特許 7260788 強度試験方法及び強度試験片

(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】

(24)【登録日】2023-04-11

(45)【発行日】2023-04-19

(54)【発明の名称】強度試験方法及び強度試験片

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/00 20060101AFI20230412BHJP

【ＦＩ】

G01N3/00 Q

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2019165549

(22)【出願日】2019-09-11

(65)【公開番号】P2021043077

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-05-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】窪田 紘明

(72)【発明者】

【氏名】相藤 孝博

(72)【発明者】

【氏名】吉田 博司

(72)【発明者】

【氏名】堀江 晃

(72)【発明者】

【氏名】岡田 徹

【審査官】前田 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１３１９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２１２４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０３４５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１６９５５４７９（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

継手の強度を評価する強度試験方法であって、
棒状の第１試験片と、
前記第１試験片に重なり合う棒状の第２試験片と、
前記第１試験片と前記第２試験片とを接合する接合部と、を含む強度試験片を準備する準備工程と、
前記第１試験片及び前記第２試験片の長手方向における一端部を引張試験機の一方のチャックで把持し、前記第１試験片及び前記第２試験片の長手方向における他端部を前記引張試験機の他方のチャックで把持する把持工程と、
前記第１試験片及び前記第２試験片を前記長手方向に引っ張る引張工程と、を備え、
前記引張工程において、前記第１試験片を一方に引っ張る引張力と、前記第１試験片を他方に引っ張る引張力との合力は、前記第２試験片を一方に引っ張る引張力と前記第２試験片を他方に引っ張る引張力との合力とは異なる
ことを特徴とする強度試験方法。

【請求項2】

前記接合部は、溶接部である
ことを特徴とする請求項１に記載の強度試験方法。

【請求項3】

前記溶接部は、スポット溶接部である
ことを特徴とする請求項２に記載の強度試験方法。

【請求項4】

前記接合部から前記長手方向の両側に等距離までの隣接範囲における前記第１試験片及び前記第２試験片の前記長手方向に垂直な面での断面積は、他の部分における前記第１試験片及び前記第２試験片の前記長手方向に垂直な面での断面積より小さい
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の強度試験方法。

【請求項5】

前記引張工程において、前記第１試験片及び前記第２試験片に、前記第１試験片と前記第２試験片とを剥離する剥離力を加える
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の強度試験方法。

【請求項6】

前記準備工程において、前記接合部とは異なる位置での前記第１試験片と前記第２試験片との間に、スペーサを挟む
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の強度試験方法。

【請求項7】

前記第１試験片の一端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積は、前記第１試験片の他端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積より小さい
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の強度試験方法。

【請求項8】

前記第２試験片の一端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積は、前記第２試験片の他端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積より大きい
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の強度試験方法。

【請求項9】

前記第１試験片の引張強度と前記第２試験片の引張強度とは異なる
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の強度試験方法。

【請求項10】

継手の強度を評価するための強度試験片であって、
棒状の第１試験片と、
前記第１試験片に重なり合う棒状の第２試験片と、
前記第１試験片と前記第２試験片とを接合する接合部と、を備え、
前記第１試験片及び前記第２試験片は、引張試験機の一方のチャックで把持される長手方向における一端部を有し、前記引張試験機の他方のチャックで把持される長手方向における他端部を有し、
前記第１試験片を一方に引っ張る引張力と、前記第１試験片を他方に引っ張る引張力との合力は、前記第２試験片を一方に引っ張る引張力と前記第２試験片を他方に引っ張る引張力との合力とは異なる
ことを特徴とする強度試験片。

【請求項11】

前記接合部は、溶接部である
ことを特徴とする請求項１０に記載の強度試験片。

【請求項12】

前記溶接部は、スポット溶接部である
ことを特徴とする請求項１１に記載の強度試験片。

【請求項13】

前記接合部から前記長手方向の両側に等距離までの隣接範囲における前記第１試験片及び前記第２試験片の前記長手方向に垂直な面での断面積は、他の部分における前記第１試験片及び前記第２試験片の前記長手方向に垂直な面での断面積より小さい
ことを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の強度試験片。

【請求項14】

前記強度試験片は、前記接合部とは異なる位置での前記第１試験片と前記第２試験片との間に、スペーサを備える
ことを特徴とする請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の強度試験片。

【請求項15】

前記第１試験片の一端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積は、前記第１試験片の他端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積より小さい
ことを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれか１項に記載の強度試験片。

【請求項16】

前記第２試験片の一端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積は、前記第２試験片の他端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積より大きい
ことを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の強度試験片。

【請求項17】

前記第１試験片の引張強度と前記第２試験片の引張強度とは異なる
ことを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれか１項に記載の強度試験片。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、強度試験方法及び強度試験片に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、２枚の鋼板を重ね合わせ、重ね合わせた部分にスポット溶接をして形成した継手を試験片とし、スポット溶接部にせん断力が作用するように試験片を試験機にクランプして引っ張り、試験片が破断するまでの最大引張荷重からせん断強度を求めるせん断試験方法（日本工業規格ＪＩＳＺ３１３６：１９９９）があった。
また、スポット溶接部に引張力が作用するように試験片を試験機にクランプして引っ張り、試験片が破断するまでの最大引張荷重から引張強度を求める引張試験方法があった。
さらに、スポット溶接部に剥離力が作用するように試験片を試験機にクランプして引っ張り、試験片が破断するまでの最大引張荷重から十字引張力（剥離強度）を求める十字引張試験方法があった（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１２５６９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の強度試験方法は、それぞれ、特定の負荷状態にある継手の強度を評価するものであって、例えば、せん断力と引張力とが同時に作用するような、複合的な負荷状態にある継手の強度を適切に評価できなかった。

【0005】

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑み、複合的な負荷状態にある継手の強度を適切に評価できる強度試験方法及び強度試験片を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の要旨は以下の通りである。

