JP2002039932A - Method and apparatus for diagnosis of durability of metal component - Google Patents

Method and apparatus for diagnosis of durability of metal component

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JP2002039932A
JP2002039932A JP2000222491A JP2000222491A JP2002039932A JP 2002039932 A JP2002039932 A JP 2002039932A JP 2000222491 A JP2000222491 A JP 2000222491A JP 2000222491 A JP2000222491 A JP 2000222491A JP 2002039932 A JP2002039932 A JP 2002039932A
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JP
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load
durability
barkhausen noise
magnetic sensor
mechanical
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JP2000222491A
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Inventor
Yuichi Ito
勇一 伊藤
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Toyota Central R&D Labs Inc
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Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for the diagnosis of the durability of a metal component, where the durability of a work under test can be diagnosed easily and quickly and the durable load of the work under test can be estimated easily. SOLUTION: This method includes a process where the work under test 8 is loaded repeatedly with a load and a magnetometric sensor 12 is scanned so as to measure electromagnetic parameter is performed; a step wherein a part whose electromagnetic parameter is maximum is specified as a maximum stress concentration part is performed; a step where the magnetometric sensor 12 is situated in the maximum stress concentration part, the work 8 is loaded repeatedly with the load, while the load is being increased at prescribed intervals from P1 to P2 and the mechanical Barkhausen noise of the electromagnetic parameter is measured by the magnetometric sensor 12 is performed; a step where the load which can obtain the maximum value of the mechanical Barkhausen noise is estimated as the durable load Pw is performed; and a durable load Pw is compared with a design allowable load Pt, and the durability of the work 8 is diagnosed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は,強磁性の金属部品の疲労耐久性
を,金属部品を破壊することなく判断することができる
耐久性診断方法及び耐久性診断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a durability diagnostic method and a durability diagnostic apparatus capable of determining the fatigue durability of a ferromagnetic metal component without destroying the metal component.

【0002】[0002]

【従来技術】新しい部品の開発を行うに当たっては,そ
の開発段階において,部品が所望の設計上の許容荷重
(設計許容荷重)を十分に満足するか否かという耐久性
の診断を行うことが不可欠である。耐久性診断方法とし
ては,破壊試験法と非破壊検査法とがある。
2. Description of the Related Art In the development stage of a new component, it is indispensable at the development stage to diagnose the durability of the component to determine whether or not the component sufficiently satisfies a desired design allowable load (design allowable load). It is. There are two types of durability diagnostic methods: destructive testing and nondestructive testing.

【0003】従来の破壊検査法は,開発段階における試
作部品を被試験体として,これに上記設計許容荷重を所
定の回数繰り返して負荷し,疲労亀裂が認められるか否
かを観察する。そして,疲労亀裂が認められた場合には
不合格として設計変更し,認められない場合には合格と
する方法である。
In a conventional destructive inspection method, a prototype component in a development stage is used as a test object, and the above design allowable load is repeatedly applied to the test object a predetermined number of times to observe whether or not a fatigue crack is observed. If fatigue cracks are found, the design is rejected as rejected, and if not found, the design is accepted.

【0004】また,従来の非破壊検査法としては,X線
回折法と電磁気的方法とがある。X線回折法は,繰り返
し負荷をかけた部品のX線回折プロファイル変化を測定
し,あらかじめ求めた損傷度とプロファイル変化の検定
線から損傷度を推定することにより耐久性を診断するも
のである。電磁気的方法は,被試験体を所定の条件で径
時劣化させると共に,外部から磁場を与え,それによっ
て発生した電磁気信号を径時劣化毎に計測するものであ
る。
[0004] Conventional nondestructive inspection methods include an X-ray diffraction method and an electromagnetic method. In the X-ray diffraction method, durability is diagnosed by measuring a change in an X-ray diffraction profile of a part to which a load is repeatedly applied and estimating the damage degree from a damage degree obtained in advance and a test line of the profile change. In the electromagnetic method, a test object is deteriorated under predetermined conditions under a predetermined condition, a magnetic field is applied from the outside, and an electromagnetic signal generated thereby is measured for each time-dependent deterioration.

【0005】[0005]

【解決しようとする課題】しかしながら,上記従来の耐
久性診断方法には,次の問題がある。即ち,上記破壊検
査法においては,所定回数の繰り返し荷重の負荷が不可
欠であるので,耐久性を診断するまでの期間が非常に長
い。例えば,繰り返し回数を1×107回,繰返し速度
5をHzとして試験をし,その後カラーチェックにより
亀裂の有無を判断した場合,約1月ほどかかる。そのた
めコストも高い。さらに,この方法では,合格品の品質
が過剰品質かどうかがまったく判断できず,最適設計に
つながりにくい。
However, the above conventional durability diagnosis method has the following problems. That is, in the above-described destructive inspection method, since a predetermined number of repetitive loads is indispensable, the period until the durability is diagnosed is very long. For example, when a test is performed with the number of repetitions set to 1 × 10 7 times and the repetition rate 5 set to Hz, and then the presence or absence of a crack is determined by color check, it takes about one month. Therefore, the cost is high. Furthermore, in this method, it cannot be determined at all whether the quality of the acceptable product is excessive quality, and it is difficult to achieve an optimal design.

【0006】また,上記非破壊検査法のX線回折法にお
いては,X線回折を行う装置が非常に大掛かりとなり,
金属部品の開発現場における検査が難しい。また,被試
験体の最表面の清浄度その他の状態によって検査結果が
左右されやすい。また,上記電磁気的方法においては,
外部から励磁するが,この方法によって測定できるパラ
メータの絶対値は,被試験体の形状の影響を強く受ける
ため絶対値そのものは信頼できない。そのため,被試験
体の劣化に伴うパラメータの径時変化を測定し,その変
化によって耐久性を推定する。それ故,耐久性の判断ま
での期間が長くなる。また耐久限の値を推定することが
できないので,最適設計につながりにくい。
Further, in the X-ray diffraction method of the nondestructive inspection method, an apparatus for performing X-ray diffraction becomes very large,
Inspection at the development site of metal parts is difficult. In addition, the inspection result is easily influenced by the cleanliness of the outermost surface of the test object and other conditions. In the above electromagnetic method,
Excitation is performed externally, but the absolute value of the parameter that can be measured by this method is not reliable because the absolute value of the parameter is strongly affected by the shape of the DUT. For this reason, the change with time of the parameter due to the deterioration of the test object is measured, and the durability is estimated from the change. Therefore, the period until the determination of the durability becomes longer. In addition, since the value of the durability limit cannot be estimated, it is difficult to lead to an optimal design.

【0007】本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので,被試験体の耐久性を容易かつ迅速に診断
でき,かつ,被試験体の耐久荷重を容易に推定できる,
金属部品の耐久性診断方法及び耐久性診断装置を提供し
ようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional problems, and makes it possible to easily and quickly diagnose the durability of a test object and easily estimate the durability load of the test object.
An object of the present invention is to provide a durability diagnosis method and a durability diagnosis device for metal parts.

