JPH06117986A - 熱疲労試験装置 - Google Patents
熱疲労試験装置Info
- Publication number
- JPH06117986A JPH06117986A JP26990392A JP26990392A JPH06117986A JP H06117986 A JPH06117986 A JP H06117986A JP 26990392 A JP26990392 A JP 26990392A JP 26990392 A JP26990392 A JP 26990392A JP H06117986 A JPH06117986 A JP H06117986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- test piece
- load
- temperature
- waveform
- thermal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 claims description 14
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱ひずみ波形と温度波形を試験条件として設
定して、簡単にかつ精度よく行える熱疲労試験装置を得
る。 【構成】 ２つの試験片を同温度に加熱または冷却を行
い設定温度にする温度制御装置と、２つの試験片のうち
の一方の基準試験片の自由熱膨張または自由熱収縮によ
る基準試験片の変位検出器と、他の一方の負荷試験片の
アクチュエータの負荷による負荷試験片の変位検出器
と、この２つの変位検出器で検出した変位の差を演算す
る演算装置と、試験片に作用する力学量に係る信号をフ
ィードバック信号として、このフィードバック信号と設
定信号の偏差に基づいてアクチュエータにより負荷試験
片に負荷を作用させる。
定して、簡単にかつ精度よく行える熱疲労試験装置を得
る。 【構成】 ２つの試験片を同温度に加熱または冷却を行
い設定温度にする温度制御装置と、２つの試験片のうち
の一方の基準試験片の自由熱膨張または自由熱収縮によ
る基準試験片の変位検出器と、他の一方の負荷試験片の
アクチュエータの負荷による負荷試験片の変位検出器
と、この２つの変位検出器で検出した変位の差を演算す
る演算装置と、試験片に作用する力学量に係る信号をフ
ィードバック信号として、このフィードバック信号と設
定信号の偏差に基づいてアクチュエータにより負荷試験
片に負荷を作用させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱疲労試験などに用い
られる材料試験機において、フィードバック制御により
試験片に正確な負荷を与えるようにした熱疲労試験装置
に関する。
られる材料試験機において、フィードバック制御により
試験片に正確な負荷を与えるようにした熱疲労試験装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の熱疲労試験装置を図２を用いて説
明する。図２で、１５は試験片に作用させる機械的ひず
みの負荷パターンに対応した信号ｇを発生する機械的ひ
ずみ波形発生器である。機械的ひずみ波形発生器１５か
ら出力した信号ｇは、比較部２４の一方入力として与え
られる。２１は試験片１９の変位を検出する変位検出器
である。この変位検出器２１から出力された検出信号は
増幅器２０で増幅された後、フィードバック信号ｈとし
て、比較部２４の他方入力として与えられる。
明する。図２で、１５は試験片に作用させる機械的ひず
みの負荷パターンに対応した信号ｇを発生する機械的ひ
ずみ波形発生器である。機械的ひずみ波形発生器１５か
ら出力した信号ｇは、比較部２４の一方入力として与え
られる。２１は試験片１９の変位を検出する変位検出器
である。この変位検出器２１から出力された検出信号は
増幅器２０で増幅された後、フィードバック信号ｈとし
て、比較部２４の他方入力として与えられる。
【０００３】比較部２４は、設定信号とフィードバック
信号ｈとの偏差電圧信号ｉを出力し、この偏差電圧信号
ｉが増幅器１６に与えられる。増幅器１６は偏差電圧信
号ｉを偏差電流信号ｊに変換し、この偏差電流信号ｊが
サーボバルブ１７に与えられる。サーボバルブ１７は入
力された偏差電流信号ｊに応じて、油圧駆動のアクチュ
エータ１８に与える油流量を調節する。これにより、ア
クチュエータ１８から試験片１９に対して、偏差電圧信
号が零になる方向に負荷が作用される。このようなフィ
ードバック制御により、設定信号に応じた負荷が試験片
１９に作用される。また、２３は、試験片に作用させる
温度パターンに対応した信号を発生する温度波形発生器
である。この温度波形発生器２３から出力した信号は、
温度制御装置２２に入力され、温度制御装置２２により
試験片１９を設定温度にする。
信号ｈとの偏差電圧信号ｉを出力し、この偏差電圧信号
