JPS6076644A - 疲労試験装置 - Google Patents
疲労試験装置Info
- Publication number
- JPS6076644A JPS6076644A JP58184897A JP18489783A JPS6076644A JP S6076644 A JPS6076644 A JP S6076644A JP 58184897 A JP58184897 A JP 58184897A JP 18489783 A JP18489783 A JP 18489783A JP S6076644 A JPS6076644 A JP S6076644A
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- JP
- Japan
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- load
- test piece
- amplitude
- ultrasonic
- calculation section
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02827—Elastic parameters, strength or force
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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】
本発明は、切り欠き部を有する試験片の疲労試験を行な
う疲労試験方法およびその装置に関する。
う疲労試験方法およびその装置に関する。
従来、切り欠き部を有する試験片の疲労試験におり１て
、切り欠き部に生じる亀裂の長さが計測され、その長さ
により亀裂先端部の応力が制御されて、疲労試験が行な
われている。
、切り欠き部に生じる亀裂の長さが計測され、その長さ
により亀裂先端部の応力が制御されて、疲労試験が行な
われている。
従来の亀裂長さの計測手段では、試験装置を止めて、ル
ーペや低倍率の顕微鏡を用いて測部し、試験片の幅Ｗと
板厚Ｂとの比Ｂ／Ｗが、（Ｂ／Ｗ）＜０．１５の条件を
満たす場合、試験片の片面から亀裂の長さが計測され、
これを亀裂長さとしている。
ーペや低倍率の顕微鏡を用いて測部し、試験片の幅Ｗと
板厚Ｂとの比Ｂ／Ｗが、（Ｂ／Ｗ）＜０．１５の条件を
満たす場合、試験片の片面から亀裂の長さが計測され、
これを亀裂長さとしている。
また、Ｂ／Ｗ≧０．１５のときには、被験体の両面での
亀！１１！長さが計測され、両者の平均値を亀裂長さと
している。
亀！１１！長さが計測され、両者の平均値を亀裂長さと
している。
しかしながら、試験片内部での亀裂の進展は、かなり不
均一なので、このような試験片外表面のみでの従来の計
測手段では、正確な亀裂長さを計測できないという問題
点がある。
均一なので、このような試験片外表面のみでの従来の計
測手段では、正確な亀裂長さを計測できないという問題
点がある。
また、従来の他の方法として、第１図（ａ）、（ｂ）に
それぞれ示すように、試験片１の切り欠ぎ部１１】の開
口部の長さをクリンプゲージ２で計測し１．その間１コ
長さの変位から亀裂長さを導出し、その量から応力を制
御する方法も提案されている。
それぞれ示すように、試験片１の切り欠ぎ部１１】の開
口部の長さをクリンプゲージ２で計測し１．その間１コ
長さの変位から亀裂長さを導出し、その量から応力を制
御する方法も提案されている。
しかしながら、このような亀裂長さの導出手段では、直
接に亀裂長さを計測していないために亀裂長さの測定精
度も低く、亀裂長さを正確に導出できないという問題点
がある。
接に亀裂長さを計測していないために亀裂長さの測定精
度も低く、亀裂長さを正確に導出できないという問題点
がある。
さらに、従来の別の計測手段では、試験片に直流もしく
は交流の定電流を供給し、亀裂の進展に伴い試料のり〃
メントが減少して、これにより生じる電圧変化を検出し