【0008】[0008]

【課題の解決手段】請求項1の発明は,強磁性の金属部
品の耐久性を診断する方法であって,上記金属部品より
なる被試験体に一定荷重による繰り返し荷重を負荷する
と共に,上記被試験体の表面近傍において磁気センサを
スキャンさせて電磁気パラメータを測定する電磁気パラ
メータ測定工程と,上記電磁気パラメータが最大である
部位を最大応力集中部として特定する応力集中部特定工
程と,上記最大応力集中部に上記磁気センサを位置させ
た状態で,上記被試験体に対して所望の設計許容荷重P
tよりも低い最低負荷荷重P1から上記設計許容荷重P
tよりも高い最大負荷荷重P2まで所定間隔で荷重を高
めながら繰り返し荷重を負荷していくと共に,各荷重ご
とに磁気センサにより電磁気パラメータのメカニカルバ
ルクハウゼンノイズを測定するメカニカルバルクハウゼ
ンノイズ測定工程と,上記メカニカルバルクハウゼンノ
イズの極大値が得られる荷重を耐久荷重Pwとして推定
する耐久荷重推定工程とを行い,上記耐久荷重Pwと上
記設計許容荷重Ptとの比較により,上記被試験体の耐
久性を診断することを特徴とする金属部品の耐久性診断
方法にある。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a method for diagnosing the durability of a ferromagnetic metal part. The method comprises the steps of: An electromagnetic parameter measuring step of measuring an electromagnetic parameter by scanning a magnetic sensor in the vicinity of the surface of the test piece; a stress concentration section identifying step of identifying a portion where the electromagnetic parameter is maximum as a maximum stress concentration section; With the magnetic sensor positioned in the section, a desired design allowable load P
from the minimum load P1 lower than t to the design allowable load P
a mechanical Barkhausen noise measuring step of repeatedly applying a load while increasing the load at predetermined intervals up to a maximum load P2 higher than t, and measuring a mechanical Barkhausen noise of an electromagnetic parameter by a magnetic sensor for each load; Performing a durable load estimating step of estimating a load at which the maximum value of the mechanical Barkhausen noise is obtained as a durable load Pw, and comparing the durable load Pw with the design allowable load Pt to determine the durability of the test object. A method for diagnosing the durability of a metal part, characterized by performing a diagnosis.

【0009】本発明において最も注目すべき点は,上記
電磁気パラメータ測定工程及び応力集中部特定工程を行
って上記最大応力集中部を特定し,その後,この最大応
力集中部に対して,上記メカニカルバルクハウゼンノイ
ズ測定工程及び耐久荷重推定工程を行って耐久荷重Pw
を推定し,この耐久荷重Pwと設計許容荷重Ptとの比
較によって被試験体の耐久性を診断することである。
The most notable point of the present invention is that the maximum stress concentration portion is specified by performing the electromagnetic parameter measuring step and the stress concentration portion specifying step, and thereafter, the mechanical bulk is applied to the maximum stress concentration portion. Performing the Hausen noise measuring process and the durable load estimating process to obtain the durable load Pw
Is estimated, and the durability of the test object is diagnosed by comparing the endurable load Pw with the design allowable load Pt.

【0010】本発明においては,まず,上記電磁気パラ
メータ測定工程を行う。この工程では,上記のごとく,
磁気センサを用いる。この磁気センサは,被試験体の表
面近傍において被試験体から生じる磁気を電磁気パラメ
ータ(例えば電圧出力)として測定することができるセ
ンサである。例えば電磁誘導式の磁気センサ等がある。
そして,この工程では,上記被試験体に一定荷重による
繰り返し荷重を負荷した状態で,上記磁気センサによる
スキャンを行う。これにより,被試験体の部位に対応し
た電磁気パラメータが得られる。
In the present invention, first, the electromagnetic parameter measuring step is performed. In this process, as described above,
A magnetic sensor is used. This magnetic sensor is a sensor capable of measuring magnetism generated from a device under test in the vicinity of the surface of the device as an electromagnetic parameter (for example, voltage output). For example, there is an electromagnetic induction type magnetic sensor.
Then, in this step, scanning is performed by the magnetic sensor in a state in which the test object is repeatedly loaded with a constant load. As a result, electromagnetic parameters corresponding to the part of the test object are obtained.

【0011】電磁気パラメータは,上記繰り返し荷重に
よって被試験体に付与される応力の大きさに対応するも
のとなる。そのため,上記応力集中部特定工程において
電磁気パラメータが最大である部位を特定することによ
って,上記被試験体における最大応力集中部が特定され
る。最大応力集中部位は破壊起点となる部位である。
The electromagnetic parameters correspond to the magnitude of the stress applied to the test object by the repetitive load. Therefore, by specifying a portion where the electromagnetic parameter is maximum in the stress concentration portion specifying step, the maximum stress concentration portion in the test object is specified. The maximum stress concentration site is a site serving as a fracture starting point.

【0012】上記メカニカルバルクハウゼンノイズ測定
工程においては,上記最大応力集中部に対して磁気セン
サを静止状態で位置させておき,再び被試験体に対して
繰り返し荷重を付与する。このときの繰り返し荷重は,
上記のごとく,設計許容荷重Ptよりも低い最低負荷荷
重P1から設計許容荷重Ptよりも高い最高負荷荷重P
2まで所定間隔で高めながら付与する。そして,上記磁
気センサによって各荷重ごとに電磁気パラメータのメカ
ニカルバルクハウゼンノイズを測定する。
In the mechanical Barkhausen noise measuring step, the magnetic sensor is positioned in a stationary state with respect to the maximum stress concentration portion, and a load is repeatedly applied to the test object again. The repetitive load at this time is
As described above, from the minimum load P1 lower than the design allowable load Pt to the maximum load P higher than the design allowable load Pt.
It is applied while increasing at predetermined intervals up to 2. The magnetic sensor measures the mechanical Barkhausen noise of the electromagnetic parameter for each load.

【0013】電磁気パラメータのメカニカルバルクハウ
ゼンノイズは,電磁気パラメータに乗ってくる高周波の
シグナルである。このメカニカルバルクハウゼンノイズ
は,繰り返し負荷がかけられる被試験体におけるひずみ
成分に対応したものである。即ち,強磁性体材料では応
力が負荷されると磁気ひずみ効果に起因して磁区構造変
化が起こる。その過程で磁壁が不連続に移動することに
よって,上記メカニカルバルクハウゼンノイズが生じ
る。
The mechanical Barkhausen noise of the electromagnetic parameter is a high-frequency signal that is superimposed on the electromagnetic parameter. This mechanical Barkhausen noise corresponds to a strain component in a test object to which a load is repeatedly applied. That is, when a stress is applied to a ferromagnetic material, a magnetic domain structure changes due to a magnetostrictive effect. When the domain wall moves discontinuously in the process, the mechanical Barkhausen noise is generated.

