JPS60152933A - き裂試験装置 - Google Patents
き裂試験装置Info
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- JPS60152933A JPS60152933A JP809584A JP809584A JPS60152933A JP S60152933 A JPS60152933 A JP S60152933A JP 809584 A JP809584 A JP 809584A JP 809584 A JP809584 A JP 809584A JP S60152933 A JPS60152933 A JP S60152933A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/08—Detecting presence of flaws or irregularities
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- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、環境中の定変位型試験片のき裂長さ、き裂
伝播速度、および応力拡大係数を測定するき裂試験装置
に関する。
伝播速度、および応力拡大係数を測定するき裂試験装置
に関する。
従来、所定環境中のき裂伝播速度ｄａ；／ｄｔ （ａ：
き裂長さ、ｔ：時間）と、応力拡大係数ＫＸとの関係を
示すＫｔ ｄａ／ｄｔ曲線から、その材料の破壊じん性
の度合を知ることが行なわれている。
き裂長さ、ｔ：時間）と、応力拡大係数ＫＸとの関係を
示すＫｔ ｄａ／ｄｔ曲線から、その材料の破壊じん性
の度合を知ることが行なわれている。
この所定環境中での材料のＫＩ＠ｄａ／ｄ％曲線は、第
１図に示すような試験片）１を用いて測定するもので、
（ａ）図はＣＴ試験片、（ｂ）図はチー・臂−ドＤＣＢ
試験片、（Ｃ）図はＩ）ＣＢ試験片をそれぞれ示してい
る。これらの試験片）ｌは、通常定変位型として用いる
ことが多く、負荷方法としては例えば、図中左の幅ｈｌ
の楔Ｊ２を試験片１１の酵１１ｒ） 、のＢＡＡ’Ｂ’
部（幅ｈｏ ）に強制的に挿入して、試験片１ノの溝１
１１のＡ −Ａ’間にδ〆 （−ｂｌｈｏ）の変位を与えるというものである。
１図に示すような試験片）１を用いて測定するもので、
（ａ）図はＣＴ試験片、（ｂ）図はチー・臂−ドＤＣＢ
試験片、（Ｃ）図はＩ）ＣＢ試験片をそれぞれ示してい
る。これらの試験片）ｌは、通常定変位型として用いる
ことが多く、負荷方法としては例えば、図中左の幅ｈｌ
の楔Ｊ２を試験片１１の酵１１ｒ） 、のＢＡＡ’Ｂ’
部（幅ｈｏ ）に強制的に挿入して、試験片１ノの溝１
１１のＡ −Ａ’間にδ〆 （−ｂｌｈｏ）の変位を与えるというものである。
このような変位によシ、試験片１１ノにき裂１３が生じ
るもので、このき裂１３の長さからき裂伝播速度ｄｐ／
ｄｌおよび応力拡大係数に０をめることができる。
るもので、このき裂１３の長さからき裂伝播速度ｄｐ／
ｄｌおよび応力拡大係数に０をめることができる。
しかし、このき裂Ｊ３の長さは、試験片）１を所定環境
中から取シ出し、大気中で観察（測定）するしかなかっ
た。したがって試験片１ノの取シ出しのコスト（費用、
時間）のために、取シ出し回数が制約を受けることが多
々あった。
中から取シ出し、大気中で観察（測定）するしかなかっ
た。したがって試験片１ノの取シ出しのコスト（費用、
時間）のために、取シ出し回数が制約を受けることが多
々あった。
よって、１回のき裂成長量が大きい場合では、求め九に
ニーｄ ａ／ｄ ％、が充分な精度を持っているとはい
えなかった。
ニーｄ ａ／ｄ ％、が充分な精度を持っているとはい
えなかった。
この発明は、以上のような間趙点を解決するためになさ
れたもので、試験片の１面から中央に向けて切シかかれ
た溝の楔が挿入される第１の箇所の一定の変位δと上記
溝の端部である第２の箇所の変位Ｖとの比δ／Ｖと、上
記変位δにより上記溝の先端から生じるき裂の長さａと
の関係が既知の試験片を用いて所定環境中で定変位製の
試験を行なうもので、上記試験片の第２の箇所の変位Ｖ
を測定する手段と、上記測定手段による測定値を大気雰
囲気中に導出する手段と、上記導出手段によ多導出され
た変位Ｖと上記一定の変位δおよび上記第１の箇所から
き裂方向への試験片の幅Ｗからき裂長さａを演算し、こ