、亀裂長さを導出する手段も提案されている。
は交流の定電流を供給し、亀裂の進展に伴い試料のり〃
メントが減少して、これにより生じる電圧変化を検出し
、亀裂長さを導出する手段も提案されている。
しかし、このような計測手段においては、試験片と治具
との開の絶縁が難しいという問題、ヴがあり、試料の体
積変化に影響されたり、雑音が生しやすいので、計測誤
差が大きいという問題点がある。
との開の絶縁が難しいという問題、ヴがあり、試料の体
積変化に影響されたり、雑音が生しやすいので、計測誤
差が大きいという問題点がある。
本発明は、これらの問題点を一挙に解決しようとするも
ので、荷重位相と同期させて亀裂の進展量を超音波の表
面波を用いて計測し、超音波の表面波の伝播時間差と超
音波の伝播速度とから亀裂長さを正確に測定することに
より、亀裂先端部の応力を正しく制御することのできる
ようにした、疲労試験方法およびその装置を提供するこ
とをｒＩ的とする。
ので、荷重位相と同期させて亀裂の進展量を超音波の表
面波を用いて計測し、超音波の表面波の伝播時間差と超
音波の伝播速度とから亀裂長さを正確に測定することに
より、亀裂先端部の応力を正しく制御することのできる
ようにした、疲労試験方法およびその装置を提供するこ
とをｒＩ的とする。
このため、本発明の疲労試験方法は、切り欠き部を有す
る試験片の疲労試験において、荷重位相と同期させて亀
裂の進展量を超音波による表面波を用いて計測し、この
計測量に基づいて亀裂先端部へ加わる応力を制御するこ
とを特徴としている。
る試験片の疲労試験において、荷重位相と同期させて亀
裂の進展量を超音波による表面波を用いて計測し、この
計測量に基づいて亀裂先端部へ加わる応力を制御するこ
とを特徴としている。
また、本発明の疲労試験装置は、切り欠外部を有する試
験片に繰り返し荷重を加えて同試験片に亀裂を発生させ
るアクチュエータと、同アクチュエータに加える繰り返
し荷重の振幅を制御する荷重振幅制御部と、上記試験片
の荷重振幅を検出するロードセルとをそなえ、上記試験
片の切り欠外部側に超音波を送受信する一対の超音波探
触子が上記切り欠き部を挟むように取り付けられ、上記
ロードセルからの荷重振幅信号を受けて上記超音波探触
子の送信用探触子へ荷重位相と同期した送信用信号を送
る超音波発振器と、同超音波発振器からの送信用信号と
上記超音波探触子の受信用探触子で受信される検出信号
とを受けて最大荷重時における伝播時開を計測する時間
計測部と、同時間計測部からの伝播時間を記憶する記憶
部と、同記憶部からの無負荷時の伝播時間と最大荷重時
における伝播時Ｉ’ｌｌどの時間差および初期値設定器
からの応力拡大係数に応じて上記荷重振幅を制御すべく
、上記荷重振幅制御部へ制御信号を出力する演算部とが
設けられたことを特徴としている。
験片に繰り返し荷重を加えて同試験片に亀裂を発生させ
るアクチュエータと、同アクチュエータに加える繰り返
し荷重の振幅を制御する荷重振幅制御部と、上記試験片
の荷重振幅を検出するロードセルとをそなえ、上記試験
片の切り欠外部側に超音波を送受信する一対の超音波探
触子が上記切り欠き部を挟むように取り付けられ、上記
ロードセルからの荷重振幅信号を受けて上記超音波探触
子の送信用探触子へ荷重位相と同期した送信用信号を送
る超音波発振器と、同超音波発振器からの送信用信号と
上記超音波探触子の受信用探触子で受信される検出信号
とを受けて最大荷重時における伝播時開を計測する時間
計測部と、同時間計測部からの伝播時間を記憶する記憶
部と、同記憶部からの無負荷時の伝播時間と最大荷重時
における伝播時Ｉ’ｌｌどの時間差および初期値設定器
からの応力拡大係数に応じて上記荷重振幅を制御すべく
、上記荷重振幅制御部へ制御信号を出力する演算部とが
設けられたことを特徴としている。
以下、図面により本発明の一実施例としての疲労試験方
法を実施するための疲労試験装置について説明すると、
第２図はその全体構成図、Ｍ３図はその超音波発振器お
よび時間計測部を示すブロック図、第４図はその演算部
を示すブロック図である。