【0014】そして,ここに重要なことは,繰り返し荷
重を徐々に高めながら被試験体に付与し,各荷重ごとに
メカニカルバルクハウゼンノイズを測定した場合,この
値が荷重の増加に伴って増加し,やがて極大値(ピー
ク)が現れ,その後低下する現象が生ずること,そし
て,この極大値の生ずる荷重値の近傍に疲労破壊の耐久
限が存在することを見出した点である。そのため,本発
明では,上記メカニカルバルクハウゼンノイズ測定工程
によってメカニカルバルクハウゼンノイズを測定し,そ
の後の耐久荷重推定工程においてその極大値が得られる
際の荷重を耐久荷重Pwとして推定する。
What is important here is that when the load is repeatedly applied to the test object while the mechanical load is gradually increased, and the mechanical Barkhausen noise is measured for each load, this value increases as the load increases. Eventually, it was found that a phenomenon occurs in which a maximum value (peak) appears and then decreases, and that a durability limit of fatigue fracture exists near a load value at which the maximum value occurs. Therefore, in the present invention, the mechanical Barkhausen noise is measured in the above-described mechanical Barkhausen noise measurement step, and the load at which the maximum value is obtained in the subsequent durable load estimation step is estimated as the durable load Pw.

【0015】ただし,この極大値の出現は,上記P1〜
P2までの繰り返し荷重を1サイクル負荷しただけでは
現れない場合があり,複数サイクルのP1〜P2までの
繰り返し荷重を負荷した場合に現れる場合がある。その
ため,好ましくは,後述するごとく,上記メカニカルバ
ルクハウゼンノイズ測定工程を複数回繰り返して安定し
たピークの発生をさせた後,上記耐久荷重推定工程に移
ることが好ましい。
However, the appearance of this maximum value is caused by the above P1
It may not appear when the repetitive load up to P2 is applied only for one cycle, and may appear when the repetitive load from P1 to P2 in a plurality of cycles is applied. Therefore, as described later, it is preferable to repeat the mechanical Barkhausen noise measurement step a plurality of times to generate a stable peak, and then proceed to the endurance load estimation step.

【0016】また,上記最小負荷荷重P1及び最大負荷
荷重P2の値が不適切な場合には,上記極大値がこれら
の間に現れない場合もある。この場合には,上記P1及
びP2の値を見直すことが好ましい。ただし,単純に上
記設計許容荷重Ptよりも耐久限が高いか低いかと言う
判断だけでよい場合には,P2=Ptの条件で行えばよ
い。すなわち,P1〜Pt間で極大点が認められなけれ
ば耐久限はPtより高いと判断でき,極大点が認められ
れば耐久限はPtより低いと判断できる。
If the values of the minimum load P1 and the maximum load P2 are inappropriate, the maximum value may not appear between them. In this case, it is preferable to review the values of P1 and P2. However, if it is only necessary to simply determine whether the durability limit is higher or lower than the design allowable load Pt, the determination may be made under the condition of P2 = Pt. That is, if no maximum point is recognized between P1 and Pt, the durability limit can be determined to be higher than Pt, and if a maximum point is recognized, the durability limit can be determined to be lower than Pt.

【0017】そして,本発明では,上記耐久荷重推定工
程において推定した耐久荷重Pwを上記設計許容荷重P
tと比較して,上記被試験体の耐久性を診断する。診断
は,例えば耐久荷重Pwが設計許容荷重Ptを超えてい
るか否かにより合否を判定する方法,あるいは,安全率
を考慮して合否を判定する方法,あるいは,耐久荷重P
wが所定値以上高い場合には過剰品質であると判定する
方法等,種々の判定方法により行うことができる。
In the present invention, the durable load Pw estimated in the durable load estimating step is replaced by the design allowable load Pw.
The durability of the test object is diagnosed in comparison with t. The diagnosis is performed by, for example, a method of determining whether or not the endurable load Pw exceeds the design allowable load Pt, a method of determining whether or not the endurance is determined in consideration of the safety factor, or a method of determining the endurance load Pw.
When w is higher than a predetermined value, various determination methods such as a method of determining that the quality is excessive can be performed.

【0018】次に,本発明の作用効果につき説明する。
本発明においては,上記のごとく,上記電磁気パラメー
タ測定工程及び応力集中部特定工程を行って上記最大応
力集中部を特定する。そのため,最大応力集中部の特定
は,上記磁気センサを被試験体表面近傍において一通り
スキャンすればよく,非常に短時間で正確に行うことが
できる。
Next, the operation and effect of the present invention will be described.
In the present invention, as described above, the maximum stress concentration portion is specified by performing the electromagnetic parameter measuring step and the stress concentration portion specifying step. Therefore, the maximum stress concentration portion can be specified accurately by scanning the magnetic sensor once in the vicinity of the surface of the test object in a very short time.

【0019】また,上記メカニカルバルクハウゼンノイ
ズ測定工程及び耐久荷重推定工程による耐久荷重Pwの
推定も,上記メカニカルバルクハウゼンノイズの極大値
を得ることによって正確に短時間で行うことができる。
さらに,上記電磁気パラメータ測定工程及びメカニカル
バルクハウゼンノイズ測定工程は,磁気センサを用いて
実施することができ,X線回折装置のような大掛かりな
装置は不要である。
Further, the estimation of the durable load Pw in the mechanical Barkhausen noise measuring step and the durable load estimating step can be accurately performed in a short time by obtaining the maximum value of the mechanical Barkhausen noise.
Furthermore, the above-mentioned electromagnetic parameter measurement step and mechanical Barkhausen noise measurement step can be performed using a magnetic sensor, and a large-scale apparatus such as an X-ray diffraction apparatus is not required.

【0020】さらに,上記耐久荷重Pwを容易に推定す
ることができるので,上記のごとく過剰品質であるか否
かを判定することもでき,金属部品の最適設計につなげ
ることができる。
Further, since the endurable load Pw can be easily estimated, it is possible to determine whether or not the quality is excessive as described above, which can lead to an optimal design of a metal part.

【0021】このように,本発明によれば,被試験体の
耐久性を容易かつ迅速に診断でき,かつ,被試験体の耐
久荷重を容易に推定できる,金属部品の耐久性診断方法
を提供することができる。そして,この耐久性診断方法
の利用によって,新しい金属部品の開発期間の短縮及び
コストダウンを図ることができる。
As described above, according to the present invention, there is provided a method for diagnosing the durability of a metal part, which can easily and quickly diagnose the durability of the DUT and can easily estimate the durable load of the DUT. can do. The use of this durability diagnosis method can shorten the development period and cost of new metal parts.

【0022】次に,請求項2の発明のように,上記メカ
ニカルバルクハウゼンノイズ測定工程は複数回行い,上
記耐久荷重推定工程においては,最後に行ったメカニカ
ルバルクハウゼンノイズ測定工程における極大値を上記
耐久荷重Pwとして推定することが好ましい。この場合
には,上記極大値の信頼性が高まり,推定する耐久荷重
Pwの信頼性を向上させることができる。
Next, the mechanical Barkhausen noise measuring step is performed a plurality of times, and the maximum value in the last mechanical Barkhausen noise measuring step is determined in the endurance load estimating step. It is preferable to estimate it as the durable load Pw. In this case, the reliability of the maximum value is increased, and the reliability of the estimated endurance load Pw can be improved.

