして、挿入サイクルのピークから保持開始ポイントまでに急変開始ポイントを設定し、ピークから急変開始ポイントまでは、材料試験片に加わる負荷を一定の変化速度で変化させ、急変開始ポイントから保持開始ポイントまでは、材料試験片に加わる負荷を急変させて、短時間で達しており、保持終了ポイント以後は、材料試験片に加わる負荷を一定の変化速度で変化させている場合がある。
【００１１】
さらに、挿入サイクルの保持開始ポイントは、ピークから保持開始ポイントまでの材料試験片に加える荷重の変化量で設定し、この荷重の変化量を弾性係数で割って、ピークから保持開始ポイントまでの歪みの変化量を求め、この歪み変化量に基づいて保持開始ポイントが決定されている場合がある。
【００１２】
本発明の材料試験装置は、増大減少の繰り返し信号を出力する目標負荷信号発生手段（１）と、この目標負荷信号発生手段からの繰り返し信号に基づいて材料試験片に引張荷重と圧縮荷重とを交互に繰り返し加える荷重負荷装置と、材料試験片に加わる荷重および歪みを検出する荷重センサ（３６）および歪みセンサ（１６）と、荷重センサからの検出荷重を弾性係数で割って推定弾性歪量を求め、この推定弾性歪量を歪みセンサからの検出歪量から引いて推定塑性歪量を求めている推定塑性歪量計算手段（３８）と、推定塑性歪量が目標塑性歪量となった際に、増大から減少へ、または、減少から増大への反転信号を前記目標負荷信号発生手段に出力する反転信号発生手段（４２）と、保持開始ポイントを設定する保持開始ポイント設定手段（５３）と、保持終了ポイントを設定する保持終了ポイント設定手段（５６）と、目標負荷信号発生手段へ保持開始信号を出力する保持開始信号入力手段（５１）とを備え、目標負荷信号発生手段は、定常サイクル時に、引張荷重と圧縮荷重とからなる１サイクル中は大きさが略一定である変化速度で変化する繰り返し信号を出力する手段と、保持開始信号が入力されて、挿入サイクルになると、ピーク通過後の保持開始ポイントから保持終了ポイントまでの出力を一定に保持し、材料試験片に加わる荷重または歪みを一定に維持している手段とを具備している。
【００１３】
また、前記目標負荷信号発生手段は、前記挿入サイクルのピークから保持開始ポイントまでの出力を急変させて、保持開始ポイントに短時間で達する手段を具備している場合がある。
【００１４】
さらに、急変開始ポイントを設定する急変開始ポイント設定手段（５７）が設けられ、前記目標負荷信号発生手段は、前記挿入サイクルのピークから急変開始ポイントまで一定の変化速度で出力を変化させる手段と、急変開始ポイントから保持開始ポイントまでは、出力を急変させて、保持開始ポイントに短時間で達する手段と、保持終了ポイント以後は、一定の変化速度で出力を変化させている手段とを具備している場合がある。
【００１５】
そして、ピークから保持開始ポイントまでの荷重の変化量により、保持開始ポイントを設定する荷重変化量設定手段（５４）と、荷重変化量設定手段で設定された荷重の変化量を弾性係数で割って歪み変化量を求める歪み変化量生成手段（５５）とを備え、目標負荷信号発生手段は、定常サイクル時に、引張荷重と圧縮荷重とからなる１サイクル中は大きさが略一定である変化速度で変化する繰り返し信号を出力する手段と、保持開始信号が入力されて、挿入サイクルになると、ピーク通過後、ピーク時の歪みから歪み変化量生成手段の歪み変化量を引いて、保持開始ポイントを求めて出力する手段と、この保持開始ポイントから保持終了ポイントまで出力を一定に保持し、材料試験片に加わる歪みを一定に維持する手段と、保持終了ポイントに達した後に、増大減少の繰り返し信号を出力して定常サイクルに戻る手段とを具備している場合がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における材料試験装置における制御方法及び材料試験装置の実施の一形態を説明する。図１は本発明の材料試験装置の実施の一形態の構成を示すブロック図である。図２は保持条件設定部のブロック図である。図３は図１の材料試験装置におけるメインのフローチャートである。図４は保持フローのフローチャートである。図５は挿入サイクルの設定を行うための割り込み処理のフローチャートである。図６は定常サイクルおよび歪み一定の挿入サイクルのヒステリシスカーブで、（ａ）が全体図、（ｂ）が引張側のピークの拡大図である。図７は定常サイクルおよび荷重一定の挿入サイクルのヒステリシスカーブである。図８は材料試験のタイムチャートである。図９は歪み一定の挿入サイクルのタイムチャートで、（ａ）が歪みの図、（ｂ）が荷重の図である。