法を実施するための疲労試験装置について説明すると、
第２図はその全体構成図、Ｍ３図はその超音波発振器お
よび時間計測部を示すブロック図、第４図はその演算部
を示すブロック図である。
ｆｊＳ２〜４図に示すように、切り欠き部１ｂを有する
試験片１が、アクチュエータ（液圧シリンダー）３によ
り、加振されるようになっている。
試験片１が、アクチュエータ（液圧シリンダー）３によ
り、加振されるようになっている。
すなわち、このアクチュエータ３は、油圧ユニット１２
から供給される圧油を受けるとともに、その振幅値が、
荷重振幅制御部１１からの制御信号をサーボアンプ１４
を介して受けたサーボバルブ１３で適宜制御される。
から供給される圧油を受けるとともに、その振幅値が、
荷重振幅制御部１１からの制御信号をサーボアンプ１４
を介して受けたサーボバルブ１３で適宜制御される。
これにより、アクチュエータ３が作動し、試験片１に嵌
合するビンＩＣを介して、試験片１の切り欠き部１ｂを
開く方向へ駆動制御する。
合するビンＩＣを介して、試験片１の切り欠き部１ｂを
開く方向へ駆動制御する。
この荷重振幅制御部１１は、演算部９により制御される
。
。
また、試験片１の荷重振幅を検出するロードセル４が、
試験片１のビン１ｄに連結されていて、このロードセル
４で検出される実荷重振幅値△Ｐ′は、荷重振幅信号と
して記憶部８へ供給される。
試験片１のビン１ｄに連結されていて、このロードセル
４で検出される実荷重振幅値△Ｐ′は、荷重振幅信号と
して記憶部８へ供給される。
試験片１の切り欠外部１ｂ側の両端部には、−月の斜角
探触子である送イア１用探触子５ａと受信用探触子５）
＋とが設けられ、超音波発振器６がロードセル４からの
最大荷重であるピーク値を、ピーク検出回路６ａにおい
て検出した時に、発振部６ｂから送信用探触子５ａへ送
信信号が送られて、送信用探触子５ａより試験片１に超
音波の表面波が加えられる。
探触子である送イア１用探触子５ａと受信用探触子５）
＋とが設けられ、超音波発振器６がロードセル４からの
最大荷重であるピーク値を、ピーク検出回路６ａにおい
て検出した時に、発振部６ｂから送信用探触子５ａへ送
信信号が送られて、送信用探触子５ａより試験片１に超
音波の表面波が加えられる。
超音波発振器６の発振部６ｂからの信号は、このとき、
同時に時間計測部７の時間カウンタ７ｂのスター）（Ｓ
ＴＡＲＴ）端子にも送られ、受信用探触子５ｂによって
受信される検出波のピーク値をピーク検出回路７ａで検
出し、この検出信号が時間カウンタ７ｂのストップ（Ｓ
ＴＯＰ）端子へ送られて、送信から受信までに要した時
間が時間カウンタ７ｂによって計測される。
同時に時間計測部７の時間カウンタ７ｂのスター）（Ｓ
ＴＡＲＴ）端子にも送られ、受信用探触子５ｂによって
受信される検出波のピーク値をピーク検出回路７ａで検
出し、この検出信号が時間カウンタ７ｂのストップ（Ｓ
ＴＯＰ）端子へ送られて、送信から受信までに要した時
間が時間カウンタ７ｂによって計測される。
これらの計測値は、記憶部８において、ロードセル４に
よって検出される実荷重振幅値△Ｐ′の荷重振幅信号と
ともに、記憶され演算部９へ送られる。
よって検出される実荷重振幅値△Ｐ′の荷重振幅信号と
ともに、記憶され演算部９へ送られる。
演算部９では、亀裂の発生していない試験片１の伝播時
間Ｔｏが、最初に計測され、記憶部８に記憶されるよう
になっていて、この亀裂の発生していない試験片１の伝
播時間Ｔ。を基準時間とし、繰り返し荷重をかける度に
、その都度基準時間との差を計測する。
間Ｔｏが、最初に計測され、記憶部８に記憶されるよう
になっていて、この亀裂の発生していない試験片１の伝
播時間Ｔ。を基準時間とし、繰り返し荷重をかける度に
、その都度基準時間との差を計測する。
例えば、亀裂が発生したことによって送信から受信まで
に要した時間がＴ１であった時、伝播時間差が、ΔＴ（
＝Ｔ、−Ｔ、）によってめられる。
に要した時間がＴ１であった時、伝播時間差が、ΔＴ（
＝Ｔ、−Ｔ、）によってめられる。
