CN110159644B - 轴部件及其微动疲劳减轻结构、设计方法和微动疲劳强度试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供轴部件及其微动疲劳减轻结构、设计方法和微动疲劳强度试验装置，以减轻在轴部件的压入部产生的微动疲劳。轴部件(11)具备直径d的非压入部(13)和比直径d大的直径D的压入部(12)，压入部(12)的外周面被压入其他部件(14)的压入孔(14a)的内周面。在压入部(12)的外周面形成有被多个槽(12b)包围的多个突出部(12c)，因此，因微动而在压入部(12)的突出部(12c)发生的点蚀受槽(12b)阻止从而被阻止伸展为裂纹，轴部件(11)对微动疲劳的耐久性提高。

Description

轴部件及其微动疲劳减轻结构、设计方法和微动疲劳强度试 验装置

技术领域

本发明涉及轴部件的微动疲劳减轻结构、应用了该疲劳减轻结构的轴部件、该轴部件的设计方法、以及对该轴部件的微动疲劳强度进行试验的微动疲劳强度试验装置，其中，轴部件具备直径d的非压入部和比直径d大的直径D的压入部，所述压入部的外周面被压入其他部件的压入孔的内周面。

背景技术

所谓微动(fretting)是在作用有面压的机械零件彼此的接触面间，反复产生伴随摩擦力的微小的相对滑动(几μm～几十μm)的现象，该微动使得零件的表面疲劳从而产生裂纹，存在使零件的疲劳强度大幅度下降的问题。

在以下非专利文献1中公开了铁道车辆的车轴被压入车轮而形成的压入部的微动疲劳。如图12所示，当弯曲载荷反复输入到车轴时，车轴及车轮的压入部的轴向中间部分成为不发生相对滑动的固着区域，但压入部的轴向两端部分成为发生相对滑动的滑动区域，在固着区域与滑动区域的边界产生微动疲劳引起的裂纹。

此外在以下专利文献1中记载了，在使接触片与试验片的表面接触的状态下向试验片输入高频扭转振动而产生微动疲劳的微动疲劳强度试验装置中，并非将接触片固定于外部结构物来使其与试验片的表面接触，而是将接触片以接触状态直接支承于试验片的表面。根据该微动疲劳强度试验装置，在试验片与接触片接触的部分产生固着区域及滑动区域这两者，能够高精度地测定试验片的微动疲劳强度。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：新干线车辆用车轴的疲劳特性新日铁住金技报第395号，日本，(2013年)第56页～第63页

专利文献

专利文献1：日本特开2015-190874号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述非专利文献1中公开了一种技术，该技术通过车轴的高频淬火的改良、车轴与车轮的压入部的嵌合形状的改良来减轻车轴及车轮的压入部中产生的微动疲劳，但如果仅在车轴的被压入车轮中的外周面实施简单的加工就能够减轻微动疲劳，则不必对以往的车轴增加大幅的设计变更，有利于降低成本。

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于减轻轴部件的压入部中产生的微动疲劳。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，根据技术方案1记载的发明，提出一种轴部件的微动疲劳减轻结构，其中，轴部件具备直径d的非压入部和比直径d大的直径D的压入部，所述压入部的外周面被压入其他部件的压入孔的内周面，所述轴部件的微动疲劳减轻结构的特征在于，在所述压入部的外周面形成有被多个槽包围的多个突出部。

此外根据技术方案2记载的发明，在技术方案1的结构的基础上提出一种轴部件的微动疲劳减轻结构，其特征在于，所述突出部的平均接触宽度为16μm以下。

此外根据技术方案3记载的发明，提出一种轴部件，其具有技术方案1或技术方案2所述的微动疲劳减轻结构，其特征在于，所述槽及所述突出部的形状设定为，使得根据所述压入部的外周面的最大允许剪切应力τ1和所述非压入部的外周面的最大允许剪切应力τ2算出的D/d＝(τ2/τ1)^1/3的值为1.1以下且当最大允许剪切应力τ1达到最大时的值以上。

此外根据技术方案4记载的发明，提出一种技术方案3所述的轴部件的设计方法，其特征在于，包括以下工序：测定所述压入部的外周面的最大允许剪切应力τ1；测定所述非压入部的外周面的最大允许剪切应力τ2；根据D/d＝(τ2/τ1)^1/3计算所述压入部与所述非压入部的直径比D/d；以及调整所述槽及所述突出部的形状，使得所述直径比D/d的值为1.1以下且当最大允许剪切应力τ1达到最大时的值以上。