ｉが増幅器１６に与えられる。増幅器１６は偏差電圧信
号ｉを偏差電流信号ｊに変換し、この偏差電流信号ｊが
サーボバルブ１７に与えられる。サーボバルブ１７は入
力された偏差電流信号ｊに応じて、油圧駆動のアクチュ
エータ１８に与える油流量を調節する。これにより、ア
クチュエータ１８から試験片１９に対して、偏差電圧信
号が零になる方向に負荷が作用される。このようなフィ
ードバック制御により、設定信号に応じた負荷が試験片
１９に作用される。また、２３は、試験片に作用させる
温度パターンに対応した信号を発生する温度波形発生器
である。この温度波形発生器２３から出力した信号は、
温度制御装置２２に入力され、温度制御装置２２により
試験片１９を設定温度にする。
【０００４】次に、上述した従来の試験装置を用いて、
図３に示す機械的ひずみ波形と、図４に示す温度波形を
用いて、熱疲労試験を行った場合につき説明する。上述
した従来の熱疲労試験装置では、一般的に試験片内部に
発生する熱ひずみを求める必要がある。この熱ひずみは
一般に次の数１で定義される。
図３に示す機械的ひずみ波形と、図４に示す温度波形を
用いて、熱疲労試験を行った場合につき説明する。上述
した従来の熱疲労試験装置では、一般的に試験片内部に
発生する熱ひずみを求める必要がある。この熱ひずみは
一般に次の数１で定義される。
【０００５】
【数１】εｔｈ（ｔ）＝εｍ（ｔ）−εｆ（ｔ） ここで、εｔｈ（ｔ）：ある時刻ｔでの熱ひずみ εｍ（ｔ） ：ある時刻ｔでの機械的ひずみ。
【０００６】また、εｆ（ｔ）は、図４の温度波形を用
いて求めた図５に示す自由熱膨張曲線から、図６に示す
時間と自由熱膨張ひずみの関係を求めたものである。従
って、図３、図６および上記の数１から試験片内部に発
生する熱ひずみは、図７に示す波形となる。熱疲労試験
のデータ処理は、以上で求めた熱ひずみ波形を用いて、
熱ひずみと試験片に負荷された応力の関係、熱ひずみ振
幅量と熱疲労寿命の関係等を求めることが可能である。
いて求めた図５に示す自由熱膨張曲線から、図６に示す
時間と自由熱膨張ひずみの関係を求めたものである。従
って、図３、図６および上記の数１から試験片内部に発
生する熱ひずみは、図７に示す波形となる。熱疲労試験
のデータ処理は、以上で求めた熱ひずみ波形を用いて、
熱ひずみと試験片に負荷された応力の関係、熱ひずみ振
幅量と熱疲労寿命の関係等を求めることが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記、従来の熱疲労試
験方法の場合、熱疲労試験の条件としては、機械的ひず
み波形と温度波形を与えているが、最終的にデータ処理
で求めたいのは熱ひずみ波形である。試験条件として熱
ひずみ波形と温度波形を与えた場合につき説明する。従
来方法の場合、図７に示す熱ひずみ波形と、図４の温度
波形と図５の自由熱膨張曲線から得られた図６の自由熱
膨張ひずみ波形から、数１を用いて図３の機械的ひずみ
波形を求める必要がある。この場合、図７に示すような
直線の三角波形を熱ひずみ波形として設定したとき、自
由熱膨張曲線が一般に曲線であるため、最終的に設定を
行う機械的ひずみ波形は曲線となる。任意の曲線の機械
的ひずみ波形を設定することは難しいため、上述従来の
試験方法では、熱疲労試験を簡単にかつ精度良く行うこ
とはできない。
験方法の場合、熱疲労試験の条件としては、機械的ひず
み波形と温度波形を与えているが、最終的にデータ処理
で求めたいのは熱ひずみ波形である。試験条件として熱
ひずみ波形と温度波形を与えた場合につき説明する。従
来方法の場合、図７に示す熱ひずみ波形と、図４の温度
波形と図５の自由熱膨張曲線から得られた図６の自由熱
膨張ひずみ波形から、数１を用いて図３の機械的ひずみ
波形を求める必要がある。この場合、図７に示すような
直線の三角波形を熱ひずみ波形として設定したとき、自
由熱膨張曲線が一般に曲線であるため、最終的に設定を
行う機械的ひずみ波形は曲線となる。任意の曲線の機械
的ひずみ波形を設定することは難しいため、上述従来の
試験方法では、熱疲労試験を簡単にかつ精度良く行うこ
とはできない。
【０００８】本発明は、熱ひずみ波形と温度波形を試験
条件として設定し、熱疲労試験を簡単にかつ精度良く行
うことを目的とする。
条件として設定し、熱疲労試験を簡単にかつ精度良く行
うことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の熱疲労試験装置は、２つの試験片を同温度
に加熱または冷却を行い設定温度にする温度制御装置
と、前記２つの試験片のうちの一方の基準試験片の自由
熱膨張または自由熱収縮による基準試験片の変位検出器
と、他の一方の負荷試験片のアクチュエータの負荷によ
る負荷試験片の変位検出器と、この２つの変位検出器で
検出した変位の差を演算する演算装置と、試験片に作用