【0007】

（１）本発明の一態様に係る強度試験方法は、継手の強度を評価する強度試験方法であって、棒状の第１試験片と、前記第１試験片に重なり合う棒状の第２試験片と、前記第１試験片と前記第２試験片とを接合する接合部と、を含む強度試験片を準備する準備工程と、前記第１試験片及び前記第２試験片の長手方向における一端部を引張試験機の一方のチャックで把持し、前記第１試験片及び前記第２試験片の長手方向における他端部を前記引張試験機の他方のチャックで把持する把持工程と、前記第１試験片及び前記第２試験片を前記長手方向に引っ張る引張工程と、を備え、前記引張工程において、前記第１試験片を一方に引っ張る引張力と、前記第１試験片を他方に引っ張る引張力との合力は、前記第２試験片を一方に引っ張る引張力と前記第２試験片を他方に引っ張る引張力との合力とは異なる。
（２）上記（１）において、前記接合部は、溶接部であってよい。
（３）上記（２）において、前記溶接部は、スポット溶接部であってよい。
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記接合部から前記長手方向の両側に等距離までの隣接範囲における前記第１試験片及び前記第２試験片の前記長手方向に垂直な面での断面積は、他の部分における前記第１試験片及び前記第２試験片の前記長手方向に垂直な面での断面積より小さくてよい。
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記引張工程において、前記第１試験片及び前記第２試験片に、前記第１試験片と前記第２試験片とを剥離する剥離力を加えてよい。
（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記準備工程において、前記接合部とは異なる位置での前記第１試験片と前記第２試験片との間に、スペーサを挟んでよい。
（７）上記（１）から（６）のいずれかにおいて、前記第１試験片の一端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積は、前記第１試験片の他端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積より小さくてよい。
（８）上記（１）から（７）のいずれかにおいて、前記第２試験片の一端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積は、前記第２試験片の他端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積より大きくてよい。
（９）上記（１）から（８）のいずれかにおいて、前記第１試験片の引張強度と前記第２試験片の引張強度とは異なってよい。
（１０）本発明の一態様に係る強度試験片は、継手の強度を評価するための強度試験片であって、棒状の第１試験片と、前記第１試験片に重なり合う棒状の第２試験片と、前記第１試験片と前記第２試験片とを接合する接合部と、を備え、前記第１試験片及び前記第２試験片は、引張試験機の一方のチャックで把持される長手方向における一端部を有し、前記引張試験機の他方のチャックで把持される長手方向における他端部を有し、前記第１試験片を一方に引っ張る引張力と、前記第１試験片を他方に引っ張る引張力との合力は、前記第２試験片を一方に引っ張る引張力と前記第２試験片を他方に引っ張る引張力との合力とは異なる。
（１１）上記（１０）において、前記接合部は、溶接部であってよい。
（１２）上記（１１）において、前記溶接部は、スポット溶接部であってよい。
（１３）上記（１０）から（１２）のいずれかにおいて、前記接合部から前記長手方向の両側に等距離までの隣接範囲における前記第１試験片及び前記第２試験片の前記長手方向に垂直な面での断面積は、他の部分における前記第１試験片及び前記第２試験片の前記長手方向に垂直な面での断面積より小さくてよい。
（１４）上記（１０）から（１３）のいずれかにおいて、前記強度試験片は、前記接合部とは異なる位置での前記第１試験片と前記第２試験片との間に、スペーサを備えてよい。
（１５）上記（１０）から（１４）のいずれかにおいて、前記第１試験片の一端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積は、前記第１試験片の他端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積より小さくてよい。
（１６）上記（１０）から（１５）のいずれかにおいて、前記第２試験片の一端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積は、前記第２試験片の他端部から前記接合部までの中間位置における前記長手方向に垂直な面での断面積より大きくてよい。
（１７）上記（１０）から（１６）のいずれかにおいて、前記第１試験片の引張強度と前記第２試験片の引張強度とは異なってよい。

【発明の効果】

【0008】

本発明の強度試験方法は、複合的な負荷状態にある継手の強度を適切に評価できる強度試験方法及び強度試験片を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る強度試験方法のモデルを示す概略図である。

【図2】第１実施形態に係る強度試験片を示す斜視図である。

【図3】第１実施形態に係る強度試験片を示す説明図である。

【図4】第２実施形態に係る強度試験片を示す斜視図である。

【図5】第２実施形態に係る強度試験片を示す説明図である。

【図6】第３実施形態に係る強度試験片を示す斜視図である。

【図7】第３実施形態に係る強度試験片を示す説明図である。

【図8】第３実施形態に係る強度試験方法のモデルを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下の実施形態に共通する強度試験方法は、継手の強度を評価する強度試験方法である。継手は、２以上の部材同士の接合部であり、例えば、車両等の製品における構造部材同士の接合部である。接合部は、溶接部であってよく、スポット溶接部であってよい。強度試験方法は、製品における継手を模擬した強度試験片を使用して、引張試験機（不図示）により行われる。

【0011】

引張試験機は、一方に強度試験片の一端部を把持する一方のチャックと、他方に強度試験片の他端部を把持する他方のチャックを備えている。引張試験機は、一方のチャックに強度試験片の一端部を把持し、他方のチャックに強度試験片の他端部を把持した状態で、一方のチャックと他方のチャックとを、互いに離れる方向に変位させるものである。そして、引張試験機は、強度試験片を引っ張って強度試験片に引張力を作用させる。引張試験機は、通常、強度試験片が破損又は破壊に至るまで、チャックに作用する試験荷重を測定する。
なお、以下、特に説明のない限り、荷重（力）は、他端部Ｑから一端部Ｐ（図１及び図８において右側）に向く力を正（＋）とし、一端部Ｐから他端部Ｑ（図１及び図８において左側）に向く力を負（－）とする。

