JPH0758246B2

JPH0758246B2 - 疲労試験監視装置

Info

Publication number: JPH0758246B2
Application number: JP62005230A
Authority: JP
Inventors: 作磨本山
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 1987-01-13
Filing date: 1987-01-13
Publication date: 1995-06-21
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPS63172940A

Description

【発明の詳細な説明】発明の目的［産業上の利用分野］本発明は、疲労試験の監視装置に関し、特に、複数の測
定点からの歪を検出している疲労試験において、各測定
点の疲労強度を正確に検出するために有用な疲労試験監
視装置に関する。

［従来の技術］従来、繰り返し荷重の加わる各種構造物、例えば、自動
車の車体や鉄道車両の台車枠等は、その耐久性試験の一
つとして、疲労試験が行われている。

特に大型の被検体の疲労試験においては、被検体の歪を
極めて多数の測定点から同時に検出し、各測定点の歪の
変化状態から、疲労状態を検出し、各点の疲労強度を求
めている。この場合、一つの測定点が疲労限界に達して
破壊すると、その後は他の測定点に応力が集中するため
に、測定点の内、一点が疲労限界に達した後は、他の測
定点の疲労強度は正確に検出されない。そのため、測定
点が疲労限界に達するたびに疲労試験機を停止して、そ
の測定点のデータを採取した後、補強し、他の測定点に
影響がないように処置していた。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、この様な疲労強度測定は、数日〜数週間単位の
極めて長時間を要するものであるが、常に監視者を測定
機に配置し、各測定点が疲労限界に達した場合、試験装
置を停止する必要があった。しかも、この監視作業は、
特に鉄道車両の台車枠など、100前後の多数の測定点を
監視するとなると、そのデータの演算処理等の必要があ
り、現実には、観察者への負担が極めて大きくなってい
る。

そのため、疲労試験機を稼働している時間を制限しなけ
ればならず極めて非効率的であり、観察者を増やして一
日中稼働してもデータ処理の限界から、測定精度低下は
甘受しなければならなかった。

また、一日中稼働して、監視者が常に測定装置に付いて
いない場合も、測定点が疲労限界に達する時に試験機停
止が出来ないため、他の測定点に応力が集中した状態で
の疲労試験が長時間に及び、他の測定点の測定精度を低
下させると共に、場合によっては補修不能なほどに被検
体が破壊してしまい、正確な測定値が得られないまま、
他の被検体に取り替えて再試験を行わなければならない
と言う事態が生じる場合もあった。特に大型の被検体の
場合、取り替えは不経済である。

更に測定点に設けられた歪ゲージ等の検出部自体が不良
であったり、その取付状態が不良である場合がある。特
に多数の測定点を設けた場合にはこの様な不良の確率が
高まる。復このような不良状態のまま疲労試験を実行す
ると、測定点が疲労限界に来ても検出値の変化として表
れることがなかったり、疲労限界に達していないのに疲
労限界に達したかのような変化をしたりして、検出精度
の低下のもう一つの原因となっていた。

発明の構成そこで、本発明は、上記問題点を解決することを目的と
し、次のような構成を採用した。

［問題点を解決するための手段］即ち、第１発明の要旨とするところは、第１図（Ａ）に
例示するごとく、被検体M11に応力を与える応力発生手段M12と、該応力発生手段M12を制御して、所定の繰り返し応力を
発生させる応力制御手段M13と、上記被検体M11の複数の測定点の歪状態を測定する歪測
定手段M14と、該歪測定手段M14からのデータを処理し、各測定点の歪
の推移を検出するデータ処理手段M15と、を備えた疲労試験機に用いられる疲労試験監視装置にお
いて、測定初期に、上記歪測定手段M14で求められた各測定点
の歪を観測し、正常範囲から外れた歪が観測された場合
に、初期異常警告信号を発生する初期異常警告手段M17
と、上記データ処理手段M15で求められた各測定点の歪の推
移を観測し、疲労限界時の所定の特異推移状態が観測さ
れた場合に、経時異常警告信号を発生する経時異常警告
手段M16と、を備えたことを特徴とする疲労試験監視装置にある。

また、第２発明の要旨とするところは、第１図（Ｂ）に
例示するごとく、被検体M21に応力を与える応力発生手
段M22と、該応力発生手段M22を制御して、所定の繰り返し応力を
発生させる応力制御手段M23と、上記被検体M21の複数の測定点の歪状態を測定する歪測
定手段M24と、該歪測定手段M24からのデータを所定時間間隔で順次読
み込んで処理し、各測定点の歪の推移を検出するデータ
処理手段M25と、を備えた疲労試験機に用いられる疲労試験監視装置にお
いて、測定初期に、上記歪測定手段M24で求められた各測定点
の歪を観測し、正常範囲か外れた歪が観測された場合
に、初期異常警告信号を発生する初期異常警告手段M29
と、上記データ処理手段M25で求められた各測定点の歪の推
移を観測し、疲労限界時の所定の特異推移状態が観測さ
れた場合に、経時異常警告信号を発生する経時異常警告
手段M26と、各測定点の上記所定の特異推移状態近傍の状態を検出す
る前兆検出手段M27と、該前兆検出手段M27により、いずれかの測定点が上記近
傍状態にあると検出されると、上記データ処理手段M25
による該測定点の歪測定データ読み込み量を増大させる
データ量変更手段M28と、を備えたことを特徴とする疲労試験監視装置にある。