【0023】次に,請求項3の発明は,強磁性の金属部
品の耐久性を診断する装置であって,上記金属部品より
なる被試験体に繰り返し荷重を負荷する荷重負荷手段
と,上記被試験体の表面近傍において電磁気パラメータ
を測定する磁気センサと,上記磁気センサから得られる
電磁気パラメータを解析してメカニカルバルクハウゼン
ノイズを得るメカニカルバルクハウゼンノイズ出力手段
と,上記電磁気パラメータ及び上記メカニカルバルクハ
ウゼンノイズを取り込んで出力手段に出力する総合制御
手段とを有することを特徴とする金属部品の耐久性診断
装置にある。
Next, a third aspect of the present invention is an apparatus for diagnosing the durability of a ferromagnetic metal component, comprising: a load applying means for repeatedly applying a load to a test object made of the metal component; A magnetic sensor for measuring an electromagnetic parameter in the vicinity of the surface of a test body, a mechanical Barkhausen noise output means for analyzing an electromagnetic parameter obtained from the magnetic sensor to obtain a mechanical Barkhausen noise, the electromagnetic parameter and the mechanical Barkhausen noise And a general control means for taking in the data and outputting it to an output means.

【0024】本発明において最も注目すべき点は,上記
荷重負荷手段と,上記磁気センサと,上記メカニカルバ
ルクハウゼンノイズ出力手段と,上記出力手段と,上記
総合制御手段とを有することである。そしてこれらを有
することによって,本発明の診断装置は,上記の優れた
診断方法を実施することができる。
The most remarkable point in the present invention is that it has the load applying means, the magnetic sensor, the mechanical Barkhausen noise output means, the output means, and the general control means. By having these, the diagnostic apparatus of the present invention can implement the above excellent diagnostic method.

【0025】即ち,上記荷重負荷手段によって,上記被
試験体に一定荷重による繰り返し荷重を負荷すると共
に,上記磁気センサをスキャンさせて電磁気パラメータ
を測定すると共に,上記出力手段によって電磁気パラメ
ータを例えばディスプレイ,プリンター等に出力する。
次に,得られた電磁気パラメータが最大である部位に上
記磁気センサをセットした状態で,上記荷重負荷手段に
よって,上記被試験体に対して所望の設計許容荷重Pt
よりも低い最低負荷荷重P1から上記設計許容荷重Pt
よりも高い最大負荷荷重P2まで徐々に荷重を高めなが
ら繰り返し荷重を負荷していく。そして,上記磁気セン
サによって各荷重ごとの電磁気パラメータを測定すると
共に,上記メカニカルバルクハウゼンノイズ出力手段に
よってメカニカルバルクハウゼンノイズを得る。このメ
カニカルバルクハウゼンノイズも上記出力手段によって
ディスプレイ,プリンター等に出力する。
That is, the load applying means applies a repetitive load to the specimen under a constant load, scans the magnetic sensor to measure the electromagnetic parameters, and outputs the electromagnetic parameters to, for example, a display. Output to printer etc.
Next, with the magnetic sensor set at a position where the obtained electromagnetic parameter is the maximum, the load applying means applies a desired design allowable load Pt to the device under test.
From the minimum load P1 lower than the design allowable load Pt
The load is repeatedly applied while gradually increasing the load to a maximum load P2 higher than the maximum load P2. The magnetic sensor measures electromagnetic parameters for each load, and the mechanical Barkhausen noise output means obtains mechanical Barkhausen noise. This mechanical Barkhausen noise is also output to a display, a printer or the like by the output means.

【0026】これにより,得られたメカニカルバルクハ
ウゼンノイズの極大値を特定することができる。なお,
上述したごとく,極大値が生じない場合には,上記のメ
カニカルバルクハウゼンノイズの測定を複数回繰り返す
こともできる。そして,メカニカルバルクハウゼンノイ
ズの極大値が得られる荷重を耐久荷重Pwとして推定す
ることにより,耐久荷重Pwの推定を行うことができ
る。そのため,この耐久荷重Pwを基に,種々の手法に
より金属部品の耐久性を診断することができる。
Thus, the maximum value of the obtained mechanical Barkhausen noise can be specified. In addition,
As described above, when the maximum value does not occur, the measurement of the mechanical Barkhausen noise can be repeated a plurality of times. Then, by estimating the load at which the maximum value of the mechanical Barkhausen noise is obtained as the durable load Pw, the durable load Pw can be estimated. Therefore, based on the durability load Pw, the durability of the metal component can be diagnosed by various methods.

【0027】このように,本診断装置を用いれば,上記
優れた診断方法を容易に実施することができ,被試験体
の耐久性を容易かつ迅速に診断でき,かつ,被試験体の
耐久荷重を容易に推定することができる。そして,この
耐久性診断装置の利用によって,新しい金属部品の開発
期間の短縮及びコストダウンを図ることもできる。
As described above, by using the present diagnostic apparatus, the above excellent diagnostic method can be easily implemented, the durability of the DUT can be easily and quickly diagnosed, and the durable load of the DUT can be improved. Can be easily estimated. The use of the durability diagnostic apparatus can shorten the development period of new metal parts and reduce costs.

【0028】また,請求項4の発明のように,上記耐久
性診断装置は,上記磁気センサを移動又は固定させるセ
ンサ移動装置と,上記荷重負荷手段を制御する荷重制御
装置とを有すると共に,上記センサ移動装置及び上記荷
重制御装置は,上記総合制御手段により制御されるよう
構成されていることが好ましい。この場合には,上記総
合制御手段の指示によって,例えば,磁気センサをスキ
ャンあるいは固定,繰り返し荷重の負荷条件の設定,変
更等を容易かつ精度よく行うことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the durability diagnostic device includes a sensor moving device for moving or fixing the magnetic sensor and a load control device for controlling the load applying means. It is preferable that the sensor moving device and the load control device are configured to be controlled by the comprehensive control means. In this case, for example, scanning or fixing of the magnetic sensor, setting and changing of the load condition of the repetitive load, and the like can be easily and accurately performed by the instruction of the comprehensive control means.

【0029】さらに,上記設計許容荷重Pt,最低負荷
荷重P1,最高負荷荷重P2,等を上記総合制御手段に
入力することによって,上述した耐久性診断方法の各工
程を自動的に進めるように構成することも可能となる。
それ故,耐久性判断における作業の簡素化を図ることが
できる。
Further, by inputting the design allowable load Pt, the minimum load P1, the maximum load P2, and the like to the general control means, the respective steps of the durability diagnosis method described above are automatically advanced. It is also possible to do.
Therefore, the operation for determining the durability can be simplified.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】実施形態例1 本発明の実施形態例にかかる金属部品の耐久性診断方法
及び耐久性診断装置につき,図1〜図4を用いて説明す
る。本例において耐久性を診断する金属部品8は,図2
に示すごとき形状を有し,中炭素鋼S55C調質材より
なる自動車部品である。この金属部品8は,繰り返し荷
重を長期間受ける部品であって,その耐久性が問題とな
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment A durability diagnosis method and a durability diagnosis apparatus for metal parts according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the metal part 8 for diagnosing durability is shown in FIG.
This is an automobile part having a shape as shown in FIG. The metal component 8 is a component that receives a repeated load for a long period of time, and its durability is a problem.

