JPS599846B2 - 試験機における試料破断検出装置 - Google Patents
試験機における試料破断検出装置Info
- Publication number
- JPS599846B2 JPS599846B2 JP1846579A JP1846579A JPS599846B2 JP S599846 B2 JPS599846 B2 JP S599846B2 JP 1846579 A JP1846579 A JP 1846579A JP 1846579 A JP1846579 A JP 1846579A JP S599846 B2 JPS599846 B2 JP S599846B2
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- JP
- Japan
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- load
- signal
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- sample
- circuit
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 241001315609 Pittosporum crassifolium Species 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、たとえば、電気油圧サーボ疲労試験機におい
て、材料の破断を電気的に検出する装置に関する。
て、材料の破断を電気的に検出する装置に関する。
低サイタル疲労試験は、試料にある周波数のもとで引張
荷重および圧縮荷重を交互に加え、その破断に至るまで
の時間を計測することにより材料の疲労を測定するもの
であるが、この試験中において、試料が破断したとき、
その試料の破断面を互いに接触しないように離す必要が
ある。
荷重および圧縮荷重を交互に加え、その破断に至るまで
の時間を計測することにより材料の疲労を測定するもの
であるが、この試験中において、試料が破断したとき、
その試料の破断面を互いに接触しないように離す必要が
ある。
しかし、従来のこのための装置は、応答速度が遅く、ま
た応答速度を速くしようとした場合には、構造が複雑に
なるという欠点がある。
た応答速度を速くしようとした場合には、構造が複雑に
なるという欠点がある。
本発明は、上記の欠点を解決することを目的とするもの
で、断続する荷重値を電気信号に変換してモニタしてお
き、その引張荷重期間の倚数個目と偶数個目を交互に高
速クロックパルスで計数し、その計数量の差があらかじ
め定められた限界を過ぎたとき、試料に配断を生じたも
のとみなすようにした試料破断検出装置を提供せんとす
るものである。
で、断続する荷重値を電気信号に変換してモニタしてお
き、その引張荷重期間の倚数個目と偶数個目を交互に高
速クロックパルスで計数し、その計数量の差があらかじ
め定められた限界を過ぎたとき、試料に配断を生じたも
のとみなすようにした試料破断検出装置を提供せんとす
るものである。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。
する。
まず第１図は、電気油圧サーボ疲労試験機１０の概要を
示している。
示している。
ここで試料１１には、直動アクチュエータ１２によつて
荷重及び変位が与えられる。そして設定変位信号源であ
る発振源１４からの交番信号が増幅回路１５をへて直動
アクチュエータ１２のサーボバルブ１６に入ることによ
り、油圧源１７からの圧油は、サーボバルブ１６に制御
されて直動アクチュエータ１２を駆動する。また、伸び
量検出器１８は、試料１１に接し、その間の伸び量を電
気量に変換して検出し、検出出力を発生する。そしてこ
の検出出力は、増幅器１９により増幅されてカロ算点１
３に負帰還さ・ れ、同時に実伸び出力として測定され
る。一方試料１１には直列的にロードセル２１が取り付
けられる。このロードセル２１は、本発明の装置の検出
部を構成するもので、荷重の変化量を電気信号に変換し
、これを荷重モニタ信号として出力する。つ ここで電
気油圧サーボ疲労試験機１０による実荷重は、第２図に
示すように、引張り荷重と圧縮荷重とが発振源１４から
の交番信号の周波数に基づいて交互に入れ替つた状態の
荷重である。一方、試料１１の伸びは、この交番荷重と
同期し、ゼロ５ 点を中心として交互にくりれえすこと
になる。なお、破断点は、破断面の保護のため荷重を瞬
時に止めたところを示している。次に第３図は、試料破
断検出装置２０を示している。
荷重及び変位が与えられる。そして設定変位信号源であ
る発振源１４からの交番信号が増幅回路１５をへて直動
アクチュエータ１２のサーボバルブ１６に入ることによ
り、油圧源１７からの圧油は、サーボバルブ１６に制御