初期値設定器１０には、予め試験片１の材質によって定
まる超音波の表面波の表面波伝播速度Ｖと、応力拡大係
数にの時間変動幅Δにと、試験片１の板厚Ｂ。
まる超音波の表面波の表面波伝播速度Ｖと、応力拡大係
数にの時間変動幅Δにと、試験片１の板厚Ｂ。
基準幅Ｗおよび切り欠き部１ｂの長さａ２とが設定され
ており、これらの各値が記憶部８に記憶され、適宜演算
部９へ出力される。
ており、これらの各値が記憶部８に記憶され、適宜演算
部９へ出力される。
この応力拡大係数にの変化幅ΔＫには、疲れ亀裂の伝播
特性を調べるのに用いて好適の、ものであって、昭和５
１年（１９７６年）１０月発行の刊行物「金属材料］第
１６巻第１０号「論文名：疲れ試験、著者二西島敏」に
記載されているとおり、疲れ亀裂の荷重繰返しごとに伝
播する速度が応力拡大係数にの変化幅ΔＫに対して整理
されるので、予め試験片１の形状等に対して応力拡大係
数Ｋをめ、この係数Ｋに応じて応力を変化させて、試験
片１の疲れ亀裂の伝播に対する評価を行なりている。
特性を調べるのに用いて好適の、ものであって、昭和５
１年（１９７６年）１０月発行の刊行物「金属材料］第
１６巻第１０号「論文名：疲れ試験、著者二西島敏」に
記載されているとおり、疲れ亀裂の荷重繰返しごとに伝
播する速度が応力拡大係数にの変化幅ΔＫに対して整理
されるので、予め試験片１の形状等に対して応力拡大係
数Ｋをめ、この係数Ｋに応じて応力を変化させて、試験
片１の疲れ亀裂の伝播に対する評価を行なりている。
演算部９には、前記伝播時間差ΔＴを演算する伝播時間
差演算部９ａと、亀裂長さａと亀裂長さ比αとを演算す
る亀裂長さ演算部９ｂと、荷重振幅演算部９ｃおよび荷
重振幅補正値演算部９ｄとが設けられている。
差演算部９ａと、亀裂長さａと亀裂長さ比αとを演算す
る亀裂長さ演算部９ｂと、荷重振幅演算部９ｃおよび荷
重振幅補正値演算部９ｄとが設けられている。
荷重振幅補正値ΔＰ″がめられると、荷重振幅制御部１
１へ制御信号が送られ、ΔＰ″が零になるように、サー
ボアンプ１４を制御する。
１へ制御信号が送られ、ΔＰ″が零になるように、サー
ボアンプ１４を制御する。
本発明は上述のごとく構成されているので、時間計測部
７では、伝播時開Ｔ。ＩＴＩ を、荷重振幅と同期させ
てめることができ、伝播時間は、最大荷重点での亀裂Ｉ
ＩＬが最も開いた状態における伝播時間として計測され
て、これにより演算部９において、正確な亀裂長さａを
算出することがで終る。
７では、伝播時開Ｔ。ＩＴＩ を、荷重振幅と同期させ
てめることができ、伝播時間は、最大荷重点での亀裂Ｉ
ＩＬが最も開いた状態における伝播時間として計測され
て、これにより演算部９において、正確な亀裂長さａを
算出することがで終る。
また、試験片１の内部での亀裂は不均一に進展している
が、送信用探触子５ａより発信される超音波のビーム幅
を試験片１の板厚Ｂと一致もしくは近似させることによ
り、受信される検出波のピーク値が、試験片１の板厚方
向における亀裂の進み方の最も多い位置を表わすことに
なって、その試験片１における平均的な亀！２長さ ａ
を検出することができる。
が、送信用探触子５ａより発信される超音波のビーム幅
を試験片１の板厚Ｂと一致もしくは近似させることによ
り、受信される検出波のピーク値が、試験片１の板厚方
向における亀裂の進み方の最も多い位置を表わすことに
なって、その試験片１における平均的な亀！２長さ ａ
を検出することができる。
演算部９における亀裂長さの導出および試験片１へ加わ
る応力の制御について、以下に述べる。
る応力の制御について、以下に述べる。
演算部９の伝播時間差演算部９ａでは、基準時間の伝播
時間Ｔ。と各繰り返し荷重時の伝播時間Ｔ１ との差が
演ｎされて、伝播時間差ΔＴ（＝Ｔ、−Ｔｏ）として計
測される。
時間Ｔ。と各繰り返し荷重時の伝播時間Ｔ１ との差が
演ｎされて、伝播時間差ΔＴ（＝Ｔ、−Ｔｏ）として計
測される。
亀裂長さ演ｊｖ、部９１１では、伝播時間差演算部９ａ
からの伝播時間第八Ｔを受けるとともに、初期値設定器