此外根据技术方案5记载的发明，提出一种对技术方案3所述的轴部件的微动疲劳强度进行试验的微动疲劳强度试验装置，其特征在于具备：接触片，其以与相当于所述轴部件的试验片的外周面接触的方式固定于该试验片；振动施加装置，其对所述试验片施加高频振动；以及移位检测传感器，其根据所述试验片的移位来检测裂纹的产生。

发明效果

根据技术方案1的结构，其是一种轴部件的微动疲劳减轻结构，其中，轴部件具备直径d的非压入部和比直径d大的直径D的压入部，压入部的外周面被压入其他部件的压入孔的内周面，在压入部的外周面形成有被多个槽包围的多个突出部，因此，因微动而在压入部的突出部发生的点蚀受槽阻止从而被阻止伸展为裂纹，轴部件对微动疲劳的耐久性提高。

此外根据技术方案2的结构，突出部的平均接触宽度为16μm以下，因此能够可靠地阻止在突出部发生的点蚀的伸展，提高轴部件的压入部的耐久性。

此外根据技术方案3的结构，槽及突出部的形状设定为，使得根据压入部的外周面的最大允许剪切应力τ1和非压入部的外周面的最大允许剪切应力τ2算出的D/d＝(τ2/τ1)^1/3的值为1.1以下且当最大允许剪切应力τ1达到最大时的值以上，因此，能够利用槽和突出部有效地提高轴部件的压入部的微动疲劳强度，同时防止压入部的疲劳强度相对于非压入部的疲劳强度过剩，能够将压入部与非压入部的直径比D/d抑制到最小而实现轴部件的小型轻量化。

此外根据技术方案4的结构，包括以下工序：测定压入部的外周面的最大允许剪切应力τ1；测定非压入部的外周面的最大允许剪切应力τ2；利用D/d＝(τ2/τ1)^1/3计算压入部与非压入部的直径比D/d；以及调整槽及突出部的形状，使得直径比D/d的值为1.1以下且当最大允许剪切应力τ1达到最大时的值以上，因此，能够利用槽和突出部有效地提高轴部件的压入部的微动疲劳强度，同时防止压入部的疲劳强度相对于非压入部的疲劳强度过剩，能够将压入部与非压入部的直径比D/d抑制到最小而实现轴部件的小型轻量化。

此外根据技术方案5的结构，具备：接触片，其以与相当于轴部件的试验片的外周面接触的方式固定于该试验片；振动施加装置，其对试验片施加高频振动；以及移位检测传感器，其根据试验片的移位来检测裂纹的产生，因此，能够在试验片中与接触片接触的部分可靠地产生固着区域及滑动区域这两者，从而高精度地测定试验片的微动疲劳强度。

附图说明

图1是通过压入而结合的轴部件及其他部件的纵剖视图和横剖视图。

图2是示出压入部的突出部的宽度与裂纹的长度的关系的曲线图。

图3是示出第1实施方式的试验片的形状的图。

图4是示出图3的试验片的制造方法的图。

图5是示出第2实施方式的试验片的图。

图6是示出图5的实施方式的试验片的制造方法的图。

图7是示出第3实施方式的试验片的制造方法的图。

图8是示出微动疲劳强度试验装置的图。

图9是示出通过超声波微动试验得到的最大允许剪切应力的测定结果的曲线图。

图10是示出车轴的直径比D/d与最大允许剪切应力的关系的曲线图。

图11是示出轴部件的设计方法的流程图。

图12是示出压入车轮的车轴的图。

标号说明

11：轴部件；

12：压入部；

12b：槽；

12c：突出部；

13：非压入部；

14：其他部件；

14a：压入孔；

21：试验片；

32：接触片；

35：振动施加装置；

36：移位检测传感器。

具体实施方式

以下，根据图1～图12说明本发明的实施方式。

如图1的(A)示意性所示，以往的铁道车辆的车轴那样的轴部件11具备：直径D的压入部12、12，它们位于轴部件11的两端；以及直径d的非压入部13，其被两个压入部12、12夹着，例如车轮那样的其他部件14的中心的压入孔14a的内周面通过压入被固定在各个压入部12的外周面。压入其他部件14的压入孔14a中的轴部件11的压入部12的外周面由于反复输入的载荷而产生微动疲劳，从而形成容易发生细微的点蚀的表面劣化层12a。当表面劣化层12a的点蚀发展成裂纹时，轴部件11的强度显著受损，因此在压入部12的外周面实施了用于抑制表面劣化层12a的点蚀发展成裂纹的加工。

