JPH11108816A - Resin tensile tester - Google Patents
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- JPH11108816A JPH11108816A JP26615497A JP26615497A JPH11108816A JP H11108816 A JPH11108816 A JP H11108816A JP 26615497 A JP26615497 A JP 26615497A JP 26615497 A JP26615497 A JP 26615497A JP H11108816 A JPH11108816 A JP H11108816A
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- resin
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 低速から高速までの広範囲な速度範囲を有
し、起動開始直後の変速領域を除いた一定の速度で引張
負荷できる樹脂用引張試験装置の提供。
【解決手段】 複数個の柱脚2を介して立設され上部に
水平な平板3aを有する架台3と、架台の平板上に鉛直
に立設され頂部に水平な平板からなる天板14を備えた
ボールネジ機構からなる直動型アクチュエータ10と、
回転軸が該平板を貫通して直動型アクチュエータに接続
され該平板の下側に固設された直動型アクチュエータ駆
動用のサーボモータ20と、直動型アクチュエータの可
動部に突設されボールネジ機構により上下動自在なクロ
スヘッド16と、クロスヘッドと架台平板との間に配設
されそれぞれ樹脂引張試験片の端部を把持する上下一対
のクランプ40,50とで構成する。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin tensile test device having a wide speed range from low speed to high speed and capable of applying a tensile load at a constant speed excluding a speed change region immediately after start of startup. A pedestal (3) erected through a plurality of column bases (2) and having a horizontal flat plate (3a) at an upper portion, and a top plate (14) vertically erected on the flat plate of the pedestal and formed of a horizontal flat plate on a top. Linear actuator 10 comprising a ball screw mechanism,
A rotary motor penetrates the flat plate, is connected to the linear motion actuator, and is fixed to the lower side of the flat plate for driving the linear motion actuator; and a ball screw protruded from the movable portion of the linear motion actuator. It comprises a crosshead 16 which can be moved up and down by a mechanism, and a pair of upper and lower clamps 40 and 50 which are disposed between the crosshead and the gantry plate and respectively hold the ends of the resin tensile test pieces.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、各種工業用もしく
は医療用樹脂の引張強度や応力−歪み特性、弾性係数等
の機械的性質を測定する樹脂用引張試験装置に係り、特
に、従来の樹脂用引張試験装置よりもはるかに高速で荷
重を負荷することが出来るとともに、引張試験の後に応
力緩和試験や回復試験を引き続いて実施できるようにし
て、樹脂の正確な機械的性質を迅速に把握することを意
図した樹脂用引張試験装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin tensile tester for measuring mechanical properties such as tensile strength, stress-strain characteristics, and elastic modulus of various industrial or medical resins. It is possible to apply a load at a much higher speed than the tensile test equipment for the test, and to carry out the stress relaxation test and the recovery test after the tensile test, so that the exact mechanical properties of the resin can be quickly grasped. The present invention relates to a tensile test device for resin intended to do so.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に樹脂材料は、弾性域と塑性域の両
方に粘性の影響をもつ粘弾性粘塑性特性を示すため、引
張試験装置の可動部であるクロスヘッドの速度を多彩に
変化させた引張試験が必要である。ところが、現在の一
般の回転ネジ機構をもつ試験装置では、樹脂用の試験に
必要な試験速度範囲を考慮されていない。2. Description of the Related Art In general, a resin material exhibits viscoelastic viscoplastic characteristics having an effect of viscosity in both an elastic region and a plastic region. Therefore, the speed of a cross head, which is a movable portion of a tensile tester, is varied. A tensile test is required. However, in a test apparatus having a current general rotary screw mechanism, a test speed range necessary for a test for a resin is not considered.
【0003】一般の回転ネジ機構をもつ試験装置は、試
験片を装着する試験片把持具(クランプともいう)の一
方を固定し、他方の試験片把持具を引っ張り、最大変位
位置で停止させることにより、荷重と変位の相関関係の
データを得るものである。In a test apparatus having a general rotary screw mechanism, one of test piece grippers (also called a clamp) for mounting a test piece is fixed, and the other test piece gripper is pulled to stop at a maximum displacement position. Thus, data on the correlation between the load and the displacement is obtained.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その引
張試験速度は、高速のものでも1000mm/min程
度であり、引っ張りの開始時(データの立ち上がり時)
において、クロスヘッドの速度が0から上昇して一定の
速度に落ち着くため、速度一定の正確な試験が出来な
い。図10は従来の回転ネジ機構をもつ試験装置を使用
して得られた実験結果(荷重−時間特性)であるが、デ
ータの立ち上がり時において、クロスヘッドの加速があ
るために速度が一定となっていない。なお、このときの
一定速度に達したクロスヘッド速度は200mm/mi
nである。また、このような従来の試験装置では、連続
して歪み回復試験を実施することが出来ない。However, the tensile test speed is about 1000 mm / min even at a high speed, and the tensile test speed is at the start of pulling (at the time of rising of data).
