JPH0426419B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0426419B2 JPH0426419B2 JP59126509A JP12650984A JPH0426419B2 JP H0426419 B2 JPH0426419 B2 JP H0426419B2 JP 59126509 A JP59126509 A JP 59126509A JP 12650984 A JP12650984 A JP 12650984A JP H0426419 B2 JPH0426419 B2 JP H0426419B2
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- JP
- Japan
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- strain
- tensile
- amount
- load
- test piece
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
- G01N3/36—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces generated by pneumatic or hydraulic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0016—Tensile or compressive
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、材料に引張・圧縮荷重を繰返し作用
させて疲労試験を行う引張・圧縮材料試験方法に
関するものである。
させて疲労試験を行う引張・圧縮材料試験方法に
関するものである。
従来のこの種の試験では、試験片に加わる全歪
量が一定となるように、目標歪信号に基づいて引
張・圧縮試験機を変位フイードバツクして制御し
て試験片に引張・圧縮荷重を作用させるようにす
ることが一般に行われている。
量が一定となるように、目標歪信号に基づいて引
張・圧縮試験機を変位フイードバツクして制御し
て試験片に引張・圧縮荷重を作用させるようにす
ることが一般に行われている。
この試験方法は、材料に作用させる荷重が弾性
限度を越えない範囲内にある場合には有効に使用
することができるが、材料に弾性限界を越えた引
張・圧縮荷重を作用させるようにしたときには、
有効に利用することができない。
限度を越えない範囲内にある場合には有効に使用
することができるが、材料に弾性限界を越えた引
張・圧縮荷重を作用させるようにしたときには、
有効に利用することができない。
これは、材料に弾性限度を越えた引張・圧縮荷
重を作用させたときの歪（εt）には、弾性歪
（εe）と塑性歪（εp）とが含まれていて、疲労の
進行に伴つて材料のヤング率が変化した後では全
歪量が一定となるように引張・圧縮荷重を制御し
ても、塑性歪量を一定にすることができず、また
弾性限界を越えた引張・圧縮荷重を繰返し作用さ
せる疲労試験では、塑性歪域を一定にした下での
データを得ることが重要であるからである。
重を作用させたときの歪（εt）には、弾性歪
（εe）と塑性歪（εp）とが含まれていて、疲労の
進行に伴つて材料のヤング率が変化した後では全
歪量が一定となるように引張・圧縮荷重を制御し
ても、塑性歪量を一定にすることができず、また
弾性限界を越えた引張・圧縮荷重を繰返し作用さ
せる疲労試験では、塑性歪域を一定にした下での
データを得ることが重要であるからである。
よつて本発明は、上述した問題点に鑑み、材料
に弾性限度を越えた引張・圧縮荷重が繰返し作用
され、試験の進行に伴つて材料のヤング率が変化
しても試験中材料に加えられる塑性歪量を一定に
保つて材料の引張・圧縮試験を行えるようにした
引張・圧縮材料試験方法を提供することを目的と
している。
に弾性限度を越えた引張・圧縮荷重が繰返し作用
され、試験の進行に伴つて材料のヤング率が変化
しても試験中材料に加えられる塑性歪量を一定に
保つて材料の引張・圧縮試験を行えるようにした
引張・圧縮材料試験方法を提供することを目的と
している。
上記目的を達成するため本発明により成された
引張・圧縮材料試験方法は、引張・圧縮試験機に
より試験片に弾性限界を越えた引張・圧縮荷重を
繰返し作用させて試験片の疲労試験を行う引張・
圧縮材料試験方法であつて、 試験片に繰返し作用させる前記引張・圧縮荷重
の１サイクル分の全歪波形信号を引張・圧縮試験