図１０は荷重一定の挿入サイクルのタイムチャートで、（ａ）が歪みの図、（ｂ）が荷重の図である。図１１はピークと保持開始ポイントとの間に急変開始ポイントを設定した場合における歪み一定の挿入サイクルのタイムチャートで、（ａ）が歪みの図、（ｂ）が荷重の図である。図１２は引張側から圧縮側に移動する際に荷重Ｓが０となる点P2のタイムチャートである。図１３は従来の材料試験におけるヒステリシスカーブの説明図である。なお、材料試験装置は、コントローラおよびホストコンピュータにより制御されるが、図１および図２ではコントローラとホストコンピュータとを区別せずに、複数のブロックとして図示している。また、図１３には、実施の形態の点Ｒ14が比較のために図示されている。
【００１７】
目標負荷信号発生部１は、図示しない操作盤などで予め設定された勾配で増減を繰り返す制御目標信号Ｅｉを出力する。すなわち、この制御目標信号Ｅｉは、予め設定されている目標信号増加量ΔＥを一定時間毎に加算または減算することにより生成されている。この制御目標信号Ｅｉの勾配すなわち目標信号増加量ΔＥは、設定し直すことなどにより、材料試験中に変更することも可能である。そして、この目標負荷信号発生部１の制御目標信号Ｅｉは、歪みフィードバック制御用加算部３および荷重フィードバック制御用加算部２３に出力されている。加算部３の出力Ｅｒ１は、調整部４で微分処理、積分処理、増幅やＤ／Ａ変換などを行って、サーボバルブ入力信号ｉ１とし、切り換えスイッチ６を介して、破線で囲まれて図示されているプラント部（材料試験装置）１１の油圧アクチュエータ（ＡＣＴ）１３のサーボバルブ（Ｓ／Ｖ）１２に入力されている。このサーボバルブ１２により荷重負荷装置としてのアクチュエータ１３が稼働し、プラント部１１にセッティングされた材料試験片１４に負荷として引張荷重や圧縮荷重が加えられている。この材料試験片１４に加えられた歪みε（すなわち、アクチュエータ１３のピストンの変位量）は、歪みセンサ１６で検出されている。この歪みセンサ１６は、アームを有する歪みゲージ式伸び計、静電容量式伸び計やレーザー式変位量測定器などで構成され、この歪みセンサ１６の出力信号は、歪みセンサ用アンプ１７で増幅およびＡ／Ｄ変換されて、加算部３に入力されている。
【００１８】
そして、加算部３は、目標負荷信号発生部１からの目標負荷信号Ｅｉと歪みセンサ１６からの歪信号Ｅｋとの差信号Ｅｒ１を、前述のように調整部４に出力している。この様にして、材料試験片１４に加わる負荷としての歪みεが、目標負荷信号発生部１の目標負荷信号Ｅｉに追随する様に、フィードバック制御されている。なお、制御目標信号Ｅｉが＋の場合は引張側となり、一方、−の場合は圧縮側となっている。そして、制御目標信号Ｅｉが＋側のピークである最大値MAX になると、引張側の最大歪量εMAX が材料試験片１４に加わり、一方、制御目標信号Ｅｉが−側のピークである最小値MIN になると、圧縮側の最大歪量εMAX が材料試験片１４に加わる。
【００１９】
また、目標負荷信号発生部１の目標負荷信号Ｅｉは、荷重フィードバック制御用加算部２３に出力される。この加算部２３の出力Ｅｒ２は、荷重用調整部２４を介して比例・微分・積分（ＰＩＤ）、および、Ｄ／Ａ変換されてサーボバルブ入力信号ｉ２として、切り換えスイッチ６に入力されている。切り換えスイッチ６は、サーボバルブ１２への接続を歪みフィードバック制御用加算部３側または荷重フィードバック制御用加算部２３側に切り換えることにより、稼働されるフィードバック制御ループを変更している。なお、図１においては、切り換えスイッチ６は歪みフィードバック制御ループに切り換えられている。そして、この切り換えスイッチ６が荷重フィードバック制御ループに切り換えられている際には、荷重用調整部２４の出力ｉ２が、プラント部１１の油圧アクチュエータ１３のサーボバルブ１２に入力されている。そして、材料試験片１４に加えられた負荷としての荷重Ｓは、ロードセル（Ｌ／Ｃ）などの荷重センサ３６で検出されている。この荷重センサ３６の出力信号Ｅｓは、荷重センサ用アンプ３７で増幅およびＡ／Ｄ変換されて、荷重フィードバック制御用加算部２３に入力され、フィードバックされている。この様にして、ダイレクトデジタルコントロール（ＤＤＣ）システムのサーボループが構成され、材料試験片１４に加わる歪みεまたは荷重Ｓが目標負荷信号発生部１の目標負荷信号Ｅｉに追従するように制御されている。
【００２０】
また、歪みセンサ１６が検出した歪みεは、歪みセンサ用アンプ１７を介して目標負荷信号発生部１および推定塑性歪量計算部３８に入力され、同様に、荷重センサ３６が検出した荷重Ｓは、荷重センサ用アンプ３７を介して目標負荷信号発生部１および推定塑性歪量計算部３８に入力されている。