［作用］第１発明において、測定初期に、初期異常警告手段M17
が、歪測定手段M14で求められた各測定点の歪を観測す
る。例えば、歪測定手段M14が不良であって出力値に異
常なデータが含まれることにより、歪が正常範囲から外
れていると観測された場合には、初期異常警告信号を出
力する。

この初期異常警告信号により、装置側の異常が判明し、
それに対処できる。従って、無駄な測定をしてしまった
り、異常な測定データを正常なものとして使用すること
による精度の低下を防止できる。また、応力制御手段M1
3により制御されている応力発生手段M12が被検体M11に
発生させている動歪を、各測定点に配設されている歪測
定手段M14からデータ処理手段M15が歪の推移を検出す
る。被検体M11が疲労してきて、該データ処理手段M15が
検出している歪の推移が疲労限界時の所定の特異推移状
態であると経時異常警告手段M16が観測すると、該経時
異常警告手段M16は経時異常警告信号を出力する。この
ことにより、疲労限界に達した測定点が他の測定点に悪
影響を与える前に、適切な処理を取ることが出来る。

上記経時異常警告信号および初期異常警告信号は、上記
応力制御手段M13による上記応力発生手段M12への制御を
停止させる処置のトリガーとして用いてもよい。

また、上記初期異常警告手段M17および上記経時異常警
告手段M16にCRTやプリンタ等の視認表示手段を儲け、各
警告信号を該視認表示手段に出力してもよい。また、そ
の際、所定の特異推移状態が観測された測定点の情報を
併記してもよい。

一方、第２発明においても、測定初期に、初期異常警告
手段M29が、歪測定手段M24で求められた各測定の歪を観
測する。例えば、歪測定手段M24が不良であって出力値
に異常なデータが含まれることにより、歪が正常範囲か
ら外れていると観測された場合には、初期異常警告信号
を出力する。

この初期異常警告信号により、装置側の異常が判明し、
それに対処できる。従って、無駄な測定をしてしまった
り、異常な測定データを正常なものとして使用すること
による精度の低下を防止できる。また、応力制御手段M2
3により制御されている応力発生手段M22が被検体M21に
発生させている動歪を、各測定点に配設されている歪測
定手段M24から、順次、データ処理手段M25が歪の推移を
検出する。被検体M21が疲労してきて、該データ処理手
段M25が検出している歪の推移が疲労限界時の所定の特
異推移状態であると経時異常警告手段M26が観測する
と、該経時異常警告手段M26は経時異常警告信号を出力
する。このことにより、疲労限界に達した測定点が他の
測定点に悪影響を与える前に、適切な処置を取ることが
出来る。ここまでは、第１発明と同様であるが、更に、
前兆検出手段M27がいずれかの測定点が上記所定の特異
推移状態近傍の状態であると検出すると、データ量変更
手段M28が上記データ処理手段M25による該測定点の歪測
定データ読み込み量を増大させる。このことにより、疲
労限界間近の測定点の測定精度が向上する。この歪測定
データ読み込み量の増大は、該当測定点の１回当りのデ
ータ読み込み時間の延長によりなしてもよく、読み込み
回数を増大することによりなしてもよい。

次に、本発明の実施例を説明する。本発明はこれらに限
られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種々
の態様のものが含まれる。

［実施例］第２図は、第１発明の一実施例の構成説明図である。こ
こで疲労試験機コントロール部１は第３図に示す油圧に
よる加振部３と組み合わされて、疲労試験機を構成して
いる。即ち、疲労試験機コントロール部１は外部からの
試験条件の設定に応じて、加振部３に設けられたロード
セル3a及び図示せぬ差動トランスにて荷重及び変位を検
出しながら、所定荷重または所定振幅を所定周期で、加
振部３が試験治具3bを介して被検体５に応力を与えるよ
うに制御している。この様な疲労試験機としては各種市
販のものを用いることが出来る。

ここでは、被検体５は鉄道車両の台車枠を用いている。
第３図の概略図で説明すると、被検体５は、中央部分が
凹状の空気ばね受け5aを形成している２本の側梁5bの該
凹部の間に、歯車箱つり受5c及び電動機受5dを備えた梯
子状の横梁5eが架設され、側梁5bの端部の間には端梁5f
が架設された形状となっている。