のき裂長さａと上記変位δおよび幅Ｗとから応力拡大係
数に１を演算し、さらに上記き裂長さａと時間ｔからき
裂伝播速度ｄ ａ ／ｄ ｔを演算する手段と、上記演
算手段による演算結果を出力する手段とを具備すること
によシ、測定結果からめられるに□−ｄａ、／ｄ％曲線
に充分な精度を持たせることが可能になるき裂試験装置
を提供するととを目的とする。
れたもので、試験片の１面から中央に向けて切シかかれ
た溝の楔が挿入される第１の箇所の一定の変位δと上記
溝の端部である第２の箇所の変位Ｖとの比δ／Ｖと、上
記変位δにより上記溝の先端から生じるき裂の長さａと
の関係が既知の試験片を用いて所定環境中で定変位製の
試験を行なうもので、上記試験片の第２の箇所の変位Ｖ
を測定する手段と、上記測定手段による測定値を大気雰
囲気中に導出する手段と、上記導出手段によ多導出され
た変位Ｖと上記一定の変位δおよび上記第１の箇所から
き裂方向への試験片の幅Ｗからき裂長さａを演算し、こ
のき裂長さａと上記変位δおよび幅Ｗとから応力拡大係
数に１を演算し、さらに上記き裂長さａと時間ｔからき
裂伝播速度ｄ ａ ／ｄ ｔを演算する手段と、上記演
算手段による演算結果を出力する手段とを具備すること
によシ、測定結果からめられるに□−ｄａ、／ｄ％曲線
に充分な精度を持たせることが可能になるき裂試験装置
を提供するととを目的とする。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
２図はその構成を示すもので、図中αは所定環境中、β
は大気雰囲気中をそれぞれ示す。そして、所定環境α中
の試験片２ノは、ＣＴ試鹸片等のように溝２）ｌの径ｈ
ｏのＡＡ’部（第１の商所）、並びに端部のＢＢ’部（
第２に の箇所）のコンブライアンス入（変位／荷重）とき裂長
さの関係が明確な試験片である。この試験片２ＪのＡＡ
’間に直径ｈｌの楔２２を挿入し、ＡＡ’間に変位δ（
＝ｈｘ ｈａ）を与えた時の３８７部の変位量■を、試
験片２Ｊと同様に所定環境α中に設定された変位計２３
にて測定する。
２図はその構成を示すもので、図中αは所定環境中、β
は大気雰囲気中をそれぞれ示す。そして、所定環境α中
の試験片２ノは、ＣＴ試鹸片等のように溝２）ｌの径ｈ
ｏのＡＡ’部（第１の商所）、並びに端部のＢＢ’部（
第２に の箇所）のコンブライアンス入（変位／荷重）とき裂長
さの関係が明確な試験片である。この試験片２ＪのＡＡ
’間に直径ｈｌの楔２２を挿入し、ＡＡ’間に変位δ（
＝ｈｘ ｈａ）を与えた時の３８７部の変位量■を、試
験片２Ｊと同様に所定環境α中に設定された変位計２３
にて測定する。
この場合、変位計２３は試験環境で比較的長期間の使用
に耐え得る性能のものを使用する。この変位計２３の測
定結果は、リード線２４によシ犬気雰囲気β中のＡ／Ｄ
変換器２５に導出される。この場合、リード線２４０所
定環境α中から大気雰囲気β中への取シ出し箇所は、公
知の方法を用いてシールする。
に耐え得る性能のものを使用する。この変位計２３の測
定結果は、リード線２４によシ犬気雰囲気β中のＡ／Ｄ
変換器２５に導出される。この場合、リード線２４０所
定環境α中から大気雰囲気β中への取シ出し箇所は、公
知の方法を用いてシールする。
Ａ／Ｄ変換器２５でディジタル信号に変換された変位Ｖ
は、演算回路２６に供給される。演算部の一定の変位δ
を用いて、試験片２ノの応力拡大係数Ｋｌ値と、き裂長
さａを算出する。このき裂長さａの櫃は、微分回路２７
にて時間ｔで微分され、き裂伝播速度ｄａ／ｄｔが算出
される。
は、演算回路２６に供給される。演算部の一定の変位δ
を用いて、試験片２ノの応力拡大係数Ｋｌ値と、き裂長
さａを算出する。このき裂長さａの櫃は、微分回路２７
にて時間ｔで微分され、き裂伝播速度ｄａ／ｄｔが算出
される。
そして、このき裂伝播速度ｄａ／ａｔ値および、上記き
裂長さａ１応力拡大係数に、値が、出力装置２８から出
力される。この出力装置１ｔ２＆は、Ｘ−Ｔレコーダ等
を使用するが、特にＸ−Ｔレコーダを使用する場合には
、上記算出値に４ 、 ａ 。
裂長さａ１応力拡大係数に、値が、出力装置２８から出
力される。この出力装置１ｔ２＆は、Ｘ−Ｔレコーダ等
を使用するが、特にＸ−Ｔレコーダを使用する場合には
、上記算出値に４ 、 ａ 。
ｄａ／ｄｔをそれぞれアナログ信号に変換させるＤ／Ａ
変換器が必要である。
変換器が必要である。