【００２１】
推定塑性歪量計算部３８には、前述の様に、歪みセンサ１６からの歪みεおよび荷重センサ３６からの荷重Ｓが入力されており、前もって検出されている弾性係数Ｋｄとから材料試験片１４に生じている推定塑性歪量Ｅops を下記の式で演算している。なお、引張側も圧縮側も同じ式で算出できる。
推定塑性歪量Ｅops ＝歪みεの絶対値（大きさ）−荷重Ｓの絶対値（大きさ）÷弾性係数Ｋｄ              （２式）
〔なお、荷重Ｓの絶対値÷弾性係数Ｋｄは推定弾性歪量である。また、弾性係数Ｋｄは、同じ材質の他の材料試験片１４で前もって決定することも可能であるが、材料試験の初期において、略弾性範囲内の負荷を材料試験片１４に加え、歪みセンサ１６および荷重センサ３６が検出した前回の歪みεn および荷重Ｓn と、新しい歪みεn+1 および荷重Ｓn+1 から、下記の式で求めることができる。
歪みεn+1 −前回の歪みεn ＝歪み差 dεn   （３式）
荷重Ｓn+1 −前回の荷重Ｓn ＝荷重差dSn     （４式）
荷重差dSn ÷歪み差 dεn ＝弾性係数Ｋｄ      （５式）〕
そして、推定塑性歪量計算部３８は、この推定塑性歪量Ｅops を加算部３９に出力している。また、目標塑性歪量設定部４１には、予め目標塑性歪量Ｅopm が設定されており、この目標塑性歪量Ｅopm が目標塑性歪量設定部４１から加算部３９に出力されている。加算部３９は目標塑性歪量Ｅopm と推定塑性歪量Ｅops との差信号を反転信号発生部４２に出力している。反転信号発生部４２は、推定塑性歪量Ｅops が目標塑性歪量Ｅopm に達すると、反転信号を目標負荷信号発生部１に出力している。目標負荷信号発生部１は前述のように、予め設定されている勾配で増加または減少しているが、反転信号発生部４２から反転信号が入力されると、増加している場合には反転して減少し、一方、減少している場合には反転して増加している。
【００２２】
この様にして、定常サイクルにおいては、推定塑性歪量Ｅops が目標塑性歪量Ｅopm になると、引張荷重から圧縮荷重の方へ、または圧縮荷重から引張荷重の方へ変更されて、アクチュエータ１３で材料試験片１４に、引張荷重と圧縮荷重とを交互に繰り返し加えている。なお、ヒステリシスカーブの図の右側（引張側）の点ｐにおける歪量Ｅopは目標塑性歪量Ｅopm と等しくなっている。また、引張側の歪量Ｅopと圧縮側の点−ｐにおける歪量Ｅpoとは等しくなっている。そして、図６に図示する様に、引張側の歪量Ｅopと圧縮側の歪量Ｅpoとを合計した値が、全目標塑性歪量Ｅppとなっている。すなわち、全目標塑性歪量Ｅppの半分の値が、目標塑性歪量Ｅopm として設定されている。
【００２３】
ところで、この材料試験装置における制御方法では、図８に図示するように、定常サイクルの途中に挿入サイクルが複数たとえば約１０回挿入されている。たとえば、定常サイクルを１００サイクル以上行った後に、挿入サイクルを挿入し、再度、定常サイクルを１００サイクル以上行った後に、挿入サイクルを挿入しを繰り返している。この挿入サイクルの設定は、保持条件設定部２から目標負荷信号発生部１に入力される信号により行われている。図示しない操作盤などにより設定される保持条件設定部２は記憶機能を有しており、保持開始信号入力部５１、保持対象設定部５２、保持開始ポイント設定部５３、保持終了ポイント設定部５６、急変開始ポイント設定部５７などが設けられている。保持開始ポイント設定部５３は、荷重変化量設定部５４および歪み変化量演算部５５を具備している。
【００２４】
保持開始信号入力部５１は、操作盤で操作されて保持開始フラグが設定され、挿入サイクル終了後はリセットされる。そして、保持開始フラグが設定されていると、目標負荷信号発生部１は挿入サイクルを開始する。保持対象設定部５２は、操作盤などで、挿入サイクル時に保持する対象として、荷重または歪みを選択的に設定される。
【００２５】
保持開始ポイント設定部５３は、挿入サイクル時における保持を開始するポイントが設定される。この保持開始ポイントは、ピークから歪みε０に向かって移動する戻り部に設定されている。また、保持開始ポイントは、ピークからの経過時間や歪みεの値で設定することもできるが、ピークからの荷重変化量ΔＳで設定することも可能である。その場合には、荷重変化量設定部５４に荷重変化量ΔＳが設定され、この荷重変化量ΔＳが歪み変化量演算部５５に入力される。歪み変化量演算部５５は、荷重変化量ΔＳを弾性係数Ｋｄ２で割ることにより、歪み変化量Δεを決定し、記憶設定される。この弾性係数Ｋｄ２は、推定塑性歪量計算部３８で用いた弾性係数Ｋｄと同じ値を用いることが可能であるが、定常サイクルにおいて、ピークからの戻りの弾性係数を前記（３式）〜（５式）を用いて算出し、弾性係数Ｋｄ２を決定することができる。なお、サイクルにおける戻り部分とは、ピークから歪みε０に向かって移動している部分を言う。