In this case, since the speed of the crosshead rises from 0 and settles at a constant speed, an accurate test at a constant speed cannot be performed. FIG. 10 shows the experimental results (load-time characteristics) obtained using a test device having a conventional rotary screw mechanism. At the start of data, the speed becomes constant due to the acceleration of the crosshead. Not. At this time, the crosshead speed that has reached a certain speed is 200 mm / mi.
n. Further, such a conventional test apparatus cannot perform a strain recovery test continuously.
【0005】一方、より高速の引張試験が出来る衝撃試
験装置は、その最低速度が高過ぎて、逆に低い速度の試
験には不適である。また、回転ネジ機構をもつ試験装置
と衝撃試験装置を併用した実験を行なっても、2つの試
験装置によるデータの間には整合性がない場合が多く、
しかも圧縮空気を動力源に用いた構造のため、引張試験
後に変位を固定して応力緩和試験を行なうことが出来
ず、従来の回転ネジ機構をもつ試験装置と同様、連続し
た歪み回復試験を行なうことが出来なかった。On the other hand, an impact test apparatus capable of performing a tensile test at a higher speed has an excessively high minimum speed, and is not suitable for a test at a low speed. In addition, even when an experiment using both a test device having a rotary screw mechanism and an impact test device is performed, there is often no consistency between the data obtained by the two test devices,
In addition, due to the structure using compressed air as a power source, it is not possible to perform a stress relaxation test by fixing the displacement after a tensile test, and perform a continuous strain recovery test as with a test device with a conventional rotary screw mechanism. I couldn't do that.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明においては、第1の発明では、樹脂
の引張強度や応力−歪み特性等の機械的性質を測定する
樹脂用引張試験装置であって、複数個の柱脚を介して立
設され上部に水平な平板を有する架台と、該架台の平板
上に鉛直に立設され頂部に水平な平板からなる天板を備
えたボールネジ機構からなる直動型アクチュエータと、
回転軸が該平板を貫通して該直動型アクチュエータに接
続され該平板の下側に固設された該直動型アクチュエー
タ駆動用のサーボモータと、該直動型アクチュエータの
可動部に突設されボールネジ機構により上下動自在なク
ロスヘッドと、該クロスヘッドと前記架台平板との間に
配設されそれぞれ樹脂引張試験片の端部を把持する上下
一対のクランプとで構成され、下部クランプは前記架台
平板に該直動型アクチュエータに沿って荷重センサを介
して立設され、上部クランプは該クロスヘッドに穿設さ
れた透孔を上下動自在に貫通し上端部に該透孔の内径よ
り大きな直径を有するストッパを備えた案内ロッドに垂
下されるとともに、該ストッパは前記天板下部に配設さ
れた滑車を通して該上部クランプの重量と同一の重量を
もつ重錘に紐状コードを介して連結された構成とした。In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention relates to a resin for measuring mechanical properties such as tensile strength and stress-strain characteristics of the resin. A tensile test apparatus, comprising a pedestal having a horizontal flat plate at the top and erected through a plurality of column bases, and a top plate vertically erected on the flat plate of the pedestal and made of a horizontal flat plate at the top. Linear actuator consisting of a ball screw mechanism,
A rotating shaft penetrating through the flat plate and connected to the linear actuator, a servomotor for driving the linear actuator fixed below the flat plate, and protruding from a movable portion of the linear actuator; A cross head that can be moved up and down by a ball screw mechanism, and a pair of upper and lower clamps that are disposed between the cross head and the gantry flat plate and grip an end of a resin tensile test piece, respectively. An upper clamp is vertically erected along the direct-acting type actuator via a load sensor on the gantry flat plate, and the upper clamp penetrates vertically through a through hole formed in the crosshead and is larger than the inner diameter of the through hole at the upper end. A guide rod having a stopper having a diameter is hung on a guide weight having the same weight as that of the upper clamp through a pulley provided at a lower portion of the top plate. It was ligated to each other via the de.
