壓痕試驗方法和壓痕試驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術的目的是提供一種新型壓痕試驗裝置。壓痕試驗裝置是將球壓頭壓入于試件的壓痕試驗裝置，該壓痕試驗裝置具有試件厚度推定部(10)，其用于對試件厚度進行推定；等效壓痕應變計算部(11)，其利用上述試件厚度計算試件的等效壓痕應變；以及楊氏模量計算部(12)，其利用上述等效壓痕應變計算試件的楊氏模量。此處，優選試件的楊氏模量E在100Pa～100MPa的范圍內。此外，優選球壓頭的直徑為1×10-8m～1m的范圍內。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種新型壓痕試驗方法。另外，本專利技術涉及一種采用了上述壓痕試驗方法的新型的壓痕試驗裝置。
技術介紹
用于研究金屬材料的變形等的特性所采用的拉伸試驗通常是作為具有客觀性的評價方法，需要自試件等中切出試驗片，由于該過程的較高的破壞性，所以較難應用于產品中的原料或活體的生物體組織中。另一方面，對于同樣是通常用于進行材料的硬度計測的壓痕試驗而言，由于無需切出試驗片等，所以能夠實現低破壞計測。人們知道在該壓痕試驗中，對于金屬材料而言， Hertz的彈性接觸理論具有較高的可靠性(例如，參照非專利文獻1)。此外，也有幾個將壓痕試驗使用于計測像生物體軟組織那樣的伴隨著大變形的軟材料的結構關系的例子。(例如，參照非專利文獻2 5)。另外，專利技術者公開了與本專利技術相關的
技術實現思路
(例如，參照非專利文獻6 9)。非專利文獻非專利文獻 1 :T. &iwa，！tactical Material Mechanics, (2007), pp. 258-279, Nikkei Business Publications, Inc. (in Japanese)# # ^lJ i K 2 :0. Takatani, T. Akatsuka, The Clinical Measurement Method of Hardness of Organism, Journal of the Society of Instrument and Control Engineers, Vol. 14, No.3, (1975), pp.281-291. (in Japanese)非專禾Ij 文獻 3 :Y. Arima，Τ. Yano，Basic Study on Objectification of Palpation, Japanese Journal of Medical Electronics and Biological Engineering, Vol. 36，No.4，(1998)，pp.321—336. (in Japanese)# 禾I」■ 4 :N. E. Waters, The Indentation of Thin Rubber Sheets by Spherical indentors,British Journal of Applied Physics,Vol. 16,Issue 4, (1965), pp. 557-563.非專利文獻 5 :T. Ishibashi, S. Shimoda, T Furukawa, I. Nitta and H. Yoshida, The Measuring Method about Young' s Modulus of Plastics Using the Indenting Hardness Test by a Spherical Indenter, Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers,Series A,Vol. 53,No.495, (1987), pp.2193-2202. (in Japanese)非專禾丨J 文獻 6 :M. Tani, A. Sakuma, Μ. Ogasawara, Μ. Shinomiya, Minimally Invasive Evaluation of Mechanical Behavior of Biological Soft Tissue using Indentation Testing, No.08—53，(2009)，pp.183—184.非專利文獻 7 :M. Tani, A. Sakuma, Measurement of Thickness and Young's Modulus of Soft Materials by using Spherical Indentation Testing,No. 58, (2009), pp. 365-366.__ 專禾Il 文 8 :A. Sakuma, Μ. Tani, Spherical Indentation Technique for Low-invasive Measurement for Young' s Modulus of Human Soft Tissue, No. 09-3, (2009)，pp.784-785.非專禾lJ文獻 9 :M. Tani and A. Sakuma, M. Shinomiya, Evaluation of Thickness and Young' s Modulus of Soft Materials by using Spherical Indentation Testing, Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Series A, Vol. 75, No. 755，(2009), pp.901-908. (in Japanese)然而，在由上述壓痕試驗而進行的對生物體軟組織那樣的、伴隨著大變形的軟材料的結構關系的計測中，由澤俊行(Sawa)對Hertz的彈性接觸理論的高可靠性進行了表示，然而，該表示是在微小變形的范圍內，此外，由高谷治(Takatani)等人進行的對生物體軟組織的運用是本質上與Hertz的彈性接觸理論等效的借助N值的方法。另外，有馬義貴 (Arima)等人采用的與N值并用地從加載/卸載過程的能量損失來進行推定的方法，也與 Hertz的彈性接觸理論同樣地，在假定試件為半無限體的條件下進行而沒有考慮厚度的影響。關于該厚度，N. E. WATERS的研究報告中含有表示該影響的內容，但該內容還沒有達到與應力-應變的關系相應的評價的程度。此外，雖然有著眼于不可逆動作的、由石橋達彌 (Ishibashi)等人針對高分子材料作出的應用報告，但是該報告中存在著較難適用于可逆性較高的軟材料的問題。因此，人們期望著用于解決這樣的問題的新型的壓痕試驗方法和壓痕試驗裝置的開發。
技術實現思路
本專利技術是鑒于上述問題而做出的，其目的是提供一種新型壓痕試驗方法。此外，本專利技術的目的是提供一種采用上述壓痕試驗方法的新型壓痕試驗裝置。為了解決上述問題、達到本專利技術的目的，本專利技術的壓痕試驗方法是將壓頭壓入于試件的壓痕試驗方法，其特征在于，利用試件厚度計算試件的等效壓痕應變，利用上述等效壓痕應變計算試件的楊氏模量。 此處，并不是對本專利技術進行限定，但優選對試件厚度進行推定。此外，并不是對本專利技術進行限定，但優選壓頭為球壓頭。此外，并不是對本專利技術進行限定，但優選球壓頭的直徑在lX10_8m Im的范圍內。此外，并不是對本專利技術進行限定，但優選試件厚度的推定利用球壓頭的直徑、接觸時的楊氏模量和接觸時的楊氏模量二階導數進行計算。本專利技術的壓痕試驗裝置是將壓頭壓入于試件的壓痕試驗裝置，其特征在于，具有 等效壓痕應變計算部，其利用試件厚度計算試件的等效壓痕應變；以及楊氏模量計算部，其利用上述等效壓痕應變計算試件的楊氏模量。此處，并不是對本專利技術進行限定，但優選具有用于推定試件厚度的試件厚度推定部。此外，并本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種壓痕試驗方法，是將壓頭壓入于試件的壓痕試驗方法，其特征在于，利用試件厚度計算試件的等效壓痕應變，利用上述等效壓痕應變計算試件的楊氏模量。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：佐久間淳，谷充博，
申請(專利權)人：國立大學法人東京農工大學，
類型：發明
國別省市：JP