JP2002318183A - 疲労試験装置 - Google Patents
疲労試験装置Info
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- JP2002318183A JP2002318183A JP2001122991A JP2001122991A JP2002318183A JP 2002318183 A JP2002318183 A JP 2002318183A JP 2001122991 A JP2001122991 A JP 2001122991A JP 2001122991 A JP2001122991 A JP 2001122991A JP 2002318183 A JP2002318183 A JP 2002318183A
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- JP
- Japan
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- pipe
- pressure
- built
- sample
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- Pending
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 振動回数が正確に測定できる疲労試験装置を
提供する。 【解決手段】 パイプを内蔵したパイプ内蔵線の振動疲
労試験を行う試験装置において、パイプ内蔵線のパイプ
内にガスが封入された試料１に設けられた圧力センサ４
で検出された試料１のパイプ内のガスの圧力を、パソコ
ン１２によりリアルタイムである一定の温度に変換し
て、温度変化によるガス圧力の影響を除くことにより、
正確にガス圧力低下の時刻を求めることができる。さら
に、その結果から自動的に試験装置の振動機構を停止す
ることができる。
提供する。 【解決手段】 パイプを内蔵したパイプ内蔵線の振動疲
労試験を行う試験装置において、パイプ内蔵線のパイプ
内にガスが封入された試料１に設けられた圧力センサ４
で検出された試料１のパイプ内のガスの圧力を、パソコ
ン１２によりリアルタイムである一定の温度に変換し
て、温度変化によるガス圧力の影響を除くことにより、
正確にガス圧力低下の時刻を求めることができる。さら
に、その結果から自動的に試験装置の振動機構を停止す
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、疲労試験装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、パイプを内蔵するパイプ内蔵線
の振動疲労限界を求めるときは、パイプ内にガスを封入
した後、振動機構により振動させ、パイプ内のガス圧力
が低下したときにパイプに亀裂が入って割れたものと判
定している。パイプ内のガスの圧力はセンサで検出して
記録計に記録し、ガスの圧力が低下するまでの時間から
振動回数を算出している。
の振動疲労限界を求めるときは、パイプ内にガスを封入
した後、振動機構により振動させ、パイプ内のガス圧力
が低下したときにパイプに亀裂が入って割れたものと判
定している。パイプ内のガスの圧力はセンサで検出して
記録計に記録し、ガスの圧力が低下するまでの時間から
振動回数を算出している。
【０００３】図２は疲労試験装置の従来例を示す概念図
である。
である。
【０００４】同図に示す疲労試験装置は、パイプ内蔵線
のパイプ内にガスが封入された試料１が水平になるよう
に試料１の一端（図では右端）を保持する試料固定冶具
３と、試料１の他端（図では左端）に上端が取り付けら
れ略鉛直に配置された動力伝達冶具９と、動力伝達冶具
９の下端が取り付けられ動力伝達冶具９を介して試料１
の他端を上下方向（矢印方向）に振動させる上下振動発
生動力８と、試料１に取り付けられ試料１の温度を検出
する温度センサ２と、試料１に取り付けられパイプ内の
圧力を検出する圧力センサ４と、温度センサ２及び圧力
センサ４に接続され試料１の温度及び圧力を記録する温
度圧力記録計６とで構成されている。
のパイプ内にガスが封入された試料１が水平になるよう
に試料１の一端（図では右端）を保持する試料固定冶具
３と、試料１の他端（図では左端）に上端が取り付けら
れ略鉛直に配置された動力伝達冶具９と、動力伝達冶具
９の下端が取り付けられ動力伝達冶具９を介して試料１
の他端を上下方向（矢印方向）に振動させる上下振動発
生動力８と、試料１に取り付けられ試料１の温度を検出
する温度センサ２と、試料１に取り付けられパイプ内の
圧力を検出する圧力センサ４と、温度センサ２及び圧力
センサ４に接続され試料１の温度及び圧力を記録する温
度圧力記録計６とで構成されている。
【０００５】試料固定冶具３と、上下振動発生動力８
と、動力伝達冶具９とで振動機構が構成されている。