該被検体５の各測定点には、ひずみゲージ７が各々、シ
アノアクリレート系接着剤等の常温硬化性の接着剤で固
定されている。図では、他の構成の説明上、ひずみゲー
ジ７は一部しか示していない。実際は、100ケ所前後の
測定点にひずみゲージ７が接着されている。

上記ひずみゲージ７は第２図に示すように検出線7aを介
して、複数のスイッチボックス８に接続されている。該
スイッチボックス８はスイッチボックスコントローラ10
により、上記した多数のひずみゲージ７の内、一つのひ
ずみゲージ７の出力を動歪アンプ12に出力するよう構成
されている。即ち、スイッチボックスコントローラ10は
スイッチボックス８内の各ひずみゲージ７に対応したス
イッチ群の中から、ただ一つのスイッチをオンして、一
つのひずみゲージ７を動歪アンプ12に接続し、ひずみゲ
ージ７の電圧出力を増幅させるものである。これらのス
イッチボックス８及びそのコントローラ10は、従来より
静歪測定用として用いられているものが利用できる。

動歪アンプ12の出力信号はアナログ／デジタル（A/D）
変換器14により、電圧に対応したデジタル信号に変換さ
れる。該A/D変換器14は外部バス16に必要に応じてその
データを出力する。

カウンタ18は疲労試験機コントロール部１の行う加振部
３の加振周期をカウントする装置であり、動歪を被検体
５に与えられている振動荷重の１周期毎にカウントアッ
プするメモリを内部に備えており、必要に応じて該メモ
リの値を外部バス16に出力する。

コンピュータ20はフロッピィディスク内蔵型の装置であ
り、入力装置としてのキーボード22及び表示出力装置と
してのCRT24を備えている。該コンピュータ20は、外部
バス16に指示信号を出力することにより、スイッチボッ
クスコントローラ10にて所定のひずみゲージ７の出力信
号を動歪アンプ12を介して上記A/D変換器14から外部バ
ス16へ入力させ、更に疲労試験機コントロール部１によ
る動歪の周期を検出するカウンタ18からカウント値を外
部バス16へ入力させ、該入力値を読み込むと共に、疲労
試験機のコントロール部１に対しては、デジタル／アナ
ログ（D/A）変換器26を介して、デジタル信号を所定電
圧のアナログ信号に変換して指示を与え、更に、プリン
タ28に対して文字情報を必要に応じて出力する。

上記コンピュータ20の構成を表すと第４図のブロック図
のごとくになる。コンピュータ20は、各種データ等を演
算処理し各種装置を作動制御するセントラルプロセシン
グユニット（CPU）20a、プログラム及び初期データが格
納されるリードオンリメモリ（ROM）20b、入力データや
演算後のデータが読み書きされるランダムアクセスメモ
リ（RAM）20c、データをメモリからメモリへ直接高速伝
送するダイレクトメモリアクセスコントローラ（DMAC）
20d、キーボード22の出力を受けるためのキーボードイ
ンタフェイス20e、フロッピィディスク20fとの間でデー
タを入力するためのフロッピィディスクインタフェイス
20g、測定機等外部の所望の装置と上記外部バス16を介
してデータを交換するための拡張スロット20h、CPU20a
等に所定間隔で制御タイミングとなるクロック信号を送
るクロック回路20i、コンピュータ全体に安定した直流
電圧を与える電源回路20j、CRT24の表示をコントロール
するCRTコントローラ（CRTC）20k、CRT24の表示内容の
直接の記憶場所であるビデオRAM（VRAM）20l、計時用タ
イマ20m、所定信号や時間により割り込みルーチン処理
を開始させる割り込みコントローラ20n及びデータやコ
ントロール等の信号の通路となるバスライン20pを備え
ている。

上記コンピュータにて行われる処理を第５図（Ａ）のフ
ローチャートに示す。

先ず、処理が開始されると、ステップ100にて、初期設
定がなされる。即ち、各種変数、フラグの初期値の設定
がなされる。例えば、後述するフラグFfはリセットさ
れ、フラグFint（１），…,Fint（Ｋ）はセットされ
る。次にステップ110にて各装置の接続状態の検出、初
期状態の設定がなされる。

次にステップ1000にて、測定・演算処理がなされる。即
ち、各ひずみゲージ７の検出値を読み込み、各ひずみゲ
ージ７の平均値を求める処理がなされる。この詳細を第
５図（Ｂ）に基づいて説明する。