产生微动疲劳的压入部12与不产生微动疲劳的非压入部13相比强度下降，因此压入部12的直径D被设定为比非压入部13的直径d大，使得压入部12与非压入部13的强度均等。直径比D/d是表示微动疲劳引起的压入部12的强度下降的指标，当直径比D/d为1时，相当于压入部12完全不受到微动疲劳的影响的理想状态，直径比D/d越大于1，压入部12受到微动疲劳的影响越大。

如图1的(B)及图1的(C)示意性所示，在本实施方式中，在轴部件11的压入部12的外周面形成有沿周向及轴向延伸并相互交叉的多个槽12b，被这些槽12b包围的多个突出部12c的顶部与其他部件14的压入孔14a的内周面抵接。槽12b的深度比表面劣化层12a的厚度大，因此槽12b的底部超过表面劣化层12a的底部而到达压入部12的内部。另外，在图1中夸张地进行了放大绘制，但表面劣化层12a的厚度、槽12b的宽度、突出部12c的宽度为几μm～几十μm左右的大小。

如图1的(A)所示，假设压入部12中不存在槽12b和突出部12c，则在压入部12的表面劣化层12a发生的点蚀贯穿表面劣化层12a并伸展到压入部12的内部，发展为裂纹，从而使压入部12的强度下降。

另一方面，如图1的(B)和图1的(C)所示，当压入部12中存在槽12b和突出部12c时，在压入部12的表面劣化层12a发生的点蚀从突出部12c的侧面到达槽12b，不能进一步伸展，因此阻止了向裂纹发展，抑制了压入部12的强度下降。

图2是示出轴部件11的压入部12的突出部12c的最大宽度与裂纹的长度的关系的曲线图。

横轴是初始磨损后的突出部12c的最大宽度，纵轴是突出部12c所产生的裂纹的长度。从该图可以明确，突出部12c的最大宽度超过16μm则产生裂纹，但在突出部12c的最大宽度为16μm以下的情况下，完全不产生裂纹。

将初始磨损后的突出部12c的最大宽度设为16μm以下则能够阻止产生裂纹的理由在于，即使在宽度狭窄的突出部12c的顶部发生点蚀，该点蚀也由于突出部12c的顶部的宽度狭窄而不会向深度方向伸展，即使沿着顶部伸展，也会在突出部12c的端部停止，从而阻止了更进一步的伸展，顶部的点蚀通过与其他部件14的接触被削去而消失。不久突出部12c的顶部与其他部件14磨合，平均赫兹表面压力下降，难以再发生点蚀。此外，突出部12c的顶部磨损，表面粗糙度非常好，因此润滑性提高，磨损不再进一步发展。

接下来，根据图3～图7，对用于试验微动疲劳特性的试验片21进行说明。

如图3所示，哑铃状的试验片21具备：轴部22，其形成为中央部具有固定直径的圆棒状；以及一对头部23、23，它们从轴部22的两端鼓出，在轴部22的外周面形成有多个槽22a及多个突出部22b。试验片21的槽22a及突出部22b与上述的轴部件11的槽12b及突出部12c对应，具有阻止因微动而产生的点蚀发展成裂纹的功能。

在制造该试验片21时，首先如图4的(A)所示，对轴部22的外周面加工多个环状的避让槽22c。接着，如图4的(B)所示，将具有平坦的外周面的支承辊24和在外周面具有多个突起25a的直齿轮状的滚轧辊25按压于轴部22的外周面并使它们旋转，由此在被相邻的避让槽22c夹着的区域形成多个平行的槽22a和多个长方形状的突出部22b。此时，被滚轧辊25从槽22a压出的材料被释放到避让槽22c。