１０から記憶部８を介し、表面波伝播速度■お上り切り
欠き部１ｂの長さａ・を受けて、亀裂の進展量ａ１、亀
裂の長さａお上り゛亀裂長さの比α（＝ ａ／ Ｗ ）
が次式からめられる。
からの伝播時間第八Ｔを受けるとともに、初期値設定器
１０から記憶部８を介し、表面波伝播速度■お上り切り
欠き部１ｂの長さａ・を受けて、亀裂の進展量ａ１、亀
裂の長さａお上り゛亀裂長さの比α（＝ ａ／ Ｗ ）
が次式からめられる。
ａ１＝（△’Ｉ’ＸＷ）／２
ａ”１１１十ａ２
α＝ ａ ／ Ｗ
ここで、Ｗは試験片１の基準長を示している。
荷重振幅演算部９ｃでは、亀裂長さ演算部９ｂからの亀
裂長さａおよび亀裂長さの比αを受けて、荷重振幅４．
６４ａ−１３，３２ａ２＋１４．７２α３−５．６α４
）−１ （但し、ａ／Ｗ≧０．２を除く） ここで、ＢおよびＷは、それぞれ試験片１の板厚および
基準幅であり、Δには応力拡大係数にの時開変動幅値で
あって、試験片１の形状等によって定まる値ないし、試
験の設定条件によって予め設定できる値である。
裂長さａおよび亀裂長さの比αを受けて、荷重振幅４．
６４ａ−１３，３２ａ２＋１４．７２α３−５．６α４
）−１ （但し、ａ／Ｗ≧０．２を除く） ここで、ＢおよびＷは、それぞれ試験片１の板厚および
基準幅であり、Δには応力拡大係数にの時開変動幅値で
あって、試験片１の形状等によって定まる値ないし、試
験の設定条件によって予め設定できる値である。
Ｂ 、Ｗ、ΔＫｔａ２．ｖの値は、いずれも初期値設定
器１０によって与えられる。
器１０によって与えられる。
荷重振幅補正値演算部９ｄでは、荷重振幅演算部９ｃか
らの荷重振幅値△Ｐとロードセル４で検出される実荷重
＠幅値△Ｐ′とから荷重振幅補正値ΔＰ″が、次式によ
りめられる。
らの荷重振幅値△Ｐとロードセル４で検出される実荷重
＠幅値△Ｐ′とから荷重振幅補正値ΔＰ″が、次式によ
りめられる。
△Ｐ″＝（△Ｐ−ΔＰ’）
この荷重振幅補正値△Ｐ″′が、演算部９の出力として
荷重振幅制御部１１、サーボアンプ１４を介してサーボ
バルブ１３へ供給され、荷重振幅が△Ｐとなるようにア
クチュエータ３が制御される。
荷重振幅制御部１１、サーボアンプ１４を介してサーボ
バルブ１３へ供給され、荷重振幅が△Ｐとなるようにア
クチュエータ３が制御される。
このようにして計測される亀裂長さａに基づいて、応力
拡大係数にの時間変動幅ΔＫが任意に設定された値とな
るように、荷重振幅値ΔＰがめられる。
拡大係数にの時間変動幅ΔＫが任意に設定された値とな
るように、荷重振幅値ΔＰがめられる。
なお、初期値設定器１０に設定される応力拡大係数にの
時間変動幅Δにの値は、一定の値でも、＊た時間ととも
に変化する値でもよい。
時間変動幅Δにの値は、一定の値でも、＊た時間ととも
に変化する値でもよい。
したがりて、亀裂１ａに加わる応力を任意に制御するこ
とが可能となり、試験片１のような試料における亀裂先
端部の応力場を正確に制御することの可能な疲労試験を
行なうことができる。
とが可能となり、試験片１のような試料における亀裂先
端部の応力場を正確に制御することの可能な疲労試験を
行なうことができる。
以上詳述したように、本発明の疲労試験方法によれば、
切り欠き部を有する試験片の疲労試験において、荷重位
相と同期させて亀裂の進展量を超音波による表面波を用
いて計測し、この計測量に基づいて亀裂先端部へ加わる
応力を制御するという簡易化された方法で、疲労試験を
実施している状態での被験体の亀裂長さを正確に測定す
ることができる利点がある。
切り欠き部を有する試験片の疲労試験において、荷重位
相と同期させて亀裂の進展量を超音波による表面波を用
いて計測し、この計測量に基づいて亀裂先端部へ加わる
応力を制御するという簡易化された方法で、疲労試験を
実施している状態での被験体の亀裂長さを正確に測定す
ることができる利点がある。
まｒ二、本発明の疲労試験装置によれば、切り欠き部を
有する試験片に繰り返し荷重を加えて同試験片に亀裂を
発生させるアクチュエータと、同アクチュエータに加え
る繰り返し荷重の振幅を制御する荷重振幅制御部と、上