先ずステップ1010にては変数ｉに“1"が設定される。該
変数ｉはひずみゲージ７の個々に設定された番号に対応
する。

次にステップ1020にて変数Ctoにカウンタ18のカウント
値が読み込まれて設定される。次にステップ1030にて、
上記変数ｉの値に該当するひずみゲージ７からその出力
値を得るため、スイッチボックスコントローラ10に指示
して、スイッチボックス８中のｉ番目のひずみゲージ７
に対応するスイッチをオンとし、他をオフとする制御を
行う。次にステップ1040にて変数ｊに“1"が設定され
る。

次にステップ1050にてタイマ20mの内容がクリアされ、
計時が“0"から開始される。次にステップ1060にて配列
変数Ｄ（i,j）にｉ番目のひずみゲージ７の出力値をA/D
変換した値が読み込まれる。

次にステップ1070にて、変数Ct（ｉ）にカウンタ18のカ
ウント値が読み込まれて設定される。

次にステップ1080にては、カウンタ変数Ct（ｉ）とCto
との差が10以上か否かが判定される。即ち、疲労試験機
の加振部３の振動が10周期分数えたか否かが判定され
る。未だ、10周期分の振動が生じていない場合は、否定
判定されて、ステップ1090にて、変数ｊがインクリメン
トされる。次いで、ステップ1100にて、タイマ20mが所
定時間Ｔを数えたか否かが判定される。数えていなけれ
ば否定判定されて、時間待ちをする。所定時間Ｔに至れ
ば、ステップ1100にて肯定判定され、以下上述のステッ
プ1050,1060,1070の処理を行う。こうして、ステップ10
80にて肯定判定されるまで、ステップ1050,1060,1070,1
080,1090,1100の処理を繰り返すことにより、配列変数
Ｄ（i,j）に、時間Ｔ毎に測定したｉ番目のひずみゲー
ジ７の出力値が格納される。尚、上記時間Ｔは加振部３
の振動の１周期（例えば、250msec）に比して十分に短
い時間（例えば、25msec、場合によってもっと短い時間
５〜6msec）である。

こうして、10周期分数えた場合は、ステップ1080にて肯
定判定されて、ステップ1110にて、上記ステップ1060に
て読み込まれた、ｉ番目のひずみゲージ７の平均値が算
出され、変数Sav（ｉ）に設定される。次いで、ステッ
プ1120にてｉの値が、所定値Ｋ以上か否かが判定され
る。所定値Ｋは全ひずみゲージ７の数を表す。全てのひ
ずみゲージ７について、測定していなけれ、ステップ11
20にては否定判定されて、ステップ1130にてｉがインク
リメントされ、再度ステップ1020から処理が開始され
る。即ち、ｉ番目のひずみゲージ７の測定が開始され、
その出力値の平均値が求められることになる。以後全て
のひずみゲージ７を測定し平均値を算出するまで、上記
処理が繰り返される。

全ひずみゲージ７の測定及び平均値算出が終了し、ステ
ップ1120にて肯定判定されれば、測定・演算ルーチンの
処理は終了し、第５図（Ａ）のステップ1500にて、上記
求められた各ひずみゲージ７の出力平均値Sav（１），
…,Sav（Ｋ）及びそのカウンタ値Ct（１），…,Ct
（Ｋ）が、フロッピィディスク20fに出力され、記憶さ
れる。同時にプリンタ28に出力し、グラフ上にドットを
描かせてもよい。

次にステップ2000にて、異常判定処理がなされる。即
ち、上記ステップ1000で求められた値が疲労限界等を表
す異常なものでないか否かを判定する処理が行われる。
この詳細を第５図（Ｃ）に基づいて説明する。

先ず、ステップ2010にて変数ｉに“1"が設定される。次
にステップ2020にてフラグFint（ｉ）がセットされてい
るか否かが判定される。最初の処理であり、フラグFint
（ｉ）が上記ステップ100にてセットされたままであれ
ば、肯定判定されて、ステップ2030にて平均値Sav
（ｉ）の値が初期平均値を表す変数Sint（ｉ）に格納さ
れる。次にステップ2040にてフラグFint（ｉ）がリセッ
トされ、次いでステップ2050にて上記第１回目としての
測定データＤ（i,j）及び平均値Sav（ｉ）の値が異常で
ないか否かが判定される。即ち、測定データＤ（i,j）
や平均値Sav（ｉ）の値が異常に高かったり低かったり
した場合、あるいはひずみゲージ７の測定データＤ（i,
j）の変動幅、即ち振動が異常に大きかったりした場合
に異常と判定され、ステップ2060にてｉ番目のひずみゲ
ージ７が異常であることがCRT24に表示される。同時に
プリンタ28に出力してもよい。