されて直動アクチュエータ１２を駆動する。また、伸び
量検出器１８は、試料１１に接し、その間の伸び量を電
気量に変換して検出し、検出出力を発生する。そしてこ
の検出出力は、増幅器１９により増幅されてカロ算点１
３に負帰還さ・ れ、同時に実伸び出力として測定され
る。一方試料１１には直列的にロードセル２１が取り付
けられる。このロードセル２１は、本発明の装置の検出
部を構成するもので、荷重の変化量を電気信号に変換し
、これを荷重モニタ信号として出力する。つ ここで電
気油圧サーボ疲労試験機１０による実荷重は、第２図に
示すように、引張り荷重と圧縮荷重とが発振源１４から
の交番信号の周波数に基づいて交互に入れ替つた状態の
荷重である。一方、試料１１の伸びは、この交番荷重と
同期し、ゼロ５ 点を中心として交互にくりれえすこと
になる。なお、破断点は、破断面の保護のため荷重を瞬
時に止めたところを示している。次に第３図は、試料破
断検出装置２０を示している。
試料破断検出装置２０は、前述のロードセル２１、計数
信号発生器２２、第１カウンタ２３、第２カウンタ２４
、減算回路２５、コンパレータ２６、ラツチ回路２７お
よびコントローラ２８により構成されている。計数信号
発生器２２は、荷重モニタ信号と同期して、引張荷重に
対応する矩形波と引張荷重期間中の基準パルスを発生す
る回路である。第１カウンタ２３は、ある引張り荷重期
間中の基準パルス数を計数する。また、第２カウンタ２
４は、上記第１カウンタ２３のあとに続く引張り荷重期
間の基準パルスの数を計数する。そして減算回路２５は
、上記第１カウンタ２３および第２カウンタ２４のそれ
ぞれの計数値を適当なタイミングで減算し、コンバレー
タ２６に出力する。コンパレータ２６は、減算回路２５
からの減算値とあらかじめ設定した差分設定値とを比較
し、減算値の値が大きいときに一定の出力を出す。ラツ
チ回路２７は、コンパレータ２６の出力を受け、制御さ
れたタイミングで発振停止信号を出力する。また コン
トローラ２８は、第１カウンタ２３および第２カウンタ
２４の計数の計数動作のタイミングならびに減算回路２
５およびコンパレータ２６のロード動作のタイミングを
とる回路である。そして計数信号発生器２２は、荷重モ
ニタ信号から引張荷重のみを取出してそれを波形整形す
る矩形波発生回路２９と、この矩形波信号と高速クロツ
クパルスとを入力し、矩形波信号のハイレベルの期間中
にその高速クロツクパルスを通過させて基準パルスを得
るゲート回路３０とで構成されている。
信号発生器２２、第１カウンタ２３、第２カウンタ２４
、減算回路２５、コンパレータ２６、ラツチ回路２７お
よびコントローラ２８により構成されている。計数信号
発生器２２は、荷重モニタ信号と同期して、引張荷重に
対応する矩形波と引張荷重期間中の基準パルスを発生す
る回路である。第１カウンタ２３は、ある引張り荷重期
間中の基準パルス数を計数する。また、第２カウンタ２
４は、上記第１カウンタ２３のあとに続く引張り荷重期
間の基準パルスの数を計数する。そして減算回路２５は
、上記第１カウンタ２３および第２カウンタ２４のそれ
ぞれの計数値を適当なタイミングで減算し、コンバレー
タ２６に出力する。コンパレータ２６は、減算回路２５
からの減算値とあらかじめ設定した差分設定値とを比較
し、減算値の値が大きいときに一定の出力を出す。ラツ
チ回路２７は、コンパレータ２６の出力を受け、制御さ
れたタイミングで発振停止信号を出力する。また コン
トローラ２８は、第１カウンタ２３および第２カウンタ
２４の計数の計数動作のタイミングならびに減算回路２
５およびコンパレータ２６のロード動作のタイミングを
とる回路である。そして計数信号発生器２２は、荷重モ
ニタ信号から引張荷重のみを取出してそれを波形整形す
る矩形波発生回路２９と、この矩形波信号と高速クロツ
クパルスとを入力し、矩形波信号のハイレベルの期間中
にその高速クロツクパルスを通過させて基準パルスを得
るゲート回路３０とで構成されている。
そしてこのゲート回路３０の出力は、第１カウンタ２３
および第２カウンタ２４の計数入力となる。また、コン
トローラ２８は、矩形波信号を入力とするフリツプフロ
ツプ回路３１およびロードパルス発生回路３２により構
成されている。フリツプフロツプ回路３１のＱとｏの出
力は、第１カウンタ２３および第２カウンタ２４にゲー
ト信号として交互に出力する。またラツチ回路２７は、
矩形波発生回路２９の矩形波信号を入力してそれを反転
するインバータ回路３３と、このインバータ回路３３の
出力をクロツク信号としコンパレータ２６の出力を受け
たとき継続した発振停止出力を出すＤ形のフリツプフロ
ツプ回路３４によノり構成されている。
および第２カウンタ２４の計数入力となる。また、コン
トローラ２８は、矩形波信号を入力とするフリツプフロ
ツプ回路３１およびロードパルス発生回路３２により構