以下ＣＴ試験片を例にとシ、演算回路２６に部の変位δ
の比δ／Ｖと、無次元化したき裂長さａ／Ｗ （Ｗ ：
試験片の幅）とは、次表のような関係になっている。
の比δ／Ｖと、無次元化したき裂長さａ／Ｗ （Ｗ ：
試験片の幅）とは、次表のような関係になっている。
−／Ｗをδ／Ｖで示すとすると、次の近似多項式で与え
られる。
られる。
ａ 、／’Ｗ＝ ｆｏ＋ ｆ ｓ （δ／Ｖ）＋ｆｘ（
Ｊ／ｖ）２＋ｆ、（δ／Ｖ ） ’ ・（１）この場合
、ｆ６−−５．３７０ＬＺ１−２６．１４０５＋ｆＨ＝
−４２，４５７５、ｆｓ−２４，６０５９である。
Ｊ／ｖ）２＋ｆ、（δ／Ｖ ） ’ ・（１）この場合
、ｆ６−−５．３７０ＬＺ１−２６．１４０５＋ｆＨ＝
−４２，４５７５、ｆｓ−２４，６０５９である。
また、応力拡大係数ＫＸは、き裂長さａと試験片２１の
ＡＡ’部の変位δより、次式で与えられただし Ｆ（Ｘ）＝は２（２，１６３０＋１２．２１９Ｘ−２０
，０６５Ｘ２−０．９９２５Ｘ５十２０．６０９Ｘ４−
９．９３１４Ｘ５）Ｘ千ａ／Ｗ Ｅ：材料のヤング率 である。
ＡＡ’部の変位δより、次式で与えられただし Ｆ（Ｘ）＝は２（２，１６３０＋１２．２１９Ｘ−２０
，０６５Ｘ２−０．９９２５Ｘ５十２０．６０９Ｘ４−
９．９３１４Ｘ５）Ｘ千ａ／Ｗ Ｅ：材料のヤング率 である。
演算回路２６では、上記δ、Ｗ、Ｅを初期値として、上
記（１）式および（２）式の演算を行ない、き裂長さａ
および応力拡大係数に１を算出する。
記（１）式および（２）式の演算を行ない、き裂長さａ
および応力拡大係数に１を算出する。
なお、２箇所の変位の比δ／Ｖとき裂長さａの関係が未
知の試験片では、これらの関係をあらかじめ数値解析（
例えば有限要素法）や実験によりめ、（１）式と（２）
式を決定すれば、この装置を用いることができる。
知の試験片では、これらの関係をあらかじめ数値解析（
例えば有限要素法）や実験によりめ、（１）式と（２）
式を決定すれば、この装置を用いることができる。
また、この装置に使用する試験片２１の定変位負荷は、
第１図に示したようなＡ−Ａ ’間とＢ−８７間の変位
が等しくなるような方法は使用できず、第２図に示した
ような試験片２ノと疾２２の接触面積が小さい方法に限
られる。
第１図に示したようなＡ−Ａ ’間とＢ−８７間の変位
が等しくなるような方法は使用できず、第２図に示した
ような試験片２ノと疾２２の接触面積が小さい方法に限
られる。
以上述べたようにこの発明によれば、試験片の１面から
中央に向けて切シがかれた溝の楔が挿入される第１の箇
所の一定の変位δと上記溝の端部である第２の箇所の変
位Ｖとの比δ／Ｖと、上記変位δによシ上記溝の先端か
ら生じるき裂の長さａとの関係が既知の試験片を用いて
所定員する手段と、上記導出手段にょシ導出され人。
中央に向けて切シがかれた溝の楔が挿入される第１の箇
所の一定の変位δと上記溝の端部である第２の箇所の変
位Ｖとの比δ／Ｖと、上記変位δによシ上記溝の先端か
ら生じるき裂の長さａとの関係が既知の試験片を用いて
所定員する手段と、上記導出手段にょシ導出され人。
変位Ｖと上記一定の変位ａおよび上記第１の箇所からき
裂刃向への試験片の幅Ｗがらき裂長さａを演算し、この
き裂長さａと上記変位δおよび幅Ｗとから応力拡大係数
に！を演算し、さらに上記き裂長さａと時間ｔからき裂
伝播速度ｄａ／ｄｔを演算する手段と、上記演算手段に
よる演算結果を出力する手段とを具備したことにょシ、
測定結果からめられるＫｒ−ｄ＊／ｄｔ曲線に充分な精
度を持たせることが可能になったき裂試験装置を提供す
ることができる。
裂刃向への試験片の幅Ｗがらき裂長さａを演算し、この
き裂長さａと上記変位δおよび幅Ｗとから応力拡大係数
に！を演算し、さらに上記き裂長さａと時間ｔからき裂
伝播速度ｄａ／ｄｔを演算する手段と、上記演算手段に
よる演算結果を出力する手段とを具備したことにょシ、
測定結果からめられるＫｒ−ｄ＊／ｄｔ曲線に充分な精
度を持たせることが可能になったき裂試験装置を提供す
ることができる。
第１図はそれぞれ試験片を示すもので、〔ａ）はＣＴ試
験片、（ｂ）はチーバードＤＣＢ試験片、ＣｅＩはＤＣ
Ｂ試験片を示す図、第２図はこの発明の一実施例に係る
き裂試験装置を説明する図である。 ２ノ・・・試験片、２１ノ・・・溝、２２・・・楔、２
３・・・変位計。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第２図