機に対して出力し、引張・圧縮試験機によつて試
験片に引張・圧縮荷重を作用させて試験片を歪ま
せ、 この間、試験片に生じる歪を変位検出器によつ
て検出するとともに、試験片に加わる荷重を荷重
検出器によつて検出し、 前記荷重検出器によつて検出している荷重が０
のときに前記変位検出器が検出している歪を塑性
歪量として測定し、 該測定した塑性歪量と予め定めた目標塑性歪量
とを比較してその差をとり、 前記測定した塑性歪量が目標塑性歪量より大き
いとき、前記全歪波形信号のピーク値から前記差
に応じた所定値を減算し、前記測定した塑性歪量
が目標塑性歪量より小さいとき、前記全歪波形信
号のピーク値に前記差に応じた所定値を加算した
新たな全歪波形信号を作成し、 該新たな全歪波形信号を次の１サイクルの全歪
波形信号として引張・圧縮試験機に対して出力し
て上記動作を繰り返すようにしたことを特徴とし
ている。
引張・圧縮材料試験方法は、引張・圧縮試験機に
より試験片に弾性限界を越えた引張・圧縮荷重を
繰返し作用させて試験片の疲労試験を行う引張・
圧縮材料試験方法であつて、 試験片に繰返し作用させる前記引張・圧縮荷重
の１サイクル分の全歪波形信号を引張・圧縮試験
機に対して出力し、引張・圧縮試験機によつて試
験片に引張・圧縮荷重を作用させて試験片を歪ま
せ、 この間、試験片に生じる歪を変位検出器によつ
て検出するとともに、試験片に加わる荷重を荷重
検出器によつて検出し、 前記荷重検出器によつて検出している荷重が０
のときに前記変位検出器が検出している歪を塑性
歪量として測定し、 該測定した塑性歪量と予め定めた目標塑性歪量
とを比較してその差をとり、 前記測定した塑性歪量が目標塑性歪量より大き
いとき、前記全歪波形信号のピーク値から前記差
に応じた所定値を減算し、前記測定した塑性歪量
が目標塑性歪量より小さいとき、前記全歪波形信
号のピーク値に前記差に応じた所定値を加算した
新たな全歪波形信号を作成し、 該新たな全歪波形信号を次の１サイクルの全歪
波形信号として引張・圧縮試験機に対して出力し
て上記動作を繰り返すようにしたことを特徴とし
ている。
上記方法においては、先ず、試験片に繰返し作
用させる前記引張・圧縮荷重の１サイクル分の全
歪波形信号を引張・圧縮試験機に対して出力し、
引張・圧縮試験機によつて試験片に引張・圧縮荷
重を作用させて試験片を歪ませる。この１サイク
ル分の全歪波形信号によつて試験片に引張・圧縮
荷重をかけている間、試験片に生じる歪と荷重と
を変位検出器と荷重検出器によつてそれぞれ検出
しておく。
用させる前記引張・圧縮荷重の１サイクル分の全
歪波形信号を引張・圧縮試験機に対して出力し、
引張・圧縮試験機によつて試験片に引張・圧縮荷
重を作用させて試験片を歪ませる。この１サイク
ル分の全歪波形信号によつて試験片に引張・圧縮
荷重をかけている間、試験片に生じる歪と荷重と
を変位検出器と荷重検出器によつてそれぞれ検出
しておく。
そして、１サイクル分の荷重をかけ終わつたと
ころで、変位検出器と荷重検出器によつてそれぞ
れ検出した荷重と歪とによつて、荷重が０のとき
の歪によつて塑性歪量を測定し、この測定した塑
性歪量と予め定めた目標塑性歪量とを比較してそ
の差をとる。
ころで、変位検出器と荷重検出器によつてそれぞ
れ検出した荷重と歪とによつて、荷重が０のとき
の歪によつて塑性歪量を測定し、この測定した塑
性歪量と予め定めた目標塑性歪量とを比較してそ
の差をとる。
その後、測定した塑性歪量が目標塑性歪量より
大きいとき、全歪波形信号のピーク値から上記差
に応じた所定値を減算し、測定した塑性歪量が目
標塑性歪量より小さいとき、全歪波形信号のピー
ク値に上記差に応じた所定値を加算して新たな全
歪波形信号を作成し、この新たな全歪波形信号を
次の１サイクルの全歪波形信号として引張・圧縮
試験機に対して出力して上記動作を繰り返してい
る。
大きいとき、全歪波形信号のピーク値から上記差
に応じた所定値を減算し、測定した塑性歪量が目
標塑性歪量より小さいとき、全歪波形信号のピー
ク値に上記差に応じた所定値を加算して新たな全
歪波形信号を作成し、この新たな全歪波形信号を
次の１サイクルの全歪波形信号として引張・圧縮
試験機に対して出力して上記動作を繰り返してい
る。
このように、各サイクル毎に塑性歪量と目標塑
性歪量とを比較し、ずれがある場合には、前のサ
イクルの全歪波形信号を修正して次のサイクルの
塑性歪量が目標塑性歪量に近くなるような全歪波
形信号を作成し、この新しい全歪波形信号によつ
て引張・圧縮試験機を動作させて試験片に引張・
圧縮荷重を加えるようにしているので、試験片の
塑性歪量をほぼ一定に保つて疲労試験を行うこと