【0012】

（第１実施形態）
図１から図３を参照しながら第１実施形態に係る強度試験方法及び強度試験片について説明する。
図１は、第１実施形態に係る強度試験方法のモデルを示す概略図である。図２は、第１実施形態に係る強度試験片を示す斜視図である。図３は、第１実施形態に係る強度試験片を示す説明図である。なお、図３において、上段中央図は強度試験片の正面図であり、上段左図は上段中央図における右向き矢視部の断面図であり、上段右図は上段中央図における左向き矢視部の断面図であり、中段中央図は第１試験片の正面図であり、中段左図は中段中央図における右向き矢視部の断面図であり、中段右図は中段中央図における左向き矢視部の断面図であり、下段中央図は第２試験片の正面図であり、下段左図は下段中央図における右向き矢視部の断面図であり、下段右図は下段中央図における左向き矢視部の断面図である。

【0013】

図１にモデルとして示すように、第１実施形態に係る強度試験方法は、引張試験機の一方のチャックＣａに強度試験片１０の一端部Ｐを把持させ、他方のチャックＣｂに強度試験片１０の他端部Ｑを把持させた状態で、一方のチャックＣａと他方のチャックＣｂとを、互いに離れる方向（図１において左右に離れる方向）に変位させるものである。一方のチャックＣａと他方のチャックＣｂとを、互いに離れる方向に変位させると、強度試験片１０の一端部Ｐ及び他端部Ｑに、試験荷重Ｆが作用する。

【0014】

（強度試験片）
強度試験片１０は、継手の強度を評価するためのものである。図２及び図３に示すように、強度試験片１０は、棒状の第１試験片１１と、第１試験片１１に重なり合う棒状の第２試験片１２と、第１試験片１１と第２試験片１２とを接合する接合部Ｊ１０と、を備えている。なお、第１試験片１１及び第２試験片１２は、それぞれ、板状であってよい。

【0015】

第１試験片１１は、模擬する継手と同じ材質とすることが好ましく、例えば、鋼製である。図３に示すように、第１試験片１１は、一方側１１ａと、他方側１１ｂと、一方側１１ａと他方側１１ｂとの間にある第１被接合部Ｊ１１とを備えている。

【0016】

第２試験片１２は、模擬する継手と同じ材質とすることが好ましく、例えば、鋼製である。第２試験片１２は、一方側１２ａと、他方側１２ｂと、一方側１２ａと他方側１２ｂとの間にある第２被接合部Ｊ１２とを備えている。

【0017】

なお、第１試験片１１と第２試験片１２とは、模擬する継手に合わせて、異なる材質（引張強度等の機械的性質が異なる鋼製部材同士、鋼とアルミ合金等の素材の種類が異なる部材同士等）であってよい。

【0018】

第１試験片１１及び第２試験片１２は、強度試験片１０の長手方向（試験荷重Ｆの方向）に亘って、互いに重なり合っている。第１試験片１１及び第２試験片１２は、長手方向における一端部Ｐを、引張試験機の一方のチャックＣａで把持され、長手方向における他端部Ｑを、引張試験機の他方のチャックで把持される。なお、第１試験片１１及び第２試験片１２は、一端部Ｐ及び他端部Ｑにおいて、スポット溶接等の結合手段Ｃによって、互いに接合されている。

【0019】

接合部Ｊ１０は、第１試験片１１と第２試験片１２とを、ボルト、リベット等によって機械的に接合した機械接合部であってよく、溶接によって接合した溶接部であってよく、スポット溶接によって接合したスポット溶接部であってもよい。接合部Ｊ１０は、第１試験片１１の第１被接合部Ｊ１１と第２試験片１２の第２被接合部Ｊ１２とが接合された部分である。接合部Ｊ１０を溶接部とすることにより、製品の継手が溶接部である場合の継手を模擬した強度試験ができる。また、接合部Ｊ１０をスポット溶接部とすることにより、製品の継手がスポット溶接部である場合の継手を模擬した強度試験ができる。

【0020】

第１試験片１１における長手方向の引張剛性は、接合部Ｊ１０を長手方向の境界として、一方側１１ａの引張剛性Ｋ１ａより他方側１１ｂの引張剛性Ｋ１ｂが大きくなっている。

【0021】

具体的には、第１試験片１１の一方側１１ａは、他方側１１ｂより、長手方向に垂直な面での断面積が小さくなっている。
より具体的には、第１試験片１１の一方側１１ａは、長手方向に亘って板厚ｔ１１ａが等しい。同様に、第１試験片１１の他方側１１ｂは、長手方向に亘って板厚ｔ１１ｂが等しい。第１試験片１１の一方側１１ａは、板幅Ｂ１１ａが、他方側１１ｂの板幅Ｂ１１ｂより小さくなっている。第１試験片１１の一方側１１ａの板幅Ｂ１１ａは、長手方向に亘って等しくなっている。同様に、第１試験片１１の他方側１１ｂの板幅Ｂ１１ｂは、長手方向に亘って等しくなっている。

【0022】

すなわち、第１試験片１１の一方側１１ａにおける長手方向に垂直な面での断面積は、長手方向に亘って等しくなっている。同様に、第１試験片１１の他方側１１ｂにおける長手方向に垂直な面での断面積は、長手方向に亘って等しくなっている。
第１試験片１１の一方側１１ａの引張剛性Ｋ１ａは、接合部Ｊ１０から一端部Ｐまでの長さに比例している。同様に、第１試験片１１の他方側１１ｂの引張剛性Ｋ１ｂは、接合部Ｊ１０から他端部Ｑまでの長さに比例している。
よって、第１試験片１１の一方側１１ａの引張剛性Ｋ１ａ及び他方側１１ｂの引張剛性Ｋ１ｂは、長さを調整することで可変となっている。