图5示出试验片21的其他实施方式，该试验片21具备多个网格状的槽22a和多个菱形的突出部22b。在制造该试验片21时，首先如图6的(A)所示，对轴部22的外周面加工多个环状的避让槽22c。接着，如图6的(B)所示，将具有向一个方向倾斜的多个突起26a的具有斜齿轮状的外周面的滚轧辊26和具有向另一个方向倾斜的多个突起27a的斜齿轮状的滚轧辊27按压于轴部22的外周面并使它们旋转，由此在被相邻的避让槽22c夹着的区域形成多个网格状的槽22a和多个菱形的突出部22b。此时，被滚轧辊26、27从槽22a压出的材料被释放到避让槽22c。

作为试验片21的制造方法的其他实施方式，也可以如图7所示，由分体部件构成轴部22及一对头部23、23，通过压入，在形成了槽22a及突出部22b的轴部22的两端固定一对头部23、23。

另外，在图3～图7中夸张地进行了放大绘制，但槽22a的宽度、突出部22b的宽度、避让槽22c的宽度为几μm～几十μm左右的大小。

图8示出用于测定试验片21的微动引起的强度下降的微动疲劳强度试验装置。在一对板状的衬垫31、31的相互对置的内表面中央部，固定有能够与试验片21的轴部22接触的一对接触片32、32。对贯通一对衬垫31、31的两端部的一对螺栓33、33螺合螺母34、34来紧固，由此，接触片32、32以规定的载荷被按压于试验片21的轴部22。产生高频扭转振动的振动施加装置35与试验片21的上侧的头部23连接，检测扭转移位的一对移位检测传感器36、36以与试验片21的一对头部23、23对置的方式配置。

试验片21和接触片32例如与所述轴部件11和所述其他部件14对应，它们的材质、槽22a以及突出部22b的形状被设定成与所述轴部件11和所述其他部件14相同。

在以夹着试验片21的轴部22的方式固定了一对接触片32、32的状态下，用振动施加装置35对试验片21的上侧的头部23输入高频扭转振动，则试验片21的轴部22扭转振动，从而在与接触片32、32之间发生相对滑动，试验片21的轴部22产生微动疲劳。此时，试验片21的轴部22的扭转角根据来自一对移位检测传感器36、36的输出来检测，当检测出的扭转角急剧增加时，判断为因微动而产生的点蚀发展为裂纹，试验片21达到疲劳界限。此时的试验片21的轴部22的外周面的剪切应力根据施加到试验片21的扭矩和试验片21的轴部22的直径来计算。

假设接触片32、32支承于框架那样的固定部，则试验片21及接触片32、32的接触部的整个区域都变为滑动区域，难以实现固着区域及滑动区域共存的状态，不能高精度地检测裂纹的产生。另一方面，根据本实施方式，通过将接触片32、32直接支承于试验片21，使固着区域及滑动区域共存于试验片21与接触片32、32的接触部，能够高精度地检测在固着区域与滑动区域的边界部的裂纹的产生。

为了验证具有槽22a及突出部22b的试验片21的疲劳界限，利用该微动疲劳强度试验装置能够测定不具有槽22a及突出部22b的试验片21的微动疲劳界限。此外通过拆下接触片32、32，能够测定不具有槽22a及突出部22b的试验片21的不伴随微动的单纯的扭转疲劳界限。

此外，轴部件11的压入部12的外周面因微动疲劳而强度下降，因此为了最大限度地确保轴部件11整体的强度，压入部12的直径D必须设定为比非压入部13的直径d大。然而，过度增大压入部12的直径D会使得轴部件11的重量、尺寸增加，因而并非优选。因此，优选在压入部12上形成槽12b及突出部12c来减轻微动疲劳的基础上，将压入部12的直径D抑制在必要最小限度，即尽量减小直径比D/d来减小轴部件11的重量、尺寸。

当对具有直径D的轴部件11的压入部12施加扭矩T时，在其外周面的剪切应力τ1按τ1＝16T/πD³被赋予。此外当对具有直径d的轴部件11的非压入部13施加扭矩T时，在其外周面的剪切应力τ2按τ2＝16T/πd³被赋予。轴部件11的压入部12以及非压入部13一体地连续，作用有相同的扭矩T，因此直径比D/d按D/d＝(τ2/τ1)^1/3被赋予。即，如果将压入部12的外周面的最大允许剪切应力τ1和非压入部13的外周面的最大允许剪切应力τ2应用于D/d＝(τ2/τ1)^1/3的数学式，则能够得到在非压入部13产生裂纹的同时压入部12产生裂纹的直径比D/d、即压入部12的直径D不大到浪费的最小的直径比D/d。

