JPH0457214B2 - - Google Patents

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JPH0457214B2
JPH0457214B2 JP60211920A JP21192085A JPH0457214B2 JP H0457214 B2 JPH0457214 B2 JP H0457214B2 JP 60211920 A JP60211920 A JP 60211920A JP 21192085 A JP21192085 A JP 21192085A JP H0457214 B2 JPH0457214 B2 JP H0457214B2
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JP
Japan
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load
fatigue
signal
change
test piece
Prior art date
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JP60211920A
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Japanese (ja)
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JPS6271829A (en
Inventor
Masayuki Tomya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd filed Critical Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
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  • 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] 本発明は材料の疲労試験装置に係り、特に、疲
労破壊した時点で疲労破壊による材料の変化が大
きく現れないような材料であつても疲労破壊点を
明瞭に判別できるものに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a fatigue testing device for materials, and in particular, the present invention relates to a fatigue testing device for materials, and in particular, even if the material does not change significantly due to fatigue failure at the time of fatigue failure, the present invention relates to a fatigue testing device for materials. This relates to items that allow the breaking point to be clearly identified.

[従来の技術] 一般に、材料の疲労試験は、材料に繰り返して
荷重を加えたとき、その材料が破壊するに至るま
での繰り返し回数を求めることによつて行われ
る。
[Prior Art] Generally, fatigue testing of materials is performed by repeatedly applying a load to the material and determining the number of repetitions until the material breaks.

即ち、例えば、材料の2つの部位をおさえ、そ
の一方の部位から一定振幅の繰り返し変位を加え
たときに他方の部位に加わる荷重の振幅を測定
し、この荷重振幅が材料の疲労破壊により急激に
減少するに至るまでの繰り返し回数を測定するも
のである。
That is, for example, when two parts of a material are held down and a constant amplitude of repeated displacement is applied from one part, the amplitude of the load applied to the other part is measured, and if this load amplitude suddenly increases due to fatigue failure of the material, This measures the number of repetitions until the decrease occurs.

この場合、材料の疲労破壊点の検出は第4図に
示されるように、測定荷重振幅が2つの設定レベ
ルAとBとの範囲内になつたことを検出するか、
あるいは、第5図に示されるように荷重振幅のピ
ーク位置が2つの設定レベルCとDとの範囲から
外れたことを検出することによつて行われてい
た。
In this case, the fatigue failure point of the material is detected by detecting that the measured load amplitude falls within the range of two set levels A and B, as shown in FIG.
Alternatively, as shown in FIG. 5, this is done by detecting that the peak position of the load amplitude is out of the range of two set levels C and D.

[発明が解決しようとする問題点] ところが、このような従来の装置で第6図Aに
その正面図、第6図Bにその平面図がそれぞれ示
されている原子炉燃料集合体における支持格子に
設けられているスプリングのように比較的複雑に
折曲げられた板状体の疲労試験を行つた場合、そ
の疲労破壊点を判別することが極めて困難であつ
た。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional device, the support grid in the reactor fuel assembly whose front view is shown in FIG. 6A and the top view is shown in FIG. 6B, respectively. When performing a fatigue test on a plate-shaped body that is bent in a relatively complicated manner, such as a spring installed in a car, it is extremely difficult to determine the fatigue failure point.

第7図は、この場合における測定荷重振幅の推
移を示す図であるが、顕微鏡による観察によれば
図中K点で既に疲労破壊が起こつているにも拘わ
らず、測定荷重振幅の減少はほとんど判別出来な
い程度の変化しかなく、この状態がある時間続い
た後、K'点に至つて始めて測定荷重振幅の急激
な減少、即ち、破断がみられた。
Figure 7 is a diagram showing the transition of the measured load amplitude in this case, and although microscopic observation shows that fatigue fracture has already occurred at point K in the figure, the measured load amplitude hardly decreases. There was only an indiscernible change, and after this state continued for a certain period of time, it was not until point K' was reached that a sudden decrease in the measured load amplitude, ie, rupture, was observed.

この原因は、前記支持格子のように比較的複雑
な形状の板状体では一部が疲労破壊しても他の部
位が完全に破壊されなかつたり、あるいは、全部
が破壊してもその破壊された一方の部位が他方の
部位に引つ掛かつて一定時間見掛け上の強度を保
持したりするものと推定されるが、これに対する
有効な対策がなかつたものである。
The reason for this is that in a plate-shaped body with a relatively complex shape like the support grid mentioned above, even if one part of the plate-shaped body undergoes fatigue failure, other parts may not be completely destroyed, or even if the whole body fails, the plate-like body may not be completely destroyed. Although it is presumed that one part of the material gets caught on the other part and maintains its apparent strength for a certain period of time, there is no effective countermeasure against this.

