试验治具和试验方法技术

希望得到机械特性和疲劳特性的材料中，存在难以制作大型的块状体材料试验片的材料。本发明专利技术包括：一次治具，其分别固定作为试验对象的试验片的两侧；上治具，其包括对上述一次治具的上表面两个部位和下表面两个部位施加负载的负载部；和下治具，其包括对上述一次治具的上表面两个部位和下表面两个部位施加负载的负载部，配置于上述试验片的两侧的上述一次治具的上下表面分别位于大致同一平面上。

Test fixtures and test methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】试验治具和试验方法
本专利技术涉及接合结构体和块状体(bulk)材料的机械性试验的治具和试验方法。
技术介绍
近年来，机械部件和电气部件的用途不断扩大，面向这些多种多样的用途而开发有多种多样的材料。将各材料用于各种各样的产品时，为了确保该产品的可靠性，需要掌握该材料的机械特性和疲劳特性。作为求取材料的机械特性和疲劳特性的方法，通常已知制作块状体材料的试验片而进行试验的方式。另外，为了掌握接合材料的机械特性和疲劳特性，已知制作接合试验片而进行试验的方法。专利文献1中，对于“在进行交变四点弯曲试验时，能够测量试验片的真正的疲劳强度。”的课题，公开了“具有：隔开间隔L地支承试验片1的一侧1a和另一侧1b的对应位置的固定支承机构2、3；在固定支承机构2、3的间隔L内以离开试验片1的一侧1a的方式施载的两个第一载荷点4a、4b；在固定支承机构2、3的间隔L内以离开试验片1的另一侧1b的方式施载的两个第二载荷点5a、5b，且第一载荷点4a、4b和第二载荷点5a、5b以在不同的位置在试验片1施加载荷的方式配置。”的解决方案。专利文献2中，对于“提供一种以良好的精度且容易地测量将各种材料、特别是将玻璃或陶瓷等脆性材料彼此接合时的接合强度的方法。”的课题，公开了“使作为被测量物的接合的材料5的接合面为五边形或三角形的形状，接着将被测量物5利用高强度的治具6和粘接剂7进行粘接，对其利用强度试验器进行四点弯曲测量。”的解决方案。专利文献3中，对于“目前，机械负载的疲劳试验中使用了四点弯曲或三点弯曲的主要以诱导二维变形为目的的试验装置。这些试验法是以仅在一个方向产生弯曲为目的的试验法，因此，在与支承边垂直的试验片的截面，能够产生弯曲变形，但在进深方向上几乎不会产生弯曲变形。但是，在半导体装置受到热负载时，常会成为三维变形，当对现有的三点弯曲或四点弯曲试验时的产生于试验片的应力分布和热负载时的产生于半导体装置的应力分布进行比较时，例如关于角部的焊料接合部应力分布，有时未必一致。”的课题，公开了“在包括负载施加部(位移产生部)10、试验片支承部9的机械负载弯曲试验机中，在半导体装置(包含电路基板)3或半导体装置模拟体，由于机械负载而在多个方向上产生弯曲，由此诱导三维变形的半导体装置用机械负载试验方法”的解决方案。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-036878号公报专利文献2：日本特开2014-085273号公报专利文献3：日本特开2000-097833号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题要取得机械特性和疲劳特性的材料中，存在难以制作大型的块状体材料试验片的材料。另外，在接合材料的情况下，还存在接合状态与块状体材料中的特性不同的材料和仅作为较薄的接合层存在的材料。另外，在评价棘轮变形(ratchetingdeformation)或蠕变变形等变形在一个方向上发展的特性显著的材料时，在一个方向上赋予负载的试验方法中，由于试验片在试验中变形成一个方向变形，有时也成为适当的特性取得的障碍。实现取得这些各种各样的块状体材料和接合材料的机械特性和疲劳特性的试验是本专利技术所要解决的课题。用于解决课题的方案为了解决所述课题，本专利技术包括：一次治具，其分别固定作为试验对象的试验片的两侧；上治具，其包括对所述一次治具的上表面两个部位和下表面两个部位施加负载的负载部；和下治具，其包括对所述一次治具的上表面两个部位和下表面两个部位施加负载的负载部，配置于所述试验片的两侧的所述一次治具的上下表面分别存在于大致同一平面上。专利技术效果根据本专利技术，即使是难以制作大型的试验片的材料，只要能够制作微小的试验片，则通过将两侧固定于一次治具，也成为能够进行四点弯曲试验的尺寸。另外，在评价接合状态与块状体材料的特性不同的接合材料、仅作为较薄的接合层存在的接合材料时，只要能够制作包含接合层的微小试验片，就能够进行接合状态的材料评价。另外，两侧的一次治具的上下表面分别存在于大致相同平面上，由此，能够使用上下治具进行交变的四点弯曲试验。对试验对象赋予交变的四点弯曲负载，因此即使在评价棘轮变形或蠕变变形等变形在一个方向上发展的特性显著的材料的情况下，在试验中也能够防止试验对象在一个方向上变形。