する力学量に係る信号をフィードバック信号として、こ
のフィードバック信号と設定信号の偏差に基づいて前記
アクチュエータにより負荷試験片に負荷を作用させるこ
とを特徴とする。
め、本発明の熱疲労試験装置は、２つの試験片を同温度
に加熱または冷却を行い設定温度にする温度制御装置
と、前記２つの試験片のうちの一方の基準試験片の自由
熱膨張または自由熱収縮による基準試験片の変位検出器
と、他の一方の負荷試験片のアクチュエータの負荷によ
る負荷試験片の変位検出器と、この２つの変位検出器で
検出した変位の差を演算する演算装置と、試験片に作用
する力学量に係る信号をフィードバック信号として、こ
のフィードバック信号と設定信号の偏差に基づいて前記
アクチュエータにより負荷試験片に負荷を作用させるこ
とを特徴とする。
【００１０】
【作用】基準試験片の変位と負荷試験片の変位を演算装
置により演算し、演算した信号をフィードバック信号と
することにより、熱ひずみ波形と温度波形を試験条件と
して設定して、熱疲労試験を簡単にかつ精度良く行う。
置により演算し、演算した信号をフィードバック信号と
することにより、熱ひずみ波形と温度波形を試験条件と
して設定して、熱疲労試験を簡単にかつ精度良く行う。
【００１１】
【実施例】本発明の一実施例を図１をもとに説明する。
図１で、１は試験片に作用させる熱ひずみの負荷パター
ンに対応した信号ａを発生する熱ひずみ波形発生器であ
る。熱ひずみ波形発生器１から出力した信号ａは、比較
部１４の一方入力として与えられる。８および９は、そ
れぞれ負荷試験片１０と基準試験片１１の変位を検出す
る変位検出器である。これらの変位検出器８、９から出
力された検出信号はそれぞれ増幅器６および増幅器７で
増幅された後、演算装置５で２つの変位検出信号（ｅ、
ｆ）の差を演算したのち、フィードバック信号ｂとし
て、比較部１４の他方入力として与えられる。比較部１
４は、設定信号ａとフィードバック信号ｂの偏差電圧信
号ｃを出力し、この信号ｃが増幅器２に与えられる。増
幅器２は偏差電圧信号ｃを偏差電流信号ｄに変換し、サ
ーボバルブ３に与えられる。サーボバルブ３は、入力さ
れた偏差電流信号ｄに応じて、油圧アクチュエータ４に
与える油流量を調整する。これにより、アクチュエータ
４から負荷試験片１０に対してに偏差電圧信号が零にな
る方向に負荷を作用させる。このようなフィードバック
制御により、設定信号ａに応じた負荷が試験片に作用さ
れる。また、１３は負荷試験片１０と基準試験片１１に
作用させる温度パターンに対応した信号を発生する温度
波形発生器である。この温度波形発生器１３から出力さ
れた信号は、温度制御装置１２に入力され、温度制御装
置１２により負荷試験片１０および基準試験片１１を設
定温度にする。ここで、負荷試験片１０から得られた変
位は機械的ひずみ、基準試験片１１から得られた変位は
自由熱膨張ひずみであるから、演算装置５により求めた
２つの変位の差は、熱ひずみとなる。即ち、比較部１４
に熱ひずみの信号ｂをフィードバック信号として入力し
ているので、比較部１４に入力された信号ａは熱ひずみ
波形となる。
図１で、１は試験片に作用させる熱ひずみの負荷パター
ンに対応した信号ａを発生する熱ひずみ波形発生器であ
る。熱ひずみ波形発生器１から出力した信号ａは、比較
部１４の一方入力として与えられる。８および９は、そ
れぞれ負荷試験片１０と基準試験片１１の変位を検出す
る変位検出器である。これらの変位検出器８、９から出
力された検出信号はそれぞれ増幅器６および増幅器７で
増幅された後、演算装置５で２つの変位検出信号（ｅ、
ｆ）の差を演算したのち、フィードバック信号ｂとし
て、比較部１４の他方入力として与えられる。比較部１
４は、設定信号ａとフィードバック信号ｂの偏差電圧信
号ｃを出力し、この信号ｃが増幅器２に与えられる。増
幅器２は偏差電圧信号ｃを偏差電流信号ｄに変換し、サ
ーボバルブ３に与えられる。サーボバルブ３は、入力さ
れた偏差電流信号ｄに応じて、油圧アクチュエータ４に
与える油流量を調整する。これにより、アクチュエータ
４から負荷試験片１０に対してに偏差電圧信号が零にな
る方向に負荷を作用させる。このようなフィードバック
制御により、設定信号ａに応じた負荷が試験片に作用さ
れる。また、１３は負荷試験片１０と基準試験片１１に
作用させる温度パターンに対応した信号を発生する温度
波形発生器である。この温度波形発生器１３から出力さ
れた信号は、温度制御装置１２に入力され、温度制御装
置１２により負荷試験片１０および基準試験片１１を設
定温度にする。ここで、負荷試験片１０から得られた変
位は機械的ひずみ、基準試験片１１から得られた変位は
自由熱膨張ひずみであるから、演算装置５により求めた
２つの変位の差は、熱ひずみとなる。即ち、比較部１４
に熱ひずみの信号ｂをフィードバック信号として入力し
ているので、比較部１４に入力された信号ａは熱ひずみ
波形となる。