【0007】また、第2の発明では、第1の発明におい
て、案内ロッドが上下動するクロスヘッドの透孔に、リ
ニアボールベアリングを配設した。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a linear ball bearing is disposed in a through hole of the crosshead in which the guide rod moves up and down.
【0008】さらに、第3の発明では、第1や第2の発
明において、クランプは、左右一対の挟圧パッドを四辺
形リンクで囲繞しつつピン接合するとともに、該四辺形
リンクのうちの操作リンクを引っ張りコイルばねを介し
て該両挟圧パッドで樹脂用試験片を挟持する方向に付勢
するようにした。Further, in the third invention, in the first and second inventions, the clamp is joined with the pin while surrounding the pair of left and right pressure pads with the quadrilateral link, and the operation of the quadrilateral link is performed. The link was urged in the direction of holding the resin test piece between the two pressing pads via a tension coil spring.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明においては、第1の発明で
は、複数個の柱脚を介して立設され上部に水平な平板を
有する架台と、該架台の平板上に鉛直に立設され頂部に
水平な平板からなる天板を備えたボールネジ機構からな
る直動型アクチュエータと、回転軸が該平板を貫通して
該直動型アクチュエータに接続され該平板の下側に固設
された該直動型アクチュエータ駆動用のサーボモータ
と、該直動型アクチュエータの可動部に突設されボール
ネジ機構により上下動自在なクロスヘッドと、該クロス
ヘッドと前記架台平板との間に配設されそれぞれ樹脂引
張試験片の端部を把持する上下一対のクランプとで構成
され、下部クランプは前記架台平板に該直動型アクチュ
エータに沿って荷重センサを介して立設され、上部クラ
ンプは該クロスヘッドに穿設された透孔を上下動自在に
貫通し上端部に該透孔の内径より大きな直径を有するス
トッパを備えた案内ロッドに垂下されるとともに、該ス
トッパは前記天板下部に配設された滑車を通して該上部
クランプの重量と同一の重量をもつ重錘に紐状コードを
介して連結された構成としたため、上部クランプの重量
と重錘の重量が同一であり上部クランプの重量が相殺さ
れることから、両クランプで樹脂用引張試験片の両端を
把持しても上部クランプの重量が樹脂用引張試験片に負
荷されない状態で引張試験を開始できるとともに、所望
の任意の高速のクロスヘッド速度で樹脂用引張試験片に
荷重を与えることが出来る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the first aspect of the present invention, there is provided a gantry having a horizontal flat plate on an upper portion thereof, which is erected through a plurality of column bases, and is vertically erected on the flat plate of the gantry. A direct-acting actuator comprising a ball screw mechanism having a top plate made of a horizontal flat plate at the top, and a rotary shaft penetrating through the flat plate and connected to the direct-acting actuator and fixed to the lower side of the flat plate. A servomotor for driving a linear actuator, a crosshead protruding from a movable portion of the linear actuator and capable of moving up and down by a ball screw mechanism, and a resin disposed between the crosshead and the base plate. A pair of upper and lower clamps for gripping the end of the tensile test piece, a lower clamp is erected on the gantry flat plate along the linear actuator via a load sensor, and an upper clamp is Is vertically suspended through a through-hole pierced through a guide rod provided with a stopper having a diameter larger than the inner diameter of the through-hole at the upper end, and the stopper is provided at a lower portion of the top plate. The weight of the upper clamp is the same as the weight of the upper clamp, and the weight of the upper clamp is equal to the weight of the weight, and the weight of the upper clamp is offset. Therefore, even if both ends of the tensile test piece for resin are gripped by both clamps, the tensile test can be started in a state in which the weight of the upper clamp is not loaded on the tensile test piece for resin, and a desired high-speed crosshead speed can be obtained. Can apply a load to the tensile test piece for resin.