【0023】

図３に示すように、第１試験片１１の一端部Ｐから接合部Ｊ１０までの中間位置における長手方向に垂直な面での断面積Ａ１１ａは、第１試験片１１の他端部Ｑから接合部Ｊ１０までの中間位置における長手方向に垂直な面での断面積Ａ１１ｂより小さい。

【0024】

これに対して、第２試験片１２の一端部Ｐから接合部Ｊ１０までの中間位置における長手方向に垂直な面での断面積Ａ１２ａは、第２試験片１２の他端部Ｑから接合部Ｊ１０までの中間位置における長手方向に垂直な面での断面積Ａ１２ｂより大きい。なお、強度試験片１０を単独で見た際に、一端部Ｐ又は他端部Ｑの位置が不明な場合、「一端部Ｐ」に換えて、「強度試験片１０の一方における最端部」とし、「他端部Ｑ」に換えて、「強度試験片１０の他方における最端部」として、上述の「中間位置」を規定してよい。なお、強度試験片１０を単独で見た際に、接合部Ｊ１０の範囲が不明な場合、「接合部Ｊ１０」に換えて、「強度試験片１０の長手方向中央」として、上述の「中間位置」を規定してよい。

【0025】

これにより、図１に示すように、試験荷重Ｆは、引張剛性Ｋ１ａ及び引張剛性Ｋ２ａの比率に応じて、第１試験片１１の一方側１１ａにおける引張力Ｆ１ａ（＝Ｆ×Ｋ１ａ／（Ｋ１ａ＋Ｋ２ａ））と第２試験片１２の一方側１２ａにおける引張力Ｆ２ａ（＝Ｆ×Ｋ２ａ／（Ｋ１ａ＋Ｋ２ａ））とに配分される。同様に、試験荷重Ｆは、引張剛性Ｋ１ｂ及び引張剛性Ｋ２ｂの比率に応じて、第１試験片１１の他方側１１ｂにおける引張力Ｆ１ｂと第２試験片１２の他方側１２ｂにおける引張力Ｆ２ｂとに配分される。よって、引張力Ｆ１ａ及び引張力Ｆ１ｂの合力は負の値（図１において左向きの力が正の値）になり、正の値（図１において右向きの力が正の値）となる引張力Ｆ２ａ及び引張力Ｆ２ｂの合力とは異ならせることができる。

【0026】

第１試験片１１の一方側１１ａから接合部Ｊ１０までの遷移部分においては、一端部Ｐから他端部Ｑに向かうにつれて、板幅Ｂ１１ａが大きくなっている。具体的には、該遷移部分においては、一端部Ｐから他端部Ｑに向かうにつれて、板幅Ｂ１１ａが連続的に大きくなっている。これにより、応力が集中しないようにでき、遷移部分を、接合部Ｊ１０より先に破損しないようにできる。

【0027】

続いて、第２試験片１２について説明する。第２試験片１２における長手方向の引張剛性は、接合部Ｊ１０を長手方向の境界として、一方側１２ａの引張剛性Ｋ２ａより他方側１２ｂの引張剛性Ｋ２ｂが小さくなっている。

【0028】

具体的には、第２試験片１２の一方側１２ａは、他方側１２ｂより、長手方向に垂直な面での断面積が大きくなっている。

【0029】

より具体的には、第２試験片１２の一方側１２ａは、長手方向に亘って板厚ｔ１２ａが等しい。同様に、第２試験片１２の他方側１２ｂは、長手方向に亘って板厚ｔ１２ｂが等しい。第２試験片１２の一方側１２ａは、板幅Ｂ１２ａが、他方側１２ｂの板幅Ｂ１２ｂより大きくなっている。第２試験片１２の一方側１２ａの板幅Ｂ１２ａは、長手方向に亘って等しくなっている。同様に、第２試験片１２の他方側１２ｂの板幅Ｂ１２ｂは、長手方向に亘って等しくなっている。

【0030】

すなわち、第２試験片１２の一方側１２ａにおける長手方向に垂直な面での断面積は、長手方向に亘って等しくなっている。同様に、第２試験片１２の他方側１２ｂにおける長手方向に垂直な面での断面積は、長手方向に亘って等しくなっている。

【0031】

第２試験片１２の一方側１２ａの引張剛性Ｋ２ａは、接合部Ｊ１０から一端部Ｐまでの長さに比例している。同様に、第２試験片１２の他方側１２ｂの引張剛性Ｋ２ｂは、接合部Ｊ１０から他端部Ｑまでの長さに比例している。
よって、第２試験片１２の一方側１２ａの引張剛性Ｋ２ａ及び他方側１２ｂの引張剛性Ｋ２ｂは、長さを調整することで可変となっている。

【0032】

第２試験片１２の他方側１２ｂから接合部Ｊ１０までの遷移部分は、他端部Ｑから一端部Ｐに向かうにつれて、板幅Ｂ１２ｂが大きくなっている。具体的には、該遷移部分においては、他端部Ｑから一端部Ｐに向かうにつれて、板幅Ｂ１２ｂが連続的に大きくなっている。これにより、応力が集中しないようにでき、遷移部分を、接合部Ｊ１０より先に破損しないようにできる。

【0033】

第１試験片１１の引張強度と第２試験片１２の引張強度とは異なってもよい。これにより、強度試験片１０及び強度試験方法を、製品の継手に即して模擬したものにできる。

【0034】

第１試験片１１及び第２試験片１２は、長手方向に対称な形状（図３において左右対称形状）であってよい。これにより、同形状の第１試験片１１及び第２試験片１２を製作し、一方を長手方向に反転させて、長手方向に亘って両者を互いに重ね合わせるようにしてから強度試験片１０を製作できるので、強度試験片１０の製作コストを低減できる。