と、動力伝達冶具９とで振動機構が構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の試験方法では、試料１のパイプ内のガス圧力の低下
量が小さいと、パイプが割れたためなのか、温度変化に
よるガス圧力の低下のためなのかを判定することが難し
く、正確にガスが漏れた時刻を特定することが難しかっ
た。また、パイプが割れた後、自動的に振動機構を停止
することも難しかったという問題があった。
来の試験方法では、試料１のパイプ内のガス圧力の低下
量が小さいと、パイプが割れたためなのか、温度変化に
よるガス圧力の低下のためなのかを判定することが難し
く、正確にガスが漏れた時刻を特定することが難しかっ
た。また、パイプが割れた後、自動的に振動機構を停止
することも難しかったという問題があった。
【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、振動回数が正確に測定できる疲労試験装置を提供す
ることにある。
し、振動回数が正確に測定できる疲労試験装置を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の疲労試験装置は、パイプを内蔵したパイプ内
蔵線の振動疲労試験を行う試験装置において、パイプ内
にガスが封入されたパイプ内蔵線の一端を保持すると共
に他端を振動させる振動機構と、パイプ内蔵線の上記パ
イプ内の圧力を検出する圧力センサと、パイプ内蔵線の
温度を検出する温度センサと、圧力センサ及び温度セン
サからの出力信号を処理して得られた演算結果より振動
機構の振動を停止させる制御手段とを備えたものであ
る。
に本発明の疲労試験装置は、パイプを内蔵したパイプ内
蔵線の振動疲労試験を行う試験装置において、パイプ内
にガスが封入されたパイプ内蔵線の一端を保持すると共
に他端を振動させる振動機構と、パイプ内蔵線の上記パ
イプ内の圧力を検出する圧力センサと、パイプ内蔵線の
温度を検出する温度センサと、圧力センサ及び温度セン
サからの出力信号を処理して得られた演算結果より振動
機構の振動を停止させる制御手段とを備えたものであ
る。
【０００９】上記構成に加え本発明の疲労試験装置の制
御手段は、圧力センサからの出力信号をデジタル信号に
変換する圧力センサ信号変換器と、温度センサからの出
力信号をデジタル変換する温度センサ信号変換器と、圧
力センサ信号変換器からのデジタル信号及び温度センサ
信号変換器からのデジタル信号よりパイプ内のガス圧力
をリアルタイムで温度補正し、ガス圧力の変化分が設定
値を超えたときに振動機構を停止し、記録するように処
理するパソコンとで構成されているのが好ましい。
御手段は、圧力センサからの出力信号をデジタル信号に
変換する圧力センサ信号変換器と、温度センサからの出
力信号をデジタル変換する温度センサ信号変換器と、圧
力センサ信号変換器からのデジタル信号及び温度センサ
信号変換器からのデジタル信号よりパイプ内のガス圧力
をリアルタイムで温度補正し、ガス圧力の変化分が設定
値を超えたときに振動機構を停止し、記録するように処
理するパソコンとで構成されているのが好ましい。
【００１０】本発明の特徴は、一定時間ｔ秒毎に検出し
たガス圧力及び温度からガス圧力をパソコンによりリア
ルタイムで温度補正し、得られたデータを記憶し、ｔ秒
前の補正ガスの圧力Ｐ１（Ｐａ）と、取り込んだ直後の
ガス圧力Ｐ２（Ｐａ）とを比較し、Ｐ１−Ｐ２＞Ｐ０
（Ｐ０は初期設定値）となったときに振動を停止し、同
時にその時刻を記録する点にある。
たガス圧力及び温度からガス圧力をパソコンによりリア
ルタイムで温度補正し、得られたデータを記憶し、ｔ秒
前の補正ガスの圧力Ｐ１（Ｐａ）と、取り込んだ直後の
ガス圧力Ｐ２（Ｐａ）とを比較し、Ｐ１−Ｐ２＞Ｐ０
（Ｐ０は初期設定値）となったときに振動を停止し、同
時にその時刻を記録する点にある。
【００１１】すなわち本発明によれば、パイプを内蔵し
たパイプ内蔵線の振動疲労試験を行う試験装置におい
て、パイプ内蔵線のパイプ内にガスが封入された試料に
設けられた圧力センサで検出されたパイプ内のガスの圧
力を、パソコンによりリアルタイムである一定の温度に
変換して、温度変化によるガス圧力の影響を除くことに
より、正確にガス圧力低下の時刻を求めることができ
る。さらに、その結果から自動的に試験装置の振動機構
を停止することができる。
たパイプ内蔵線の振動疲労試験を行う試験装置におい
て、パイプ内蔵線のパイプ内にガスが封入された試料に
設けられた圧力センサで検出されたパイプ内のガスの圧
力を、パソコンによりリアルタイムである一定の温度に
変換して、温度変化によるガス圧力の影響を除くことに
より、正確にガス圧力低下の時刻を求めることができ
る。さらに、その結果から自動的に試験装置の振動機構
を停止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００１３】図１は本発明の疲労試験装置の概念図であ