ステップ2060の次には、ステップ2070にてフラグFint
（ｉ）がセットされ、ステップ2080にてフラグFtがセッ
トされる。

上記ステップ2050にて異常でないと判定されれば、ステ
ップ2090にて変数Sav（ｉ）の値が変数Sb（ｉ）に格納
される。

上記ステップ2070の終了後、または上記2090の終了後
に、ステップ2100にて変数ｉが前記所定値Ｋ以上か否か
が判定される。未だ全ひずみゲージ７の出力が判定され
ていなければ、否定判定されて、ステップ2110にてｉが
インクリメントされる。このことにより、ひずみゲージ
７自体の異常やその設定の異常、その他、検出信号往路
に関する異常があることが判り、後述するステップ2230
の処理時に該当するひずみゲージ７に補修等の対策を講
ずることが出来る。

全てのひずみゲージ７の検査が終了し、ステップ2100に
て肯定判定されれば、第５図（Ａ）のステップ2210にて
フラグFtが設セットされているか否かが判定される。も
し、上記ステップ2000の異常判定処理にて、ひずみゲー
ジ７の全てが正常であるとされた場合、そのステップ20
80は実行されていないため、フラグFfはリセットされた
ままである。そのためステップ2210では否定判定され
て、再度ステップ1000の測定・演算処理が開始される。

一方、ひずみゲージ７の内の何れかが、異常であること
が判明した場合には、そのステップ2080にてフラグFfは
セットされているので、ステップ2210では肯定判定さ
れ、ステップ2220にて、疲労試験機のコントロール部１
に、外部バス16とD/A変換器26とを介して、疲労試験停
止の指令が出力される。このことにより、コントロール
部１が疲労試験機の加振部３の振動を停止し、加振部３
の油圧を低下させ、ロードセル3aの荷重検出を零までも
ってゆく。こうして被検体５の疲労試験は中止される。
このとき、警報器をコンピュータ20に接続しておけば、
警報音を発生させることが出来るし、コンピュータ20に
モデムを接続しておけば、該当部署に電話で知らせるこ
とも出来る。

この後、ステップ2230にて、キーボード22からの指示待
となる。即ち、この間に疲労限界に達した部分の補修が
完了するのを待つか、または他の事情で疲労試験を中断
するか否かの判断を待つことになる。

キーボード22から指示入力があり、中止でなければ、ス
テップ2240にて否定判定されて、ステップ2250にてフラ
グFfがリセットされ、ステップ2260にて疲労試験機のコ
ントロール部１に、外部バス16とD/A変換器26とを介し
て、疲労試験再開の指令が出力されて、コントロール部
１の指示により既に設定してある荷重で疲労試験が再開
される。この後、ステップ1000の測定・演算処理が再度
繰り返される。

一方、キーボード22からの指示が中止であれば、ステッ
プ2240にて肯定判定されて処理が終了する。

２度目以降の、ステップ1000の測定・演算処理について
は変わらないが、ステップ2000の異常判定処理について
は、各ひずみゲージ７のフラグFint（ｉ）の値に応じた
処理がなされる。前回のステップ2000にて異常と判定さ
れ、補修された測定点の検出データについては、フラグ
Fint（ｉ）がセット状態にあるため、上記したステップ
2000の異常判定処理のステップ2020にて肯定判定され、
再度ステップ2030乃至ステップ2090の処理がなされる。

一方、初期状態が異常でないと判定された場合には、ス
テップ2020にて否定判定され、次にステップ2510にて平
均値の初期値である変数Sint（ｉ）と現在の平均値であ
る変数Sav（ｉ）との差|Sav（ｉ）−Sint（ｉ）｜が算
出され、変数ΔＳ（ｉ）に格納される。続いて、ステッ
プ2520にて、現在の平均値である変数Sav（ｉ）と前回
の変数Sb（ｉ）との差|Sav（ｉ）−Sb（ｉ）｜が算出さ
れ、変数ΔSb（ｉ）に格納される。

次にステップ2530にて上記求められた初期値からの変位
を表す変数ΔＳ（ｉ）が、該当疲労限界SLを越えている
か否かが判定される。

ここで該当疲労限界SLは、例えば第10図に示した耐久線
図を用いて決定される。即ち、横軸を平均応力、縦軸を
変動応力とした場合、三角形で表される材料としての論
理的な限界領域Ｆ内に、被検体５の測定点によって、疲
労限界L1,L2,L3が設けられている。L1は溶接部限界を表
し、L2は溶接部グラインダ仕上限界を表し、L3は母材部
限界を表す。即ち、溶接部での平均応力が6kg/mm²の場
合、溶接部限界は点A1で表される。疲労限界SLをA1点に
設定してもよいが、A1点の値から所定値低い値を設定し
ておくことが、早期に疲労限界を検知する上から好まし
い。例えば95％のB1点を設定する。同様に測定点がグラ
インダ仕上部である場合に、平均応力が−2.8kg/mm²の
疲労限界点A2の95％のB2点を設定し、測定点が母材部で
ある場合に、平均応力が2.4kg/mm²の疲労限界点A3の95
％のB3点を設定する。