【0010】また、第2の発明では、案内ロッドが上下
動するクロスヘッドの透孔に、リニアボールベアリング
を配設したので、クロスヘッドに対して案内ロッドの上
下動の移動を円滑に行なうことが出来るとともに、横振
れを無くし正確な鉛直方向の上下動が確保される。According to the second aspect of the present invention, since the linear ball bearing is provided in the through hole of the crosshead in which the guide rod moves up and down, the guide rod can be moved up and down smoothly with respect to the crosshead. And accurate vertical up and down movement can be ensured by eliminating lateral vibration.
【0011】さらに、第3の発明においては、クランプ
は、左右一対の挟圧パッドを四辺形リンクで囲繞しつつ
ピン接合するとともに、該四辺形リンクのうちの操作リ
ンクを引っ張りコイルばねを介して該両挟圧パッドで樹
脂用試験片を挟持する方向に付勢するようにしたので、
ワンタッチで素早く樹脂用引張試験片を左右一対のクラ
ンプに着脱出来る。Further, in the third aspect of the present invention, the clamp includes a pair of right and left pressing pads surrounded by a quadrilateral link and is joined by pins, and an operation link of the quadrilateral link is pulled through a tension coil spring. As it was made to urge in the direction to pinch the resin test piece with the two pressure pads,
With one touch, the tensile test specimen for resin can be quickly attached to and detached from a pair of left and right clamps.
【0012】[0012]
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図1〜図9は本発明の実施例に係り、
図1は樹脂用引張試験装置の全体斜視図、図2は樹脂用
引張試験装置の要部側面図、図3はクランプの正面図、
図4は他の実施例を示すクランプの斜視図、図5は図4
のクランプの平面図、図6は本発明の樹脂用引張試験装
置の試験結果(荷重−時間特性)を示すグラフ、図7は
本発明の樹脂用引張試験装置の試験結果(荷重−時間特
性)を示すグラフ、図8は本発明の樹脂用引張試験装置
の試験結果(変位−時間特性)を示すグラフ、図9は本
発明の樹脂用引張試験装置の試験結果(応力−歪み特
性)を示すグラフである。なお、図10は従来の商用試
験機の試験結果(荷重−時間特性)を示すグラフであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 9 relate to an embodiment of the present invention,
1 is an overall perspective view of a tensile tester for resin, FIG. 2 is a side view of a main part of the tensile tester for resin, FIG. 3 is a front view of a clamp,
FIG. 4 is a perspective view of a clamp showing another embodiment, and FIG.
FIG. 6 is a graph showing the test results (load-time characteristics) of the resin tensile tester of the present invention, and FIG. 7 is the test results (load-time characteristics) of the resin tensile tester of the present invention. FIG. 8 is a graph showing test results (displacement-time characteristics) of the resin tensile test device of the present invention, and FIG. 9 is a test result (stress-strain characteristics) of the resin tensile test device of the present invention. It is a graph. FIG. 10 is a graph showing test results (load-time characteristics) of a conventional commercial testing machine.
【0013】図1は、本発明の樹脂用引張試験装置10
0を示したもので、樹脂用引張試験装置100は、図1
および図2に示すように、水平な底板1の上に4本の柱
脚2によって立設され上部に水平な架台平板3aを備え
た架台3と、架台平板3a上に鉛直に立設され頂部に水
平な平板からなる天板14を備えたボールネジ機構から
なる直動型アクチュエータ10と、回転軸20aが架台
平板3aを貫通して直動型アクチュエータ10に接続さ
れ架台平板3aの下側に固設された直動型アクチュエー
タ駆動用のサーボモータ20と、直動型アクチュエータ
10の可動部に突設されボールネジ機構により上下動自
在なクロスヘッド16と、クロスヘッド16と架台平板
3aとの間に配設されそれぞれ樹脂引張試験片TPの端
部を把持する上下一対の下部クランプ40、上部クラン
プ50とで構成される。FIG. 1 shows a resin tensile test apparatus 10 according to the present invention.
0, the resin tensile test apparatus 100 is shown in FIG.
As shown in FIG. 2 and FIG. 2, a gantry 3 erected on a horizontal bottom plate 1 by four column bases 2 and provided with a gantry flat plate 3a on an upper portion, and a gantry 3 vertically erected on the gantry flat plate 3a. Linear actuator 10 comprising a ball screw mechanism provided with a top plate 14 comprising a horizontal flat plate, and a rotating shaft 20a penetrating the base plate 3a and connected to the linear actuator 10 to be fixed below the base plate 3a. A servomotor 20 for driving the linear actuator provided, a crosshead 16 protruding from a movable portion of the linear actuator 10 and movable up and down by a ball screw mechanism, and between the crosshead 16 and the flat base plate 3a. It is provided with a pair of upper and lower lower clamps 40 and upper clamps 50 which are disposed and respectively hold the ends of the resin tensile test pieces TP.
