特許 6174323 試験物を荷重と位置合わせするためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6174323

(24)【登録日】2017年7月14日

(45)【発行日】2017年8月2日

(54)【発明の名称】試験物を荷重と位置合わせするためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/04 20060101AFI20170724BHJP

   G01N 3/08 20060101ALI20170724BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/04 P

   G01N3/08

【請求項の数】9

【外国語出願】

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-1717(P2013-1717)

(22)【出願日】2013年1月9日

(65)【公開番号】特開2013-142698(P2013-142698A)

(43)【公開日】2013年7月22日

【審査請求日】2015年12月17日

(31)【優先権主張番号】13/346,554

(32)【優先日】2012年1月9日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】シルヴァ， ホセ ラファエル

【審査官】 渡邊 吉喜

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−０９４２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−２２１１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５３７７５４９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開昭５０−１０４６６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実公昭４６−０１８１５２（ＪＰ，Ｙ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ３／００−３／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷重軸（３２）に沿って作動する圧縮荷重（３４）に対して試験物（８０）を方向付けるためのレベリング装置（９８）であって、
凹面（１０２）を有する第一の部材（１００）、
第二の部材（１２０）が第一の部材（１００）に対して移動可能となる方法で凹面（１０２）に係合するように構成された凸面（１２２）を有する第二の部材（１２０）であって、試験物（８０）は第一の部材（１００）及び第二の部材（１２０）と一体化されておらず、その相対的な移動が試験物（８０）の荷重軸（３２）との通常の位置合わせを促進するように試験物（８０）が第一の部材（１００）又は第二の部材（１２０）と結合され、初期軸性圧縮荷重が与えられるときに第一の部材（１００）及び第二の部材（１２０）が新たな方向付けの位置へ互いに対して移動する、第二の部材（１２０）、及び
荷重軸（３２）に対する試験物（８０）の位置合わせを調節するために第二の部材（１２０）に対する第一の部材（１００）の方向付けの調節を促進するように構成された複数の位置付け装置（１６０）であって、第二の部材（１２０）を貫通して延びるねじ穴（１３６）に螺合可能に係合される位置付けねじ（１６２）を含み、位置付けねじ（１６２）の先端（１６４）を第一の部材（１００）に接触するように位置付けることによって、第一の部材（１００）のほうへの第二の部材（１２０）の移動を防止するように構成された複数の位置付け装置（１６０）を備える装置。

【請求項2】

凹面（１０２）と凸面（１２２）との間のインターフェースが、インターフェース周囲（１４４）が荷重軸（３２）に沿って見られるときに、
第一の部材（１００）又は第二の部材（１２０）と接触する試験物（８０）のエリア、又は
第一の部材（１００）又は第二の部材（１２０）と接触する載荷板（２４、２６）のエリア
のうちの少なくとも一つと外接するインターフェース周囲（１４４）を規定するように、凹面（１０２）及び凸面（１２２）はサイズを決められ且つ構成される、請求項１に記載のレベリング装置（９８）。

【請求項3】

試験物（８０）は、近位端部（９２）及び遠位端部（９４）を有し、
近位端部（９２）は、レベリング装置（９８）に結合され、且つ
凹面（１０２）及び凸面（１２２）は、遠位端部（９４）の上に配置された曲率中心（１４６）を有する、請求項１又は２に記載のレベリング装置（９８）。

【請求項4】

凹面（１０２）及び凸面（１２２）はそれぞれ周囲を有し、且つ
凸面（１２２）の周囲は、凹面（１０２）の周囲よりも大きく、潤滑剤の層が凹面（１０２）と凸面（１２２）との間にあるとする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレベリング装置（９８）。

【請求項5】

荷重軸（３２）に沿って圧縮荷重を試験物（８０）に負荷するように構成された軸性荷重アクチュエーター（２８）をさらに備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレベリング装置（９８）。

【請求項6】

試験物（８０）を荷重軸と位置合わせする方法であって、
試験物（８０）を第一の部材（１００）及び第二の部材（１２０）を備えるレベリング装置（９８）に結合するステップであって、第一の部材（１００）は凹面（１０２）を有し、第二の部材（１２０）は凹面（１０２）に係合される凸面（１２２）を有し、試験物（８０）は第一の部材（１００）及び第二の部材（１２０）と一体化されていない、ステップ、
初期軸性圧縮荷重（３６）を試験物（８０）に負荷するステップ、
第二の部材（１２０）が第一の部材（１００）に対して新たに方向付けられるように、軸性圧縮荷重（３４）の負荷に応じて凹面（１０２）に対して凸面（１２２）を移動するステップ、
第一の部材（１００）に対する第二の部材（１２０）の新たな方向付けに応じて、試験物（８０）を荷重軸（３２）と位置合わせするステップ、
レベリング装置（９８）の少なくとも一つの位置付け装置（１６０）であって、第二の部材（１２０）を貫通して延びるねじ穴（１３６）に螺合可能に係合される位置付けねじ（１６２）を含み、第一の部材（１００）に対して第二の部材（１２０）の方向付けを調節し、位置付けねじ（１６２）の先端（１６４）を第一の部材（１００）に接触するように位置付けることによって第一の部材（１００）のほうへの第二の部材（１２０）の移動を防止するために、レベリング装置（９８）の少なくとも一つの位置付け装置（１６０）を調節するステップ、及び
位置付け装置（１６０）の調節に応じて、荷重軸（３２）に対して試験物（８０）の位置合わせを調節するステップを含む方法。

【請求項7】

初期軸性圧縮荷重（３６）より大きい大きさを有する終期軸性圧縮荷重（４０）を試験物（８０）に負荷するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

荷重軸（３２）に沿って見られるときに、凹面（１０２）及び凸面（１２２）のインターフェースがレベリング装置に結合された試験物（８０）のエリアに外接するインターフェース周囲（１４４）を規定するような、大きさ及び構成で凹面（１０２）及び凸面（１２２）を提供するステップであって、試験物（８０）は近位端部（９２）及び遠位端部（９４）を有し、近位端部（９２）はレベリング装置（９８）に結合されている、ステップ、及び
遠位端部（９４）の上に配置された曲率中心（１４６）を有する凹面（１０２）及び凸面（１２２）を形成するステップをさらに含む、請求項６又は７に記載の方法。

【請求項9】

軸性圧縮荷重（３４）の負荷中に試験物（８０）の少なくとも一つの場所の応力を測定するステップ、及び
その場所で測定された応力がその場所での試験物（８０）の予測された応力と実質的に等しくなるまで、試験物（８０）の荷重軸（３２）との位置合わせを調節するように位置付け装置（１６０）を調節するステップをさらに含む、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