图9的曲线图示出通过上述微动疲劳强度试验得到的试验片的最大允许剪切应力的测定结果，横轴是施加到试验片上的振动的周期数，纵轴是试验片产生裂纹时的剪切应力(最大允许剪切应力)。■标记和●标记表示试验片受到不伴随微动疲劳的单纯的扭转疲劳的情况下的最大允许剪切应力，■标记表示对试验片实施了碳氮共渗处理及微粒喷丸处理(WPC)这两者，●标记表示对试验片仅实施了渗碳处理。此外，□标记和○标记表示试验片受到伴随微动疲劳的扭转疲劳的情况下的最大允许剪切应力，□标记表示对试验片实施了碳氮共渗处理及微粒喷丸处理(WPC)这两者，○标记表示对试验片仅实施了渗碳处理。

实施了碳氮共渗处理及微粒喷丸处理这两者的试验片的最大允许剪切应力在受到单纯的扭转疲劳的情况下(■标记)是900MPa，与此相对，在受到伴随微动疲劳的扭转疲劳的情况下(□标记)下降到480MPa。此外仅实施了渗碳处理的试验片的最大允许剪切应力在受到单纯的扭转疲劳的情况下(●标记)是750MPa，与此相对，在受到伴随微动疲劳的扭转疲劳的情况下(○标记)下降到440MPa。

将该试验结果应用于D/d＝(τ2/τ1)^1/3的数学式时，实施了碳氮共渗处理及微粒喷丸处理这两者的试验片的直径比D/d为1.19，此外仅实施了渗碳处理的试验片的直径比D/d为1.20。

图10是示出将图12中说明的铁道车辆的轴部件11压入到其他部件14而形成的压入部12的最大允许剪切应力的曲线图，横轴表示直径比D/d，纵轴表示压入部12产生裂纹时的最大允许剪切应力。

如图10中实线所示，伴随着压入部12的直径D的增加、即直径比D/d的增加，压入部12的最大允许剪切应力增加，读取出非压入部13的最大允许剪切应力(直径比D/d＝1时的压入部12的最大允许剪切应力)为70MPa，压入部12的最大允许剪切应力为124MPa。将非压入部13的最大允许剪切应力＝70MPa和压入部12的最大允许剪切应力＝124MPa应用于D/d＝(τ2/τ1)^1/3的数学式，则直径比D/d＝1.20，可知与从曲线图读取的直径比D/d＝1.15几乎一致。

接下来，根据图11的流程图，对用于使直径比D/d最小而实现轴部件11的小型轻量化的设计方法进行说明。

首先在步骤S1中，将模仿不具有槽12b及突出部12c的轴部件11的压入部12的试验片21装载于微动疲劳强度试验装置，在产生微动疲劳的状态下测定最大允许剪切应力τ1’。在接下来的步骤S2中，将模仿轴部件11的非压入部13的试验片21装载于微动疲劳强度试验装置，在不产生微动疲劳而仅产生单纯的扭转疲劳的状态下测定最大允许剪切应力τ2。在所述步骤S2中，由于不需要产生微动疲劳，因而不需要使接触片32、32与试验片21接触。在接下来的步骤S3中，根据最大允许剪切应力τ1’和最大允许剪切应力τ2计算直径比(D/d)’。该直径比(D/d)’与不具有槽12b及突出部12c的比较例的轴部件11(参照图1的(A))的直径比相当。

在接下来的步骤S4中，将模仿具有槽12b及突出部12c的轴部件11的压入部12的试验片21装载于微动疲劳强度试验装置，在产生微动疲劳的状态下测定最大允许剪切应力τ1。在接下来的步骤S5中，根据最大允许剪切应力τ1和最大允许剪切应力τ2计算直径比(D/d)。该直径比(D/d)与具有槽12b及突出部12c的实施方式的轴部件11的直径比相当(参照图1的(B)和图1的(C))。

