JPH0321847A - 疲労試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 本発明は、疲労試験における繰り返し荷重の周波数と振
幅との組み合わせが油圧源の容量によって制限される疲
労試験機に関する。

Ｂ．従来の技術 この種の疲労試験機においては、荷重平均値と振幅と繰
り返し荷重の周波数とで設定される負荷パターン波形を
形或し、試験片に働く荷重をフィードバックしながら設
定された負荷パターンで負荷されるように試験が行われ
る．通常、この種の疲労試験機には、油圧源から供給さ
れる圧油で開動される油圧シリンダが用いられるので，
油圧源の容量（例えば吐出容量）に基づいて上記振幅と
周波数の組み合せで試験条件が制限される．第３図は油
圧源の振幅特性図であり、実線ＳＬと横軸と縦軸とで囲
まれた範囲内で試験が可能となる。

Ｃ．発明が解決しようとする課題 しかしながら、試験片ＴＰの疲労に伴い剛性が低下して
負荷アクチュエータの振幅が初期の値よりも大きくなる
と、第３図に示す範囲を逸脱するおそれがある。そのた
め、従来は、その範囲を逸脱することを検出して警報を
発している。

ところが、一般に疲労試験は長時間におよび、操作者が
試験機を常時監視しているわけではない。

そのため，警報が発せられたときに試験条件を手動で変
更しないと試験機が自動停止してしまい、長時間かけて
疲労試験を行った試験片ＴＰが無駄になってしまう． 本発明の技術的課題は、油圧源の振幅特性図で定められ
る範囲を逸脱するような場合にも疲労試験を自動的に続
行させることにある。

Ｄ．課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図により説明すると，本発明に係る
疲労試験機は，試験片を繰り返し負荷するため所定周波
数の負荷パターン波形を出力する波形発生回路１０と、
この負荷パターン波形に基づいて加振され試験片を負荷
する油圧式アクチュエータ２１と，このアクチュエータ
２１の油圧源２２と、試験片に働く荷重を検出する荷重
検出手段１３と、この検出された荷重がフィードバック
され負荷パターン波形で試験片が負荷されるようにアク
チュエータ２１を暉動ずる陳動制御手段１６．１９と、
このフィードバック制御中に試験片の剛性低下に伴いア
クチュエータ２１の運動量が増加するときに油圧源２２
の容量がオーバーするか否かを判定する判定手段１２と
、この判定手段工２で容量オーバーが検出されると波形
発生回．１１１が出力する波形の周波数を容量オーバー
が回避されるように低減する周波数変更手段１２とを具
備することにより、上記技術的課題が解決される。

Ｅ．作用 例えば第３図に示す油圧源の振幅特性図の限界カーブＳ
Ｌの内側の周波数と振幅を持つ負荷パターン波形で疲労
試験が行われる。疲労試験に伴って試験片の剛性が低下
すると、負荷パターンに見合った荷重をだすためにアク
チュエータ２１の運動量（振幅）が増える。その結果、
周波数と振幅との交点が限界カーブＳＬを逸脱しようと
するが、判定手段工２によりこれが判定されると、波形
発生回路１０から出力される波形の周波数が限界カーブ
ＳＬの範囲内の値に再設定される．これにより、疲労試
験が自動的に続行される。

なお、本発明の構或を説明する上記Ｄ項およびＥ項では
、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
． Ｆ．実施例 第１図は本発明に係る疲労試験機の全体構戊を示すブロ
ック図である． １０は波形発生回路であり、操作部ｌ１から人力される
荷重平均値と振幅と周波数とで決定される正弦波形やラ
ンプ波形などの負荷パターンを出力する．第４図は、正
弦波形の負荷パターンの一例を示す。

ｌ２は．ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭなどからなる周知のマ
イクロコンピュータであり、そのＲＯＭには第３図に示
す油圧源の振幅特性図が格納されている．すなわち、限
界カーブＳＬと、その内側の推奨カーブＤＬとが格納さ
れている。１３は、試験片に働く荷重を検出するロード
セル、１４は、試験片を負荷する負荷アクチュエータ２
１のストロークを検出する変位計である。１５は，ロー
ドセル１３の出力信号を増幅するロードアンプ、１６は
、波形発生回路１０から出力される負荷パターン波形信
号とロードアンプ１５から出力される実荷重波形信号と
の偏差をとる偏差器である。

