[发明专利]材料试验的噪声除去方法以及材料试验机

说明书

提供一种材料试验的噪声除去方法以及材料试验机，能够保留力检测器检测出的原始数据上的变化点的特征，并且能够从试验力的原始数据除去高频噪声。从原始数据中检测出断裂点作为变化点(步骤S11),在断裂点的前后对数据进行分割(步骤S12)，得到分割数据(D1)、分割数据(D2)。对分割数据(D1)、分割数据(D2)分别执行低通滤波处理(步骤S13)，若所有的分割数据的滤波处理结束(步骤S14),则在断裂点的前后，对分别除去了固有频率的时间序列数据进行重建。通过在断裂点处对重建数据进行连接(步骤S15),能够有效地利用断裂点处的试验力的变化，并且将试验力的时间系列数据还原为除去了试验机主体的固有振动的时间系列数据。

技术领域

本发明涉及从检测器检测出的材料试验的数据中除去噪声的材料试验的噪声除去方法以及材料试验机。

背景技术

为了评价材料的特性，根据材料的种类或性质进行各种材料试验。执行材料试验的材料试验机具备：负荷机构，对试验体提供试验力；力检测器，用于检测实际上施加给试验体的力(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-333221号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

图18是示出高速拉伸试验的数据的一例的图表。图18的图表示出在试验速度为5m/s的条件下执行高速拉伸试验、并以1000kHz的采样频率获得的试验力数据，图表的纵轴表示试验力(kN：千牛顿)，横轴表示时间(μs：微秒)。

根据材料试验的内容，在力检测器检测出的数据中存在急剧变化的数据点。作为存在急剧变化的数据点的数据，可能是直到试验片断裂为止持续负荷试验力的材料试验的试验结果等。例如，若使用专利文献1所示的拉伸试验机执行试验，则如图18的图表所示，试验力由于试验片的断裂而急剧地降下。

虽然断裂后试验力未作用于试验片的断裂部位，但是在力检测器中能够检测出由试验机(包括夹具或试验片)的固有振动引起的惯性力。此外，一般认为，断裂前的试验力数据的振动，也并非由于实际施加于试验片的力导致的，而是由于噪声(由固有振动引起的惯性力造成的)导致的。此外，在高速拉伸试验或高速冲击试验中，由于进行高速的数据采集的关系，高频噪声容易混入至力检测器检测出的原始数据中。因此，优选为，在高速拉伸试验中，从力检测器检测出的试验力数据中除去这些噪声。

图19是示出了以往的根据傅立叶变换的低通滤波处理的结果的图表。图20是示出了以往的根据滑动平均进行低通滤波处理的结果的图表。这些图表的纵轴表示试验力(kN：千牛顿)，横轴表示时间(μs：微秒)。此外，在图表中，用虚线表示力检测器检测出的初始数据(原始数据)的波形，用实线表示通过低通滤波处理除去了高频成分的波形。

在图19中，示出了将试验力数据的波形进行傅立叶变换，截除10kHz以上的高频成分并进行傅立叶逆变换的结果。虽然断裂后的振动，振幅较小并被除去了噪声，但是如图表中的黑色箭头所指示的那样，在断裂前的数据中合成了过剩的波。此外，如图表中空心箭头所指示的那样，数据急剧变化的断裂点处的数据中的、用实线表示的滤波处理后的波形相比于用虚线表示的初始数据的波形来说其变化也变得迟缓。因此，难以从滤波处理后的数据中读取试验片实际断裂的准确的时间。

如图20所示，若进行根据滑动平均的低通滤波处理，则如图表中空心箭头所指示的那样，在试验力开始急剧上升的开始点附近与试验力开始急剧下降的断裂点附近，用实线表示的滤波处理后的波形相比于用虚线表示的原始数据的波形来说其变化变得迟缓。因此，在滤波处理后的数据中，难以读取试验力实际开始作用于试验片的准确的时间和相应的位移量、以及试验片实际断裂的准确的时间以及位移量。