本発明の目的は、このような欠点を除去した材
料の疲労試験装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a material fatigue testing device that eliminates such drawbacks.

[問題点を解決するための手段及び作用] 本発明は、材料に繰り返して荷重を加える荷重
印加手段と、この荷重印加手段によつて荷重が加
えられたときに材料に作用する荷重変化を測定す
る材料変化検出手段とを備えた疲労試験装置にお
いて、前記材料変化検出手段から送出される材料
に作用する荷重変化に対応する交番状の信号が入
力されて、この交番状の信号を平均化して略直線
状の信号に変換する信号処理手段を設けたことを
特徴とし、疲労破壊点や破断点を前記略直線状の
変化曲線上に変曲点として表示させ、その時点を
顕著化する。
[Means and effects for solving the problem] The present invention includes a load application means that repeatedly applies a load to a material, and a method that measures changes in the load acting on the material when the load is applied by the load application means. In the fatigue testing apparatus, an alternating signal corresponding to a load change acting on the material sent from the material change detecting means is input, and the alternating signals are averaged. The present invention is characterized in that a signal processing means for converting into a substantially linear signal is provided, and a fatigue fracture point or a breaking point is displayed as an inflection point on the substantially linear change curve to make the point noticeable.

[実施例] 第1図は本発明の実施例に係る材料の疲労試験
装置を示すブロツク図である。
[Example] FIG. 1 is a block diagram showing a material fatigue testing apparatus according to an example of the present invention.

第1図において、符号1は荷重印加手段を構成
する疲労試験装置本体であり、この疲労試験装置
本体1には材料に任意の変位を加える振動発生装
置が内蔵されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fatigue test apparatus main body constituting a load applying means, and this fatigue test apparatus main body 1 has a built-in vibration generator for applying arbitrary displacement to a material.

又、前記疲労試験装置本体1の上部には前記振
動発生装置に結合された変位伝達棒2が立設され
ており、この変位伝達棒2の上部には試験片3を
載置する試験片載置台4が取り付けられている。
Further, a displacement transmission rod 2 connected to the vibration generator is erected at the upper part of the fatigue testing apparatus main body 1, and a test piece mounting rod on which a test piece 3 is placed is mounted on the upper part of this displacement transmission rod 2. A stand 4 is attached.

更に、前記疲労試験装置本体1には2本の支柱
5,5が立設され、これら支柱5,5の上端部に
は梁6が立設されており、この梁6の下部中央に
は材料変化検出手段を構成するロードセル7が取
り付けられているとともに、該ロードセル7には
検出棒8が取り付けられている。
Further, two pillars 5, 5 are erected on the fatigue testing apparatus main body 1, a beam 6 is erected at the upper end of these pillars 5, 5, and a material is placed in the center of the lower part of the beam 6. A load cell 7 constituting change detection means is attached, and a detection rod 8 is attached to the load cell 7.

この検出棒8はその先端部が前記試験片載置台
4に対向するように設けられており、該試験片載
置台4に載置された試験片に接触して該試験片に
加わる荷重その他の試験片の変化を前記ロードセ
ル7に伝達するものである。
This detection rod 8 is provided so that its tip part faces the test piece mounting table 4, and is in contact with the test piece placed on the test piece mounting table 4, and is subjected to loads and other effects that are applied to the test piece. This is to transmit changes in the test piece to the load cell 7.

このロードセル7は前記検出棒8によつて伝達
された荷重その他の機械的変化を電気的変化に変
換してその電気的信号を出力端子から送出するも
のである。
This load cell 7 converts the load and other mechanical changes transmitted by the detection rod 8 into electrical changes, and sends out the electrical signals from an output terminal.