【0014】下部クランプ40は架台平板3aに直動型
アクチュエータ10に沿って荷重センサ30を介して立
設して固定され、一方、上部クランプ50はクロスヘッ
ド16に上下方向に貫通して穿設された透孔16aを上
下動自在に貫通し上端部に透孔16aの内径より大きな
直径を有するストッパ54を備えた案内ロッド52に垂
下されるとともに、ストッパ54は天板14の下部に配
設された滑車58を通して上部クランプ50の重量と同
一の重量をもつ重錘60に紐状コード56を介して連結
されている。なお、クロスヘッド16の重量は、上部ク
ランプ50の重量より大きくしておく。荷重センサ30
は、市販のロードセル、マグネセル等を使用してもよい
し、あるいはその他の公知のセンサを採用し得る。The lower clamp 40 is erected and fixed to the gantry flat plate 3a along the direct-acting actuator 10 via the load sensor 30, while the upper clamp 50 is penetrated vertically through the crosshead 16. The guide hole 52 has a stopper 54 having a diameter larger than the inner diameter of the through hole 16a. The stopper 54 is disposed below the top plate 14. The pulley 58 is connected to a weight 60 having the same weight as the upper clamp 50 via a cord 56. The weight of the crosshead 16 is set to be larger than the weight of the upper clamp 50. Load sensor 30
For example, a commercially available load cell, magnecell, or the like may be used, or other known sensors may be used.
【0015】上記の透孔16a内の案内ロッド52の上
下動を円滑ならしめるため、透孔16a内に案内ロッド
52の直径に適合した内径を有すリニアボールベアリン
グを嵌装することが望ましい(本発明の第2発明に対応
する)。In order to smooth the vertical movement of the guide rod 52 in the through hole 16a, it is desirable to fit a linear ball bearing having an inside diameter matching the diameter of the guide rod 52 in the through hole 16a ( This corresponds to the second invention of the present invention).
【0016】図3は、円柱形状の樹脂引張試験片TPの
両端部をそれぞれ把持するクランプ40、50(上部ク
ランプ50は、図3の上下を反転したもの)の詳細を示
し、コの字状に一部を切り欠いたブロックからなるクラ
ンプ40も上部中央空間部に左右対称に2個のパッド4
0a、40bを対向するように配置するとともに、クラ
ンプ40内に設けたねじ孔を螺合されたねじロッド42
をレバー42aの回動により水平方向に前後進できるよ
うに配設され、両パッド40a、40bで樹脂引張試験
片TP端部を挟持して、樹脂引張試験片TPを装着した
り離脱できるようにしたものである。FIG. 3 shows details of the clamps 40 and 50 (the upper clamp 50 is an inverted top of FIG. 3) for gripping both ends of a cylindrical resin tensile test piece TP, respectively. The clamp 40 composed of a partially cut-out block is also provided with two pads 4 symmetrically in the upper central space.
0a, 40b are arranged so as to face each other, and a screw rod 42 in which a screw hole provided in the clamp 40 is screwed.
Is disposed so as to be able to move forward and backward in the horizontal direction by the rotation of the lever 42a. The ends of the resin tensile test piece TP are sandwiched between the pads 40a and 40b so that the resin tensile test piece TP can be attached or detached. It was done.