本開示は、概して試験取り付け具、より具体的には負荷された荷重への試験物の位置合わせに関する。

【0002】

構造コンポーネントは、それらの荷重運搬性能を検証し且つコンポーネント設計の整合性を確認するために通常試験される。構造コンポーネントの代表となる試験物は、試験機に取り付けられ、運転中にコンポーネントがさらされる荷重をシミュレートするために制御された環境内で試験荷重にさらされる。たとえば、試験荷重は、航空機のコンポーネントを代表する試験物に適用される。試験荷重は、飛行中の空中荷重、陸上荷重及びその運用年数中にコンポーネントに影響しうる他の荷重をシミュレートするために、静止試験中及び/又は疲労試験中に試験物に適用される。

【0003】

試験中に、試験物は、試験荷重に対する試験物の反応を判定するために監視される。たとえば、試験物の応力分布が判定できるように、試験物は種々の場所においてセンサーで装備される。応力測定結果は、各場所で予測された応力と比較される。応力予測は、コンポーネントの応力分析により判定される。この点で、試験物の構造的な設計を検証し且つ証明するために、及び／又は応力分析技法を認証するために、測定された応力データを使用することができる。また、試験データは、コンポーネント及び／又は航空機の認証を得るためにも使用することができる。

【0004】

運転中にコンポーネントがさらされるだろう荷重の正確なシミュレーションのために、試験物が試験荷重と実質的に位置合わせされるように試験取り付け具に試験物を取り付けることが通常は必要である。残念ながら、試験物の成形加工に関する製作公差や試験機に関する公差により、試験物は試験荷重と正しく位置合わせできないこともある。試験荷重が試験物と正しく位置合わせされないと、運行中にコンポーネントがさらされる実際の荷重を代表するものではない試験物応力を生成する試験物の偏心荷重が発生するかもしれない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

理解されるように、試験物が試験荷重と位置合わせされるように、試験物を試験機に取り付けるためのシステム及び方法の技術が必要とされる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

試験物の試験荷重への位置合わせに関する上述の必要性は、第一の部材及び第二の部材を備えるレベリング装置を提供する本開示により具体的に対処され且つ緩和される。第一の部材は、凹面を有する。第二の部材は、第二の部材が第一の部材に対して移動可能であるような方法で凹面に係合するように構成された凸面を有する。試験物は、その相対的な移動が、試験物に負荷されるアキシアル（軸性）荷重の荷重軸への試験物の通常の位置合わせを促進するように、第一の部材又は第二の部材へ結合することができる。レベリング装置は、試験物のアキシアル荷重軸への位置合わせが調節されるように、第一の部材に対する第二の部材の方向付けの調節を促進するように構成された複数の位置付け装置を含むことができる。

【0007】

さらなる実施形態では、圧縮荷重を試験物に負荷するための試験機が開示される。試験機は、アキシアル荷重軸に沿って圧縮荷重を試験物に負荷するように構成されたアキシアル荷重アクチュエーターを備えることができる。試験機は、第一の部材及び第二の部材を備えるレベリング装置を備えることができる。第一の部材は、凹面を有する。第二の部材は、第二の部材が第一の部材に対して移動可能であるような方法で凹面に係合するように構成された凸面を有する。試験物は、その相対的な移動が試験物のアキシアル荷重軸への通常の位置合わせを促進するように、第一の部材又は第二の部材へ結合される。レベリング装置は、試験物のアキシアル荷重軸への位置合わせが調節されるように、第一の部材に対する第二の部材の方向付けの調節を促進するように構成された複数の位置付け装置を含むことができる。

【0008】

また、試験物を荷重軸に位置合わせする方法が開示される。方法は、試験物を第一の部材及び第二の部材を備えるレベリング装置に結合するステップを含む。第一の部材は、凹面を有する。第二の部材は、凹面に係合される凸面を有する。方法は、最初のアキシアル荷重（初期軸性荷重）を試験物に負荷するステップ、及び第二の部材が第一の部材に対して新たに方向付けられるように、アキシアル荷重の負荷に応じて凸面を凹面に対して移動させるステップを含む。さらに、方法は、第一の部材に対する第二の部材の新たな方向付けに応じて、試験物をアキシアル荷重軸に位置合わせするステップを含む。また、方法は、第一の部材に対する第二の部材の方向付けを調節するためにレベリング装置の少なくとも一つの位置付け装置を調節するステップ、及び位置付け装置の調節に応じてアキシアル荷重軸に対する試験物の位置合わせを調節するステップを含む。

【0009】

特徴、機能および利点は、本開示のさまざまな実施形態において独立して達成可能であり、または、以下の説明および図面を参照してさらなる詳細が理解可能であるさらに他の実施形態において組み合わされてもよい。

【0010】

本発明の開示のこれらの特徴及び他の特徴は、全体を通して類似の要素に類似の数字が与えられる図面を参照すれば、より明らかになるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】側面荷重性能のための結合された側面荷重反応フレームを備える万能試験機の斜視図であり、上方載荷板とレベリング装置上に取り付けられた下方載荷板との間に取り付けられた試験物をさらに示している。

【図2】側面荷重性能を有し、上方載荷板とレベリング装置上に取り付けられた下方載荷板との間に取り付けられた試験物を含む万能試験機の側面図である。

【図3】明確にするために省略された側面荷重反応フレームを備え、第一の部材及び第二の部材からなるレベリング装置を示す万能試験機の側面図である。

【図4】第二の部材に係合される第一の部材を示すレベリング装置の斜視図である。

【図5】レベリング装置の上面図である。

【図6】第一の部材の凹面に係合される第二の部材の凸面を示し、アキシアル荷重軸に対する試験物の位置合わせを調節するために、第一の部材に対する第二の部材の方向付けの調節を促進するように構成された位置付け装置をさらに示す、レベリング装置の断面図である。

【図7】凹面を示す第一の部材の上面図である。

【図8】図７のライン８に沿った第一の部材の断面図である。

【図9】凸面を示す第二の部材の上面図である。

【図10】図９のライン１０に沿った第二の部材の側面図である。

【図11】試験物を万能試験機により負荷された圧縮荷重の荷重軸に位置合わせする方法に含まれる一又は複数の操作を含むフローチャートである。

【図12】試験物の実施形態を示す斜視図である。

【図13】上方フランジに対して角度のあるオフセットで方向付けられた試験物の下方フランジを示す試験物の端面図である。

【図14】上方載荷板と下方載荷板との間に取り付けられ、下方フランジと下方載荷板との間のギャプを示す試験物の概略図である。

【図15】負荷された最初のアキシアル荷重を含み、第一の部材に対して第二の部材を新たに方向付ける試験物の概略図を示す。

【図16】負荷された中間アキシアル荷重を含み、位置付け装置の調節により荷重軸に対する試験物の位置合わせの調節を促進するために試験物の応力を測定するよう試験物に取り付けられた複数の歪みゲージをさらに示す試験物の概略図である。