１７は、偏差器１６の出力信号にゲインを掛けるフオー
ワードゲイン設定器、ｌ８は、その出力信号を増幅して
アクチュエータ２１のサーボ弁１−９に暇動信号を供給
するサーボアンプである。２０は，変位計１４の出力信
号を増幅するストロークアンプ、２２はアクチュエータ
の油圧源である。

次に，第２図のフローチャートを参照して本実施例の動
作を説明する。

ステップＳｌでは、現在行われている試験がサーボアン
プ１８のオートゲインコントロール（以下．ＡＧＣと呼
ぶ）の範囲内か否かを判定し、範囲内ならそのまま試験
を続行する。ＡＧＣ範囲から逸脱するとステップＳ２に
進み、最大実荷重あるいは最小実荷重を検出することに
より試験片が破断しているか否かを判定する。肯定され
るとステップＳ９で試験を終了する。ステップＳ２が否
定されるとステップＳ３に進み、試験終了か否かを判定
する。これは、例えば試験片の歪量をモニタしそれが所
定値を越えるか否かで判定できる。

肯定されるとステップＳ９で試験を終了し、否定される
とステップＳ４でストロークアンプ２０からの信号を取
り込み、現在のアクチュエータの振幅を求める。ついで
ステップＳ５で現在の周波数を読み込んでステップＳ６
に進む。

ステップＳ６では、読み込んだ振幅と周波数との交点が
第３図の限界カーブＳＩ、の範囲内にあるか否かを判定
する。肯定されればそのままステップＳ１に戻り、否定
されるとステップＳ７に進む。

このステップＳ７では、読み込まれた振幅を用いて，第
３図の推奨カーブＤＬから周波数を求め、ステップＳ８
で波形発生回路｛１の発振周波数をその求められた周波
数に変更してステップＳ↓に戻る。

このような手順によれば、疲労試験により試験片の剛性
が低下して同じ荷重を負荷するためにアクチュエータ２
１の振幅が増加するとき、振幅と周波数との交点が第３
図に示す油圧源の振幅特性における限界カーブＳＬの範
囲から逸脱すると、予め定めた推奨カーブＤＬを用いて
、現在の振幅に対して油圧源の容量に見合った周波数が
自動的に設定され、疲労試験が続行される。したがって
、操作者がいない夜間などでも、試験機が自動的に試験
条件を変更して疲労試験が続行され、途中まで疲労試験
の行われた試験片を無駄にすることがなく、試験効率が
向上する。

なお、周波数の変更は推奨カーブＤ　Ｌによらず、限界
カーブＳＴ，よりある割合で内側になるような値を選択
するようにしてもよい。

Ｇ．発明の効果 本発明は以上のように構威したので、試験片の剛性によ
り油圧源の容量が不足するようになると自動的に繰り返
し荷重の周波数を低減して容量オーバを回避し、これに
より疲労試験が続行され試験効率が向」ニする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る疲労試験機の全体構戊を示すブロ
ック図，第２図は周波数を変更する手順を示すフローチ
ャート、第３図は油圧源の振幅特性図、第４図は負荷パ
ターンの一例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 試験片を繰り返し負荷するため所定周波数の負荷パター
   ン波形を出力する波形発生回路と、この負荷パターン波
   形に基づいて加振され試験片を負荷する油圧式アクチュ
   エータと、このアクチュエータの油圧源と、前記試験片
   に働く荷重を検出する荷重検出手段と、この検出された
   荷重がフィードバックされ前記負荷パターン波形で試験
   片が負荷されるように前記アクチュエータを駆動する駆
   動制御手段と、このフィードバック制御中に前記試験片
   の剛性低下に伴い前記アクチュエータの運動量が増加す
   るとき前記油圧源の容量がオーバーするか否かを判定す
   る判定手段と、この判定手段で前記容量オーバーが検出
   されると前記波形発生回路が出力する波形の周波数を前
   記容量オーバーが回避されるように低減する周波数変更
   手段とを具備することを特徴とする疲労試験機。