成されている。フリツプフロツプ回路３１のＱとｏの出
力は、第１カウンタ２３および第２カウンタ２４にゲー
ト信号として交互に出力する。またラツチ回路２７は、
矩形波発生回路２９の矩形波信号を入力してそれを反転
するインバータ回路３３と、このインバータ回路３３の
出力をクロツク信号としコンパレータ２６の出力を受け
たとき継続した発振停止出力を出すＤ形のフリツプフロ
ツプ回路３４によノり構成されている。
次の動作を説明する。
試験の開始に当つては、発振源１４によつて発生される
信号はフエードインにより極めて小さなレベルから序々
に所定レベルまで上昇される。従つて、試験開始直後の
カウンタ２３，２４の計数期間は共に極めて小さく、そ
れらの差も極めて小さい。しかし、試験が定常状態に至
ると、荷重モニタ信号は、第４図に示すように、第２図
の荷重の交番周波数と同期している。
信号はフエードインにより極めて小さなレベルから序々
に所定レベルまで上昇される。従つて、試験開始直後の
カウンタ２３，２４の計数期間は共に極めて小さく、そ
れらの差も極めて小さい。しかし、試験が定常状態に至
ると、荷重モニタ信号は、第４図に示すように、第２図
の荷重の交番周波数と同期している。
したがつて矩形波発生回路２９は、引張り荷重の期間Ｔ
，，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４においてノｑレベルの矩形波信号
を発生する。この矩形波信号は、荷重モニタ信号が基準
レベル例えばゼロレベルと交差するハイレベル期間にお
いて継続している。そしてこの矩形波信号は、フリツプ
フロツプ回路３１の制御入力となるため、フリツプフロ
ツプ回路３１は、荷重モニタ信号と同期して第１ゲート
信号および第２ゲート信号を第１カウンタ２３および第
２カウンタ２４に交互に送り、それらを交互に動作させ
る。また、矩形波信号は、ゲート回路３０の１つの入力
となつているため、高速クロツクパルスは、矩形波信号
のハイレベルの期間においてのみ第１カウンタ２３およ
び第２カウンタ２４の入力となる。したがつて第１カウ
ンタは、期間Ｔ／，Ｔ３′中においてその基準パルスを
計数して記憶し、また第２カウンタ２４は期間Ｔ２′，
Ｔ４′中において基準パルスを計数して記憶する。一方
コントローラ２８のロードパルス発出回路３２は、荷重
モニタ信号と同期し、矩形波信号の立ち下り時に減算回
路２５およびコンパレータ２６にロード信号を与える。
このためその時点で、減算回路２５は第１カウンタ２３
の計数値と第２カウンタ２４の計数値を減算し、その差
の絶対値をコンパレータ２６に出力する。ここで試料１
１に破断が生じていないときには、例えば期間Ｔ１とＴ
２はほぼ等しいはずであるから、その間に数えられた基
準パルスの数はほぼ等しくなつている。つまり破断に至
るまでの減算回路２５の出力はほぼゼロとなる。したが
つてコンパレータ２６は、差分設定値と減算値を比較す
るが、減算値が小さいので出力は出さない。しかし破断
が起きたときの期間Ｔ４とその前の期間Ｔ３との期間に
は大きな差があり、したがつて基準パルスの計数値にも
差が出る。このためコンパレ一ータ２６は、差分設定値
よりも減算値が大きくなつたことを確認し、その時点で
出力信号を発生する。すなわち、ここで差分設定値は、
荷重モニタ信号の引張り期間にある程度の変動があるこ
とを見込んで、誤差として差値を設定するものである。
すなわち波形のゆらぎ等があるので、差の期間ΔＴがあ
る許容の範囲をこえたら破断と判断しコンパレータ２６
の出力を発生するために設けられている０なお、この設
定はデジタルスイツチなどによりおこなう。そしてこの
コンパレータ２６の出力は、ラツチ回路２７のフリツプ
フロツプ回路３４のＤ入力となる。一力、ラツチ回路２
７のＣクロツク入力は、インバータ３３の反転出力のた
め、矩形波信号のローレベルの間においてハイレベルと
なつているから、そのコンパレータ２６の出力があつた
時点において、ラツチ回路２７のフリツプフロツプ回路
３４は継続したハイレベルの信号すなわち発振停止出力
を発生する。そしてこの発振停止出力の信号は、破断の
検出信号となり発振匍脚入力とされ、発振源１４の出力
レベルをロツクする。このように試料１１に破断が生じ
たとき、この回路は、即座に停止のための信号を発生す
るのである。
，，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４においてノｑレベルの矩形波信号
を発生する。この矩形波信号は、荷重モニタ信号が基準
レベル例えばゼロレベルと交差するハイレベル期間にお
いて継続している。そしてこの矩形波信号は、フリツプ
フロツプ回路３１の制御入力となるため、フリツプフロ
ツプ回路３１は、荷重モニタ信号と同期して第１ゲート
信号および第２ゲート信号を第１カウンタ２３および第
２カウンタ２４に交互に送り、それらを交互に動作させ