【図17】万能試験機内に取り付けられ、試験物に負荷された最後のアキシアル荷重及び試験物に負荷された側面アキシアル荷重を示す試験物の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本開示の好適な種々の実施形態を示す目的で示された図面を参照すると、図１には試験機１０の実施形態の斜視図が示される。試験機１０は、試験物８０に負荷されるアキシアル荷重３４のアキシアル荷重軸３２に対して試験物８０を方向付けるためのレベリング装置９８を組み込むことができる。レベリング装置９８は、半球状の凹面１０２（図８）を有する第一の部材１００及び半球状の凸面１２２（図１０）を有する第二の部材１２０を含むことができる。凹面１０２及び凸面１２２が互いに対して一般に移動可能であるように、凹面１０２は、インターフェース１４０（図６）で凸面１２２に直接係合される。

【0013】

図１を参照すると、試験物８０は、レベリング装置９８により直接的に又は間接的に支持される。たとえば、試験物８０は、レベリング装置９８に直接的に取り付けられる（図示せず）。あるいは、試験物８０は、レベリング装置９８に取り付けられる載荷板２４に取り付けられてもよい。本開示では、試験物８０又は下方載荷板２６は第二の部材１２０（凸面１２２を有する）に結合されるものとして述べられているが、試験物８０又は下方載荷板２６が第一の部材１００（凹面１０２を有する）に結合されるように、レベリング装置９８は１８０度反転され搭載されてもよい。反転された配置においては、第二の部材１２０（凸面１２２を有する）は、試験機１０のテーブル表面１６に取り付けられる。

【0014】

レベリング装置９８は万能試験機１０のテーブル表面１６と試験物８０の近位端部９２（図２）との間に取り付けられるものとして述べられ図示されているが、本開示では、レベリング装置９８がアキシアル荷重アクチュエーター２８と試験物８０の遠位端部９４（図２）との間の試験物８０の上に（図示せず）取り付けられることも考えられるという点にも注目すべきである。さらに、本開示では、レベリング装置９８が試験物８０の近位端部９２及び遠位端部９４の各々に取り付けられると考えられるが、試験物８０の端部９２又は９４に取り付けられる単独のレベリング装置９８に限定はされない。付加的なレベリング装置（図示せず）は、試験物８０上の他の場所に取り付けられてもよい。この点で、レベリング装置（図示せず）は、荷重軸の試験物との位置合わせが望まれる任意の場所に取り付け可能である。

【0015】

有利には、レベリング装置９８（図１）の凹面１０２及び凸面１２２（図３）の相対的な移動は、試験機１０（図１）により試験物８０に負荷されるアキシアル圧縮荷重３４（図１）などの荷重との試験物８０（図１）の位置合わせのための手段を提供する。アキシアル荷重３４を試験物８０へ負荷すると、凹面１０２及び凸面１２２が凹面１０２と凸面１２２との間のインターフェース１４０（図６）に沿ってスライドするにつれ、第一の部材１００及び第二の部材１２０は、互いに対して新たに方向付けられる。アキシアル荷重３４が試験物８０に負荷される際に、第一の部材１００及び第二の部材１２０の新たな方向付けにより、試験物８０自体のアキシアル荷重軸３２（図１）への位置合わせが行われる。有利には、レベリング装置９８は、詳細は後に述べるが、アキシアル荷重軸３２に対する試験物８０の位置合わせの微調整又は調節のための三つ以上の位置付け装置１６０を備えることができる。

【0016】

図１には、材料、コンポーネント及びアセンブリの構造的な試験に使用されるものとして、万能試験機での使用で実施されるレベリング装置９８が示される。この点については、レベリング装置９８は、圧縮静止試験、圧縮疲労試験、及び限定はしないが振動試験、衝突試験及び音響試験などを含む任意の他の種類の圧縮試験での使用で実施可能である。さらに、この点については、ここで開示されるレベリング装置９８は、試験物の圧縮荷重軸との位置合わせが望まれる任意の種類の試験環境又は試験配置での使用に実施可能である。レベリング装置９８は上方フランジ８４及び下方フランジ８６と相互接続するウェブ８８を含むＩビーム構成を有する試験物８０を支持する文脈で述べられるが、レベリング装置９８は、限定されることなく、多種多様の試験物構造の任意の一つを支持するように構成することができる。有利には、レベリング装置９８は、試験物８０の荷重軸への位置合わせの精度増加のため、試験結果の精度を改善することができる。また、レベリング装置９８は、レベリング装置９８自体の位置合わせ性能のために試験品８０の荷重軸へのセットアップ及び位置合わせに必要とされる時間量を明らかに短縮することができる。

【0017】

図１から図３は、比較的硬いフレームアセンブリ１２を含む万能試験機１０を示す。フレームアセンブリ１２は、複数の脚２０により指示されるテーブル表面１６を有する。脚２０は、試験室のベンチ又はフロアなどの表面に取り付けられる足部２２を有する。万能試験機１０は、テーブル表面１６から上方へ延びる複数の支柱又は円柱１４を備える。上方ブレース又はクロスヘッドは円柱１４により支持される。アキシアル荷重アクチュエーター２８は、クロスヘッド１８上で支持される。アキシアル荷重アクチュエーター２８は、テーブル表面１６に取り付けられた試験物８０の圧縮荷重を提供するように構成される。アキシアル荷重アクチュエーター２８は、油圧式に又は電気機械的に電力供給され、又は他の適する手段により電力供給されてもよい。

【0018】

試験機１０は、試験物８０に負荷されるアキシアル荷重３４の大きさを測定するための荷重計などのアキシアル荷重測定装置３０を備える。試験物８０は、上方載荷板２４と下方載荷板２６との間に取り付けられる。上方載荷板２４及び下方載荷板２６は、アキシアル荷重３４を試験物８０に実質的に均等に分配するようにサイズが決定され構成される。この点について、上方載荷板２４及び下方載荷板２６は、載荷板２４及び２６の最小限の湾曲又は屈曲で、アキシアル荷重アクチュエーター２８から試験物８０へと荷重を伝送するための比較的高い剛性を有することができる。図１から図３は上方載荷板２４と下方載荷板２６との間に取り付けられた試験物８０を示しているが、上述のように試験物８０はレベリング装置９８に直接取り付けられてもよく、アキシアル荷重３４はアキシアル荷重アクチュエーター２８から試験物８０へ直接負荷されてもよいと考えられる。