【0035】

このように、一実施形態に係る強度試験片１０によれば、強度試験片１０を構成する第１試験片１１及び第２試験片１２の形状を調整することで、接合部Ｊ１０に、引張力とせん断力とを複合的に作用させた状態で、継手の強度試験を行うことができる。よって、複合的な負荷状態にある継手の強度を適切に評価できる。

【0036】

なお、第１試験片１１及び第２試験片１２の形状は、次のように調整してもよい。例えば、第１試験片１１及び第２試験片１２のそれぞれの板厚を異ならせて、第１試験片１１及び第２試験片１２のそれぞれの断面積を調整してよい。これにより、例えば、実際の車両の構造部材において継手を構成する板材の組み合わせを模擬することができ、より現実的な継手の評価が可能になる。

【0037】

（強度試験方法）
上述のような強度試験片１０に対して、次のように、第１実施形態に係る強度試験方法を行う。以下、第１実施形態に係る強度試験方法を、強度試験片１０への作用とともに説明する。
（１）まず、棒状の第１試験片１１と、第１試験片１１に重なり合う棒状の第２試験片１２と、第１試験片１１と第２試験片１２とを接合する接合部Ｊ１０と、を含む強度試験片１０を準備する（準備工程）。

【0038】

（２）次に、第１試験片１１及び第２試験片１２の長手方向における一端部Ｐを引張試験機の一方のチャックＣａで把持し、第１試験片１１及び第２試験片１２の長手方向における他端部Ｑを引張試験機の他方のチャックＣｂで把持する（把持工程）。

【0039】

（３）そして、第１試験片１１及び第２試験片１２を長手方向に引っ張る（引張工程）。

【0040】

この引張工程において、図１に示すように、第１試験片１１を一方に引っ張る引張力Ｆ１ａと、第１試験片１１を他方側に引っ張る引張力Ｆ１ｂとの合力を、第２試験片１２を一方に引っ張る引張力Ｆ２ａと第２試験片１２を他方側に引っ張る引張力Ｆ２ｂとの合力とは異なるようにする。これらの合力の関係は、（Ｆ１ａ＋Ｆ１ｂ）≠（Ｆ２ａ＋Ｆ２ｂ）で表すことができる。なお、第１試験片１１を一方に引っ張る引張力Ｆ１ａは、第１被接合部Ｊ１１を第１試験片１１の一方側１１ａが一端部Ｐに向けて引っ張る引張力である。第１試験片１１を他方側に引っ張る引張力Ｆ１ｂは、第１被接合部Ｊ１１を第１試験片１１の他方側１１ｂが他端部Ｑに向けて引っ張る引張力である。第２試験片１２を一方側に引っ張る引張力Ｆ２ａは、第２被接合部Ｊ１２を第２試験片１２の一方側１２ａが一端部Ｐに向けて引っ張る引張力である。第２試験片１２を他方側に引っ張る引張力Ｆ２ｂは、第２被接合部Ｊ１２を第２試験片１２の他方側１２ｂが他端部Ｑに向けて引っ張る引張力である。

【0041】

なお、ここで、第１試験片１１を一方に引っ張る引張力Ｆ１ａと、第１試験片１１を他方側に引っ張る引張力Ｆ１ｂとの合力が、第２試験片１２を一方に引っ張る引張力Ｆ２ａと第２試験片１２を他方側に引っ張る引張力Ｆ２ｂとの合力とは異なるとは、引張力を算出するためのひずみの測定誤差、強度試験片１０の形状誤差等を考慮して、実質的には、１％以上異なることを意味することとする。

【0042】

例えば、引張力Ｆ１ａ、引張力Ｆ１ｂ、引張力Ｆ２ａ及び引張力Ｆ２ｂが、それぞれ、５０ｋＮ、－２００ｋＮ、２５０ｋＮ、－１００ｋＮであった場合、引張力Ｆ１ａと引張力Ｆ１ｂとの合力は、－１５０ｋＮであり、引張力Ｆ２ａと引張力Ｆ２ｂとの合力は、＋１５０ｋＮである。よって、引張力Ｆ１ａ及び引張力Ｆ１ｂの合力と、引張力Ｆ２ａ及び引張力Ｆ２ｂの合力とは異なる。すなわち、（Ｆ１ａ＋Ｆ１ｂ）≠（Ｆ２ａ＋Ｆ２ｂ）となる。

【0043】

このように、第１試験片１１及び第２試験片１２を長手方向に試験荷重Ｆで引っ張ると、第１試験片１１の一方側１１ａ及び他方側１１ｂ並びに第２試験片１２の一方側１２ａ及び他方側１２ｂにおける各引張剛性Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ，Ｋ２ａ，Ｋ２ｂの大きさが異なるので、接合部Ｊ１０の第１被接合部Ｊ１１に作用する引張力の合力と第２被接合部Ｊ１２に作用する引張力の合力には、アンバランスが生じる。

【0044】

すると、第１被接合部Ｊ１１には、第１試験片１１を一方に引っ張る引張力Ｆ１ａと第１試験片１１を他方に引っ張る引張力Ｆ１ｂとを比較してスカラー量の大きい引張力Ｆ１ｂに相当する引張力が作用する。

【0045】

また、第２被接合部Ｊ１２には、第２試験片１２を一方に引っ張る引張力Ｆ２ａと第２試験片１２を他方に引っ張る引張力Ｆ２ｂとを比較してスカラー量の大きい引張力Ｆ２ａに相当する引張力が作用する。