【００１２】以上の熱疲労装置によれば、試験を行いた
い熱ひずみ波形を熱ひずみ波形発生器１から、また、温
度波形を温度波形発生器１３から出力すれば、負荷試験
片１０に作用させる熱ひずみと温度を直接制御した試験
を行うことが可能となる。
い熱ひずみ波形を熱ひずみ波形発生器１から、また、温
度波形を温度波形発生器１３から出力すれば、負荷試験
片１０に作用させる熱ひずみと温度を直接制御した試験
を行うことが可能となる。
【００１３】
【発明の効果】以上詳述の通り、本発明の熱疲労装置に
よれば、基準試験片から自由熱膨張ひずみ量を検出し、
負荷試験片から機械的ひずみ量を検出し、両者のひずみ
量の差、即ち熱ひずみ量を負荷試験片に負荷を作用させ
る制御のフィードバック制御としているから、設定する
試験条件は熱ひずみ波形と温度波形となり、任意の熱ひ
ずみ波形の試験を簡単にかつ精度良く行うことできる。
よれば、基準試験片から自由熱膨張ひずみ量を検出し、
負荷試験片から機械的ひずみ量を検出し、両者のひずみ
量の差、即ち熱ひずみ量を負荷試験片に負荷を作用させ
る制御のフィードバック制御としているから、設定する
試験条件は熱ひずみ波形と温度波形となり、任意の熱ひ
ずみ波形の試験を簡単にかつ精度良く行うことできる。
【図１】本発明の一実施例の熱疲労試験装置の制御回路
図である。
図である。
【図２】従来の熱疲労試験装置の制御回路図である。
【図３】機械的ひずみ波形の説明図である。
【図４】温度波形の説明図である。
【図５】自由熱膨張曲線の説明図である。
【図６】自由熱膨張ひずみ波形の説明図である。
【図７】熱ひずみ波形の説明図である。
１：熱ひずみ波形発生器、 ２：増幅器、
３：サーボバルブ、４：アクチュエータ、
５：演算装置、 ６：増幅器、７：増幅器、
８：変位検出器、 ９：変位検出
器、１０：負荷試験片、 １１：基準試験片：
１２：温度制御装置、１３：温度波形発生器、
１４：比較部： １５：機械的ひずみ発生器 １６：増幅器、 １７：サーボバルブ、
１８：アクチュエータ、１９：試験片、
２０：増幅器、 ２１：変位検出器、２２：
温度制御装置、 ２３：温度波形発生器、 ２
４：比較部。
３：サーボバルブ、４：アクチュエータ、
５：演算装置、 ６：増幅器、７：増幅器、
８：変位検出器、 ９：変位検出
器、１０：負荷試験片、 １１：基準試験片：
１２：温度制御装置、１３：温度波形発生器、
１４：比較部： １５：機械的ひずみ発生器 １６：増幅器、 １７：サーボバルブ、
１８：アクチュエータ、１９：試験片、
２０：増幅器、 ２１：変位検出器、２２：
温度制御装置、 ２３：温度波形発生器、 ２
４：比較部。
Claims (1)
- 【請求項１】 ２つの試験片を同温度に加熱または冷却
を行い設定温度にする温度制御装置と、前記２つの試験
片のうちの一方の試験片（以下、この試験片を「基準試
験片」という）の自由熱膨張または自由熱収縮による基
準試験片の変位検出器と、他の一方の試験片（以下、こ
の試験片を「負荷試験片」という）のアクチュエータの
負荷による負荷試験片の変位検出器と、この２つの変位
検出器で検出した変位の差を演算する演算装置と、試験
片に作用する力学量に係る信号をフィードバック信号と
して、このフィードバック信号と設定信号の偏差に基づ
いて前記アクチュエータにより負荷試験片に負荷を作用
させることを特徴とする熱疲労試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26990392A JPH06117986A (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 熱疲労試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26990392A JPH06117986A (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 熱疲労試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117986A true JPH06117986A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=17478825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26990392A Pending JPH06117986A (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | 熱疲労試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06117986A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104634808A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-05-20 | 浙江大学宁波理工学院 | 用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验设备和试验方法 |