【0019】

図１及び図２は、万能試験機１０に結合された側面荷重反応フレーム６８をさらに示す。側面荷重反応フレーム６８は、試験機１０のテーブル表面１６に固定して結合された水平部分７０を有する。側面荷重反応フレーム６８は、側面荷重アクチュエーター５２の付着点を提供する垂直部分７２を有する。側面荷重アクチュエーター５２は、アキシアル圧縮荷重３４の負荷中などに、側面荷重５０を試験物８０に負荷するための万能試験機１０とともに備えられる。側面荷重アクチュエーター５２は、一又は複数のアクチュエーター支柱５４により支持される。荷重計などの側面荷重測定装置５６は、試験物８０に負荷される側面荷重５０の大きさを測定するための側面荷重アクチュエーター５２に結合される。側面荷重測定装置５６は、側面荷重アクチュエーター５２から延びるアクチュエーターロッド６０に取り付けられる。アクチュエーターロッド６０は、試験物８０にしっかりと取り付けられたラグ９０（図２）への付着のためのクレビスフィッティング６２（図２）を有する。側面荷重５０を負荷中に試験物８０の側方移動を防止するために、一又は複数のバンパーアセンブリ６６が、複数の側面荷重クランプ６４によって万能試験機１０の円柱１４にしっかりと取り付けられる。側面荷重アクチュエーター５２は、万能試験機の任意のコンポーネントであり、レベリング装置９８の機能性を示す手段としてここで述べられる点に注目すべきである。

【0020】

図３を参照すると、明確にするために側面荷重アクチュエーター５２（図２）及び側面荷重反応フレーム６８（図２）が省略された万能試験機の側面図が示される。試験物８０は、上方載荷板２４と下方載荷板２６との間に取り付けられ示されている。下方載荷板２６は、レベリング装置９８に取り付けられる。レベリング装置９８は、万能試験機１０のテーブル表面１６に固定し結合された第一の部材１００を備える。第一の部材１００は、凹面１０２を有する。第二の部材１２０は、第一の部材１００の凹面１０２と直接係合するように配置された凸面１２２を有する。

【0021】

レベリング装置９８は、第一の部材１００に対する第二の部材１２０の方向付けを調節するための複数の位置付け装置１６０を備える。第二の部材１２０に取り付けられる（たとえば、螺着可能に係合される）ように示されているが、位置付け装置１６０は、第一の部材１００に任意で取り付け可能である。図６に示される構成では、位置付け装置１６０は、位置付け装置１６０のチップ１６４を第一の部材１００と接触するように配置することにより第一の部材１００に係合するように構成されてもよい。位置付け装置１６０は、第一の部材１００に対する第二の部材１２０の方向付けの調節を促進する。いったん調節されると、位置付け装置１６０は、第一の部材１００に対する第二の部材１２０の方向付けを維持し、アキシアル圧縮荷重３４の試験物８０への負荷中にその相対的な移動を防止することができるのであるが、詳細については後述する。

【0022】

図４を参照すると、第一の部材１００及び第二の部材１２０からなり、第二の部材１２０に取り付けられた下方載荷板２６を有するレベリング装置９８の斜視図が示される。一つの実施形態では、第一の部材及び／又は第二の部材１２０は、単一構造として構成することができる。たとえば、第一の部材１００及び第二の部材１２０の各々は、同種の金属材料から形成することができる。しかしながら、第一の部材１００及び／又は第二の部材１２０は、非金属材料から形成することもでき、また、金属材料及び非金属材料の合成物として形成することもできる。また、第一の部材１００及び／又は第二の部材１２０は、一又は複数のコンポーネントのアセンブリとして形成されてもよく、単一構造として形成されることに限定されない。

【0023】

図４では、位置付け装置１６０は、第二の部材１２０に取り付けられて示される。示される実施形態では、位置付け装置１６０は、第二の部材１２０で形成される対応する数のねじ穴１３６に螺着可能に係合される六角穴付きねじのようなねじ１６２として構成される。しかしながら、位置付け装置１６０は、多種多様の構成の任意の一つとして構成することができ、ねじ１６２として形成されることに限定されない。さらに、位置付け装置１６０は、第二の部材１２０に螺着可能に係合されることに限定されない。たとえば、位置付け装置１６０は、第一の部材１００に螺着可能に係合することができ、且つ、位置付け装置１６０のチップ１６４が第二の部材１２０に対して第一の部材１００の方向付けを調節するために第二の部材１２０に接触して配置されるように、位置付け装置１６０は延長することもできる。

【0024】

図５を参照すると、第二の部材１２０に取り付けられた下方載荷板２６を示すレベリング装置９８の上面図が示される。第一の部材１００及び第二の部材１２０は、角を面取りした直角プロファイル形状を有するものとして示される。しかしながら、第一の部材１００及び第二の部材１２０は、多種多様のプロファイル形状の任意の一つで提供することができる。たとえば、第一の部材１００及び／又は第二の部材１２０は、限定はされないが、円形プロファイル形状又は任意の他のプロファイル形状で形成することができる。また、第一の部材１００は、第二の部材１２０のプロファイル形状と異なるプロファイル形状で提供されてもよい。

【0025】

位置付け装置１６０は、第二の部材１２０のエッジに沿って位置付けられるものとして示される。三つの位置付け装置１６０が図示されているが、三つ以上の任意の数の位置付け装置１６０が提供されてもよい。位置付け装置１６０は、凹面１０２及び凸面１２２の周囲１０６及び１２６周辺に間隔を空けて示される。しかしながら、位置付け装置１６０は、第一の部材１００に対する第二の部材１２０の方向付けの調節を促進するレベリング装置９８内の種々の場所に取り付けることもでき、図５に示される凹面１０２及び凸面１２２の周囲１０６及び１２６上の場所に位置付けることに限定されない。位置付け装置１６０は、万能試験機１０のアキシアル荷重軸３２に対する試験物８０の位置合わせを調節するための手段として、第二の部材１２０に対する第一の部材の１００の方向付けの調節を促進するように構成される。しかしながら、アキシアル荷重３４の負荷から生じる試験物８０の応力が詳細について後述されるような予測された方法又は所望の方法で試験物８０を介して分配されるように、位置付け装置１６０は、試験物８０の方向付け又は位置合わせの調節を促進することができる。

【0026】

さらに図５を参照すると、第一の部材１００の凹面１０２は、周囲１０６を規定する。同様に、第二の部材１２０の凸面１２２も、周囲１２６を規定する。示された実施形態では、凸面１２２の周囲１２６は、凹面１０２の周囲１０６よりも直径が大きい。しかしながら、凹面１０２の周囲１０６が凸面１２２の周囲１２６よりも直径が大きくなるように、レベリング装置９８を構成できるとも考えられる。有利には、レベリング装置９８がアキシアル荷重軸３２に沿って見られるときに、凹面１０２と凸面１２２との間のインターフェース１４０が第二の部材１２０と接触する載荷板２６のエリア１４８に外接するサイズ又は直径を有するインターフェース周囲１４４を規定するように、凹面１０２及び凸面１２２が構成されてもよい。上方載荷板２４及び下方載荷板２６が万能試験機１０から除外される（図示されず）配置については、インターフェース周囲１４４が第二の部材１２０と接触して試験物８０の近位端部（図示せず）のエリア１４８に外接するように、凹面１０２及び凸面１２２は構成される。