【0031】この金属部品(被試験体)8の耐久性を診
断する診断装置1は,図1に示すごとく,被試験体8に
繰り返し荷重を負荷する荷重負荷手段11と,被試験体
8の表面近傍において電磁気パラメータを測定する磁気
センサ12と,磁気センサ12から得られる電磁気パラ
メータを解析してメカニカルバルクハウゼンノイズを得
るメカニカルバルクハウゼンノイズ出力手段15と,上
記電磁気パラメータ及びメカニカルバルクハウゼンノイ
ズを取り込んで出力手段17に出力する総合制御手段1
6とを有する。
As shown in FIG. 1, the diagnostic device 1 for diagnosing the durability of the metal component (test object) 8 includes a load applying means 11 for repeatedly applying a load to the test object 8, A magnetic sensor 12 for measuring an electromagnetic parameter near the surface, a mechanical Barkhausen noise output means 15 for analyzing the electromagnetic parameter obtained from the magnetic sensor 12 to obtain a mechanical Barkhausen noise, and taking in the electromagnetic parameter and the mechanical Barkhausen noise Control means 1 for outputting to output means 17 by means of
6.

【0032】上記磁気センサ12としては,電磁誘導式
のものを用い,電磁気パラメータとして電圧出力が得ら
れるものを用いた。そして,磁気センサ12には,アン
プ13,フィルター14を介して,FFTアナライザー
よりなる上記メカニカルバルクハウゼンノイズ出力手段
15に接続した。さらにこれはパーソナルコンピュータ
よりなる総合制御手段16に接続した。また,出力装置
17としては,上記パーソナルコンピュータのディスプ
レイ及びプリンターを用いた。本例の出力方法として
は,横軸に時間軸をとったチャート上に電磁気パラメー
タ又はメカニカルバルクハウゼンノイズをプロットする
ようにした。
As the magnetic sensor 12, an electromagnetic induction sensor was used, and a sensor capable of obtaining a voltage output as an electromagnetic parameter was used. The magnetic sensor 12 was connected to the mechanical Barkhausen noise output means 15 composed of an FFT analyzer via an amplifier 13 and a filter 14. Further, it was connected to a general control means 16 comprising a personal computer. As the output device 17, a display and a printer of the personal computer were used. As an output method of this example, an electromagnetic parameter or mechanical Barkhausen noise is plotted on a chart with a horizontal axis representing a time axis.

【0033】上記荷重負荷手段11としては,従来より
ある耐久性試験機を用いた。本例では,図2に示すごと
く,荷重負荷手段11に対し,固定部81を固定し,先
端82の部分から繰り返し荷重(P)が負荷されるよう
に被試験体8をセットした。
As the load applying means 11, a conventional durability tester was used. In this example, as shown in FIG. 2, the fixed part 81 was fixed to the load applying means 11, and the test piece 8 was set so that the load (P) was repeatedly applied from the tip 82.

【0034】次に,上記磁気センサ12を被試験体8の
表面上においてスキャン可能にセットし,上記荷重負荷
手段11により被試験体8に対して一定荷重(本例では
設計許容荷重Pt=3200Nとした)を負荷した。そ
して,被試験体8の表面近傍において磁気センサ12を
スキャンさせて電磁気パラメータを測定する電磁気パラ
メータ測定工程を行った。
Next, the magnetic sensor 12 is set so that it can be scanned on the surface of the test object 8 and a constant load (in this example, design allowable load Pt = 3200 N in this example) is applied to the test object 8 by the load applying means 11. Was loaded. Then, an electromagnetic parameter measuring step of measuring the electromagnetic parameters by scanning the magnetic sensor 12 near the surface of the test object 8 was performed.

【0035】図3には,上記磁気センサ12から得られ
る電磁気パラメータの出力状態の一例を示す。横軸には
時間(ms)を,左縦軸には電磁気パラメータとしての
電圧出力(Induced voltage, V)をとり,その値Vp
を実線でプロットした。また同図には,右縦軸に繰り返
し荷重の荷重変動(Stress signal, V)をとり,荷重
負荷手段11のロードセル出力から取り込んだ荷重変動
Sを破線でプロットした。
FIG. 3 shows an example of the output state of the electromagnetic parameters obtained from the magnetic sensor 12. The horizontal axis represents time (ms), the left vertical axis represents voltage output (Induced voltage, V) as an electromagnetic parameter, and its value Vp
Is plotted as a solid line. In the same figure, the load fluctuation (Stress signal, V) of the repeated load is plotted on the right vertical axis, and the load fluctuation S taken in from the load cell output of the load load means 11 is plotted by a broken line.

【0036】この図を用いて後述するメカニカルバルク
ハウゼンノイズを簡単に説明すると,電磁気パラメータ
Vp上に,上下に変動する高周波のシグナルが乗ってい
るのがわかる。このシグナルがメカニカルバルクハウゼ
ンノイズである。したがって,電磁気パラメータの信号
から低周波成分を取り除けばメカニカルバルクハウゼン
ノイズを測定することができる。
A brief explanation of mechanical Barkhausen noise, which will be described later, with reference to this figure, shows that a high-frequency signal that fluctuates up and down is on the electromagnetic parameter Vp. This signal is mechanical Barkhausen noise. Therefore, the mechanical Barkhausen noise can be measured by removing the low frequency components from the electromagnetic parameter signal.

【0037】上記電磁気パラメータ測定工程において
は,上記磁気センサ11から得られる電磁気パラメータ
を,上記フィルタ14及びメカニカルバルクハウゼンノ
イズ出力手段15を素通りさせて総合制御手段16に取
り込み,出力手段17から出力させる。本例では,この
出力を見ながら,電磁気パラメータが最大となった際に
磁気センサ11が位置する被試験体8の表面にマークを
入れることにより,上記電磁気パラメータが最大である
部位を見つけ,この部位を最大応力集中部として特定し
た(応力集中部特定工程)。
In the electromagnetic parameter measuring step, the electromagnetic parameters obtained from the magnetic sensor 11 are passed through the filter 14 and the mechanical Barkhausen noise output means 15 to the general control means 16, and output from the output means 17. . In the present example, while observing this output, a mark is made on the surface of the device under test 8 where the magnetic sensor 11 is located when the electromagnetic parameter is maximized, thereby finding a portion where the electromagnetic parameter is maximized. The part was specified as the maximum stress concentration part (stress concentration part specification step).