【0017】一方、図4および図5は、クランプ40、
50の他の実施例を示し、本発明の第3の発明に対応す
るものである。このタイプのクランプ40、50は、箱
型升状の枠体を有するクランプ40内に、コの字状にピ
ン・ジョイントにより屈曲自在に接合された7個のリン
ク44aで形成された四辺形リンク44の内部に、対向
面が樹脂引張試験片TPの直径に見合う円弧となる曲面
を備えた左右一対のパッド40a、40bをピン接合
し、リンク44aのひとつであるL字形状に屈曲した操
作リンク44bの一端部をクランプ40の枠体の切欠部
分より外部に突出させるとともに、引張コイルばね45
により両パッドを近接する方向に付勢するようにした。
したがって、樹脂引張試験片TPを装着する際には、操
作リンク44bをばね力に抗して図5の示したF方向
(図5の上方向)に押上げ、拡大した両パッド40a、
40b間に樹脂引張試験片TPの一端をセットした後に
手を離すと、引張コイルばね45のばね力により樹脂引
張試験片TPの一端はクランプ40に強固に把持され
る。本実施例では、図3の実施例が左右一対のねじロッ
ド42、42の螺合動作で時間がかかり、かつ、クラン
プ40、50の中心位置に樹脂引張試験片TPをセット
するのに神経を使うのに対し、ワンタッチで着脱できる
とともに、樹脂引張試験片TPの直径が一定である場合
には、毎回クランプ40、50の中心位置に確実セット
され得る。4 and 5 show clamps 40,
Fifth embodiment is shown, corresponding to the third invention of the present invention. This type of clamp 40, 50 is a quadrilateral link formed by seven links 44a flexibly joined by a pin joint in a U-shape within a clamp 40 having a box-shaped square frame. A pair of left and right pads 40a and 40b each having a curved surface whose opposite surface is an arc corresponding to the diameter of the resin tensile test piece TP is pin-joined to the inside of 44, and an operation link bent into an L-shape which is one of the links 44a. One end of the extension coil 44b projects outside the cutout portion of the frame of the clamp 40,
Urges both pads in the approaching direction.
Therefore, when mounting the resin tensile test piece TP, the operation link 44b is pushed up in the direction F (upward direction in FIG. 5) shown in FIG.
When the user releases the hand after setting one end of the resin tensile test piece TP between 40b, one end of the resin tensile test piece TP is firmly gripped by the clamp 40 by the spring force of the tensile coil spring 45. In the present embodiment, the embodiment of FIG. 3 takes a long time in the screwing operation of the pair of left and right screw rods 42, 42, and it takes much time to set the resin tensile test piece TP at the center position of the clamps 40, 50. On the other hand, when it can be attached and detached with one touch and the diameter of the resin tensile test piece TP is constant, it can be surely set to the center position of the clamps 40 and 50 every time.
【0018】以上のように構成された本発明の樹脂用引
張試験装置100においては、樹脂引張試験片TPを上
下一対のクランプ40、50でその両端を把持した後、
サーボモータ20を駆動してクロスヘッド16を上方に
移動すると、クロスヘッド16の上面とストッパ54の
下面に幾らかの隙間があるため、上部クランプ50を静
止したままであり、クロスヘッド16上面がストッパ5
4の下面に到達して両者が当接した瞬間から上部クラン
プ50が動き出すから、クロスヘッド16の運転開始の
初期速度に無関係に一定速度に達したクロスヘッド16
の運転速度(上昇速度)を上部クランプ50、すなわ
ち、樹脂引張試験片TPに伝達することが出来る。すな
わち、上記の隙間は、クロスヘッド16の始動の助走区
間である。さらに、サーボモータ20とボールネジ機構
を有する直動型アクチュエータ10と連動して使用する
ので、低速から任意の高速までの広い範囲のクロスヘッ
ド速度(1〜10000mm/min)が確実に得ら
れ、精度の高い引張試験が実施される。また、前述した
ように、クロスヘッド16の重量は、上部クランプ50
の重量より大きくしてあるので、クロスヘッド16上面
がストッパ54下面に当接した際に生じる速度低下も僅
少に抑えられる。In the resin tensile test apparatus 100 of the present invention configured as described above, the resin tensile test piece TP is gripped at both ends by a pair of upper and lower clamps 40 and 50,
When the servomotor 20 is driven to move the crosshead 16 upward, there is some gap between the upper surface of the crosshead 16 and the lower surface of the stopper 54, so that the upper clamp 50 remains stationary and the upper surface of the crosshead 16 Stopper 5
Since the upper clamp 50 starts to move from the moment when the lower head 4 reaches the lower surface and the two heads come into contact with each other, the crosshead 16 reaches a certain speed regardless of the initial speed at which the crosshead 16 starts operating.
Can be transmitted to the upper clamp 50, that is, the resin tensile test piece TP. That is, the above-mentioned gap is a run-up section for starting the crosshead 16. Furthermore, since it is used in conjunction with the servomotor 20 and the linear actuator 10 having a ball screw mechanism, a wide range of crosshead speeds (1 to 10000 mm / min) from a low speed to an arbitrary high speed can be obtained with certainty. A high tensile test is performed. Also, as described above, the weight of the crosshead 16 is
, The speed drop that occurs when the upper surface of the crosshead 16 abuts against the lower surface of the stopper 54 can be slightly suppressed.
【0019】このように構成された本発明の樹脂用引張
試験装置100を使用して、得られた試験結果について
説明する。図6は、得られた試験結果(荷重−時間特
性)であり、従来例の図10と比較すると、引張速度が
50倍も速いにも拘わらず、引っ張り開始時における速
度変化はほとんど無いことが判る。The test results obtained using the resin tensile test apparatus 100 of the present invention thus configured will be described. FIG. 6 shows the obtained test results (load-time characteristics). Compared to FIG. 10 of the conventional example, despite the fact that the pulling speed is 50 times faster, there is almost no speed change at the start of pulling. I understand.
【0020】図7(荷重−時間特性)と図8(変位−時
間特性)は、本発明の樹脂用引張試験装置100を使用
して実施した試験結果であり、連続して試験が実施され
たことを示している。図9は計測結果から得られた応力
−歪み特性を示し、引っ張りのクロスヘッド速度を10
mm/minから10倍毎に4種類変えた例である。広
い速度範囲とともに、引っ張りから応力緩和、歪み回復
まで一連の試験が連続して実施出来ることを示してい
る。FIG. 7 (load-time characteristics) and FIG. 8 (displacement-time characteristics) show the results of tests performed using the resin tensile test apparatus 100 of the present invention. It is shown that. FIG. 9 shows the stress-strain characteristics obtained from the measurement results.
This is an example in which four types are changed every 10 times from mm / min. It shows that a series of tests can be performed continuously from tension to stress relaxation and strain recovery with a wide speed range.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の回転ネジ機構をもつ試験装置が可能な速度範囲を
遙かに超えた広範な速度範囲の引張試験が行なえるとと
もに、引張開始時のクロスヘッド速度を一定に保持し、
引張試験後に引き続きクロスヘッドを固定して応力緩和
試験、クロスヘッドを戻して歪み回復試験を連続的に行
なえるので、利便性が高く、たとえば樹脂材料の動的応
力解析を行なう有限要素法に適用する構成方程式をより
正確に得るための、樹脂の正確な機械的性質のデータを
得ることが出来る。As described above, according to the present invention,
In addition to being able to perform tensile tests over a wide speed range that is far beyond the speed range that can be achieved with a test device having a conventional rotary screw mechanism, the crosshead speed at the start of tension is kept constant,
Since the stress relaxation test can be continuously performed by fixing the crosshead after the tensile test, and the strain recovery test can be continuously performed by returning the crosshead, it is highly convenient, and is applied to the finite element method for dynamic stress analysis of resin materials, for example. It is possible to obtain accurate data on the mechanical properties of the resin in order to obtain the constitutive equation more accurately.
【図1】本発明の実施例に係る樹脂用引張試験装置の全
体斜視図である。FIG. 1 is an overall perspective view of a resin tensile test apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例に係る樹脂用引張試験装置の要
部側面図である。FIG. 2 is a side view of a main part of a tensile tester for resin according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例に係るクランプの正面図であ
る。FIG. 3 is a front view of the clamp according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の他の実施例に係るクランプの斜視図で
ある。FIG. 4 is a perspective view of a clamp according to another embodiment of the present invention.
【図5】図4のクランプの平面図である。FIG. 5 is a plan view of the clamp of FIG. 4;
【図6】本発明の実施例に係る樹脂用引張試験装置の試
験結果(荷重−時間特性)を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing test results (load-time characteristics) of a tensile tester for resin according to an example of the present invention.
【図7】本発明の実施例に係る樹脂用引張試験装置の試
験結果(荷重−時間特性)を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing test results (load-time characteristics) of a resin tensile test apparatus according to an example of the present invention.
【図8】本発明の実施例に係る樹脂用引張試験装置の試
験結果(変位−時間特性)を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing test results (displacement-time characteristics) of the resin tensile test apparatus according to the example of the present invention.
【図9】本発明の実施例に係る樹脂用引張試験装置の試
験結果(応力−歪み特性)を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing test results (stress-strain characteristics) of the resin tensile test apparatus according to the example of the present invention.
【図10】従来の商用試験機の試験結果(荷重−時間特
性)を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing test results (load-time characteristics) of a conventional commercial testing machine.
1 底板 2 柱脚 3 架台 3a 架台平板 10 直動型アクチュエータ 12 スタンド 14 天板 16 クロスヘッド 20 サーボモータ 20a 回転軸 30 荷重センサ 40 下部クランプ 40a パッド 40b バッド 42 ねじロッド 42a レバー 44 四辺形リンク 44a リンク 44b 操作リンク 45 引張コイルばね 50 上部クランプ 52 案内ロッド 54 ストッパ 56 コード 60 重錘 100 樹脂用引張試験装置 TP 樹脂引張試験片 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bottom plate 2 Column base 3 Stand 3a Stand flat plate 10 Direct-acting actuator 12 Stand 14 Top plate 16 Crosshead 20 Servomotor 20a Rotating shaft 30 Load sensor 40 Lower clamp 40a Pad 40b Bad 42 Screw rod 42a Lever 44 Quadrilateral link 44a Link 44b Operation link 45 Tension coil spring 50 Upper clamp 52 Guide rod 54 Stopper 56 Code 60 Weight 100 Resin tensile tester TP Resin tensile test piece
Claims (3)
械的性質を測定する樹脂用引張試験装置であって、 複数個の柱脚を介して立設され上部に水平な平板を有す
る架台と、該架台の平板上に鉛直に立設され頂部に水平
な平板からなる天板を備えたボールネジ機構からなる直
動型アクチュエータと、回転軸が該平板を貫通して該直
動型アクチュエータに接続され該平板の下側に固設され
た該直動型アクチュエータ駆動用のサーボモータと、該
直動型アクチュエータの可動部に突設されボールネジ機
構により上下動自在なクロスヘッドと、該クロスヘッド
と前記架台平板との間に配設されそれぞれ樹脂引張試験
片の端部を把持する上下一対のクランプとで構成され、 下部クランプは前記架台平板に該直動型アクチュエータ
に沿って荷重センサを介して立設され、上部クランプは
該クロスヘッドに穿設された透孔を上下動自在に貫通し
上端部に該透孔の内径より大きな直径を有するストッパ
を備えた案内ロッドに垂下されるとともに、該ストッパ
は前記天板下部に配設された滑車を通して該上部クラン
プの重量と同一の重量をもつ重錘に紐状コードを介して
連結されたことを特徴とする樹脂用引張試験装置。1. A resin tensile tester for measuring mechanical properties such as tensile strength and stress-strain characteristics of a resin, comprising: And a linear motion actuator comprising a ball screw mechanism having a top plate formed of a horizontal flat plate on the top of the mount, and a rotating shaft penetrates the flat plate and the linear motion actuator. A servomotor for driving the linear actuator connected and fixed below the flat plate, a crosshead protruding from a movable portion of the linear actuator and vertically movable by a ball screw mechanism, and the crosshead And a pair of upper and lower clamps respectively disposed between the frame and the gantry plate and gripping the ends of the resin tensile test pieces, and a lower clamp is provided with a load sensor along the linear motion type actuator on the gantry plate. The upper clamp is vertically pierced through a through hole formed in the crosshead, and is suspended by a guide rod having a stopper having a diameter larger than the inner diameter of the through hole at the upper end. A tensile tester for resin, wherein the stopper is connected to a weight having the same weight as that of the upper clamp through a pulley disposed at a lower portion of the top plate via a cord.
透孔に、リニアボールベアリングを配設した請求項1記
載の樹脂用引張試験装置。2. The tensile test apparatus for resin according to claim 1, wherein a linear ball bearing is provided in a through hole of the crosshead in which the guide rod moves up and down.
辺形リンクで囲繞しつつピン接合するとともに、該四辺
形リンクのうちの操作リンクを引っ張りコイルばねを介
して該両挟圧パッドで樹脂用試験片を挟持する方向に付
勢する請求項1または請求項2記載の樹脂用引張試験装
置。3. The clamp includes a pair of left and right pressing pads surrounded by a quadrilateral link and is joined by pins, and an operation link of the quadrilateral link is pulled by a resin coil between the two pressing pads via a coil spring. The resin tensile test apparatus according to claim 1, wherein the resin test piece is urged in a direction to clamp the test piece.
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