【0027】

インターフェース周囲１４４が試験物８０のエリア１４８又は下方載荷板２６よりサイズが大きくなる（たとえば、直径が大きくなる）ようにレベリング装置９８を構成することにより、試験物８０及び／又は下方載荷板２６は、凹面１０２及び凸面１２２によって完全に支持される。この方法では、試験物８０に負荷されるアキシアル荷重３４は、試験物８０又は載荷板２６の支持されないエリアを実質的に含まない試験物８０から凹面１０２と凸面１２２との間のインターフェース１４０への直接的な荷重経路を含む。この点で、レベリング装置９８は、試験物８０のエリア１４８又は載荷板２６がインターフェース周囲１４４の外側に延びる場合に、そうでなければ生じるだろう第二の部材１２０の屈曲を除去するように構成される。また、試験物８０（図３）のアキシアル荷重３４（図３）が凹面１０２及び凸面１２２によって常に直接支持されるように、凹面１０２及び凸面１２２には、曲率半径１０４及び１２４（図６）が提供される。この方法では、別のやり方で第一の部材１００及び第二の部材１２０が負荷を受けて移動することがなければ、それらは本質的に安定している。

【0028】

図６には、第二の部材１２０に取り付けられた下方載荷板２６及び第一の部材１００に係合される第二の部材１２０を備えるレベリング装置９８の断面図が示される。下方載荷板２６は、センタリングピン１３０により第二の部材１２０に横方向に結合される。一又は複数の反回転ピン１３２は、同様に、下方載荷板２６と第二の部材１２０との間の接合点に含まれ、第二の部材１２０に対する下方載荷板２６の回転を防止する。しかしながら、下方載荷板２６は、任意の手段により第二の部材１２０に取り付けてもよく、センタリングピン１３０及び／又は反回転ピン１３２の使用に限定されない。同様に、第一の部材１００は、センタリングピン１１０及び一又は複数の反回転ピン１１２により、又は他の適する手段により、テーブル表面１６（図示せず）に固定して結合され、テーブル表面１６（図３）に対する第一の部材１００の移動を防止する。

【0029】

図６では、凸面１２２は、凹面１０２の曲率半径１０４に実質的に等しい曲率半径１２４を有する。たとえば、凹面１０２の曲率半径１０４と凸面１２２の曲率半径１２４の差は、およそ０．００５インチくらいであり、第一の部材１００と第二の部材１２０との間の自由な動きの量を最小限にする。しかしながら、第一の部材１００及び第二の部材１２０には、およそ０．００５インチほど異なる曲率半径１０４及び１２４が提供される。凹面１０２と凸面１２２との間の自由な動きの量を最小限にすることにより、第二の部材１２０の湾曲又は屈曲は最小限となり、これにより、試験物８０の圧縮試験の精度が改善される。

【0030】

簡単に図３を参照すると、凹面１０２及び凸面１２２の曲率半径１０４及び１２４は、アキシアル荷重軸３２に沿ったポイントに配置される曲率中心１４６を有する。たとえば、図３に示されるように、曲率中心１４６が試験物８０の遠位端部９４上に配置されるように、凹面１０２及び凸面１２２は構成される。試験物８０の遠位端部９４上に曲率中心１４６を配置することにより、位置付け装置１６０は、第一の部材１００に対する第二の部材１２０の方向付けを調節するための所望レベルの感度を提供することができる。しかしながら、凹面１０２及び凸面１２２の曲率中心１４６は、試験物８０のアキシアル荷重軸３２に沿った任意の場所に配置することができる。位置付け装置１６０を使用して、第一の部材１００に対する第二の部材１２０の方向付けを調節するための対応するわずかな感度を提供するために、凹面１０２及び凸面１２２には、比較的大きな曲率半径１０４及び１２４が提供される。位置付け装置１６０及び位置付けねじ１６２には、第一の部材１００に対する第二の部材１２０の方向付けを調節するための所望レベルの感度を提供するスレッドピッチ（図示せず）も提供される。アキシアル荷重３４に対する反力（図示せず）の合力（図示せず）が凹面１０２と凸面１２２との間のインターフェース１４０（図６）（すなわち、インターフェース周囲１４４内（図６））を通過するように、凹面１０２及び凸面１２２には、曲率半径１０４及び１２４も提供される。この方法では、アキシアル荷重３４は、そうでなければ第二の部材１２０の屈曲をもたらすだろう試験物８０又は載荷板２４の支持されないエリアを含まない直接的な荷重経路をインターフェース１４０内に有することができる。

【0031】

図６を参照すると、凹面１０２及び凸面１２２には、好適には、インターフェース１４０で滑り摩擦を最小限にして凹面１０２と凸面１２２との間の相対的な滑り運動を促進する表面粗度を提供することができる。一つの実施形態では、凹面１０２及び凸面１２２は、およそ３２マイクロインチほどの表面粗度を有することができる。しかしながら、凹面１０２及び凸面１２２には、第一の部材１２０及び第二の部材１２２製造のコスト及び時間を削減する３２マイクロインチよりも大きい表面粗度が提供されてもよい。レベリング装置９８は、第一の部材１００と第二の部材１２０との間に潤滑剤の層１４２をさらに備えることができ、凹面１０２及び凸面１２２の相対的な滑り運動を促進する。この点で、潤滑剤の層１４２は、そうでなければ凸面１２２を凹面１０２に圧縮する比較的高いアキシアル荷重３４の負荷により生じ、且つそれらの間での移動を不必要に妨げる、凹面１０２と凸面１２２との間の真空の形成も防止することができる。

【0032】

図７及び図８を参照すると、第一の部材１００の中心に通常形成される凹面１０２を有する第一の部材１００が示される。第一の部材１００は板材から形成され、凹面１０２は第一の部材１００に機械加工される又はキャスティング、放電加工（ＥＤＭ）、又は種々の代替的な製造技術の任意の一つによることを含む他の適する手段により形成される。図８は、第一の部材１００を万能試験機（図３）のテーブル表面１６（図３）に結合するためのセンタリングピン１１０を受けるための第一の部材１００の下面に形成された穴を示す。凹面１０２は、周囲に延びる周囲フランジ１０８を有する周囲１０６を規定する。

【0033】

図９及び図１０を参照すると、第二の部材１２０の中心に通常形成される凸面１２２を有する第二の部材１２０が示される。第二の部材１２０も板材で形成することができ、その際には、凸面１２２は第二の部材１２０に機械加工される又は他の適する技術を使用して形成される。ねじ穴１３６は、凸面１２２の周囲１２６を囲む周囲フランジ１２８に形成される。ねじ穴１３６は、位置付けねじ１６２（図６）などの位置付け装置１６０（図６）を螺着可能に受けるために構成される。第二の部材１２０は、凸面１２２周囲で延び、凸面１２２の周囲１２６周辺にショルダーを形成する。アンダーカット１３４は、第二の部材１２０の製造中に、凸面１２２を通常平面的な周囲フランジ１２８と融合する必要性を排除することにより、凸面１２２の製作を促進する。