【0038】本実施例では,負荷荷重Pと最大応力集中
部での応力σの関係は以下のようになる。 σ=(Pl/Z)×α l:最大応力部位と負荷部の距離,Z:断面係数,α:
形状係数 実際には,σとPの関数は以下のようになった。 P=12.8×σ
In this embodiment, the relationship between the applied load P and the stress σ at the maximum stress concentration portion is as follows. σ = (Pl / Z) × α 1: distance between maximum stressed part and load part, Z: section modulus, α:
Shape factor Actually, the functions of σ and P are as follows. P = 12.8 × σ

【0039】次に,上記最大応力集中部に上記磁気セン
サを位置させた状態で,被試験体8に対して所望の設計
許容荷重Ptよりも低い最低負荷荷重P1=2180N
(最大応力部ではσ=175MPa)から設計許容荷重
Ptよりも高い最大負荷荷重P2=5120W(最大応
力部ではσ=400MPa)まで320Nずつ荷重を高
めながら繰り返し荷重を負荷していくと共に,磁気セン
サ12により各荷重ごとに電磁気パラメータのメカニカ
ルバルクハウゼンノイズを測定するメカニカルバルクハ
ウゼンノイズ測定工程を行った。
Next, in a state where the magnetic sensor is positioned at the maximum stress concentration portion, a minimum load P1 = 2180N lower than a desired design allowable load Pt is applied to the test piece 8.
(Σ = 175 MPa in the maximum stress portion) to a maximum load P2 = 5120 W (σ = 400 MPa in the maximum stress portion) higher than the design allowable load Pt. 12, a mechanical Barkhausen noise measuring step of measuring mechanical Barkhausen noise of an electromagnetic parameter for each load was performed.

【0040】メカニカルバルクハウゼンノイズの測定値
は,上記のごとく磁気センサ12,アンプ13,フィル
ター14,FFTアナライザーよりなるメカニカルバル
クハウゼンノイズ出力手段15を介して,低周波成分の
除去,FFT処理(高速フーリエ変換)を施して0.5
〜2.0kHzの領域で発生する実効値電圧を測定し
た。この測定値は,総合制御手段16に取り込ませ,出
力手段17から出力させた。
As described above, the measured value of the mechanical Barkhausen noise is removed through the mechanical Barkhausen noise output means 15 including the magnetic sensor 12, the amplifier 13, the filter 14, and the FFT analyzer to remove low-frequency components and perform FFT processing (high-speed processing). Fourier transform) and 0.5
The effective value voltage generated in the region of -2.0 kHz was measured. This measured value was taken into the general control means 16 and output from the output means 17.

【0041】本例では,上記P1〜P2の範囲の1サイ
クルの荷重変化では明確なメカニカルバルクハウゼンノ
イズの極大値が現れなかった。そのため,上記メカニカ
ルバルクハウゼンノイズ測定工程を16回まで繰り返し
て行った。その結果をグラフ化したものを図4に示す。
同図は,横軸に付与した繰り返し荷重から被試験体8に
付与される応力振幅σa(Stress amplitude, MPa)
を,縦軸にメカニカルバルクハウゼンノイズ(Mec.BHN
voltaage, mV)をとったものである。
In this example, a clear mechanical Barkhausen noise maximal value did not appear with a one-cycle load change in the range of P1 to P2. Therefore, the above-described mechanical Barkhausen noise measurement process was repeated up to 16 times. FIG. 4 shows a graph of the result.
The figure shows the stress amplitude σa (Stress amplitude, MPa) applied to the specimen 8 from the repeated load applied to the horizontal axis.
And the vertical axis indicates the mechanical Barkhausen noise (Mec.BHN
voltaage, mV).

【0042】同図に示すごとく,本例では,上記メカニ
カルバルクハウゼンノイズ測定工程を繰り返すことによ
り極大値が安定的に現れた。本例では,耐久荷重推定工
程において,最後の16回目の極大値が得られる応力振
幅σamを耐久荷重Pwとして推定した。
As shown in the figure, in this example, the maximum value stably appeared by repeating the above-described mechanical Barkhausen noise measurement process. In this example, in the endurance load estimation step, the stress amplitude σam at which the last 16th maximum value is obtained is estimated as the endurance load Pw.

【0043】その結果,本例における耐久荷重Pwは,
4350N(最大応力部ではσ=340Mpaであり,
設計許容荷重Ptの3200Nより大幅に上回り,良好
な耐久性を有することが診断できる。また,この耐久荷
重Pwは安全率が1.36となり,特に過剰品質でもな
く設計変更が必要ないことがわかった。もし,耐久荷重
Pwがさらに大きい結果となった場合には,部品の軽量
化等の観点から耐久荷重Pwが少し小さくなるように設
計変更を進めることもできる。なお,耐久荷重Pwが設
計許容荷重Ptよりも小さい結果となっていたならば,
これを改善するような設計変更を進める。
As a result, the durable load Pw in this example is:
4350N (σ = 340 Mpa at the maximum stress portion,
It can be diagnosed that the durability is much higher than the design permissible load Pt of 3200 N, and the durability is good. Further, it was found that the safety factor of the endurance load Pw was 1.36, and it was not particularly excessive quality and no design change was required. If the durable load Pw is further increased, the design can be changed so that the durable load Pw is slightly reduced from the viewpoint of weight reduction of parts. If the endurable load Pw is smaller than the design allowable load Pt,
We will proceed with design changes to improve this.

【0044】このように,本例においては,被試験体8
の耐久性を容易かつ迅速に診断でき,かつ,被試験体8
の耐久荷重を容易に推定することができる。そして,こ
れにより,新しい金属部品の開発期間の短縮及びコスト
ダウンを図ることができる。
As described above, in this example, the test object 8
The durability of the test piece can be easily and quickly diagnosed, and
Can be easily estimated. As a result, it is possible to shorten the development period and cost of new metal parts.

【0045】実施形態例2 本例では,図5に示すごとく,耐久性診断装置1に,上
記磁気センサ12を移動又は固定させるセンサ移動装置
121と,上記荷重負荷手段11を制御する荷重制御装
置111とを設けた。そして,センサ移動装置121及
び荷重制御装置111は,上記総合制御手段16により
制御されるよう構成した。
Embodiment 2 In this embodiment, as shown in FIG. 5, the durability diagnostic device 1 includes a sensor moving device 121 for moving or fixing the magnetic sensor 12 and a load control device for controlling the load applying means 11. 111. The sensor moving device 121 and the load control device 111 are configured to be controlled by the general control means 16.

【0046】また,総合制御手段16においては,磁気
センサ12の位置情報および荷重負荷手段11の荷重条
件等の制御状態を取り込むよう構成した。また,総合制
御手段16には,設計許容荷重Pt,最低負荷荷重P
1,最高負荷荷重P2を予め入力し,これらに基づいて
上記電磁気パラメータ測定工程,応力集中部特定工程,
メカニカルバルクハウゼンノイズ測定工程,耐久荷重推
定工程をそれぞれ自動的に行うようにした。
The integrated control means 16 is configured to take in the control information such as the position information of the magnetic sensor 12 and the load condition of the load applying means 11. The integrated control means 16 includes a design allowable load Pt and a minimum load load Pt.
1, the maximum load P2 is input in advance, and the electromagnetic parameter measuring step, the stress concentration portion specifying step,
The mechanical Barkhausen noise measurement process and the endurance load estimation process are automatically performed.

