試験機治具専門編

一、試験機は3つの要素を備えなければならない:
付勢装置あり：クランプあり、有力値表示装置と記録。試験機における治具の重要性が見られ、私たちは治具によって試料（または製品）を挟持し、付勢装置、力値表示装置と記録によって材料（または製品）の合格と所定の性能指標に達するかどうかを判断し、信頼できる治具がなければ、これらは判断できない。治具は試験機の中で材料試料の変化によって常に変化する部分であり、異なる材料は異なる治具を必要とし、それは試験が順調に進むかどうかと試験結果の精度が高い重要な要素であり、合理的で正確な使用は試験の順調な進行に有利であり、科学技術の発展に伴い、各業界の材料に対する要求はますます高くなり、新しい材料が絶えず出現する,治具の設計に対してより高い要求を提出した。

二（に）、治具は試験方法によって異なり、大きく分けることができる:延伸系治具、圧縮系治具、曲げ系治具、はく離系治具、せん断系治具など、そのうち延伸系治具は治具総量の約80％左右。

三、治具の基本性能

1.取付具の強度要件：
治具挟持試料（または製品）を通じて試料を加力し、治具が受けることができる試験力の大きさは治具の重要な指標であり、それは治具構造の大きさと治具操作の労働強度の大きさを決定し、試料の材質は金属と非金属の区別があり、形状は大きさの区別がある,材料の成分組成はさまざまで、試料が耐えられる試験力は数十センチの牛（紡績用スパンデックス糸など）まで小さく、数十トンの普通鋼などの大きな電子式試験機の試験力は600KN、0.5段機、試料サイズが直径まで小さいφ0.006mmの金糸で、直径まで大きい1メートルのPVC製品管材など、これには異なる試験力、試料の形状の大きさに応じて設計の異なる治具を選択する必要がある.

2. 治具材料に対する要求。

①. 一般的な金属及び非金属試料,治具のニップは直接試料と接触し、一般的に合金構造鋼、合金高炭素鋼または低炭素合金鋼、冷間金型鋼などを選択し、適切な熱処理プロセスによる焼入れ、浸炭焼入れなどにより強度、耐摩耗性を増加させる. ニップ部に特殊鋼材を嵌め込むこともある,あるいはニップ表面に金鋼砂等を吹き付ける.
②. いくつかの小試験力のクランプに対して、試料と接触する表面は軟質接着剤などを用いた。（例：プラスチックフィルム、フィラメント等の試料のクランプ面,）
③. クリップは一般的に中炭素鋼、合金構造鋼を採用し、適切な熱処理技術を通じてその力学性能を増加させる。軽量化のためにアルミニウム合金などの非鉄金属や特殊金属を用いることもある。鋳造構造の鋳鋼を用いることもある,アルミニウムなどを鋳造する

3. 治具構造に対する要求。治具の設計は主に材料の試験基準及び試料（特に完成品及び半完成品）の型式及び材質に基づいている。以上の試験基準とはISO、ASTM の、DIN の、GB、BS、JIS…など、また企業標準、業界標準などがあり、これらの標準の中には一般的に試料の製造方法及び試験方法に対して厳格な規定があり、私たちは試料及び試験方法の違いに基づいて異なる治具を設計することができる。

特殊試料（完成品及び半製品）に使用する治具は、主に試料の型式及び材質に基づいて治具を設計する。

四、治具の構造
クランプ自体に固定された構造はありません（例えば、ワイヤは巻き付けによってクランプすることができます,2つの平板クランプを採用することもでき、金属薄板試料はくさびクランプ方式を採用することもでき、クランプクランプ方式を採用することもできる)、これはホストと明らかな違いがあり、ホスト国内、国外の大同小異があり、クランプ国外の、国内の違いは大きく、会社間にも大きな違いがある。これは主に会社の全体的なレベル、設計者の経験の蓄積にかかっている。外国の治具、例えばインストロン、MTS、ZWICK の会社の治具を待つのは一般的に細工が細かい,信頼性は高いが、価格は高く、市場にあり、国内のSANSの治具は、幅広い業界に進出しているため、国内の市場では分額が大きく、海外の治具にある程度取って代わることができる,ミッドマーケット,しかし、いくつかの新しい材料では,特殊材料用治具には国内と海外のレベルにまだ一定の差がある。