【0034】

図１１及び図１２から図１７までの概略図をさらに参照すると、試験物８０をアキシアル荷重軸３２（図１５）に沿って作動するアキシアル荷重３４（図１５）に位置合わせする方法３００のフローチャートが示される。方法は、図４から図１０に示されるレベリング装置９８を使用して実施することができる。方法３００は、図１２及び図１３に示されるＩビーム形状の試験物８０の文脈において述べられる。しかしながら、先に示されたように、レベリング装置９８は、限定はされないが、任意のサイズ、形状及び構成を有する試験物を位置合わせするために実施可能であり、且つ図１２及び図１３に示されたＩビーム形状の試験物８０に限定されるものではない。さらに、レベリング装置９８は、試験機１０（図１）での実施に限定されるものではなく、コンポーネントの圧縮荷重軸への位置合わせを要求する任意のシステム、サブシステム、アセンブリ、又はプロセスに組み込まれてもよい。図１３では、試験品８０は、近位端部９２及び遠位端部９４を有しており、近位端部９２は、遠位端部９４の方向付けに対する角度オフセット９６とされる。角度オフセット９６は、図１３では誇張されているが、比較的小さく、製作公差のため及び／又は試験機１０（図１）の公差のために試験物８０で傾斜度を表すことができるという点に注目すべきである。有利には、レベリング装置９８は、そうでなければ近位端部９２の角度オフセット９６により引き起こされうる試験物８０の偏心荷重を防止することができる。

【0035】

図１４を参照すると、図１１の方法３００のステップ３０２において、レベリング装置９８は、万能試験機１０のテーブル表面１６と下方載荷板２６との間に搭載される。試験物８０は、上方載荷板２４と下方載荷板２６との間に取り付けられる。しかしながら、上述したように、試験物８０は、試験物８０の近位端部９２でレベリング装置９８に直接結合されてもよく、又はそれに対して直接取り付けられてもよい。さらに、試験物８０の遠位端部９４は、アキシアル荷重軸２８（図３）に直接結合されてもよく、又はそれに対して直接取り付けられてもよい。第二の部材１２０の凸面１２２は、第一の部材１００の凹面１０２に係合される。上方載荷板２４と下方載荷板２６との間に試験物８０を最初に取り付ける間に第一の部材１００に対する第二の部材１２０の移動を防止するために、チップ１６４が第一の部材１００に接触するよう、位置付け装置１６０は最初に延ばされる。試験物８０の近位端部９２の角度オフセット９６は、図１４で示されるように、試験物８０の近位端部９２と下方載荷板２６との間に、図１４で誇張して示されるギャップ１６６が生じる。

【0036】

図１５を参照すると、図１１の方法３００のステップ３０４では、試験物８０が上方載荷板２４と下方載荷板２６との間に取り付けられた後に、第二の部材１２０に対する第一の部材１００の自由な移動が可能になるように、位置付け装置１６０が納められる。この点で、位置付けねじ１６２のチップ１６４が第一の部材１００と接触しないように、位置付け装置１６０は、螺着可能に納められる位置付けねじ１６２を備えることができる。最初のアキシアル荷重３６は、試験物８０に負荷されてもよい。最初のアキシアル荷重３６は、レベリング装置９８の相対的なサイズ、試験物８０の相対的なサイズ、及び他の要因次第で、およそ数百ポンド以下など、比較的小さい大きさのものとする。試験物８０の近位端部９２と下方載荷板２６との間の任意のギャップ１６６（図１４）が実質的に除去されるように、最初のアキシアル荷重３６は、好適には、第二の部材１２０が第一の部材１００に対して新たに方向付けられる大きさとする。最初のアキシアル荷重３６は、アキシアル荷重軸３２（図３）に沿ってアキシアル荷重アクチュエーター２８（図３）により負荷される。

【0037】

図１１の方法３００のステップ３０６は、最初のアキシアル荷重３６の負荷に応じて、インターフェース１４０に沿って凹面１０２に対して凸面１２２をスライド可能に移動する又は回転させるステップを含むことができる。第二の部材１２０が第二の部材１２０に対して新たに方向付けられる（１８６）ように、凸面１２２は凹面１０２に対してスライド可能に移動することができる。凹面１０２に対する凸面１２２のスライド可能な移動は、凹面１０２と凸面１２２との間のインターフェース１４０に搭載される潤滑剤１４２によって促進される。また、摩擦を最小限にするために凹面１０２及び凸面１２２の比較的細密な表面粗度を提供することにより、スライド可能な移動は、凸面１２２と凹面１０２との間で促進される。

【0038】

図１１の方法３００のステップ３０８は、第一の部材１００に対する第二の部材１２０の新たな方向付けに応じて、試験物８０をアキシアル荷重軸３２と通常の位置合わせをするステップを含むことができる。示された試験物８０の構成において、試験物の軸８２は、試験物８０の上方フランジ８４と下方フランジ８６との間を延びるウェブ８８によって表される。ウェブ８８が上方フランジ８４に通常直角に又は垂直に方向付けられる配置について、第一の部材１００及び第二の部材１２０が互いに対して新たに方向付けられる間に、初期軸性荷重３６の負荷中の第一の部材１００に対する第二の部材１２０の新たな方向付けにより、試験物８０と上方載荷板２４及び下方載荷板２６との間のギャップ１６６（図１４）が除去される。また、第一の部材１００に対する第二の部材１２０の新たな方向付けに応じた試験物８０のアキシアル荷重軸３２への通常の位置合わせにより、終期軸性荷重４０（図１７）を負荷する間の試験物８０の偏心荷重が防止される。

【0039】

図１６を参照すると、図１１の方法３００のステップ３１０は、第一の部材１００に対する第二の部材１２０の方向付け１８８を調節するための手段として、レベリング装置９８の一又は複数の位置付け装置１６０を調節するステップを含むことができる。試験物８０は、試験物８０の既定の場所で取り付けられる歪みゲージ１８２などのセンサー１８０で装備される。歪みゲージ１８２は、既定の場所で試験物８０の歪み及び／又は応力の測定結果を示す及び記録するための携帯コンピュータなどの読み出し装置１８４に適切な電子装置（図示せず）を介して結合される。凸面１２２を凹面１０２に収容して第一の部材１００及び第二の部材１２０をそれらの相対的な移動が無視できる又は存在しないような平衡な方向付けに収めるように、中間アキシアル荷重３８が試験物８０に負荷される。中間アキシアル荷重３８は、最初のアキシアル荷重３６よりも大きい大きさのものとすることができる。たとえば、中間アキシアル荷重３８の負荷中により大きい又はより小さい大きさの荷重を試験物８０に負荷できるが、中間アキシアル荷重３８は、数千ポンドの大きさとされる。