【0047】即ち,被試験体8を上記荷重負荷手段11
にセットした後,上記総合制御手段16から制御して,
荷重負荷手段11から一定値(設計許容荷重Pt)の繰
り返し荷重を被試験体8に負荷すると共に,上記磁気セ
ンサ12を表面近傍においてスキャンさせて電磁気パラ
メータを測定する電磁気パラメータ測定工程を行う。測
定した電磁気パラメータは磁気センサ12の位置情報と
共に総合制御手段16に取り込まれる。
That is, the test object 8 is connected to the load applying means 11.
, And controlled by the general control means 16 to
An electromagnetic parameter measuring step of applying a repetitive load of a fixed value (design allowable load Pt) to the test object 8 from the load applying means 11 and scanning the magnetic sensor 12 near the surface to measure an electromagnetic parameter is performed. The measured electromagnetic parameters are taken into the general control means 16 together with the position information of the magnetic sensor 12.

【0048】磁気センサ12のスキャンが終了した後,
総合制御手段16は,電磁気パラメータが最大値を示し
た磁気センサ12の位置を特定し,この位置に対応する
被試験体8の部位を最大応力集中部として特定する応力
集中部特定工程を行う。
After the scanning of the magnetic sensor 12 is completed,
The integrated control means 16 performs a stress concentration portion specifying step of specifying the position of the magnetic sensor 12 at which the electromagnetic parameter has the maximum value, and specifying the position of the test object 8 corresponding to this position as the maximum stress concentration portion.

【0049】次に,総合制御手段16は,特定した上記
最大応力集中部に磁気センサ12を移動させて固定させ
る。そして,総合制御手段16は,上記荷重負荷手段1
1を制御して被試験体8に対して予め入力してあったP
1〜P2まで所定間隔で荷重を高めながら繰り返し荷重
を負荷していく。そして,磁気センサ12により各荷重
ごとに電磁気パラメータのメカニカルバルクハウゼンノ
イズを測定するメカニカルバルクハウゼンノイズ測定工
程を行う。
Next, the integrated control means 16 moves and fixes the magnetic sensor 12 to the specified maximum stress concentration portion. Then, the comprehensive control means 16 includes the load applying means 1.
1 is controlled in advance to P
The load is repeatedly applied while increasing the load at predetermined intervals from 1 to P2. Then, a mechanical Barkhausen noise measuring step of measuring the mechanical Barkhausen noise of the electromagnetic parameter for each load by the magnetic sensor 12 is performed.

【0050】メカニカルバルクハウゼンノイズ測定工程
が終了した後,総合制御手段16は,メカニカルバルク
ハウゼンノイズの極大値があるかないかを判定し,ない
場合には,再び上記メカニカルバルクハウゼンノイズ測
定工程を繰り返すよう制御する。そして,総合制御手段
16は,メカニカルバルクハウゼンノイズ測定工程にお
ける極大値が得られる荷重を耐久荷重Pwとして推定す
る耐久荷重推定工程を行う。
After the completion of the mechanical Barkhausen noise measurement step, the integrated control means 16 determines whether or not there is a maximum value of the mechanical Barkhausen noise, and if not, repeats the mechanical Barkhausen noise measurement step again. Control. Then, the comprehensive control means 16 performs a durable load estimation step of estimating a load at which a maximum value is obtained in the mechanical Barkhausen noise measurement step as a durable load Pw.

【0051】次に,総合制御手段16は,得られた耐久
荷重Pwと設計許容荷重Ptとの比較により,上記被試
験体の耐久性を診断する。本例では,耐久荷重Pwが設
計許容荷重Ptよりも大きい場合は合格,それ以外の場
合には不合格で設計変更が必要と判断し,これを出力さ
せた。その他は,実施形態例1と同様である。
Next, the comprehensive control means 16 diagnoses the durability of the test object by comparing the obtained durable load Pw with the design allowable load Pt. In this example, when the durable load Pw is larger than the design allowable load Pt, it is judged as pass, and in other cases, it is rejected and it is judged that the design change is necessary, and this is output. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【0052】以上のように,本例の場合には,実施形態
例1の耐久性診断装置1に対して自動制御手段を種々付
加することにより,耐久性判断における作業の簡素化を
図ることができる。その他は,実施形態例1と同様の作
用効果が得られる。
As described above, in the case of the present embodiment, the operation of the durability judgment can be simplified by adding various automatic control means to the durability diagnostic apparatus 1 of the first embodiment. it can. Otherwise, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.

【0053】実施形態例3 本例では,実施形態例1と同様の装置及び方法を用い
て,複数種類の材質の鋼製部品を準備し,これらの耐久
性を診断した。そして,得られた耐久荷重Pwの信頼性
を検証した。
Embodiment 3 In this embodiment, steel parts of a plurality of types of materials were prepared using the same apparatus and method as in Embodiment 1, and their durability was diagnosed. Then, the reliability of the obtained endurance load Pw was verified.

【0054】準備した構成部品(被試験体)は,実施形
態例1と同様の中炭素鋼S55C調質材(E1)のほか
に,S15C焼き鈍し材(E2),S15C焼きならし
材(E3),S55C焼きならし材(E4)の4種類を
準備した。これらの形状はいずれも実施形態例1と異な
る同一の形状とした。
The prepared components (test pieces) are the same as the medium-carbon steel S55C tempered material (E1) of the first embodiment, as well as the S15C annealed material (E2) and the S15C normalized material (E3). And S55C normalizing material (E4) were prepared. Each of these shapes had the same shape as that of the first embodiment.

【0055】実施形態例1と同様の耐久性診断方法を実
施して得られた耐久荷重Pwを,実際の耐久限度と比較
してその信頼性を検証した。実際の耐久限度は,JIS
Z2275に準拠した, 応力比R(最大応力と最小応力の比)=−1 の平面引圧疲労試験により求めた。
The reliability of the durability load Pw obtained by executing the same durability diagnosis method as that of the first embodiment was verified by comparing it with the actual durability limit. The actual endurance limit is JIS
It was determined by a plane drawing fatigue test with a stress ratio R (ratio of maximum stress to minimum stress) = -1 according to Z2275.

【0056】図6に上記実際の耐久限度と推定した耐久
荷重Pwとの関係を示す。同図は横軸に実際の耐久限度
σw(MPa)を,縦軸に耐久荷重Pwの応力振幅値σ
am(MPa)をとったものである。同図より知られる
ごとく,推定した各耐久荷重Pwの応力振幅値σam
は,実際の耐久限度の±10%の範囲内に収まってお
り,非常に信頼性が高いことが立証された。
FIG. 6 shows the relationship between the actual endurance limit and the estimated endurance load Pw. In the figure, the horizontal axis represents the actual durability limit σw (MPa), and the vertical axis represents the stress amplitude value σ of the durability load Pw.
am (MPa). As is known from the figure, the stress amplitude value σam of each estimated endurance load Pw
Is within ± 10% of the actual endurance limit, which proved to be extremely reliable.