又、前記ロードセル7の出力端子はロードアン
プ9の入力端子に接続され、このロードアンプ9
の出力端子は、材料に作用する荷重変化に対応し
た交番状の信号が入力されるとともに、この交番
状の信号を平均化して略直線状の信号に変換し出
力する信号処理手段を構成する交流−直流変換器
10の入力端子に接続されているとともに、該交
流−直流変換器10の出力端子は記録計11の入
力端子に接続されている。
Further, the output terminal of the load cell 7 is connected to the input terminal of the load amplifier 9.
An alternating current signal that constitutes a signal processing means that receives an alternating signal corresponding to changes in the load acting on the material, averages the alternating signal, converts it into a substantially linear signal, and outputs the output terminal. - connected to the input terminal of the DC converter 10, and the output terminal of the AC-DC converter 10 is connected to the input terminal of the recorder 11;

前記ロードアンプ9は前記ロードセル7の出力
端子から送出された交流的電気信号を増幅してそ
の出力を前記交流−直流変換器10に加えるもの
であり、この交流−直流変換器10は入力された
交番状の信号を平均化して略直線状の信号に変換
して出力するものである。
The load amplifier 9 amplifies the AC electric signal sent from the output terminal of the load cell 7 and applies the output to the AC-DC converter 10. It averages the alternating signals and converts them into substantially linear signals, which are then output.

更に、前記記録計11は前記交流−直流変換器
10から送出される信号の時間的変化を記録する
ものである。
Further, the recorder 11 records temporal changes in the signal sent from the AC-DC converter 10.

上述の疲労試験装置によつて材料の疲労試験を
行うときは、まず、試験すべき材料の試験片3を
前記試験片載置台4に載置し、次に、前記検出棒
8を前記試験片3の上部に接触させ、然る後、前
記疲労試験装置本体1内に内蔵されている振動発
生機を作動させて前記試験片3に一定の振幅の繰
り返し変位を加える。
When performing a fatigue test on a material using the above-described fatigue testing apparatus, first, a test piece 3 of the material to be tested is placed on the test piece mounting table 4, and then the detection rod 8 is placed on the test piece. 3, and then a vibration generator built in the fatigue test apparatus main body 1 is activated to apply repeated displacement of a constant amplitude to the test piece 3.

これにより前記試験片3に繰り返し荷重が加え
られ、この繰り返し荷重は前記検出棒8を通じて
前記ロードセル7によつて検出されて交番状の電
気信号に変換される。
As a result, a repeated load is applied to the test piece 3, and this repeated load is detected by the load cell 7 through the detection rod 8 and converted into an alternating electric signal.

この交番状の電気信号は前記ロードアンプ9に
よつて増幅され、前記交流−直流変換器10によ
つてほぼ直線状の信号に変換されて前記記録計1
1に加えられる。
This alternating electric signal is amplified by the load amplifier 9, converted into a substantially linear signal by the AC-DC converter 10, and then sent to the recorder 1.
Added to 1.

第2図及び第3図はこのようにして前記記録計
11によつて記録された疲労試験結果を示すチヤ
ート図である。
FIGS. 2 and 3 are charts showing the fatigue test results recorded by the recorder 11 in this manner.

図において、縦軸は荷重であり、横軸は時間又
は繰り返し回数である。
In the figure, the vertical axis is load, and the horizontal axis is time or number of repetitions.

又、用いた試験片は前記第6図に示した原子炉
燃料集合体を構成する支持格子に形成されている
スプリングであり、第2図は試験片3に加える繰
り返し変位が比較的小さい場合、第3図はこれに
比較して大きい場合の結果をそれぞれ示してい
る。
The test piece used was a spring formed in a support grid constituting the reactor fuel assembly shown in FIG. 6, and FIG. 2 shows that when the repeated displacement applied to the test piece 3 is relatively small, FIG. 3 shows the results when the size is larger than this.

第2図及び第3図からあきらかなように、疲労
破壊点K1及びK2はそれぞれ信号曲線の変曲点P1
及びP2として明瞭に判別でき、更に、破断点
K1′及びK2′は信号曲線のP1′及びP2′として明瞭に
判別できる。
As is clear from Figures 2 and 3, the fatigue failure points K 1 and K 2 are the inflection points P 1 of the signal curve, respectively.
and P 2 , and furthermore, the breaking point
K 1 ′ and K 2 ′ can be clearly identified as P 1 ′ and P 2 ′ in the signal curve.

このように、本実施例によれば、前記支持格子
のように、疲労破壊した時点で測定荷重の変化が
大きく現れないような材料であつても疲労破壊点
又は破断点を明瞭に判別できる。
As described above, according to this embodiment, even in a material such as the support grid in which the measured load does not change significantly at the time of fatigue failure, the fatigue failure point or rupture point can be clearly determined.

又、本実施例の装置は従来の一般的な疲労試験
装置に公知の交流−直流変換器を追加するだけで
良いから、極めて容易に得ることができる。
Further, the apparatus of this embodiment can be obtained extremely easily since it is sufficient to add a known AC-DC converter to a conventional general fatigue test apparatus.