ができるようになる。
性歪量とを比較し、ずれがある場合には、前のサ
イクルの全歪波形信号を修正して次のサイクルの
塑性歪量が目標塑性歪量に近くなるような全歪波
形信号を作成し、この新しい全歪波形信号によつ
て引張・圧縮試験機を動作させて試験片に引張・
圧縮荷重を加えるようにしているので、試験片の
塑性歪量をほぼ一定に保つて疲労試験を行うこと
ができるようになる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本発明による引張・圧縮材料試験方法
を実施するための装置の一例を示し、同図におい
て、１は引張・圧縮試験機であり、この引張・圧
縮試験機１においては、試験片Ｔの一端が油圧シ
リンダ２のピストン３にチヤツク４ａを介して連
結すると共に、試験片Ｔの他端が荷重検出器とし
てのロードセル５にチヤツク４ｂを介して連結さ
れることによつて試験片Ｔに引張・圧縮荷重が作
用される。
を実施するための装置の一例を示し、同図におい
て、１は引張・圧縮試験機であり、この引張・圧
縮試験機１においては、試験片Ｔの一端が油圧シ
リンダ２のピストン３にチヤツク４ａを介して連
結すると共に、試験片Ｔの他端が荷重検出器とし
てのロードセル５にチヤツク４ｂを介して連結さ
れることによつて試験片Ｔに引張・圧縮荷重が作
用される。
６は変位検出器であり、この変位検出器６は試
験片Ｔに引張・圧縮荷重が作用されたときの試験
片Ｔの歪を検出する。
験片Ｔに引張・圧縮荷重が作用されたときの試験
片Ｔの歪を検出する。
７はマイクロコンピユータからなる制御器であ
り、引張及び圧縮時の最大歪を定めた１サイクル
分の全歪波形信号を出力し、この全歪波形信号に
基づいて引張・圧縮試験機１を動かして試験片Ｔ
に引張・圧縮荷重を作用させる。この際に、アン
プ８で増幅された変位検出器６からの歪信号を入
力し、この入力した歪信号に基づいて塑性歪量を
計測する。
り、引張及び圧縮時の最大歪を定めた１サイクル
分の全歪波形信号を出力し、この全歪波形信号に
基づいて引張・圧縮試験機１を動かして試験片Ｔ
に引張・圧縮荷重を作用させる。この際に、アン
プ８で増幅された変位検出器６からの歪信号を入
力し、この入力した歪信号に基づいて塑性歪量を
計測する。
この塑性歪量は、試験片Ｔに加える圧縮荷重を
最大値までに徐々に増大し、最大値になつたら圧
縮荷重が０になるまで徐々に減少してから、その
後連続して引張荷重を最大値まで徐々に増大し、
最大値になつたら圧縮荷重が０になるまで徐々に
減少した際に、荷重０において試験片Ｔに残る第
２図にεpで示す歪量であり、これはロードセル５
よつて検出している圧縮荷重が０のときと引張荷
重が０のときに変位検出器６がそれぞれ検出した
試験片Ｔの歪の差によつて求めることができる。
最大値までに徐々に増大し、最大値になつたら圧
縮荷重が０になるまで徐々に減少してから、その
後連続して引張荷重を最大値まで徐々に増大し、
最大値になつたら圧縮荷重が０になるまで徐々に
減少した際に、荷重０において試験片Ｔに残る第
２図にεpで示す歪量であり、これはロードセル５
よつて検出している圧縮荷重が０のときと引張荷
重が０のときに変位検出器６がそれぞれ検出した
試験片Ｔの歪の差によつて求めることができる。
制御器７は変位検出器６からの歪信号に基づい
て上述のようにして求めた塑性歪量と予め定られ
た目標塑性歪量とを比較してその差を求め、この
求めた差を、塑性歪量が一定になるように、上記
引張・圧縮荷重を加える際の１サイクルの全歪波
形信号の最大歪（全歪）に対して加算或いは減算
して全歪波形信号を修正する。そして、この修正
した全歪波形信号を次の１サイクルの引張・圧縮
荷重を加えるための全歪波形信号として出力す
る。
て上述のようにして求めた塑性歪量と予め定られ
た目標塑性歪量とを比較してその差を求め、この
求めた差を、塑性歪量が一定になるように、上記
引張・圧縮荷重を加える際の１サイクルの全歪波
形信号の最大歪（全歪）に対して加算或いは減算
して全歪波形信号を修正する。そして、この修正
した全歪波形信号を次の１サイクルの引張・圧縮
荷重を加えるための全歪波形信号として出力す
る。
勿論、上記塑性歪量と予め定られた目標塑性歪
量との比較の結果、両者に差がないときには、そ
の前の全歪波形信号と同じものを出力することに
なる。
量との比較の結果、両者に差がないときには、そ
の前の全歪波形信号と同じものを出力することに
なる。
９はアツプであり、これは制御器７から引張・
圧縮試験機１に対して出力される全歪波形信号を
増幅するためのものである。
圧縮試験機１に対して出力される全歪波形信号を