験片、（ｂ）はチーバードＤＣＢ試験片、ＣｅＩはＤＣ
Ｂ試験片を示す図、第２図はこの発明の一実施例に係る
き裂試験装置を説明する図である。 ２ノ・・・試験片、２１ノ・・・溝、２２・・・楔、２
３・・・変位計。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第２図
Claims (1)
- 試験片の１面から中央に向けて切）かかれた溝の楔が挿
入される第１の箇所の一定の変位δと上記溝の端部であ
る第２の箇所の変位Ｖとの比δ／Ｖと、上記変位δによ
シ上記溝の先端から生じるき裂の長さａとの関係が既知
の試験片を用いて所定環境中で定変位型の試験を行なう
もので、上記試験片の第２の箇所の変位Ｖを測定する手
段と、上記測定手段による測定値を大気雰囲気中に導出
する手段と、上記導出手段によ）導出された変位Ｖと上
記一定の変位δおよび上記第１の箇所からき裂方向への
試験片の幅Ｗからき悩長さ、ａを演算し、このき裂長さ
１１ζ上記変位δおよび幅Ｗとから応力拡大係数に夏を
演算し、さらに上記き装長さａと時間ｔからき裂伝播速
度ｄ％／ｄ％を演算する手段と、上記演算手段による演
算結果を出力する手段とを具備してなることを特徴とす
るき裂試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP809584A JPS60152933A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | き裂試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP809584A JPS60152933A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | き裂試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60152933A true JPS60152933A (ja) | 1985-08-12 |
Family
ID=11683750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP809584A Pending JPS60152933A (ja) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | き裂試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60152933A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5417116A (en) * | 1992-05-13 | 1995-05-23 | Electric Power Research Institute, Inc. | Active stress specimen using an electromagnet and belleville washer |
| CN104458562A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-25 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种裂纹张开应力的测量方法 |
-
1984
- 1984-01-20 JP JP809584A patent/JPS60152933A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5417116A (en) * | 1992-05-13 | 1995-05-23 | Electric Power Research Institute, Inc. | Active stress specimen using an electromagnet and belleville washer |
| CN104458562A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-25 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种裂纹张开应力的测量方法 |
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