る。また、矩形波信号は、ゲート回路３０の１つの入力
となつているため、高速クロツクパルスは、矩形波信号
のハイレベルの期間においてのみ第１カウンタ２３およ
び第２カウンタ２４の入力となる。したがつて第１カウ
ンタは、期間Ｔ／，Ｔ３′中においてその基準パルスを
計数して記憶し、また第２カウンタ２４は期間Ｔ２′，
Ｔ４′中において基準パルスを計数して記憶する。一方
コントローラ２８のロードパルス発出回路３２は、荷重
モニタ信号と同期し、矩形波信号の立ち下り時に減算回
路２５およびコンパレータ２６にロード信号を与える。
このためその時点で、減算回路２５は第１カウンタ２３
の計数値と第２カウンタ２４の計数値を減算し、その差
の絶対値をコンパレータ２６に出力する。ここで試料１
１に破断が生じていないときには、例えば期間Ｔ１とＴ
２はほぼ等しいはずであるから、その間に数えられた基
準パルスの数はほぼ等しくなつている。つまり破断に至
るまでの減算回路２５の出力はほぼゼロとなる。したが
つてコンパレータ２６は、差分設定値と減算値を比較す
るが、減算値が小さいので出力は出さない。しかし破断
が起きたときの期間Ｔ４とその前の期間Ｔ３との期間に
は大きな差があり、したがつて基準パルスの計数値にも
差が出る。このためコンパレ一ータ２６は、差分設定値
よりも減算値が大きくなつたことを確認し、その時点で
出力信号を発生する。すなわち、ここで差分設定値は、
荷重モニタ信号の引張り期間にある程度の変動があるこ
とを見込んで、誤差として差値を設定するものである。
すなわち波形のゆらぎ等があるので、差の期間ΔＴがあ
る許容の範囲をこえたら破断と判断しコンパレータ２６
の出力を発生するために設けられている０なお、この設
定はデジタルスイツチなどによりおこなう。そしてこの
コンパレータ２６の出力は、ラツチ回路２７のフリツプ
フロツプ回路３４のＤ入力となる。一力、ラツチ回路２
７のＣクロツク入力は、インバータ３３の反転出力のた
め、矩形波信号のローレベルの間においてハイレベルと
なつているから、そのコンパレータ２６の出力があつた
時点において、ラツチ回路２７のフリツプフロツプ回路
３４は継続したハイレベルの信号すなわち発振停止出力
を発生する。そしてこの発振停止出力の信号は、破断の
検出信号となり発振匍脚入力とされ、発振源１４の出力
レベルをロツクする。このように試料１１に破断が生じ
たとき、この回路は、即座に停止のための信号を発生す
るのである。
なお減算回路２５およびコンパレータ２６の演算速度は
、きわめて高速でありかつ荷重モニタ信号の交番周波数
は比較的低いので、発振停止出力の発生の時間遅れは、
ほとんどないものと考えてよい。また高速クロツクパル
スの周波数は、固定されているが、この周波数を発振周
波数と同期させればその周波数が変つた時でも第１カウ
ンｊ夕２３および第２カウンタ２４の桁数を変更しなく
てもよい。
、きわめて高速でありかつ荷重モニタ信号の交番周波数
は比較的低いので、発振停止出力の発生の時間遅れは、
ほとんどないものと考えてよい。また高速クロツクパル
スの周波数は、固定されているが、この周波数を発振周
波数と同期させればその周波数が変つた時でも第１カウ
ンｊ夕２３および第２カウンタ２４の桁数を変更しなく
てもよい。
さらに高速クロツクパルスの周波数を第１カウンタ２３
および第２カウンタ２４がオーバーフローしないように
手動で設定するようにしてもよい。また荷重モニタ信号
がはとんどゆらぎをもたないときは、コンパレータ２６
の差分値は、ゼロとすればよい。また、コントローラ２
８からのロード信号を、りセツト信号として第１カウン
タ２３、第２カウンタ２４に交互に与えることができる
。以上から本発明によれば、検出装置がデジタル信号回
路により構成されているから機械的検出手段に比較して
構造が簡単となること、破断の検出動作が荷重信号と同
期して検出され、しかも次期の荷重がかかる前に検出さ
れるため、その検出信号によりアクチユエータを停止さ
せることにより、破断面が確実に保護されること、検出
時間が常に近接した期間において比較されるから、荷重
モニタ出力に周期的に変動があつても誤差が小さくなる
ことなどの特長がある。
および第２カウンタ２４がオーバーフローしないように
手動で設定するようにしてもよい。また荷重モニタ信号
がはとんどゆらぎをもたないときは、コンパレータ２６
の差分値は、ゼロとすればよい。また、コントローラ２
８からのロード信号を、りセツト信号として第１カウン
タ２３、第２カウンタ２４に交互に与えることができる
。以上から本発明によれば、検出装置がデジタル信号回
路により構成されているから機械的検出手段に比較して
構造が簡単となること、破断の検出動作が荷重信号と同
期して検出され、しかも次期の荷重がかかる前に検出さ
れるため、その検出信号によりアクチユエータを停止さ
せることにより、破断面が確実に保護されること、検出