【0046】

同時に、接合部Ｊ１０には、すなわち、第１被接合部Ｊ１１と第２被接合部Ｊ１２との間には、第１試験片１１を一方に引っ張る引張力Ｆ１ａと、第１試験片１１を他方に引っ張る引張力Ｆ１ｂとの合力（Ｆ１ａ＋Ｆ１ｂ）に相当するせん断力τが作用する。また、第２試験片１２を一方に引っ張る引張力Ｆ２ａと第２試験片１２を他方に引っ張る引張力Ｆ２ｂとの合力（Ｆ２ａ＋Ｆ２ｂ）に相当するせん断力τが作用する。
このように、一実施形態に係る強度試験方法によれば、接合部Ｊ１０に、引張力とせん断力とを複合的に作用させた状態で、継手の強度試験を行うことができる。よって、複合的な負荷状態にある継手の強度を適切に評価できる。

【0047】

なお、強度試験片１０を構成する第１試験片１１の一方側１１ａ及び他方側１１ｂ並びに第２試験片１２の一方側１２ａ及び他方側１２ｂのそれぞれの引張力Ｆ１１ａ，Ｆ１１ｂ，Ｆ１２ａ，Ｆ１２ｂは、強度試験片１０に試験荷重Ｆが作用していない状態でそれぞれの部材の材軸方向のひずみを測定するゲージを貼付しておき、強度試験片１０に試験荷重Ｆを作用させた際に測定されたひずみに、ゲージを貼付した部分の材軸方向に垂直な面の断面積と、部材の弾性係数（ヤング率）とを掛け合わせることで、算出できる。

【0048】

特に、引張力Ｆ１１ａは、第１試験片１１の一端部Ｐから接合部Ｊ１０までの中間位置にゲージを貼付し、その中間位置でのひずみと、その中間位置における長手方向に垂直な面での断面積を用いて算出するとよい。引張力Ｆ１１ｂは、第１試験片１１の他端部Ｑから接合部Ｊ１０までの中間位置にゲージを貼付し、その中間位置でのひずみと、その中間位置における長手方向に垂直な面での断面積を用いて算出するとよい。引張力Ｆ１２ａは、第２試験片１２の一端部Ｐから接合部Ｊ１０までの中間位置にゲージを貼付し、その中間位置でのひずみと、その中間位置における長手方向に垂直な面での断面積を用いて算出するとよい。引張力Ｆ１２ｂは、第２試験片１２の他端部Ｑから接合部Ｊ１０までの中間位置にゲージを貼付し、その中間位置でのひずみと、その中間位置における長手方向に垂直な面での断面積を用いて算出するとよい。

【0049】

この他、強度試験片１０を構成する第１試験片１１の一方側１１ａ及び他方側１１ｂ並びに第２試験片１２の一方側１２ａ及び他方側１２ｂのそれぞれの単体に対して、材軸方向のひずみを測定するゲージを貼付しておき、それぞれの単体に引張力を作用させた際に測定されたひずみと引張力との関係式を求めておき、強度試験片１０に試験荷重Ｆを作用させた際に測定されたひずみと、求めた関係式から、引張力Ｆ１１ａ，Ｆ１１ｂ，Ｆ１２ａ，Ｆ１２ｂを算出してもよい。

【0050】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る強度試験方法について説明する。第２実施形態に係る強度試験方法は、第１実施形態に係る強度試験方法と比べて、主に、強度試験片の構造が異なっている。以下、第１実施形態と共通する部分については、説明が省略される場合がある。
図４は、第２実施形態に係る強度試験片を示す斜視図である。図５は、第２実施形態に係る強度試験片を示す説明図である。なお、図５において、上段中央図は強度試験片の正面図であり、上段左図は上段中央図における右向き矢視部の断面図であり、上段右図は上段中央図における左向き矢視部の断面図であり、中段中央図は第１試験片の正面図であり、中段左図は中段中央図における右向き矢視部の断面図であり、中段右図は中段中央図における左向き矢視部の断面図であり、下段中央図は第２試験片の正面図であり、下段左図は下段中央図における右向き矢視部の断面図であり、下段右図は下段中央図における左向き矢視部の断面図である。

【0051】

第２実施形態に係る強度試験片２０は、継手の強度を評価するためのものである。図４及び図５に示すように、第２実施形態に係る強度試験片２０は、棒状の第１試験片２１と、第１試験片２１に重なり合う棒状の第２試験片２２と、第１試験片２１と第２試験片２２とを接合する接合部Ｊ２０と、を備えている。なお、第１試験片２１及び第２試験片２２は、それぞれ、板状であってよい。

【0052】

ここで、接合部Ｊ２０から長手方向の両側に等距離までの隣接範囲Ｅにおける第１試験片２１及び第２試験片２２の長手方向に垂直な面での断面積Ａ２１ａ、Ａ２１ｂ、Ａ２２ａ、Ａ２２ｂは、他の部分における第１試験片２１及び第２試験片２２の長手方向に垂直な面での断面積より小さい。これにより、接合部Ｊ２０から長手方向の両側に隣接する部分に応力を最も集中させることができるので、強度試験片２０の他の部分が破損又は破壊するより先に、接合部Ｊ２０を破損又は破壊させるまで引っ張ることができる。

【0053】

第１試験片２１における長手方向の引張剛性は、接合部Ｊ２０を長手方向の境界として、一方側２１ａの引張剛性Ｋ１ａより他方側２１ｂの引張剛性Ｋ１ｂが大きくなっている。

【0054】

具体的には、第１試験片２１の一方側２１ａは、他方側２１ｂより、長手方向に垂直な面での断面積が小さい長手方向の区間が長くなっている。

【0055】

より具体的には、第１試験片２１の一方側２１ａは、長手方向に亘って板厚ｔ２１ａが等しい。同様に、第１試験片２１の他方側２１ｂは、長手方向に亘って板厚ｔ２１ｂが等しい。第１試験片２１の一方側２１ａの板幅は、一端部Ｐから他端部Ｑに向けて、比較的短い範囲で等しく、そこから段階的に小さくなり、第１被接合部Ｊ２１の位置まで比較的長い範囲で等しい板幅Ｂ２１ａになっている。反対に、第１試験片２１の他方側２１ｂの板幅は、他端部Ｑから一端部Ｐに向けて、比較的長い範囲で等しく、そこから段階的に小さくなり、第１被接合部Ｊ２１の位置まで比較的短い範囲で等しい板幅Ｂ２１ｂになっている。