上記耐久線図はマップの形あるいは関数の形でコンピュ
ータ20のRAM20c中にフロッピィディスクから読み出され
て記憶されている。

ステップ2530にて、該当する疲労限界SLを越えていなけ
れば否定判定されて、ステップ2540にて上記求められた
前回値からの変位を表す変数ΔSb（ｉ）が、1.5kg/mm₂
を越えているか否かが判定される。これは、ひずみゲー
ジ７の出力平均値が前回と比して、1.5kg/mm₂を越えて
いる程に変化し始めれば、疲労限界SLに至ったと判断す
るからである。勿論この1.5kg/mm₂の値も耐久線図の疲
労限界SLに比例させて設定してもよい。

1.5kg/mm₂を越えていなければ否定判定されて、前述の
ステップ2090の処理を行い、ステップ2100にてすべての
ひずみゲージ７について処理がなされていなければ、ス
テップ2110にてｉをインクリメントして、再度ステップ
2020へ戻る。

ステップ2530にて変数ΔＳ（ｉ）が、該当疲労限界SLを
越えていて、肯定判定された場合、ステップ2550にてそ
の番号ｉとΔＳ（ｉ）とがCRT24に表示される。同時に
プリンタ28に出力してもよい。

またステップ2540にて変数ΔSb（ｉ）が、1.5kg/mm²を
越えていて、肯定判定された場合、ステップ2560にてそ
の番号ｉとΔSb（ｉ）とがCRT24に表示される。同時に
プリンタ28に出力してもよい。

上記ステップ2550またはステップ2560が終了した場合
は、異常であることを示す意味でステップ2570にてフラ
グFint（ｉ）がセットされ、ステップ2580にてフラグFf
がセットされる。この後、ステップ2100にて全ひずみゲ
ージ７が終了しているか否かが判定され、終了していな
ければ、ステップ2110の処理の後、再度ステップ2020に
帰る。

こうして全部のひずみゲージ７の処理が終了すれば、ス
テップ2100にて肯定判定され、本処理ルーチンを抜け
て、第５図（Ａ）に示す、ステップ2210の処理に移り、
今回初期異常があったひずみゲージ７、初期値からの変
位ΔＳ（ｉ）が該当疲労限界SLを越えているひずみゲー
ジ７および前回値からの変位ΔSb（ｉ）が1.5kg/mm²を
越えているひずみゲージ７の何れかに該当するひずみゲ
ージ７が１つでもあれば、肯定判定されて、以後前述し
たステップ2220,2230,2240の各処理が実施され、補修が
できて再開されれば、ステップ2250,2260をへて、再度
ステップ1000の処理が開始する。

こうして、各測定点のひずみゲージ７について、疲労限
界等で測定値に異常が発生すれば、疲労試験を停止し
て、補修可能な状態で待機し、再開の指示があれば、継
続して疲労試験の実施する。

上記のような測定値の例を第６図に示す。ただし、測定
値はNo.101〜108の８個のひずみゲージ７の測定値のみ
示しており、太線で示す平均応力の推移とともに細線で
示す変動応力の最大値・最小値の推移も記載してある。
この内の平均応力が試験開始時の値より該当疲労限界SL
分（例えば、5kg/mm²）変動するか、前回測定時より1.5
kg/mm²すれば、疲労限界に達したものとして、疲労試験
機を停止する。また、疲労試験開始時あるいは補修後の
初期に異常なデータを出力したひずみゲージ７も検査
し、疲労試験機を停止する。

本実施例は、上述のごとく構成されているため、疲労限
界に達した測定点を早期に検出することができ、常に全
測定点について、精密な測定が効率的に出来ることにな
り、被検体を必要異常に破壊して以後の試験を不能にす
ることもない。また初期値も検査することにより、より
精密なデータを得ることが出来る。

次に第２発明の実施例について第７図、第８図（Ａ）乃
至（Ｄ）および第９図（Ａ），（Ｂ）に基づいて説明す
る。以下第１発明の実施例との違いのみ示し、他は同様
な構成を成しているものとする。

第２発明の第１実施例は、第７図のような異常判定処理
を行う。第１発明の処理（第５図（Ｃ））と同一の処理
ステップについては同一番号が付してあり、詳細は前述
のごとくであるので省略する。異なるところは、ステッ
プ2050sの測定データ量増大処理、ステップ2080s及び25
80sの測定データ量回復処理である。

上記ステップ2050sの測定データ量増大処理の詳細は、
第８図（Ａ）に示すごとくである。まず、ステップ2052
にて変数ΔＳ（ｉ）が、上述の該当疲労限界の90％SL90
分（例えば、該当疲労限界SLが5kg/mm²であれば、4.5kg
/mm²）を越えているか否かが判定され、ステップ2054に
て変数ΔSb（ｉ）が、上述した1.5kg/mm²の約90％であ
る1.3kg/mm²を越えているか否かが判定される。