【００２６】
保持終了ポイント設定部５６は、保持開始ポイントからの経過時間Ｔｈや、荷重または歪みの値などで保持の終了ポイントが設定される。急変開始ポイント設定部５７は、ピークからの経過時間Ｔｈや、荷重または歪みの値などで、ピークと保持開始ポイントとの間のポイントが設定されている。
また、歪みセンサ１６や荷重センサ３６などで検出された種々のデータは、図示しない記憶装置に記憶されたり、外部に出力されたり、また、表示装置に表示されたりする。
【００２７】
この様に構成されている材料試験装置で材料試験を行う際には、まず始めに、材料試験装置のプラント部１１に材料試験片１４をセッティングし、目標負荷信号発生部１から制御目標信号Ｅｉを出力し、アクチュエータ１３を作動させて、弾性変形の範囲内の負荷（たとえば、図６において、点Ａと点Ｂとの間を往復する荷重）を材料試験片１４に加える。そして、歪みセンサ１６の検出した歪みεおよび荷重センサ３６の検出した荷重Ｓから、前記（３式）〜（５式）に基づいて、材料試験片１４の弾性係数Ｋｄを求め、この弾性係数Ｋｄを予め、推定塑性歪量計算部３８に設定しておく。なお、この弾性係数Ｋｄは前もって他の材料試験により求めることも可能である。
【００２８】
ついで、材料試験片１４に塑性歪を与える引張・圧縮荷重の繰り返し試験を行う。図３のステップ１において、切り換えスイッチ６は歪みフィードバック制御側に切り換えられ、また、目標負荷信号発生部１から一定勾配で増大または減少する制御目標信号Ｅｉが出力される。この制御目標信号Ｅｉの出力に追随して、材料試験片１４に歪みεが発生する。この歪みεは歪みセンサ１６が検出し、歪量信号Ｅｋが出力され、加算部３にフィードバックされており、歪量信号Ｅｋが制御目標信号Ｅｉとなるように制御されている。そして、ステップ２において、荷重センサ３６からの荷重信号Ｅｓおよび歪みセンサ１６からの歪量信号Ｅｋが推定塑性歪量計算部３８に出力され、推定塑性歪量計算部３８で推定塑性歪量Ｅops が前述の（２式）に基づいて算出されている。なお、この演算は、引張側および圧縮側の両方において行われている。ステップ３において、推定塑性歪量計算部３８から推定塑性歪量Ｅops が加算部３９に出力され、加算部３９で推定塑性歪量Ｅops と目標塑性歪量設定部４１に予め設定されている目標塑性歪量Ｅopm と比較されている。そして、推定塑性歪量Ｅops が目標塑性歪量Ｅopm に達しないと、ステップ１に戻り、ついで、ステップ１からステップ３を繰り返す。一方、推定塑性歪量Ｅops が目標塑性歪量Ｅopm に達すると、ステップ４に行き、反転信号発生部４２は反転信号を目標負荷信号発生部１に出力し、ステップ５に行く。ステップ５において、図８に図示する様に、目標負荷信号発生部１からの制御目標信号Ｅｉが、増大していた場合には減少し、減少していた場合には増大している。すなわち、目標信号増加量ΔＥを加算していた場合には、減算し、目標信号増加量ΔＥを減算していた場合には、加算している。そして、ステップ６に行く。
【００２９】
ステップ６において、保持開始信号入力部５１に保持開始フラグが設定されているか否かを判定し、設定されている場合には、ステップ７に行き、詳細は後述する保持フローを実行し、ステップ１に戻っている。一方、ステップ６において、保持開始フラグが設定されていない場合には、ステップ１に戻っている。この様にして、保持開始フラグが設定されていないと、引張・圧縮を繰り返す定常サイクルを行い、図６で実線で図示するように、引張側のピークＲ10と圧縮側のピークＲ11との間をヒステリシスカーブを描きながら往復動し、材料試験片１４に引張側の塑性歪量Ｅopおよび圧縮側の塑性歪量Ｅpoを与えている。そして、引張側の塑性歪量Ｅopと、圧縮側の塑性歪量Ｅpoは略等しく、引張側の塑性歪量Ｅopおよび圧縮側の塑性歪量Ｅpoは、全目標塑性歪量Ｅppの略二分の一となっている。
【００３０】