尚、前記実施例にあつては、信号処理手段とし
て交流−直流変換器10を用いたが、本発明はこ
れらに限られることなく、この信号処理手段とし
て、例えば、ダイオードとコンデンサーとからな
る公知の整流回路を用いても良い。
In the above embodiment, the AC-DC converter 10 is used as the signal processing means, but the present invention is not limited thereto, and as the signal processing means, for example, a known method including a diode and a capacitor may be used. A rectifier circuit may also be used.

[発明の効果] 以上、詳述したように、本発明は、材料に繰り
返し荷重を加えたときに材料に作用する荷重変化
に対応して得られる交番状の信号が入力され、こ
の交番状の信号を平均化して略直線状の信号に変
換して送出する信号処理手段を設けたことによ
り、疲労破壊した時点で疲労破壊による材料の変
化が大きく現れないような材料の疲労破壊点又は
破断点を、前記直線状の信号の変曲点として顕著
化して、明瞭に判別することを可能にしている。
[Effects of the Invention] As described in detail above, in the present invention, an alternating signal obtained in response to a change in load acting on a material when a load is repeatedly applied to the material is input, and the alternating signal is By providing a signal processing means that averages the signal, converts it into a substantially linear signal, and sends it out, the fatigue fracture point or rupture point of the material at which the change in the material due to fatigue fracture does not appear significantly at the time of fatigue fracture. is made prominent as an inflection point of the linear signal, making it possible to clearly distinguish it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例に係る材料の疲労試験
装置を示すブロツク図、第2図及び第3図は第1
図に示される実施例による測定結果を示すチヤー
ト図、第4図及び第5図は従来の疲労試験装置に
よる疲労破壊点の検出を説明するための図、第6
図は原子炉燃料集合体を構成する支持格子に形成
されているスプリングを示す図、第7図は第6図
に示される支持格子の疲労試験を従来の疲労試験
装置によつておこなつた場合の測定結果を示すチ
ヤート図である。 1,2,4……荷重印加手段を構成する疲労試
験装置本体、変位伝達棒及び試験片載置台、7,
8……材料変化検出手段を構成するロードセル及
び検出棒、10……信号処理手段を構成する交流
−直流変換器。
FIG. 1 is a block diagram showing a material fatigue testing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS.
4 and 5 are diagrams for explaining the detection of fatigue fracture points by a conventional fatigue testing device.
The figure shows a spring formed in a support grid that constitutes a nuclear reactor fuel assembly, and Figure 7 shows the case where a fatigue test of the support grid shown in Figure 6 was conducted using a conventional fatigue testing device. FIG. 2 is a chart showing measurement results. 1, 2, 4...Fatigue test device main body, displacement transmission rod, and test piece mounting table constituting load application means, 7,
8... Load cell and detection rod constituting material change detection means, 10... AC-DC converter constituting signal processing means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 材料に繰り返して荷重を加える荷重印加手段
と、この荷重印加手段によつて荷重が加えられた
ときに材料に作用する荷重変化を測定する材料変
化検出手段とを備えた疲労試験装置において、 前記材料変化検出手段から送出される材料に作
用する荷重変化に対応する交番状の信号が入力さ
れて、この交番状の信号を平均化して略直線状の
信号に変換する信号処理手段を設けたことを特徴
とする材料の疲労試験装置。
[Claims] 1. A device comprising: a load applying means for repeatedly applying a load to a material; and a material change detecting means for measuring a change in the load acting on the material when the load is applied by the load applying means. In the fatigue test apparatus, an alternating signal corresponding to a load change acting on the material sent out from the material change detection means is input, and a signal that averages the alternating signal and converts it into a substantially linear signal. A material fatigue testing device characterized by being provided with a processing means.
JP21192085A 1985-09-25 1985-09-25 Fatigue testing instrument for material Granted JPS6271829A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21192085A JPS6271829A (en) 1985-09-25 1985-09-25 Fatigue testing instrument for material

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JPS6271829A JPS6271829A (en) 1987-04-02
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55155230A (en) * 1979-05-22 1980-12-03 Toshiba Corp Evaluation apparatus for fatigue and rupture of soldered joint
JPS55155231A (en) * 1979-05-22 1980-12-03 Toshiba Corp Evaluation method of and apparatus for fatigue and rupture of soldered joint

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JPS6271829A (en) 1987-04-02

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