増幅するためのものである。
次に、上述した構成の装置によつて実行される
本発明による方法を、制御器７が行う仕事を示す
第３図のフローチヤートを参照して説明する。
本発明による方法を、制御器７が行う仕事を示す
第３図のフローチヤートを参照して説明する。
先ず、制御器７は予め定めた全歪波形信号を１
サイクル分出力し、この１サイクル分の全歪波形
信号に基づいて引張・圧縮試験機１を運転させ、
試験片Ｔに全歪波形信号に応じた引張歪と圧縮歪
を生じさせる。
サイクル分出力し、この１サイクル分の全歪波形
信号に基づいて引張・圧縮試験機１を運転させ、
試験片Ｔに全歪波形信号に応じた引張歪と圧縮歪
を生じさせる。
このとき、制御器７はまた、変位検出器６が試
験片Ｔに生じた歪を検出して発生する歪検出信号
を入力する。そして、この入力した歪検出信号に
基づいて塑性歪量εPDを計測する。この計測に当
たつてはロードセル５からの荷重検出信号を荷重
が０であることを知るために利用することができ
る。
験片Ｔに生じた歪を検出して発生する歪検出信号
を入力する。そして、この入力した歪検出信号に
基づいて塑性歪量εPDを計測する。この計測に当
たつてはロードセル５からの荷重検出信号を荷重
が０であることを知るために利用することができ
る。
その後、制御器７は、上記計測した塑性歪量
εPDと予め定めた塑性歪量の目標値εPRとを比較し
てその差Δε（＝εPR−PD）を演算によつて求める。
そして、このΔεが負のとき、すなわち計測した
塑性歪量εPDが目標値εPRを越えたときには、次の
サイクルの全歪波形信号を次式により修正する。
εPDと予め定めた塑性歪量の目標値εPRとを比較し
てその差Δε（＝εPR−PD）を演算によつて求める。
そして、このΔεが負のとき、すなわち計測した
塑性歪量εPDが目標値εPRを越えたときには、次の
サイクルの全歪波形信号を次式により修正する。
εto+1＝εto−Ｋ・Δε
ここで、Ｋは定数、ｎは１、２、……である。
また、Δεが正のとき、すなわち計測した塑性
歪量εPDが目標値εPRよりも低いときには、次のサ
イクルの全歪波形信号を次式により修正する。
歪量εPDが目標値εPRよりも低いときには、次のサ
イクルの全歪波形信号を次式により修正する。
εto+1＝εto＋Ｋ・Δε
次のサイクルでは、上述のように修正した全歪
波形信号が制御器７から出力され、この修正全歪
波形信号によつて引張・圧縮試験機１の運転が行
わ、この運転の際に、上述したと同様に変位検出
器６からの歪検出信号を入力し、この入力した歪
検出信号に基づいて次の修正に使用する塑性歪量
を計測する。
波形信号が制御器７から出力され、この修正全歪
波形信号によつて引張・圧縮試験機１の運転が行
わ、この運転の際に、上述したと同様に変位検出
器６からの歪検出信号を入力し、この入力した歪
検出信号に基づいて次の修正に使用する塑性歪量
を計測する。
上述のように１サイクル毎に全歪波形信号を修
正することによつて、第２図に示すように、弾性
歪量εeが変化しても塑性歪量εPを一定に保持して
試験片Ｔの疲労試験を行うことができる。
正することによつて、第２図に示すように、弾性
歪量εeが変化しても塑性歪量εPを一定に保持して
試験片Ｔの疲労試験を行うことができる。
以上説明したように本発明によれば、１サイク
ル分の全歪波形信号を引張・圧縮試験機に対して
出力して引張・圧縮試験機によつて試験片に引
張・圧縮荷重を作用させて試験片を歪ませたとき
に試験片に生じる歪を検出器によつて検出し、こ
の検出した１サイクル分の歪に基づいて試験片に
生じた塑性歪量を測定し、この測定した塑性歪量
と予め定めた目標塑性歪量との差によつて全歪波
形信号のピーク値を増減して修正し、この修正し
た全歪波形信号を次の１サイクルの全歪波形信号
として引張・圧縮試験機に対して出力することを
繰り返しているので、材料に弾性限度を越えた引
張・圧縮荷重が繰返し作用され、試験の進行に伴
つて材料のヤング率が変化しても試験中材料に加
えられる塑性歪量を一定に保つて材料の引張・圧
縮試験を行うことができ、塑性歪域を一定にした
下での試験データを得ることができる。
ル分の全歪波形信号を引張・圧縮試験機に対して
出力して引張・圧縮試験機によつて試験片に引
張・圧縮荷重を作用させて試験片を歪ませたとき
に試験片に生じる歪を検出器によつて検出し、こ
の検出した１サイクル分の歪に基づいて試験片に
生じた塑性歪量を測定し、この測定した塑性歪量
と予め定めた目標塑性歪量との差によつて全歪波
形信号のピーク値を増減して修正し、この修正し
た全歪波形信号を次の１サイクルの全歪波形信号