一方、保持開始フラグが設定されていると、図４に図示するフローにより、挿入サイクルが行われる。ステップ１１において、急変開始ポイント設定部５７により急変開始ポイントが設定されているか否かを判定する。この急変開始ポイントはたとえば、ピークからの経過時間で設定されている。そして、この急変開始ポイントが設定されていない場合には、ステップ１４に行き、一方、設定されている場合には、ステップ１２に行く。ついで、ステップ１２において、急変開始ポイントになったか否かを判定する。急変開始ポイントになっている場合には、ステップ１４に行き、一方、なっていない場合には、ステップ１３に行く。ステップ１３において、制御目標信号Ｅｉを、図３のステップ５で決定された方向に、ステップ１の勾配で増大または減少させ、ステップ１２に戻る。
【００３１】
ついで、ステップ１４において、制御目標信号Ｅｉを保持開始ポイントに対応する値に変更する。たとえば、保持開始ポイントが、ピークからの荷重変化量ΔＳで設定されている場合には、荷重変化量ΔＳから歪み変化量Δεを求め、ついで、ピーク時の制御目標信号Ｅｉの大きさから、歪み変化量Δεに対応する値を引いた値を出力する。この様にして、材料試験片１４に加わる歪みεを保持開始ポイントに急変させている。そして、ステップ１５に行く。ステップ１５において、保持対象設定部５２で設定されている保持対象が荷重か歪みかを判定する。歪みの場合には、ステップ１６に行き、一方、荷重の場合には、ステップ１８に行く。ステップ１６において、制御目標信号Ｅｉの出力値を変更しないで維持し、保持終了ポイントになったか否かを判定する。たとえば、保持終了ポイントが、保持開始ポイントからの経過時間Ｔｈで設定されている場合には、経過時間Ｔｈが経過したか否かを判定している。ついで、ステップ１７に行く。
【００３２】
一方、ステップ１５において、荷重の場合には、ステップ１８に行き、切り換えスイッチ６を荷重フィードバック制御側に切り換える。また、制御目標信号Ｅｉの値を、荷重センサ用アンプ３７からの荷重信号Ｅｓの値にし、その値を維持する。そして、ステップ１９に行く。ステップ１９において、保持終了ポイントになったか否かを判定する。たとえば、保持終了ポイントが、保持開始ポイントからの経過時間Ｔｈで設定されている場合には、経過時間Ｔｈが経過したか否かを判定している。ついで、ステップ２０に行く。ステップ２０において、切り換えスイッチ６を歪みフィードバック制御側に切り換える。また、制御目標信号Ｅｉの値を、歪みセンサ１６からの歪み信号Ｅｋの値にし、ステップ１７に行く。そして、ステップ１７において、制御目標信号Ｅｉが０点を通過したか否かを判定し、通過している場合には、ステップ２２に行き、一方、通過していない場合には、ステップ２１に行く。ステップ２１において、制御目標信号Ｅｉを、ステップ５で決定された方向に、ステップ１の勾配で増大または減少させ、ステップ１７に戻る。また、ステップ２２において、保持開始フラグをリセットし、ステップ２３に行き、図３のステップ１に行く。
【００３３】
この様にして、挿入サイクルが行われ、定常サイクルに戻っている。この挿入サイクルにおける荷重（応力）または歪みの保持は、図においては、引張側で行われているが、圧縮側で行うことも可能である。また、定常サイクルに挿入される挿入サイクルの回数は適宜選択可能であるとともに、荷重の保持の挿入サイクルと、歪みの保持の挿入サイクルとを交互に挿入することも可能である。さらに、歪みの保持の挿入サイクルを複数挿入する際には、保持開始ポイントを決定する荷重変化量ΔＳは順次増大することも可能である。この様にすると、一本の材料試験片１４で、多くの情報を得ることができる。なお、荷重変化量ΔＳは順次減少させることも可能であるが、最初に大きな荷重変化量ΔＳを材料試験片１４に加えると、材料試験片１４にダメージが生じるので、荷重変化量ΔＳは順次増大することが好ましい。
【００３４】
つぎに、挿入サイクルのパラメーターを設定するための割り込み処理のフローを図５で説明する。
ステップ３１において、操作盤などにより保持対象設定部５２に保持対象（すなわち荷重または歪み）が設定されたか否かを判定する。設定されている場合にはステップ３２に、設定されていない場合にはステップ３３に行く。ステップ３２において、設定された保持対象を記憶し、ステップ３３に行く。
【００３５】
そして、ステップ３３において、保持開始ポイント設定部５３に保持開始ポイントが設定されたか否かを判定する。設定されている場合にはステップ３４に、設定されていない場合にはステップ３７に行く。ステップ３４において、保持開始ポイントが歪みで設定されているか、または、荷重変化量ΔＳで設定されているかを判定する。そして、歪みの場合には、ステップ３６に行き、一方、荷重変化量ΔＳの場合には、ステップ３５に行く。ステップ３５において、荷重変化量ΔＳを歪み変化量Δεに変換し、ステップ３６に行く。ステップ３６において、設定された保持開始ポイントを記憶し、ステップ３７に行く。