【0040】

中間アキシアル荷重３８が試験物８０に負荷された状態で、センサー１８０からの歪み又は応力の読み込み（歪みゲージ１８２）が監視され、且つ試験物８０の既定の場所での予測された歪み又は応力レベルと比較される。予測される応力レベルは、試験物８０と上方載荷板２４及び下方載荷板２６との間にギャップ１６６（図１４）が存在せず、且つ上方載荷板２４及び下方載荷板２６とレベリング装置９８との間又はレベリング装置９８とテーブル表面１６との間にギャップが存在しない完全に支持された試験物８０の応力分析に基づき判定される。図１６に示されたＩビーム試験物８０の構成に類似した対称試験物８０について、ウェブ８８の反対側の鏡像場所での実質的に等しい歪み又は応力の測定結果は、レベリング装置９８により提供されるような試験物８０のアキシアル荷重軸３２への位置合わせの結果として、試験物８０での実質的な均等分布の指示を提供することができる。非対称試験物（図示せず）については、そのような非対称試験物が完全に支持されており且つ偏心荷重されていないか又は試験物の非均等な支持による誘導応力にさらされていないかを判定するために、応力又は歪みの測定結果が予想された応力又は歪みレベルと比較される。

【0041】

図１６を参照すると、図１１の方法３００のステップ３１２は、位置付け装置１６０の調節に応じて、アキシアル荷重軸３２に対する試験物８０の位置合わせを調節するステップを含むことができる。この点で、試験物８０の軸の反対側の歪みゲージ１８２で応力又は歪みの測定結果の差を最小限にする又は除去するために、位置付け装置１６０は調節される。たとえば、位置付けねじ１６２は、位置付けねじのチップ１６４が第一の部材１００に接触するようになるまで調節される。中間アキシアル荷重３８が試験物８０に負荷された状態で、試験物８０のウェブ８８の片側の歪みゲージ１８２が試験物８０のウェブ８８の反対側に取り付けられた歪みゲージ１８２からの応力測定結果と実質的に等しい応力測定結果を示すまで、位置付けねじ１６２は調節される。あるいは、既定の場所での歪みゲージ１８２からの測定結果が完全に支持された試験物の既定の場所での予想された歪み又は応力と実質的に等しくなるまで、位置付けねじ１６２は調節される。試験物８０の応力又は歪みを測定し且つ位置付けねじ１６２を調節する工程は、測定された応力又は歪みが既定の公差帯域内の予想応力又は歪みに実質的に等しくなるまで、反復的に実行される。この方法で、位置付け装置１６０は、アキシアル荷重軸３２に対して試験物８０の位置合わせの調節を促進することができる。

【0042】

さらなる実施形態では、図１１の方法３００は、上方載荷板２４及び／又は下方載荷板２６と接触している試験物８０の表面のギャップ（図示せず）または局所的な非均等（図示せず）を満たすために、試験物８０と上方載荷板２４及び／又は下方載荷板２６の間へシム（図示せず）を取り付けるステップを含むことができる。歪みゲージ１８２により測定される応力又は歪みが試験物８０の予測された応力又は歪みと実質的に等しくなるまで、シムの取り付けは位置付け装置１６０の調節と同時に反復的に実行される。

【0043】

図１７を参照すると、図１１の方法３００のステップ３１４は、試験物８０の位置合わせを調節するために位置付け装置１６０が調節された後に、最後のアキシアル荷重４０を試験物８０に負荷するステップを含むことができる。最後のアキシアル荷重４０は、運転中に試験物８０がさらされるだろう荷重をシミュレーションでき、そのような荷重は比較的大きな大きさのものである。好適には、レベリング装置９８は、比較的大きなアキシアル圧縮荷重を収容するように構成される。たとえば、レベリング装置９８は、たとえば、７００，０００ポンドまたはそれより大きいアキシアル圧縮荷重など、数十万ポンドのアキシアル圧縮荷重を収容することができる。試験物８０は、最後のアキシアル荷重４０の負荷中に試験物８０の応力を測定するための歪みゲージ１８２などの複数のセンサー１８０で装備される。最後の圧縮アキシアル荷重４０は、静的に負荷されてもよく、又は疲労試験中に多数のサイクルで負荷されてもよい。

【0044】

図１７は、側面荷重軸５８に沿った側面荷重５０の試験物８０への負荷をさらに示す。側面荷重５０は、最後のアキシアル荷重４０の負荷と同時に試験物８０に負荷される。側面荷重５０は、ウェブ８８の面外バックリング状態をシミュレーションするために試験物８０に負荷される。側面荷重５０は、図２に示され且つ上述された側面荷重アクチュエーター５２により、試験物８０のウェブ８８に負荷される。図２に示されるように、側面荷重５０は、多数の側面荷重クランプ６４により万能試験機１０の円柱１４に結合される一又は複数のバンパーアセンブリ６６により反応する。側面荷重５０は、図２に示されるように、ウェブ８８から側面外側に延びるラグ９０によりウェブ８８に負荷される。クレビスフィッティング６２は、ウェブ８８を側面荷重アクチュエーター５２に接続するためのラグ９０に結合される。レベリング装置９８の位置付けねじ１６２は、側面荷重５０及び最後のアキシアル荷重４０の負荷中に第二の部材１２０に対して第一の部材１００の方向付けを保持し、ゆえにウェブ８８の面外屈曲状態に応じて下方フランジ８６の移動を防止することができる。側面荷重５０は、試験物８０の静止試験及び／又は疲労試験中に負荷させる。最後のアキシアル荷重４０及び／又は側面荷重５０の負荷は、試験物８０の荷重運搬性能への温度効果を判定するために、異なる温度で負荷される。

【0045】

本文及び図面において、アキシアル荷重軸３２に沿って作動する荷重３４に対して試験物８０を方向付けるためのレベリング装置９８が開示され、レベリング装置９８は、凹面１０２を有する第一の部材１００、第二の部材１２０が第一の部材１００に対して移動可能となる方法で凹面１０２に係合するように構成された凸面１２２を有する第二の部材１２０であって、試験物８０はその相対的な移動がアキシアル荷重軸３２への試験物８０の通常の位置合わせを促進するように第一の部材１００及び第二の部材１２０に結合されることを特徴とする第二の部材１２０、及びアキシアル荷重軸３２に対する試験物８０の位置合わせを調節するための第二の部材１２０に対する第一の部材１００の方向付けの調節を促進するように構成された複数の位置付け装置１６０を備える。