【0056】

第２試験片２２における長手方向の引張剛性は、接合部Ｊ２０を長手方向の境界として、一方側２２ａの引張剛性Ｋ２ａより他方側２２ｂの引張剛性Ｋ２ｂが小さくなっている。

【0057】

具体的には、第２試験片２２の一方側２２ａは、他方側２２ｂより、長手方向に垂直な面での断面積が小さい長手方向の区間が短くなっている。

【0058】

より具体的には、第２試験片２２の一方側２２ａは、長手方向に亘って板厚ｔ２２ａが等しい。同様に、第２試験片２２の他方側２２ｂは、長手方向に亘って板厚ｔ２２ｂが等しい。第２試験片２２の一方側２２ａの板幅は、一端部Ｐから他端部Ｑに向けて、比較的長い範囲で等しく、そこから段階的に小さくなり、第２被接合部Ｊ２２の位置まで比較的短い範囲で等しい板幅Ｂ２２ａになっている。反対に、第２試験片２２の他方側２２ｂの板幅は、他端部Ｑから一端部Ｐに向けて、比較的短い範囲で等しく、そこから段階的に小さくなり、第２被接合部Ｊ２２の位置まで比較的長い範囲で等しい板幅Ｂ２２ｂになっている。

【0059】

第１試験片２１及び第２試験片２２は、長手方向に対称な形状（図５において左右対称形状）であってよい。これにより、同形状の第１試験片２１及び第２試験片２２を製作し、一方を長手方向に反転させて、長手方向に亘って両者を互いに重ね合わせるようにしてから強度試験片２０を製作できるので、強度試験片２０の製作コストを低減できる。

【0060】

このように、一実施形態に係る強度試験片２０によれば、強度試験片２０を構成する第１試験片２１及び第２試験片２２の形状を調整することで、接合部Ｊ２０に、引張力とせん断力とを複合的に作用させた状態で、継手の強度試験を行うことができる。さらに、接合部Ｊ２０の隣接範囲Ｅを接合部Ｊ２０に次ぐ最も脆弱な部分としたので、接合部Ｊ２０より強度試験片２０の他の部分が破損又は破壊しないようにできる。よって、複合的な負荷状態にある継手の強度を適切に評価できる。

【0061】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る強度試験方法について説明する。第３実施形態に係る強度試験方法は、第１実施形態及び第２実施形態に係る強度試験方法と比べて、主に、強度試験片の構造が異なっている。以下、第１実施形態及び第２実施形態と共通する部分については、説明が省略される場合がある。
図６は、第３実施形態に係る強度試験片を示す斜視図である。図７は、第３実施形態に係る強度試験片を示す説明図である。図８は、第３実施形態に係る強度試験方法のモデルを示す概略図である。なお、図７において、上段中央図は強度試験片の正面図であり、上段左図は上段中央図における右向き矢視部の断面図であり、上段右図は上段中央図における左向き矢視部の断面図であり、中段中央図は第１試験片の正面図であり、中段左図は中段中央図における右向き矢視部の断面図であり、中段右図は中段中央図における左向き矢視部の断面図であり、下段中央図は第２試験片の正面図であり、下段左図は下段中央図における右向き矢視部の断面図であり、下段右図は下段中央図における左向き矢視部の断面図である。

【0062】

第３実施形態に係る強度試験片３０は、継手の強度を評価するためのものである。図６及び図７に示すように、第３実施形態に係る強度試験片３０は、棒状の第１試験片３１と、第１試験片３１に重なり合う棒状の第２試験片３２と、第１試験片３１と第２試験片３２とを接合する接合部Ｊ３０と、を備えている。なお、第１試験片３１及び第２試験片３２は、それぞれ、板状であってよい。

【0063】

第３実施形態に係る強度試験片３０は、さらに、接合部Ｊ３０とは異なる位置での第１試験片３１及び第２試験片３２との間に、スペーサ３３，３４を備えている。
スペーサ３３，３４は、強度試験片３０に試験荷重Ｆが作用した場合に、板厚方向に潰れて大きく変形しない程度の剛性を有している。スペーサ３３，３４は、例えば、鋼製であってよい。

【0064】

スペーサ３３は、第１試験片３１の一方側３１ａと第２試験片３２の一方側３２ａとの間に挟まれるように配置された状態で、第１試験片３１の一方側３１ａ及び第２試験片３２の一方側３２ａと一体となるように固定されている。

【0065】

同様に、スペーサ３４は、第１試験片３１の他方側３１ｂと第２試験片３２の他方側３２ｂとの間に挟まれるように配置された状態で、第１試験片３１の他方側３１ｂ及び第２試験片３２の他方側３２ｂと一体となるように固定されている。

【0066】

このように、接合部Ｊ３０においては第１被接合部Ｊ３１と第２被接合部Ｊ３２とが直接的に接した状態で接合されているのに対して、接合部Ｊ３０とは異なる位置での第１試験片３１及び第２試験片３２との間に、スペーサ３３，３４が配置される。すると、図６に示すように、接合部Ｊ３０からスペーサ３３及びスペーサ３４までの領域にかけて、第１試験片３１及び第２試験片３２の一部が試験荷重Ｆの方向に対して傾斜する。すなわち、図８に示すように、Ｆ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ１ｂ及びＦ２ｂのそれぞれの力の方向が試験荷重Ｆの方向に対して傾斜する。したがって、Ｆ１ａとＦ１ｂとの合力（ベクトル）に剥離方向（試験荷重Ｆの方向と垂直な方向）の成分が生じ、同様に、Ｆ２ａとＦ２ｂとの合力に剥離方向の成分が生じる。よって、接合部Ｊ３０に、剥離方向の力である剥離力Ｒ（第１被接合部Ｊ３１と第２被接合部Ｊ３２とが離れる方向の力）を作用させることができる。また、模擬（再現）したい剥離力に合わせて、スペーサ３３，３４の板厚、スペーサ３３，３４における接合部Ｊ３０側の位置を可変することで、剥離力を調整できる。なお、模擬（再現）したい剥離力に合わせて、スペーサ３３又はスペーサ３４のいずれかのみを備えるものとしてよい。