何れかの判定にて肯定されれば、ステップ2056にてカウ
ント値の上限を設定する変数Ｃ（ｉ）に“15"を設定す
る。

また、上記ステップ2080s及び2580sの測定データ量回復
処理の詳細は、第８図（Ｂ）に示すごとく、カウント値
の上限を設定する変数Ｃ（ｉ）に“5"を設定する処理で
ある。

更に本実施例の測定・演算ルーチンとしては、第１発明
の実施例（第５図（Ｂ））とは、ステップ1080が第９図
（Ａ）の部分フローチャートに示すごとく、カウント値
の差が上記Ｃ（ｉ）を基準にして判定している点が異な
る。

この様に処理することにより、疲労限界SL直前の状態、
即ちΔＳ（ｉ）が該当疲労限界の90％SL90分を越えた状
態、またはΔSb（ｉ）が1.3kg/mm²を越えた状態に至っ
た場合、測定点を変更する周期が通常、疲労試験機の加
振部３の加振周期５周期分（初期設定で５周期分に設定
したものとする。）であるとすれば、それを15周期分に
増大することによって、より多くのデータを疲労限界に
近付いた測定点について測定することができる。

この結果、第１発明の実施例効果に加えて、全測定点の
監視をより短い周期で行えると共に、異常に近付いた測
定点に対しては、より正確な測定が出来るものである。

次に第２発明の第２実施例は、第１実施例と同様に第７
図のような異常判定処理を行うが、異なるところは、ス
テップ2050sの測定データ量増大処理、ステップ2080s及
び2580sの測定データ量回復処理の内容である。

上記ステップ2050sの測定データ量増大処理の詳細は、
第８図（Ｃ）に示すごとくである。まず、ステップ2052
にて変数ΔＳ（ｉ）が、該当疲労限界の90％SL90分を越
えているか否かが判定され、ステップ2054にて変数ΔSb
（ｉ）が、1.3kg/mm²を越えているか否かが判定され
る。何れかの判定にて肯定されれば、ステップ2057にて
タイマの上限を設定する変数Ｔ（ｉ）に10msecを設定す
る。

また、上記ステップ2080s及び2580sの測定データ量回復
処理の詳細は、第８図（Ｄ）に示すごとく、タイマ20m
の上限を設定する変数Ｔ（ｉ）に25msecを設定する処理
である。

更に本実施例は、測定・演算ルーチンとして第１発明の
実施例（第５図（Ｂ））とはステップ1100が第９図
（Ｂ）の部分フローチャートに示すごとく、タイマ20m
の上限が上記Ｔ（ｉ）を基準にして判定されている点が
異なる。

この様に処理することにより、疲労限界直前の状態に至
った場合、測定点からA/D変換してデータを測定する周
期が通常、25msecであるのが、10msecに短くなることに
よって、より多くのデータを疲労限界に近付いた測定点
について測定することができる。

この結果、第１発明の実施例効果に加えて、全測定点の
監視の周期を変えずに、異常に近付いた測定点に対し
て、より正確な測定が出来るものである。

上記各実施例において、疲労試験機の加振部３が応力発
生手段M12,M22に該当し、疲労試験機のコントロール部
１が応力制御手段M13,M23に該当し、ひずみゲージ７が
歪測定手段M14,M24に該当し、コンピュータ20がデータ
処理手段M15,M25、初期異常警告手段M17,M29、経時異常
警告手段M16,M26、前兆検出手段M27及びデータ量変更手
段M28に該当する。コンピユータ20が実行する処理の内
で、ステップ1000がデータ処理手段M15,M25としての処
理に該当し、ステップ2050,2060が初期異常警告手段M1
7,M29としての処理に該当し、ステップ2510〜2560が経
時異常警告手段M16,M26としての処理に該当し、ステッ
プ2052,2054が前兆検出手段M27としての処理に該当し、
ステップ2056,2057がデータ量変更手段M28としての処理
に該当する。また、視認表示手段としては、CRT24ある
いはプリンタ28が該当する。

上記第１実施例と第２実施例とで測定データ量の変更の
手段を時間と周期とに分けて行ったが、両者を組み合わ
せてもよい。

また、測定データ量を変更する手段として、上記手段以
外に、全測定点に対する該当測定点の測定回数を増大す
る手段でもよい。

発明の効果第１発明の疲労試験監視装置は、被検体の各測定点の歪
の推移を観測し、疲労限界時の所定の特異推移状態が観
測された場合に、警告信号を発生する警告手段を備えて
いるため、常に監視者が試験機近傍にいなくとも、疲労
限界に達した測定点があった場合は、即座に疲労試験を
停止し、以後の疲労試験や被検体に悪影響を与えず、効
率的に正確なデータを得ることが出来る。