| US20220252462A1 (en) * | 2019-06-28 | 2022-08-11 | Kelk Ltd. | State estimation system |
-
1992
- 1992-10-08 JP JP26990392A patent/JPH06117986A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104634808A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-05-20 | 浙江大学宁波理工学院 | 用于制作压铸模具的金属材料的热疲劳试验设备和试验方法 |
| US20220252462A1 (en) * | 2019-06-28 | 2022-08-11 | Kelk Ltd. | State estimation system |
| US12253422B2 (en) * | 2019-06-28 | 2025-03-18 | Kelk Ltd. | State estimation system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Slot et al. | Controlled-strain testing procedures | |
| US4564809A (en) | Eddy current test method with degree of amplification selected in accordance with a compensation signal | |
| JPH03152441A (ja) | 熱疲労試験方法 | |
| US6234032B1 (en) | Load measuring method and an apparatus therefor | |
| US20190293533A1 (en) | Noise reduction for strain-controlled testing | |
| JP3399792B2 (ja) | 疲労試験機 | |
| JP2773355B2 (ja) | 材料試験機の制御装置 | |
| Beauchamp et al. | A rig for controlled cyclic strain and temperature testing | |
| JP2819564B2 (ja) | 材料試験機 | |
| JP2606313B2 (ja) | 材料試験機の制御装置 | |
| SU1000749A1 (ru) | Пневматическое устройство дл контрол линейных размеров | |
| GB2066964A (en) | Controlling mechanical test apparatus electrically | |
| SU859903A1 (ru) | Дефектоскоп дл контрол металлических изделий | |
| JP3690077B2 (ja) | 試験装置 | |
| SU1732252A1 (ru) | Вихретоковый способ неразрушающего контрол электропровод щих изделий | |
| SU1456828A1 (ru) | Способ высокотемпературных испытаний образцов на прочность | |
| JPH07198637A (ja) | Ｐｖｔ測定方法及びその測定装置 | |
| Gomes et al. | Temperature effect on strain measurement by using weldable electrical resistance strain gages | |
| JPS60260711A (ja) | 油圧制御装置の温度補償方式 | |
| JPS5992327A (ja) | 原動機の寿命評価システム | |
| JPS62267643A (ja) | 疲労試験機 | |
| SU767698A1 (ru) | Способ компенсации люфта исполнительного устройства системы управлени | |
| JPH0145012B2 (ja) | ||
| JPS6182129A (ja) | ブレ−キ試験装置 | |
| JPS62127112A (ja) | 圧延材の蛇行防止方法 |