記試験片の荷重振幅を検出するロードセルとをそなえ、
上記試験片の切り欠き部側に超音波を送受信する一幻の
超音波探触子が上記切り欠き部を挾むように取り付けら
れ、上記ロードセルからの荷重振幅信号を受けて上記超
音波探触子の送信用探触子へ荷重位相と同期した送信用
信号を送る超音波発振器と、同超音波発振器からの送信
用信号と上記超音波探触子の受信用探触子で受信される
検出信号とを受けて最大荷重時における伝播時間を計測
する時間計測部と、同時間計測部からの伝播時間を記憶
する記憶部と、同記憶部からの無負荷時の伝播時間と最
大荷重時における伝播時■■どの時間差および初期値設
定器からの応力拡大係数に応じて上記荷重振幅を制御す
べく、上記荷重振幅制御部へ制御信号を出力する演算部
とが設けられるという簡素な構成で、亀裂が不均一に進
展している場合でも、正確に亀裂長さを測定でき、この
測定値に応ヒで亀裂先端部へ加わる応力を任意に、しか
も、正確に制御することができる利点がある。
有する試験片に繰り返し荷重を加えて同試験片に亀裂を
発生させるアクチュエータと、同アクチュエータに加え
る繰り返し荷重の振幅を制御する荷重振幅制御部と、上
記試験片の荷重振幅を検出するロードセルとをそなえ、
上記試験片の切り欠き部側に超音波を送受信する一幻の
超音波探触子が上記切り欠き部を挾むように取り付けら
れ、上記ロードセルからの荷重振幅信号を受けて上記超
音波探触子の送信用探触子へ荷重位相と同期した送信用
信号を送る超音波発振器と、同超音波発振器からの送信
用信号と上記超音波探触子の受信用探触子で受信される
検出信号とを受けて最大荷重時における伝播時間を計測
する時間計測部と、同時間計測部からの伝播時間を記憶
する記憶部と、同記憶部からの無負荷時の伝播時間と最
大荷重時における伝播時■■どの時間差および初期値設
定器からの応力拡大係数に応じて上記荷重振幅を制御す
べく、上記荷重振幅制御部へ制御信号を出力する演算部
とが設けられるという簡素な構成で、亀裂が不均一に進
展している場合でも、正確に亀裂長さを測定でき、この
測定値に応ヒで亀裂先端部へ加わる応力を任意に、しか
も、正確に制御することができる利点がある。
第１図（ａ）＝ （ｂ）はそれぞれ従来の亀裂長さの計
測手段を示す正面図および側面図であり、第２〜４図は
、本発明の一実施例としての疲労試験装置を示すもので
、第２図はその全体構成図、第３図はその超音波発振器
および時間計測部を示すブロック図、第４図はその演算
部を示すブロック図である。 １・・試験片、１ｎ・・亀裂、１ｂ・・切り欠き部、Ｉ
ｃ、ｌｄ・・ピン、２・・クリップデージ、３・・アク
チュエータ（液圧シリンダー）、４・φロードセル、５
ａ・・送信用超音波探触子、５ｂ・・受信用超音波探触
子、６・・超音波発振器、６ａ・・ピーク検出回路、６
ｂ・・発振部、７・・時間計測部、７ａ・・ピーク検出
回路、７ｂ・・時間カウンタ、８・・記憶部、９・。 ・演算部、９ａ・・伝播時間差演算部、９ｂ・・亀裂長
さ演算部、９ｃ・・荷重振幅演算部、９ｄ・・荷重振幅
補正値演算部、１０・・初期値設定器、１１・・荷重振
幅制御部、１２・・油圧ユニット、１３・・サーボバル
ブ、１４・・サーボアンプ。 代理人 弁理士 飯沼義彦 第１図 （０） 第３図 第４図
測手段を示す正面図および側面図であり、第２〜４図は
、本発明の一実施例としての疲労試験装置を示すもので
、第２図はその全体構成図、第３図はその超音波発振器
および時間計測部を示すブロック図、第４図はその演算
部を示すブロック図である。 １・・試験片、１ｎ・・亀裂、１ｂ・・切り欠き部、Ｉ
ｃ、ｌｄ・・ピン、２・・クリップデージ、３・・アク
チュエータ（液圧シリンダー）、４・φロードセル、５
ａ・・送信用超音波探触子、５ｂ・・受信用超音波探触
子、６・・超音波発振器、６ａ・・ピーク検出回路、６
ｂ・・発振部、７・・時間計測部、７ａ・・ピーク検出
回路、７ｂ・・時間カウンタ、８・・記憶部、９・。 ・演算部、９ａ・・伝播時間差演算部、９ｂ・・亀裂長