【0057】[0057]

【発明の効果】上述のごとく,本発明によれば,被試験
体の耐久性を容易かつ迅速に診断でき,かつ,被試験体
の耐久荷重を容易に推定できる,金属部品の耐久性診断
方法及び耐久性診断装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, a method for diagnosing the durability of a metal part can easily and quickly diagnose the durability of the DUT and easily estimate the durable load of the DUT. And a durability diagnostic apparatus can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態例1における,耐久性診断装置の構成
を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a durability diagnostic apparatus according to a first embodiment.

【図2】実施形態例1における,被試験体の外観を示す
説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an appearance of a test object in the first embodiment.

【図3】実施形態例1における,電磁気パラメータの出
力例を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an output example of an electromagnetic parameter in the first embodiment.

【図4】実施形態例1における,メカニカルバルクハウ
ゼンノイズの測定結果を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing measurement results of mechanical Barkhausen noise in the first embodiment.

【図5】実施形態例2における,耐久性診断装置の構成
を示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a durability diagnostic apparatus according to a second embodiment.

【図6】実施形態例3における,実際の耐久限度と耐久
荷重Pwとの関係を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between an actual durability limit and a durability load Pw in a third embodiment.

【符号の説明】 1...耐久性診断装置, 11...荷重負荷手段, 111...荷重制御装置, 12...磁気センサ, 121...センサ移動装置, 13...アンプ, 14...フィルタ, 15...メカニカルバルクハウゼンノイズ出力手段, 16...総合制御手段, 17...出力手段,[Explanation of Codes] . . 10. Durability diagnostic device, . . Loading means, 111. . . Load control device, 12. . . Magnetic sensor, 121. . . 12. Sensor moving device, . . Amplifier, 14. . . Filter, 15. . . 15. mechanical barkhausen noise output means; . . Comprehensive control means, 17. . . Output means,

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 強磁性の金属部品の耐久性を診断する方
法であって,上記金属部品よりなる被試験体に一定荷重
による繰り返し荷重を負荷すると共に,上記被試験体の
表面近傍において磁気センサをスキャンさせて電磁気パ
ラメータを測定する電磁気パラメータ測定工程と,上記
電磁気パラメータが最大である部位を最大応力集中部と
して特定する応力集中部特定工程と,上記最大応力集中
部に上記磁気センサを位置させた状態で,上記被試験体
に対して所望の設計許容荷重Ptよりも低い最低負荷荷
重P1から上記設計許容荷重Ptよりも高い最大負荷荷
重P2まで所定間隔で荷重を高めながら繰り返し荷重を
負荷していくと共に,磁気センサにより各荷重ごとに電
磁気パラメータのメカニカルバルクハウゼンノイズを測
定するメカニカルバルクハウゼンノイズ測定工程と,上
記メカニカルバルクハウゼンノイズの極大値が得られる
荷重を耐久荷重Pwとして推定する耐久荷重推定工程と
を行い,上記耐久荷重Pwと上記設計許容荷重Ptとの
比較により,上記被試験体の耐久性を診断することを特
徴とする金属部品の耐久性診断方法。
1. A method for diagnosing the durability of a ferromagnetic metal part, wherein a repetitive load of a constant load is applied to a test piece made of the metal part, and a magnetic sensor is provided near a surface of the test piece. An electromagnetic parameter measuring step of scanning and measuring an electromagnetic parameter; a stress concentration section identifying step of identifying a portion where the electromagnetic parameter is maximum as a maximum stress concentration section; and positioning the magnetic sensor at the maximum stress concentration section. In this state, while repeatedly increasing the load at predetermined intervals from the minimum load P1 lower than the desired design allowable load Pt to the maximum load P2 higher than the design allowable load Pt, the load is repeatedly applied to the test object. And a mechanical sensor that measures the mechanical Barkhausen noise of the electromagnetic parameter for each load with a magnetic sensor A Luckhausen noise measurement step and a durable load estimation step of estimating a load at which the maximum value of the mechanical Barkhausen noise is obtained as a durable load Pw are performed. By comparing the durable load Pw with the design allowable load Pt, A method for diagnosing the durability of a metal part, comprising diagnosing the durability of a test object.
【請求項2】 請求項1において,上記メカニカルバル
クハウゼンノイズ測定工程は複数回行い,上記耐久荷重
推定工程においては,最後に行ったメカニカルバルクハ
ウゼンノイズ測定工程における極大値を上記耐久荷重P
wとして推定することを特徴とする金属部品の耐久性診
断方法。
2. The mechanical Barkhausen noise measurement step according to claim 1, wherein the mechanical Barkhausen noise measurement step is performed a plurality of times.
A method for diagnosing durability of a metal part, wherein the method is performed as w.
【請求項3】 強磁性の金属部品の耐久性を診断する装
置であって,上記金属部品よりなる被試験体に繰り返し
荷重を負荷する荷重負荷手段と,上記被試験体の表面近
傍において電磁気パラメータを測定する磁気センサと,
上記磁気センサから得られる電磁気パラメータを解析し
てメカニカルバルクハウゼンノイズを得るメカニカルバ
ルクハウゼンノイズ出力手段と,上記電磁気パラメータ
及び上記メカニカルバルクハウゼンノイズを取り込んで
出力手段に出力する総合制御手段とを有することを特徴
とする金属部品の耐久性診断装置。
3. An apparatus for diagnosing the durability of a ferromagnetic metal part, comprising: a load applying means for repeatedly applying a load to a test piece made of the metal part; and an electromagnetic parameter near a surface of the test piece. A magnetic sensor for measuring
Mechanical barkhausen noise output means for analyzing the electromagnetic parameters obtained from the magnetic sensor to obtain mechanical barkhausen noise; and comprehensive control means for taking in the electromagnetic parameters and the mechanical barkhausen noise and outputting to the output means. A durability diagnostic apparatus for metal parts characterized by the following.
【請求項4】 請求項3において,上記耐久性診断装置
は,上記磁気センサを移動又は固定させるセンサ移動装
置と,上記荷重負荷手段を制御する荷重制御装置とを有
すると共に,上記センサ移動装置及び上記荷重制御装置
は,上記総合制御手段により制御されるよう構成されて
いることを特徴とする金属部品の耐久性診断装置。
4. The durability diagnostic apparatus according to claim 3, further comprising: a sensor moving device for moving or fixing the magnetic sensor; and a load control device for controlling the load applying means. The said load control apparatus is comprised so that it may be controlled by the said general control means, The durability diagnostic apparatus of a metal part characterized by the above-mentioned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004018985A1 (en) * 2002-08-20 2004-03-04 Eads Deutschland Gmbh Method for measuring stress/strain using barkhausen noises
CN102590658A (en) * 2012-01-19 2012-07-18 上海沪工汽车电器有限公司 General-purpose tester for parameters of electromagnet used for locking automobile gear shifting

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