【００３６】
ステップ３７において、保持終了ポイント設定部５６に保持終了ポイントが設定されたか否かを判定する。設定されている場合にはステップ３８に、設定されていない場合にはステップ３９に行く。ステップ３８において、設定された保持終了ポイントを記憶し、ステップ３９に行く。ステップ３９において、急変開始ポイント設定部５７に急変開始ポイントが設定されたか否かを判定する。設定されている場合にはステップ４０に、設定されていない場合にはステップ４１に行く。ステップ４０において、設定された急変開始ポイントを記憶し、ステップ４１に行く。そして、ステップ４１において、保持開始信号入力部５１に保持開始信号が入力されたか否かを判定する。入力された場合にはステップ４２に、入力されていない場合にはステップ４３に行く。ステップ４２において、保持開始フラグを設定し、ステップ４３に行く。ステップ４３において、図３のメインフローに戻る。
【００３７】
そして、この材料試験におけるタイムチャートを説明する。初期状態においては、材料試験片に加わる荷重Ｓおよび歪みεは０であり、そして、材料試験装置で材料試験片１４に略弾性範囲内で引張荷重と圧縮荷重とを交互に繰り返し加える。歪みは図８に図示するように点Ａと点Ｂとの間を往復動するとともに、荷重−歪み曲線は、図６に図示するように、点Ａと点Ｂとの間を往復動する。この弾性試験で弾性係数Ｋｄを求める。ついで、推定塑性歪量Ｅops が目標塑性歪量Ｅopm となるように、降伏点を越す引張荷重と圧縮荷重とを交互に繰り返し加えて、定常サイクルを行っている。荷重−歪み曲線は、図６の実線で図示するように、点Ｒ10と点Ｒ11との間を往復動している。そして、引張側から圧縮側へ、または、圧縮側から引張側へ移動する際に荷重Ｓが０となる点P2間の歪量（以下、「荷重０における全塑性歪量」と呼ぶ）Ｅpp2 は略一定となっている。
【００３８】
この定常サイクルの一部に、図８に図示するように、挿入サイクルが挿入されている。この挿入サイクルには、種々のタイプがあるが、たとえば、図６、図９および図１１に図示する歪みε一定の場合や、図７および図１０に図示する荷重Ｓ一定の場合がある。
【００３９】
図６および図９に図示する挿入サイクルでは、引張側の歪みεが最大となるピーク点Ｒ10になった際に、材料試験片１４に加わる荷重Ｓを荷重変化量ΔＳだけ急速に減少させている。図６において、点Ｒ12になる。そして、その後、経過時間Ｔｈが経過するまで、材料試験片１４の歪みεを一定に保っている。すると、図６および図９に図示するように、材料試験片１４に加わる荷重Ｓは緩和され、減少している。図６において、点Ｒ13になる。そして、経過時間Ｔｈの経過後、定常サイクルと同じ勾配で歪みεが変化している。圧縮側のピーク点は点Ｒ14となり、次の引張側のピーク点は点Ｒ15、また、次の圧縮側のピーク点は点Ｒ16となり、さらに、次の引張側のピーク点は点Ｒ17となって順次定常サイクルに収束していく。したがって、荷重０における歪みp2は、図１２に図示するように、挿入サイクルの後順次、定常サイクルの値に収束し、それに伴って、荷重０における塑性歪量Epp2も収束している。
【００４０】
図７および図１０に図示する挿入サイクルでは、引張側の歪みεが最大となるピーク点Ｒ10になった際に、材料試験片１４に加わる荷重Ｓを荷重変化量ΔＳだけ急速に減少させている。図７において、点Ｒ12になる。そして、その後、経過時間Ｔｈが経過するまで、材料試験片１４の荷重Ｓを一定に保っている。すると、図７および図１０に図示するように、材料試験片１４に加わる歪みεは増大されクリープ現象が生じている。図７において、点Ｒ23になる。そして、経過時間Ｔｈの経過後、定常サイクルと同じ勾配で歪みεが変化している。圧縮側のピーク点は点Ｒ24となる。その後、図６および図９の挿入サイクルと同様に、順次定常サイクルに収束していく。
【００４１】
図１１に図示する挿入サイクルでは、引張側の歪みεが最大となるピーク点Ｒ10と保持開始ポイントＲ32との間に急変開始ポイントＲ31が設定されており、点10と点Ｒ31との間は、歪みεは定常サイクルと同じ勾配で変化している。そして、急変開始ポイントＲ31になると、材料試験片１４に加わる荷重Ｓを荷重変化量ΔＳ２だけ急速に減少させている。図１１において、点Ｒ32になる。そして、材料試験片１４の歪みεを一定に保っている。すると、図１１（ｂ）に図示するように、材料試験片１４に加わる荷重Ｓは緩和され、減少している。ついで、点Ｒ32から経過時間Ｔｈの経過後、図１１の点Ｒ33となり、定常サイクルと同じ勾配で歪みεが変化している。圧縮側のピーク点は点Ｒ34となる。その後、図６および図９の挿入サイクルと同様に、順次定常サイクルに収束していく。なお、歪みεおよび荷重Ｓなどのデータのサンプリングは、材料試験の全工程において常時、一定時間間隔で行うことも可能であるが、少なくとも、挿入サイクルの前後、および挿入サイクルの最中、特に、挿入サイクルにおける歪みεまたは荷重Ｓを一定に保持している部分は、設定されている時間間隔（定常サイクルの周期よりも短い時間間隔、たとえば、定常サイクルの周期の約１００分の１）でサンプリングを行う。