利用这些效果，能够实现对于具有各种特性的块状体材料和接合材料取得机械特性和疲劳特性的试验。附图说明图1是说明作为应用本专利技术的第一实施例的试验治具的整体图和截面图。图2是说明构成作为应用本专利技术的第一实施例的试验治具的上治具的图。图3是说明构成作为应用本专利技术的第一实施例的试验治具的下治具的图。图4是在作为应用本专利技术的第一实施例的试验中说明作为试验对象的接合试验片的图。图5是在作为应用本专利技术的第一实施例的试验中说明作为试验对象的接合试验片和构成试验治具的一次治具的组装方法的图。图6是在作为应用本专利技术的第一实施例的试验中说明将作为试验对象的接合试验片用一次治具固定的状态的图。图7是在作为应用本专利技术的第一实施例的试验中说明使构成试验治具的上治具、下治具组合地设置于试验装置的状态的图。图8是在作为应用本专利技术的第一实施例的试验中说明使构成试验治具的上治具、下治具组合的状态的图。图9是在作为应用本专利技术的第一实施例的试验中说明将作为试验对象的接合试验片用一次治具固定、且与上治具和下治具组合的状态的图。图10是在作为应用本专利技术的第一实施例的试验中说明在图9的状态下设置了防止试验时的错位的按压部件的状态的图。图11是在作为应用本专利技术的第一实施例的试验中说明设置于上治具和下治具与位置治具之间的间隙的图。图12是在作为应用本专利技术的第一实施例的试验中说明交变的四点弯曲试验的方法的图。图13是在作为应用本专利技术的第一实施例的试验中说明在作为试验对象的接合试验片设置应变测量用的应变计的状态的图。图14是表示作为应用本专利技术的第一实施例的试验的变形模式和作为试验对象的接合试验片中产生的应变的时间变化的图。图15是表示在应用本专利技术的接合材料的试验中表示接合厚度的影响的有限要素分析的结果的图。图16是在作为应用本专利技术的第二实施例的试验中说明作为试验对象的接合试验片和一次治具的图。图17是在作为应用本专利技术的第三实施例的试验中说明作为试验对象的接合试验片的图。图18是在作为应用本专利技术的第四实施例的试验中说明作为试验对象的接合试验片的图。图19是在作为应用本专利技术的第五实施例的试验中说明作为试验对象的块状体试验片和一次治具的图。具体实施方式以下，使用附图说明实施例。实施例1使用图1～13说明应用本专利技术的第一实施例。图1是作为应用本专利技术的第一实施例的试验治具的整体图和截面图。在作为试验对象的试验片4的两侧分别配置一次治具3，将一体化的一次治具3和试验片4放置于上治具1和下治具2。本实施例是使用包括上治具1、下治具2、位置治具3的试验治具来试验试验片4的机械特性和疲劳特性的试验方法和用于它的试验治具。使用图2说明上治具1的详情。上治具1中，圆柱上的四点弯曲负载部11设置于合计四个部位(11a～11d)，各个四点弯曲负载部11由四点弯曲负载部支承体16(16a～16d)支承。四点弯曲负载部11a和11b在交变四点弯曲试验中成为使试验对象进行向下凸出的弯曲变形时的内侧2点的载荷负载部，四点弯曲负载部11c和11d在交变四点弯曲试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种试验治具，其特征在于，包括：一次治具，其分别固定作为试验对象的试验片的两侧；上治具，其包括对所述一次治具的上表面两个部位和下表面两个部位施加负载的负载部；和下治具，其包括对所述一次治具的上表面两个部位和下表面两个部位施加负载的负载部，配置于所述试验片的两侧的所述一次治具的上下表面分别位于大致同一平面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.13 JP 2017-0037751.一种试验治具，其特征在于，包括：一次治具，其分别固定作为试验对象的试验片的两侧；上治具，其包括对所述一次治具的上表面两个部位和下表面两个部位施加负载的负载部；和下治具，其包括对所述一次治具的上表面两个部位和下表面两个部位施加负载的负载部，配置于所述试验片的两侧的所述一次治具的上下表面分别位于大致同一平面上。2.如权利要求1所述的试验治具，其特征在于：所述上治具所具有的对所述一次治具上表面施加负载的负载部与对下表面施加负载的负载部的一次治具厚度方向上的距离大于一次治具厚度，所述下治具所具有的对所述一次治具上表面施加负载的负载部与对下表面施加负载的负载部的一次治具厚度方向上的距离大于一次治具厚度。3.如权利要求1所述的试验治具，其特征在于：所述一次治具的厚度和宽度分别为所述试验片的厚度和宽度以上。4.一种试验用的试验片，其用于使用权利要求1的试验治...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷江尚史，北野诚，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP