JPS6271829A - 材料の疲労試験装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分ｘＦ］ 本発明は材料の疲労試験装置に係り、特に、疲労破壊し
た時点で疲労破壊による材料の変化が大きく現れないよ
うな材料であっても疲労破壊点を明瞭に判別できるし、
のに関する。

［従来の技術］ −・般に、材料の疲労試験は、（材料に操り返して荷重
を加えたとき、その材料が破壊するに至るまでの繰り返
し回数を求めることによって行なわれろ。

即ち、例えば、材料の２つの部位をおさえ、その一方の
部位から一定振幅の繰り返し変位をＩＪｌｌえたときに
他方の部位に加わる荷重の振幅を測定し、この荷重振幅
が材料の疲労破壊により急激に減少するに至るまでの繰
り返し回数を測定する乙のである。

この場合、ナ４料の疲労破壊点の検出は第、１図に示さ
れるように、測定術！１′ｆ振幅が２つの設定レベルＡ
とＢとの範囲内になったことを検出４゛ろか、あるいは
、第５図に示されろように荷重振幅のピーク位置が２つ
の設定レベルＣとＤとの範囲から外れたことを検出４゛
ることによっておこなわれていた。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、このような従来の装置で第６図（７，＼）に
そのＴ面図、第６図（Ｉ３）にその側面図がそれぞれ示
されている゛京子炉燃礼・集合体における支持格子に設
けられているスプリングのように比較的複雑に折り曲げ
られた板状体の疲労試論を行った場合、その疲労破壊点
を判別することが極めて困難であった。

第７図は、この場合における測定荷重振幅の推移を示す
図であるが、顕微鏡による観察によれば図中に点て既に
疲労破壊が起こっている？、：ム拘わりず１，１す定荷
重振幅の減少はほとんど判別出来ない程度の変イヒこか
なく、この状態がある時間続いた後、Ｋ゛点に至って始
めて測定荷重振幅の急激な減少、即ち、破断がみられた
。

この原因は、前記支持格子のように比較的複雑な形状の
板状体では一部が疲労Ｃ１破壊して乙池の部位が完全に
破壊されなかったり、あるいは、全部が破壊してもその
破壊された一方の部位が（色方の部位に引っ掛かって一
定時間見掛は上の強度を保持したりするものと推定され
るか、これに対する在勤な対策がなかったものである。

本発明の目的は、このような欠点を除去した材料の疲労
試験装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明は、−
材料に繰り返し荷重を加えたときに生ずる材料の変化の
大きさに対応する信号を入力してこの大きさに対応する
直流的出力を送出する信号処理手段を設けた構成を有し
、この構成により、疲労破壊した時点で疲労破壊による
材料の変化が大きく現れないような材料の疲労破壊点を
も明瞭に’Ｉ’ＪＩ別することを可能にしている。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例に係る材料の疲労試験装置を示
すブロック図である。

第１図において、符号１は荷重印加手段を構成する疲労
試験装置本体であり、この疲労試験装置本体ｌには材料
に任意の変位を加える振動発生装置が内蔵されている。

又、前記疲労試験装置本体ｌの上部には前記振動発生装
置に結合された変位伝達棒２が立設されており、この変
位伝達棒２の上部には試験片３を載置する試験片載置台
４が取り付けられている。

更に、前記疲労試験装置本体１には２本の支柱５．５が
立設さｔｌ、これら支柱５．５の上端部には梁６が架設
されており、この粱６の下部中央には材料変化検出手段
を構成するロードセル７が取り付けられているととしに
、該ロードセル７には検出棒８が取り付けられている。

この検出棒８はその先端部が前記試験片載置台４に対向
ずろように設けられており、該試験片載置台４に載置さ
れた試験片に接触して該試験片に加４つる６；干その他
の試験片の変化を前記ロードセル７に（二連するらので
ある。

このロートセ゛Ｌ・７は前記検出棒８によって伝達され
た荷重その他の機械的変化を電気的変化に変換してその
電気的信号を出力端子から送出するらのである。

又、前記ロードセル７の出力端子はロードアンプ９の入
力端子に接続され、二のロードアンプ９の出力端子は材
料変化の大きさに対応する信号を入力してその大きさに
対応する直流的出力を送出する信号処理手段を構成する
交流−直流変換器１０の入力端子に接続されているとと
らに、該交流−直流変換器１０の出力端子は記録計１１
の入力端子に接続されている。

前記ロードアンプ９は前記ロードセル７の出力端子７）
λら送出された交流的電気信号を増幅してその出力を前
記交流−直流変換器ｌＯに加えるものであり、この交流
−直流変換器ＩＯは入力しｆコ交流的信号をこれに対応
する直流的信号に変換して出力するものである。

更に、前記記録計Ｉ＋は前記交流−直流変換器ＩＯから
送出される信号の時間的変化を記録１゛るものである。

上述の疲労試験装置によって材料の疲労試験を行うとき
は、まず、試験すべきト［料の試験片３を前記試験片載
置台４に載置し、次に、前記検出棒８を前記試験片３の
上部に接触させ、然る後、面記疲労試験装置本体！内に
内蔵されている振動発生機を作動させて前記試験片３に
一定の振幅の繰り返し変位を加える。

これにより前記試験片３に繰り返し荷重が加えられ、そ
の繰り返し荷重は前記検出棒８を通じて前記ロードセル
７によって検出されて交流的電気信号に変換される。

この交流的電気信号は前記ロードアニップ９によって増
幅され、前記交流−直流変換器ｌＯによって直流的信号
に変換されて前記記録計１１に加えられる。

第２図及び第３図はこのようにして前３己記録計１１に
よって記録された疲労試験結果を示すチャート図である
。

図において、縦軸は荷重であり、横軸は時間又は繰り返
し回数である。

又、用いた試験片は前記第６図に示した原子炉燃料集合
体を構成する支持格子に形成されているスプリングであ
り、第２図は試験片３に加える繰り返し変位が比較的小
さい場合、第３図はこれに比較して大きい場合の結果を
それぞれ示している。

第２図及び第３図からあきらかなように、疲労破壊点に
１及びに、はそれぞれ信号Ｉｌｌ線の変曲点Ｐ、及びＰ
２として明瞭に判別でき、更に、破断点に１゛及びに２
′は信号曲線のＰｌｏ及びＩ〕２°として明瞭に判別で
きる。

このように、本実施例によれば、前記支持格子のように
、疲労破壊した時点で測定荷重の変化か大きく現れない
ような材料であってら疲労破壊点又は破断点を明瞭に判
別できる。

又、本実施例の装置は従来の一般的な疲労試験装置に公
知の交流−直流変換器を追加するたけて良いから、極め
て容易に得ることかできる。

前、前記実施例にあっては、信号処理手段として交流−
直流変換器１０を用いたが、本発明はこれに限られるこ
となく、この信号処理手段として、例えば、ダイオード
とコンデンサーとからなる公知の整流回路を用いても良
い。

［発明の効果］ 以上、詳述したように、本発明は、材料に操り返し荷重
を加えたときに生ずる材料の変化の大きさに対応する信
号を入力してこの大きさに対応する直流的出力を送出す
る信号処理手段を設けたことにより、疲労破壊した時点
で疲労破壊によるけ料の変化が大きく現れないような材
料の疲労破壊点又は破断点をも明瞭に判別することを可
能にしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る材料の疲労試験装置を示
すブロック図、第２図渋び第３図は第１図に示される実
施例による測定結果を示すチャート図、第４図及び第５
図は従来の疲労試験装置による疲労破壊点の検出を説明
するｆ二めの図、第６図は原子炉燃料集合体を構成ず乙
支持格子に形成されているスプリングを示す図、第７図
は第６図に示される支持格子の疲労試験を従来の疲労試
験装置によっておこなった場合の測定結果を示すチャー
ト図である。 １．２．４・・・荷重印加手段を構成する疲労試験装置
本体、変位伝達棒及び試験片載置台、７，８・・・材料
変化検出手段を構成ずろロードセル及び検出棒、ｌＯ・
・・信号処理手段を構成する交流−直流変換器。 第２図 簡 第３図 （凹私］ 第４図 第５図 第６図 （Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 材料に繰り返して荷重を加える荷重印加手段と、この荷
   重印加手段によって繰り返して荷重が加えられたときに
   生ずる材料の変化の大きさを測定する材料変化検出手段
   とを備えた疲労試験装置において、 前記材料変化検出手段から送出される材料変化の大きさ
   に対応する信号を入力してその大きさに対応する直流的
   出力を送出する信号処理手段を設けたことを特徴とする
   材料の疲労試験装置。