【0067】

このように、一実施形態に係る強度試験片３０によれば、強度試験片３０を構成する第１試験片３１及び第２試験片３２の間にスペーサ３３，３４を備えることで、接合部Ｊ３０に、引張力及びせん断力に更に剥離力を加えて複合的に作用させた状態で、継手の強度試験を行うことができる。よって、複合的な負荷状態にある継手の強度を適切に評価できる。

【0068】

（その他の実施形態）
上述の実施形態においては、本発明の一態様に係る強度試験片１０，２０，３０を説明したが、強度試験片は、これらに限られない。
例えば、第１実施形態に係る強度試験片１０は、第３実施形態に係る強度試験片３０のスペーサ３３，３４を備えてよい。
例えば、強度試験片は、第１試験片を一方に引っ張る引張力と、第１試験片を他方に引っ張る引張力との合力は、第２試験片を一方に引っ張る引張力と第２試験片を他方に引っ張る引張力との合力とが異なるものであればよい。言い換えると、強度試験片は、引張力Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ２ａ，Ｆ２ｂの関係が、（Ｆ１ａ＋Ｆ１ｂ）≠（Ｆ２ａ＋Ｆ２ｂ）を満たすものであればよい。すなわち、引張剛性Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ，Ｋ２ａ，Ｋ２ｂの関係が、｛Ｋ１ａ／（Ｋ１ａ＋Ｋ２ａ）＋Ｋ１ｂ／（Ｋ１ｂ＋Ｋ２ｂ）｝≠｛Ｋ２ａ／（Ｋ１ａ＋Ｋ２ａ）＋Ｋ２ｂ／（Ｋ１ｂ＋Ｋ２ｂ）｝を満たすものであればよい。

【0069】

（効果）
本発明の一態様によれば、継手の強度を評価する強度試験方法であって、棒状の第１試験片と、第１試験片に重なり合う棒状の第２試験片と、第１試験片と第２試験片とを接合する接合部と、を含む強度試験片を準備する準備工程と、第１試験片及び第２試験片の長手方向における一端部を引張試験機の一方のチャックで把持し、第１試験片及び第２試験片の長手方向における他端部を引張試験機の他方のチャックで把持する把持工程と、第１試験片及び第２試験片を長手方向に引っ張る引張工程と、を備え、引張工程において、第１試験片を一方に引っ張る引張力と、第１試験片を他方に引っ張る引張力との合力は、第２試験片を一方に引っ張る引張力と第２試験片を他方に引っ張る引張力との合力とは異なる。これにより、強度試験片を構成する第１試験片及び第２試験片のそれぞれの両端部を把持して引張試験機で引っ張ることで、接合部に、引張力及びせん断力を同時に作用させられる。よって、複合的な負荷状態にある継手の強度を適切に評価できる強度試験方法を提供できる。
本発明の一態様によれば、継手の強度を評価するための強度試験片であって、棒状の第１試験片と、第１試験片に重なり合う棒状の第２試験片と、第１試験片と第２試験片とを接合する接合部と、を備え、第１試験片及び第２試験片は、引張試験機の一方のチャックで把持される長手方向における一端部を有し、引張試験機の他方のチャックで把持される長手方向における他端部を有し、第１試験片を一方に引っ張る引張力と、第１試験片を他方に引っ張る引張力との合力は、第２試験片を一方に引っ張る引張力と第２試験片を他方に引っ張る引張力との合力とは異なる。これにより、強度試験片を構成する第１試験片及び第２試験片のそれぞれの両端部を把持して引張試験機で引っ張ることで、接合部に、引張力及びせん断力を同時に作用させられる。よって、複合的な負荷状態にある継手の強度を適切に評価できる強度試験片を提供できる。

【符号の説明】

【0070】

１０，２０，３０ 強度試験片
１１，２１，３１ 第１試験片
１２，２２，３２ 第２試験片
１１ａ，１２ａ，２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａ 一方側
１１ｂ，１２ｂ，２１ｂ，２２ｂ，３１ｂ，３２ｂ 他方側
３３，３４ スペーサ
Ａ１１ａ，Ａ１１ｂ，Ａ１２ａ，Ａ１２ｂ 断面積
Ａ２１ａ，Ａ２１ｂ，Ａ２２ａ，Ａ２２ｂ 断面積
Ｂ１１ａ，Ｂ１１ｂ，Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂ 板幅
Ｂ２１ａ，Ｂ２１ｂ，Ｂ２２ａ，Ｂ２２ｂ 板幅
Ｃ 結合手段
Ｃａ，Ｃｂ チャック
Ｅ 隣接範囲
Ｆ 試験荷重
Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ 引張力
Ｊ１０，Ｊ２０，Ｊ３０ 接合部
Ｊ１１，Ｊ２１，Ｊ３１ 第１被接合部
Ｊ１２，Ｊ２２，Ｊ３２ 第２被接合部
Ｋ１ａ，Ｋ１ｂ，Ｋ２ａ，Ｋ２ｂ 引張剛性
Ｐ 一端部
Ｑ 他端部
Ｒ 剥離力
ｔ１１ａ，ｔ１１ｂ，ｔ２１ａ，ｔ２１ｂ，ｔ２２ａ，ｔ２２ｂ 板厚
τ せん断力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】