【００４２】
前述のように、この実施の形態では、制御目標信号Ｅｉが最大値MAX および最小値MIN となるピーク時点での推定塑性歪量Ｅops が目標塑性歪量Ｅopm となるように制御されている。したがって、挿入サイクルにおいて、図１３に図示する荷重Ｓが０となる点R5が、点ｐから大きくズレていても、次のサイクルの制御に影響を直接的に与えることはない。そして、推定塑性歪量Ｅops が目標塑性歪量Ｅopm となるラインに達する点Ｒ14になると、ピークを形成し、引張側に向かって反転している。その際には、弾性係数Ｋｄで決定される勾配で移動しており、定常サイクルの点Ｒ11に近辺を通っている。したがって、挿入サイクル後の次のサイクルが挿入サイクル前の定常サイクルから大きくズレることは少ない。また、挿入サイクル後の定常サイクルは、図６に図示するように、挿入サイクル前の定常サイクルに向かって順次収斂している。そのため、挿入サイクルを間隔を開けて挿入することにより、挿入サイクルを複数回挿入しても、挿入サイクル前の定常サイクルの状態は略同じ状態を維持することができる。また、定常サイクルにおいては、全目標塑性歪量Ｅppとともに、荷重０における全塑性歪量Ｅpp2 を略一定に保つことができる。
【００４３】
そして、挿入サイクルの歪みεまたは荷重Ｓ一定の部分における荷重Ｓや歪みεのデータの変化を観察することにより、材料試験片１４の内部応力を考察することができる。
【００４４】
さらに、ピークから保持開始ポイントまでの急変部を荷重変化量で設定しても、この荷重変化量を弾性係数Ｋｄで割って歪み変化量に変換して設定されており、フィードバック制御を歪みから荷重へ、また、荷重から歪みに切り換える必要がなくなる。そのため、フィードバック切り換え時におけるノイズやショックの発生を極力防止することができる。特に、歪みの変化速度の大きさが略一定に制御されている定常サイクルに挿入サイクルが挿入されており、この挿入サイクルで歪みε一定の保持が行われている場合には、歪みのフィードバック制御のみを行えばよく、フィードバック制御の切り換えが不要となる。ところで、荷重変化量を弾性係数Ｋｄで割って歪み変化量を求めると、想定していた保持開始ポイントと、実際の保持開始ポイントとが微妙にズレることがある。しかしながら、材料試験で得られたデータは、プロットなどをしてグラフなどで整理されており、略所定間隔毎にデータが得られれば良いので、荷重Ｓや歪みεなどのデータが正確に検出されていれば、想定していた保持開始ポイントと実際の保持開始ポイントとの微妙なズレは、問題となることはない。
【００４５】
なお、引張側の目標塑性歪量Ｅopm と圧縮側の目標塑性歪量Ｅopm とを異ならしめることにより、引張側の塑性歪量Ｅopと圧縮側の塑性歪量Ｅpoとを異ならしめることも可能である。また、歪みεまたは荷重Ｓ一定の部分は、引張側で行われているが、圧縮側で行わせることも可能である。すなわち、保持開始信号を圧縮側のピーク点Ｒ11から引張側のピーク点Ｒ10までの間に入れると、この実施の形態の様に引張側で行われ、一方、保持開始信号を引張側のピーク点Ｒ10から圧縮側のピーク点Ｒ11までの間に入れると、圧縮側で行われる。
【００４６】
そして、この材料試験は、材料試験片１４が破断するまで通常行われるが、破断前に材料試験を終了することも可能である。さらに、この実施の形態では、歪制御を行っているが、荷重制御を行うことも可能である。なお、塑性変形時の制御を的確に行うためには、荷重制御よりも歪制御を行うほうが好ましい。
【００４７】
さらに、推定塑性歪量計算部は、実質的に、荷重センサからの検出荷重を弾性係数で割って推定弾性歪量を求め、この推定弾性歪量を歪みセンサからの検出歪量から引いて推定塑性歪量を求めているならば、その具体的計算方法は適宜変更可能である。
【００４８】