【0046】

一つの変形例では、レベリング装置９８において、インターフェース周囲１４４がアキシアル荷重軸３２に沿って見られるときに、凹面１０２と凸面１２２との間のインターフェースが少なくとも第一の部材１００又は第二の部材１２０と接触する試験物８０のエリア、又は第一の部材１００又は第二の部材１２０と接触する載荷板２４及び２６のエリアを取り囲むインターフェース周囲１４４を規定するように、凹面１０２及び凸面１２２はサイズが決定され構成される。別の変形例では、レベリング装置９８において、位置付け装置１６０が第二の部材１２０を介して延びる対応する複数のねじ穴１３６に螺合可能に係合され、且つ第一の部材１００に対する第二の部材１２０の移動を防止するように構成された位置付けねじ１６２を備える。さらに別の変形例では、レベリング装置９８において、試験物８０が近位端部９２及び遠位端部９４を有し、近位端部９２はレベリング装置９８に結合され、凹面１０２及び凸面１２２は遠位端部９４の上に配置された曲率中心１４６を有する。一つの例では、レベリング装置は、凹面１０２及び凸面１２２の各々が周囲を有し、凸面１２２の周囲は凹面１０２の周囲より大きいとすることを特徴とする。別の例では、レベリング装置は、凹面１０２と凸面１２２との間に潤滑剤の層をさらに有する。

【0047】

一つの態様では、圧縮荷重を試験物８０に負荷するための試験機が開示され、試験機は、アキシアル荷重軸３２に沿って圧縮荷重を試験物８０に負荷するよう構成されたアキシアルアクチュエーター２８、凹面１０２を有する第一の部材１００、第二の部材１２０が第一の部材１００に対して移動可能となる方法で凹面１０２に係合するように構成された凸面１２２を有する第二の部材１２０であって、試験物８０はその相対的な移動が試験物８０のアキシアル荷重軸３２への通常の位置合わせを促進するように第一の部材１００又は第二の部材１２０に結合されることを特徴とする第二の部材１２０、及びアキシアル荷重軸３２に対する試験物８０の位置合わせを調節するための第二の部材１２０に対する第一の部材１００の方向付けの調節を促進するように構成された複数の位置付け装置１６０を備える。

【0048】

一つの変形例では、試験機において、インターフェース周囲１４４がアキシアル荷重軸３２に通常平行な方向に沿って見られるときに、凹面１０２と凸面１２２との間のインターフェースが少なくとも第一の部材１００及び第二の部材１２０の少なくとも一つに接触する試験物８０の部分、又は試験物８０と第一の部材１００又は第二の部材１２０との間に置かれる載荷板２４及び２６を囲むインターフェース周囲１４４を規定するように、凹面１０２及び凸面１２２はサイズ決定され構成される。別の変形例では、試験機において、少なくとも第一の部材１００又は第二の部材１２０は、第一の部材１００又は第二の部材１２０の対向する一つを係合するための少なくとも三つの位置付け装置１６０を有する。さらに別の変形例では、試験機において、位置付け装置１６０は、第一の部材１００又は第二の部材１２０に形成された対応する複数のねじ穴１３６に螺着可能に係合され、第一の部材１００に対する第二の部材１２０の移動を防止するように構成された位置付けねじ１６２を備える。

【0049】

一つの例では、試験機において、アキシアル荷重３４を試験物８０の軸に実質的に位置合わせをする方法で、第二の部材１２０は第一の部材１００に対して移動可能となる。別の例では、試験機において、試験物８０は近位端部９２及び遠位端部９４を有し、近位端部９２は第一の部材１００又は第二の部材１２０に取り付けられ、凹面１０２及び凸面１２２は試験物８０の遠位端部９４におおよそ隣接して配置された曲率中心１４６を有する。一つの例では、試験機において、凹面１０２及び凸面１２２の各々は周囲を有し、凸面１２２の周囲は凹面１０２の周囲より大きいとする。別の例では、試験機において、凹面１０２と凸面１２２との間に位置する潤滑剤の層が含まれる。

【0050】

一つの態様では、試験物８０の荷重軸への位置合わせの方法が開示され、方法は、試験物８０を第一の部材１００及び第二の部材１２０を備えるレベリング装置９８に結合するステップであって、第一の部材１００は凹面１０２を有し、第二の部材１２０は凹面１０２に係合される凸面１２２を有することを特徴とするステップ、最初のアキシアル荷重３６を試験物８０に負荷するステップ、第二の部材１２０が第一の部材１００に対して新たに方向付けられるようにアキシアル荷重３４の負荷に応じて凸面１２２を凹面１０２に対して移動させるステップ、第二の部材１２０の第一の部材１００に対する新たな方向付けに応じて試験物８０をアキシアル荷重軸３２に位置合わせするステップ、第二の部材１２０の第一の部材１００に対する方向付けを調節するためにレベリング装置９８の少なくとも一つの位置付け装置１６０を調節するステップ、及び位置付け装置１６０の調節に応じて試験物８０のアキシアル荷重軸３２に対する位置合わせを調節するステップを含む。

【0051】

一つの変形例では、方法は、最後のアキシアル荷重４０を最初のアキシアル荷重３６より大きい大きさを有する試験物８０に負荷するステップをさらに含む。別の変形例では、方法は、アキシアル荷重軸３２に沿って見られるときに、凹面１０２及び凸面１２２のインターフェースがレベリング装置に結合された試験物８０のエリアを取り囲むインターフェース周囲１４４を規定するようなサイズ及び構成の凹面１０２及び凸面１２２を提供するステップをさらに含むことができる。さらに別の変形例では、方法は、第一の部材１００に対する第二の部材１２０の移動を防止するように構成された位置付けねじ１６２として位置付け装置１６０を提供するステップをさらに含む。一つの例では、方法は、試験品８０が近位端部９２及び遠位端部９４を有し、近位端部９２がレベリング装置９８に結合されることを特徴とし、方法は、曲率中心１４６が遠位端部９４の上に配置された状態で凹面１０２及び凸面１２２を形成するステップをさらに含む。別の例では、方法は、アキシアル荷重３４の負荷中に試験物８０の少なくとも一つの場所で応力を測定するステップ、及びその場所で測定された応力がその場所で試験物８０の予測された応力に実質的に等しくなるまでアキシアル荷重軸３２への試験物８０の位置合わせを調節するために、位置付け装置１６０を調節するステップをさらに含む。

【0052】

本開示のさらなる修正及び改良が当業者には明らかであろう。ここで述べられ図示されるパーツの特定の組み合わせは、単に本開示のある実施形態を表すことを目的としており、本開示の精神及び範囲内での別の実施形態又は装置を限定することを目的とするものではない。

【符号の説明】

【0053】

１０ 試験機
１６ テーブル表面
２０ 脚
２２ 足部
２４ 上方載荷板
２６ 下方載荷板
２８ アキシアル荷重アクチュエーター
３２ アキシアル荷重軸
３４ 荷重
８０ 試験物
９２ 近位端部
９４ 遠位端部
９８ レベリング装置
１００ 第一の部材
１０２ 凹面
１２０ 第二の部材
１２２ 凸面
１３６ ねじ穴
１４４ インターフェース周辺
１６０ 位置付け装置
１６２ 位置付けねじ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】