治具自体がロック機構であり、機械的なロック構造には、ねじ山（すなわちねじ、ねじ、ナット）、斜面、偏心輪、レバーなどがあることが知られており、治具はこれらの構造の組み合わせである。試験機用治具は構造上固定されたパターンがない,試料及び試験力の大きさによる,構造的に大きな違いがある.大きな試験力の試料は一般的に斜面クランプ構造を採用する,試験力の増加に伴う,クランプ力はそれに伴って増加し、ショルダー試料はサスペンション構造などを採用し、クランプが構造によって区分される場合、くさび型クランプ（斜面ロック原理構造を採用したクランプを指す）、対クランプ型クランプ（片面または両面ねじ山頂締原理構造を採用したクランプを指す）、巻回型クランプ（試料が巻回方式でロックされたクランプを指す）、偏心系クランプは（偏心ロック原理構造を採用したクランプを指す）、レバー系クランプ（レバー力拡大原理構造を採用したクランプを指す）、ショルダー系クランプ（ショルダー試料に適用したクランプを指す）、ボルト系クランプ（ボルト、ネジ、スタッド等のネジ強度を試験する治具）、90°はく離類クランプ（両試料の垂下具、直はく離に適したクランプを指す）など。これらの治具の構造にはそれぞれ長所と短所があり、例えば：楔形治具、初期クランプ力が小さく、試験力に従って増加する。クランプ力が増加します。クランプ治具に対して、初期クランプ力は大きく、試験力に従って増加する。クランプ力が減少するにつれて

五、治具の適用性の判断基準

治具の適用性の判定は定義しにくい、治具構造の特殊性のため,1種類のクランプに対して,そのような試料に適しているかどうかを判断するのは難しい場合がありますが、仕方がないとは言えません。参考にするには以下の点があります。

◆ 治具は使いやすく、安全であるか。
◆ クランプが信頼できるかどうかは、スリップ現象があってはならない。
◆ 試験をする過程で、試料の断点が良い。データの分散性が小さい。（即ち、試料の絶え間ないニップ、ニップ内、平行段又はスケール外）

六、治具の現状と発展傾向

◆ 試験機の発展方向は試料検査から製品（すなわち完成品、半製品）検査方向へ発展し、これに適応する治具は標準試料試験に用いられていた治具から完成品検査に用いられた治具へ発展することが要求される。

◆ 治具の使用方向率、低労働強度の方向に発展し、従来の治具は一般的に機械的なロックを採用し、時間と労力がかかる,労働強度が大きく、効率が低く、作業環境の改善、及び大量の試験生産パイプラインのランダム抜き取り検査の必要に伴い、治具のクランプ方式は元の機械クランプから気圧クランプ、油圧クランプなどの方向に発展した。

◆ 全自動クランプ

試料寸法測定からクランプ装着、さらに試験開始まで、zui後出し試験報告書は1回で完了した。このような治具はコストが高く、大量の同じ試料または完成品の試験と検査にのみ適用されます。

◆ 環境試験（高低温試験）の増加,高低温に使用される治具が増え、環境試験（高低温箱）が増え、治具の設計が難しくなり、高温引張試験の国家基準にはすべて規定があり、円試料用ねじ、板試料に穴があることを知っている。接続方式が固定する,だから治具の設計は比較的簡単である,しかし、高低温試験は異なり、一般的には高低温箱で試験を行う,その試料は一般的に標識距離が短い（一般的には常温試料）。このようにして治具は高低温度箱に入れなければならず、高低温試験は一般的に試験機のストロークが制限されている（試験機が標準治具を取り付ける時のストローク）ため、治具の体積が小さく、試験力を満たす必要があり、高温、低温にも耐えなければならない,一般的には設計が難しい。

◆ 連続試験治具の増加

以前は一般的に試料製造検査であったため、試料の延伸、圧縮は別々に行われていた（すなわち、延伸、圧縮は異なる治具で行われた）が、現在は製品検査がますます多くなり、試料は同じ試験で延伸され、圧縮され、高い効率が必要であり、同じ治具で延伸し、圧縮するしかなかった。

◆ 特殊産業用試験治具の増加

科学技術の発展に伴い、いくつかの新興業界は試験用治具に対して新しい要求を提出し、例えば治具の構造が小さく、磁気がなく、耐食性（溶液中で試験を行う）などが要求されている。

七、治具設計に存在する難点

◆ 鋼線、鋼撚線は試料の硬度が高く、内部構造が相対的に緩んでいるため、引張試験中に力が均一ではなく、試料を挟むニップが摩耗しやすいなどの原因で、治具はずっと良い解決を得られていない。
◆ 大試験力、大径のナイロンロープは、変形が大きすぎて挟持が困難であり、治具の設計も難点である。
試験機の治具使用の特殊性により,そして新しい材料の出現,治具の設計は常に受動的な局面にある,私たちは毎日新しい材料に出会って、新しい治具を設計して、過去の成功した経験を総括する必要があります。