として引張・圧縮試験機に対して出力することを
繰り返しているので、材料に弾性限度を越えた引
張・圧縮荷重が繰返し作用され、試験の進行に伴
つて材料のヤング率が変化しても試験中材料に加
えられる塑性歪量を一定に保つて材料の引張・圧
縮試験を行うことができ、塑性歪域を一定にした
下での試験データを得ることができる。
第１図は本発明の方法を実施するために使用す
る引張・圧縮試験機、第２図は荷重（応力）−歪
を示すグラフ、第３図は第２図中の制御器が行う
仕事示すフローチヤートである。 １……引張・圧縮試験機、６……変位検出器、
７……制御器、Ｔ……試験片。
る引張・圧縮試験機、第２図は荷重（応力）−歪
を示すグラフ、第３図は第２図中の制御器が行う
仕事示すフローチヤートである。 １……引張・圧縮試験機、６……変位検出器、
７……制御器、Ｔ……試験片。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 引張・圧縮試験機により試験片に弾性限界を
越えた引張・圧縮荷重を繰返し作用させて試験片
の疲労試験を行う引張・圧縮材料試験方法におい
て、 試験片に繰返し作用させる前記引張・圧縮荷重
の１サイクル分の全歪波形信号を引張・圧縮試験
機に対して出力し、引張・圧縮試験機によつて試
験片に引張・圧縮荷重を作用させて試験片を歪ま
せ、 この間、試験片に生じる歪を変位検出器によつ
て検出するとともに、試験片に加わる荷重を荷重
検出器によつて検出し、 前記荷重検出器によつて検出している荷重が０
のときに前記変位検出器が検出している歪を塑性
歪量として測定し、 該測定した塑性歪量と予め定めた目標塑性歪量
とを比較してその差をとり、 前記測定した塑性歪量が目標塑性歪量より大き
いとき、前記全歪波形信号のピーク値から前記差
に応じた所定値を減算し、前記測定した塑性歪量
が目標塑性歪量より小さいとき、前記全歪量波形
信号のピーク値に前記差に応じた所定値を加算し
た新たな全歪波形信号を作成し、 該新たな全歪波形信号を次の１サイクルの全歪
波形信号として引張・圧縮試験機に対して出力し
て上記動作を繰り返すようにした ことを特徴とする引張・圧縮材料試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12650984A JPS617442A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 引張・圧縮材料試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12650984A JPS617442A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 引張・圧縮材料試験方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS617442A JPS617442A (ja) | 1986-01-14 |
| JPH0426419B2 true JPH0426419B2 (ja) | 1992-05-07 |
Family
ID=14936963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12650984A Granted JPS617442A (ja) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | 引張・圧縮材料試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS617442A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5856949U (ja) * | 1981-10-14 | 1983-04-18 | 株式会社東京衡機製造所 | 共振型疲労試験機における歪制御装置 |
| JPS5960242A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-06 | Shimadzu Corp | 引張圧縮繰返試験装置 |
-
1984
- 1984-06-21 JP JP12650984A patent/JPS617442A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS617442A (ja) | 1986-01-14 |
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