そして、この実施の形態では、荷重および歪みで材料試験の制御を行っているが、荷重を応力で取り扱っても、荷重は材料試験片の断面積×応力であるので、所定の係数で補正すれば、実質的に略同じである。また、歪みを材料試験片の単位長さ当たりの値にしても、所定の係数で補正すれば、実質的に同じである。また、この明細書では、荷重Ｓ÷歪みεを弾性係数Ｋｄと定義しているが、この弾性係数Ｋｄの単位立方体当たりの値を弾性率（ヤング率）とすると、弾性係数Ｋｄは、材料試験片１４の断面積÷材料試験片１４の初期の長さ×弾性率となる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、材料試験片に加わる荷重を弾性係数で割って推定弾性歪量を求め、この推定弾性歪量を材料試験片の歪量から引いて推定塑性歪量を求め、この推定塑性歪量が目標塑性歪量となった際に、引張荷重から圧縮荷重の方へ、または、圧縮荷重から引張荷重の方への反転を行っているので、挿入サイクルはピーク後、弾性係数で決定される勾配で移動しており、定常サイクルのピークの近辺を通っている。したがって、挿入サイクル後の次のサイクルが挿入サイクル前の定常サイクルから大きくズレることは少ない。また、挿入サイクル後の定常サイクルは、図６に図示するように、挿入サイクル前の定常サイクルに向かって順次収斂することができる。さらに、定常サイクルにおいては、推定塑性歪量とともに、実際の塑性歪量を略一定に保つことができる。そして、挿入サイクルにおける歪みまたは荷重一定の部分で、荷重や歪みのデータの変化を観察することにより、材料試験片の内部応力を考察することができる。
【００５０】
さらに、ピークから保持開始ポイントまでの荷重の変化量により、保持開始ポイントを設定する荷重変化量設定手段と、荷重変化量設定手段で設定された荷重の変化量を弾性係数で割って歪み変化量を求める歪み変化量生成手段とを備えている場合には、ピークから保持開始ポイントまでの急変部を荷重変化量で設定しても、この荷重変化量を弾性係数で割って歪み変化量に変換して設定されており、フィードバック制御を歪みから荷重へ、また、荷重から歪みに切り換える必要がなくなる。そのため、フィードバック切り換え時におけるノイズやショックの発生を極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の材料試験装置の実施の一形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は保持条件設定部のブロック図である。
【図３】図３は図１の材料試験装置におけるメインのフローチャートである。
【図４】図４は保持フローのフローチャートである。
【図５】図５は挿入サイクルの設定を行うための割り込み処理のフローチャートである。
【図６】図６は定常サイクルおよび歪み一定の挿入サイクルのヒステリシスカーブで、（ａ）が全体図、（ｂ）が引張側のピークの拡大図である。
【図７】図７は定常サイクルおよび荷重一定の挿入サイクルのヒステリシスカーブである。
【図８】図８は材料試験のタイムチャートである。
【図９】図９は歪み一定の挿入サイクルのタイムチャートで、（ａ）が歪みの図、（ｂ）が荷重の図である。
【図１０】図１０は荷重一定の挿入サイクルのタイムチャートで、（ａ）が歪みの図、（ｂ）が荷重の図である。
【図１１】図１１はピークと保持開始ポイントとの間に急変開始ポイントを設定した場合における歪み一定の挿入サイクルのタイムチャートで、（ａ）が歪みの図、（ｂ）が荷重の図である。
【図１２】図１２は引張側から圧縮側に移動する際に荷重Ｓが０となる点P2のタイムチャートである。
【図１３】図１３は従来の材料試験におけるヒステリシスカーブの説明図である。
【符号の説明】
ε  歪み
Ｅopm   目標塑性歪量
Ｅops   推定塑性歪量
Ｋｄ  弾性係数
Ｓ  荷重
１  目標負荷信号発生部（目標負荷信号発生手段）
１３  アクチュエータ（荷重負荷装置）
１４  試験片
１６  歪みセンサ
３６  荷重センサ
３８  推定塑性歪量計算部（推定塑性歪量計算手段）
４２  反転信号発生部（反転信号発生手段）
５１  保持開始信号入力部（保持開始信号入力手段）
５３  保持開始ポイント設定部（保持開始ポイント設定手段）
５４  荷重変化量設定部（荷重変化量設定手段）
５５  歪み変化量演算部（歪み変化量生成手段）
５６  保持終了ポイント設定部（保持終了ポイント設定手段）
５７  急変開始ポイント設定部（急変開始ポイント設定手段）
【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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