第２発明の疲労試験監視装置は、被検体の各測定点の歪
の推移を観測し、疲労限界時の所定の特異推移状態が観
測された場合に、警告信号を発生する警告手段を備える
とともに、各測定点の上記所定の特異推移状態近傍の状
態を検出する前兆検出手段と、該前兆検出手段により、
いずれかの測定点が上記近傍状態にあると検出されると
上記データ処理手段による該測定点の歪測定データ読み
込み量を増大させるデータ量変更手段とを備えているこ
とにより、第１発明の効果に加えて、より精密な検出が
出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は第１発明の基本的構成例示図、第１図
（Ｂ）は第２発明の基本的構成例示図、第２図は第１発
明の実施例構成図、第３図は被検体の振動荷重試験の説
明図、第４図はコンピュータのブロック図、第５図
（Ａ）乃至（Ｃ）は上記コンピュータの処理を表すフロ
ーチャート、第６図は測定例を示すグラフ、第７図は第
２発明の実施例のフローチャート、第８図（Ａ）及び
（Ｂ）はその第１実施例のフローチャート、第８図
（Ｃ）及び（Ｄ）はその第２実施例のフローチャート、
第９図（Ａ）はその第１実施例のフローチャート、第９
図（Ｂ）はその第２実施例のフローチャート、第10図は
耐久線図を表す。１……疲労試験機コントロール部３……加振部、3a……ロードセル５……被検体、７……ひずみゲージ８……スイッチボックス 10……スイッチボックスコントローラ 12……動歪アンプ、14……A/D変換器 16……外部バス、18……カウンタ 20……コンピュータ、22……キーボード 24……CRT、26……D/A変換器 28……プリンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体に応力を与える応力発生手段と、該応力発生手段を制御して、所定の繰り返し応力を発生
させる応力制御手段と、上記被検体の複数の測定点の歪状態を測定する歪測定手
段と、該歪測定手段からのデータを処理し、各測定点の歪の推
移を検出するデータ処理手段と、を備えた疲労試験機に用いられる疲労試験監視装置にお
いて、測定初期に、上記歪測定手段で求められた各測定点の歪
を観測し、正常範囲から外れた歪が観測された場合に、
初期異常警告信号を発生する初期異常警告手段と、上記データ処理手段で求められた各測定点の歪の推移を
観測し、疲労限界時の所定の特異推移状態が観測された
場合に、経時異常警告信号を発生する経時異常警告手段
と、を備えたことを特徴とする疲労試験監視装置。
【請求項２】上記応力制御手段が、経時異常警告信号ま
たは初期異常警告信号を受けると、上記応力発生手段へ
の制御を停止させるよう構成されている特許請求の範囲
第１項記載の疲労試験監視装置。
【請求項３】上記初期異常警告手段および上記経時異常
警告手段が、視認表示手段を備え初期異常警告信号およ
び経時異常警告信号の内容を該視認表示手段に表示する
よう構成された特許請求の範囲第１項または第２項記載
の疲労試験監視装置。
【請求項４】上記視認表示手段による表示内容が、複数
の測定点の内、測定初期に正常範囲から外れた歪が観測
された測定点および所定の特異推移状態が観測された測
定点の情報を含む特許請求の範囲第３項記載の疲労試験
監視装置。
【請求項５】被検体に応力を与える応力発生手段と、該応力発生手段を制御して、所定の繰り返し応力を発生
させる応力制御手段と、上記被検体の複数の測定点の歪状態を測定する歪測定手
段と、該歪測定手段からのデータを所定時間間隔で順次読み込
んで処理し、各測定点の歪の推移を検出するデータ処理
手段と、を備えた疲労試験機に用いられる疲労試験監視装置にお
いて、測定初期に、上記歪測定手段で求められた各測定点の歪
を観測し、正常範囲から外れた歪が観測された場合に、
初期異常警告信号を発生する初期異常警告手段と、上記データ処理手段で求められた各測定点の歪の推移を
観測し、疲労限界時の所定の特異推移状態が観測された
場合に、経時異常警告信号を発生する経時異常警告手段
と、各測定点の上記所定の特異推移状態近傍の状態を検出す
る前兆検出手段と、該前兆検出手段により、いずれかの測定点が上記近傍状
態にあると検出されると、上記データ処理手段による該
測定点の歪測定データ読み込み量を増大させるデータ量
変更手段と、を備えたことを特徴とする疲労試験監視装置。
【請求項６】歪測定データ読み込み量の増大が、１回当
りの読み込み時間の延長によりなされる特許請求の範囲
第５項記載の疲労試験監視装置。
【請求項７】歪測定データ読み込み量の増大が、読み込
み回数を増大することによりなされる特許請求の範囲第
５項記載の疲労試験監視装置。