在接下来的步骤S6中，对比较例的直径比(D/d)’与实施方式的直径比(D/d)进行比较，如果(D/d)≤(D/d)’成立则进入步骤S7，如果不成立则进入步骤S8。(D/d)≤(D/d)’不成立的情况是指不具有槽12b及突出部12c的比较例的轴部件11的疲劳强度达到具有槽12b及突出部12c的实施方式的轴部件11的疲劳强度以上的情况，相当于槽12b及突出部12c的设计不合适而不发挥效果的情况。

在这种情况下，在步骤S8中，变更试验片21的槽的形状、深度、角度、间距等或者突出部的形状、面积等，重复所述步骤S4～步骤S6。其结果是，在所述步骤S6中如果(D/d)≤(D/d)’成立，则判断为实施方式的疲劳强度相对于比较例提高了，进入步骤S7。

然后在步骤S7中，如果(D/d)≤阈值不成立，则判断为槽及突出部所带来的疲劳强度的提高不充分，在所述步骤S8中进一步变更槽及突出部的性状后，进一步重复所述步骤S4～步骤S7。其结果是，如果(D/d)≤阈值成立，则判断为充分实现了疲劳强度的提高，结束本程序。

如图10中实线所示，将以往的铁道车辆的轴部件11压入其他部件14而形成的压入部12的最大允许剪切应力τ根据直径比(D/d)的增加而增加，但当直径比(D/d)达到1.1时，在τ＝124Mpa处达到饱和，不再增加。虚线表示利用上述设计方法优化槽12b及突出部12c的形状后的本实施方式的特性，最大允许剪切应力τ根据直径比(D/d)的增加而增加，但当直径比(D/d)为比以往例的1.1小的(D/d)_min时，在τ＝124Mpa处达到饱和，不再增加。因此，优化槽12b及突出部12c的形状，使得直径比(D/d)在1.1以下且达到(D/d)_min，由此相对于以往例，能够减小直径比(D/d)而使轴部件11小型轻量化。

如上所述，根据本实施方式，能够利用槽12b及突出部12c有效提高轴部件11的压入部12的微动疲劳强度，同时防止压入部12的疲劳强度相对于非压入部13的疲劳强度过剩，能够将压入部12与非压入部13的直径比D/d抑制在最小，从而实现轴部件11的小型轻量化。

以上说明了本发明的实施方式，但本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。

例如，本发明的轴部件11及其他部件14不限于铁道车辆的车轴及车轮。

此外本发明的轴部件的槽及突出部的尺寸、形状、数量等并不限于实施方式。

Claims (4)

1.一种轴部件的微动疲劳减轻结构，其中，轴部件(11)具备直径d的非压入部(13)和比直径d大的直径D的压入部(12)，所述压入部(12)的外周面被压入其他部件(14)的压入孔(14a)的内周面，

所述轴部件的微动疲劳减轻结构的特征在于，

在所述压入部(12)的外周面形成有被多个槽(12b)包围的多个突出部(12c)，

所述突出部(12c)的最大宽度为16μm以下。

2.一种轴部件(11)，其具有权利要求1所述的微动疲劳减轻结构，其特征在于，

所述槽(12b)及所述突出部(12c)的形状设定为，使得根据所述压入部(12)的外周面的最大允许剪切应力τ1和所述非压入部(13)的外周面的最大允许剪切应力τ2算出的直径比D/d＝(τ2/τ1)^1/3的值为1.1以下且当最大允许剪切应力τ1达到最大时的值以上。

3.一种权利要求2所述的轴部件(11)的设计方法，其特征在于，

包括以下工序：测定所述压入部(12)的外周面的最大允许剪切应力τ1；测定所述非压入部(13)的外周面的最大允许剪切应力τ2；根据D/d＝(τ2/τ1)^1/3计算所述压入部(12)与所述非压入部(13)的直径比D/d；以及调整所述槽(12b)及所述突出部(12c)的形状，使得所述直径比D/d的值为1.1以下且当最大允许剪切应力τ1达到最大时的值以上。

4.一种对权利要求2所述的轴部件(11)的微动疲劳强度进行试验的微动疲劳强度试验装置，其特征在于，

所述微动疲劳强度试验装置具备：接触片(32)，其以与作为所述轴部件(11)的试验片(21)的外周面接触的方式固定于该试验片(21)；振动施加装置(35)，其对所述试验片(21)施加高频振动；以及移位检测传感器(36)，其根据所述试验片(21)的移位来检测裂纹的产生。

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