さ演算部、９ｃ・・荷重振幅演算部、９ｄ・・荷重振幅
補正値演算部、１０・・初期値設定器、１１・・荷重振
幅制御部、１２・・油圧ユニット、１３・・サーボバル
ブ、１４・・サーボアンプ。 代理人 弁理士 飯沼義彦 第１図 （０） 第３図 第４図
Claims (3)
- （１）切り欠外部を有する試験片の疲労試験において、
荷重位相と同期させて亀裂の進展量を超音波による表面
波を用いて計測し、この計測量に基づいて亀裂先端部へ
加わる応力を制御することを特徴とする、疲労試験方法
。 - （２）切り欠き部を有する試験片に繰り返し荷重を加え
て同試験片に亀裂を発生させるアクチュエータと、同ア
クチュエータに加える繰り返し荷重の振幅を制御する荷
重振幅制御部と、上記試験片の荷重振幅を検出するロー
ドセルとをそなえ、上記試験片の切り欠き部側に超音波
を送受信する一対の超音波探触子が上記切り欠き部を挾
むように取り付けられ、上記ロードセルからの荷重振幅
信号を受けで上記超音波探触子の送信用探触子へ荷重位
相と同期した送信用信号を送る超音波発振器と、同超音
波発！ＩＡ器からの送信用信号と上記超音波探触子の受
信用探触子で受信される検出信号とを受けて最大荷重時
における伝播時間を計測する時間計測部と、同時間計測
部からの伝播時間を記憶する記憶部と、同記憶部からの
無負荷時の伝播時間と最大荷重時における伝播時間との
時間差および初期値設定器からの応力拡大係数に応じて
上記荷重振幅を制御すべく、上記荷重振幅制御部へ制御
信号を出力する演算部とが設けられたことを特徴とする
、疲労試験装置。 - （３）上記演算部が、上記記憶部に記憶された無負荷時
の伝播時間と最大荷重時における伝播時間との時間差を
演算する伝播時間差？＊算部と、上記伝播時間差演算部
からの時間差信号を受けて上記試験片の亀裂長さを演算
する亀裂長さ演算部と、同亀裂長さ演算部で演算された
亀裂長さに応して荷重振幅を演算する荷重振幅演算部と
、同荷重振幅演算部からの荷重振幅に基づき上記荷重振
幅制御部へ制御信号を出力する荷重振幅補正値演算部と
で構成された、特許請求の範囲第２項に記載の疲労試験
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58184897A JPS6076644A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 疲労試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58184897A JPS6076644A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 疲労試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6076644A true JPS6076644A (ja) | 1985-05-01 |
| JPS6335936B2 JPS6335936B2 (ja) | 1988-07-18 |
Family
ID=16161233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58184897A Granted JPS6076644A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 疲労試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6076644A (ja) |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP58184897A patent/JPS6076644A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6335936B2 (ja) | 1988-07-18 |
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