時間が常に近接した期間において比較されるから、荷重
モニタ出力に周期的に変動があつても誤差が小さくなる
ことなどの特長がある。
第１図は電気油圧サーボ疲労試験機の原理的プロツク線
図、第２図は荷重および伸び特性のグラフ、第３図は本
発明にかかる材料破断検出装置の一実施例を示すプロツ
ク線図、第４図は動作のタイミングチヤート図である。 ２０・・・・・・材料破断検出装置、２１・・・・・・
ロードセル、２２・・・・・・計数信号発生器、２３・
・・・・・第１カウンタ、２４・・・・・・第２カウン
タ、２５・・・・・・減算回路、２６・・・・・・コン
パレータ、２７・・・・・・ラツチ回路。
図、第２図は荷重および伸び特性のグラフ、第３図は本
発明にかかる材料破断検出装置の一実施例を示すプロツ
ク線図、第４図は動作のタイミングチヤート図である。 ２０・・・・・・材料破断検出装置、２１・・・・・・
ロードセル、２２・・・・・・計数信号発生器、２３・
・・・・・第１カウンタ、２４・・・・・・第２カウン
タ、２５・・・・・・減算回路、２６・・・・・・コン
パレータ、２７・・・・・・ラツチ回路。
Claims (1)
- １ 直動アクチュエータにより試料に繰返し荷重を加え
て行なう疲労試験機において、該試料の荷重をモニタ信
号から断続的な引張荷重の信号を検出して該引張荷重の
期間を高速クロックパルス数で検出し、該高速パルス数
を引張荷重の存在毎に交互に２個のカウンタで計数し、
引張荷重消滅時の該２個のカウンタの計数量の差の絶対
値が所定数を超えた時点を試料破断時とするようにした
試験機における試料破断検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1846579A JPS599846B2 (ja) | 1979-02-21 | 1979-02-21 | 試験機における試料破断検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1846579A JPS599846B2 (ja) | 1979-02-21 | 1979-02-21 | 試験機における試料破断検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55112544A JPS55112544A (en) | 1980-08-30 |
| JPS599846B2 true JPS599846B2 (ja) | 1984-03-05 |
Family
ID=11972377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1846579A Expired JPS599846B2 (ja) | 1979-02-21 | 1979-02-21 | 試験機における試料破断検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599846B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61196067U (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-06 | ||
| WO2020059872A1 (ja) | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ用インナーライナーおよび空気入りタイヤ |
| WO2020059878A1 (ja) | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ用インナーライナーおよび空気入りタイヤ |
-
1979
- 1979-02-21 JP JP1846579A patent/JPS599846B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61196067U (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-06 | ||
| WO2020059872A1 (ja) | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ用インナーライナーおよび空気入りタイヤ |
| WO2020059878A1 (ja) | 2018-09-21 | 2020-03-26 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ用インナーライナーおよび空気入りタイヤ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55112544A (en) | 1980-08-30 |
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