る。
る。
【００１４】同図に示す疲労試験装置は、パイプ内蔵線
のパイプ内にガスが封入された試料１が水平になるよう
に試料１の一端（図では右端）を保持する試料固定冶具
３と、試料１の他端（図では左端）に上端が取り付けら
れ略鉛直に配置された動力伝達冶具９と、動力伝達冶具
９の下端が取り付けられ動力伝達冶具９を介して試料１
の他端を上下方向（矢印方向）に振動させる上下振動発
生動力８と、試料１に取り付けられ試料１の温度を検出
する温度センサ２と、温度センサ２からの出力信号（ア
ナログ信号）をデジタル信号に変換する温度センサ信号
Ａ／Ｄ変換器１１と、試料１に取り付けられパイプ内の
圧力を検出する圧力センサ４と、圧力センサ４からの出
力信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する圧力
センサ信号Ａ／Ｄ変換器１０と、圧力センサ信号Ａ／Ｄ
変換器１０及び温度センサ信号Ａ／Ｄ変換器１１からの
出力信号を処理して得られた演算結果より上下振動発生
動力８を停止させ、図示しない記録装置に記録させる停
止信号を発生するパソコン１２と、パソコン１２からの
停止信号により上下振動発生動力８を停止させる上下振
動発生動力停止装置１６とで構成されている。
のパイプ内にガスが封入された試料１が水平になるよう
に試料１の一端（図では右端）を保持する試料固定冶具
３と、試料１の他端（図では左端）に上端が取り付けら
れ略鉛直に配置された動力伝達冶具９と、動力伝達冶具
９の下端が取り付けられ動力伝達冶具９を介して試料１
の他端を上下方向（矢印方向）に振動させる上下振動発
生動力８と、試料１に取り付けられ試料１の温度を検出
する温度センサ２と、温度センサ２からの出力信号（ア
ナログ信号）をデジタル信号に変換する温度センサ信号
Ａ／Ｄ変換器１１と、試料１に取り付けられパイプ内の
圧力を検出する圧力センサ４と、圧力センサ４からの出
力信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する圧力
センサ信号Ａ／Ｄ変換器１０と、圧力センサ信号Ａ／Ｄ
変換器１０及び温度センサ信号Ａ／Ｄ変換器１１からの
出力信号を処理して得られた演算結果より上下振動発生
動力８を停止させ、図示しない記録装置に記録させる停
止信号を発生するパソコン１２と、パソコン１２からの
停止信号により上下振動発生動力８を停止させる上下振
動発生動力停止装置１６とで構成されている。
【００１５】ここで、事前に１秒あたりの振動数ｆ（Ｈ
ｚ）と、試料１に加える応力σをパソコン１２に入力し
ておく。振動を開始する時のその時刻Ｔ１をパソコン１
２に入力しておく。パイプ内の温度補正圧力が低下した
と判断した時の時刻Ｔ２は上述した方法で求められるの
で、Ｔ１−Ｔ２を秒に換算した値をｔ１（秒）とする
と、試料１の疲労限界回数はｆ×ｔ１（回）となり、そ
の回数と事前に入力した応力σとからリアルタイムでＳ
−Ｎ線図（応力と疲労破断回数との関係図）が求められ
る。このＳ−Ｎ線図より次にどの程度の応力σで疲労試
験を行うべきか否かが分かる。
ｚ）と、試料１に加える応力σをパソコン１２に入力し
ておく。振動を開始する時のその時刻Ｔ１をパソコン１
２に入力しておく。パイプ内の温度補正圧力が低下した
と判断した時の時刻Ｔ２は上述した方法で求められるの
で、Ｔ１−Ｔ２を秒に換算した値をｔ１（秒）とする
と、試料１の疲労限界回数はｆ×ｔ１（回）となり、そ
の回数と事前に入力した応力σとからリアルタイムでＳ
−Ｎ線図（応力と疲労破断回数との関係図）が求められ
る。このＳ−Ｎ線図より次にどの程度の応力σで疲労試
験を行うべきか否かが分かる。
【００１６】このように、試料１の温度及び試料内の圧
力をデジタル信号化してパソコン１２に一定時間毎に取
り込み、上述した方法でその信号を処理して、圧力が低
下したと判断した時点でパソコン１２から信号を上下振
動発生動力停止装置１６に送り、上下振動を停止させ
る。この結果、振動回数が正確に測定できる疲労試験装
置を実現することができる。 （最適条件）温度補正はボイルシャルルの法則に従って
行うが、完璧に行われるわけではない。従って、Ｐ１−
Ｐ２＞０とすると、実際に圧力が低下していなくても、
低下したとみなされる場合が非常に多い。ガス圧力Ｐ０
の値は、パイプの容積によって変わるが、裕度を考慮し
てＰ０の範囲は−４．０×１０3〜４．０×１０3（Ｐ
ａ）にすることが実用的である。また、通常振動は１０
〜５０Ｈｚの範囲で行われるため、各センサ２、３から
パソコン１２にデータを取り込む間隔は１〜１０秒間隔
が実用的である。
力をデジタル信号化してパソコン１２に一定時間毎に取
り込み、上述した方法でその信号を処理して、圧力が低
下したと判断した時点でパソコン１２から信号を上下振
動発生動力停止装置１６に送り、上下振動を停止させ
る。この結果、振動回数が正確に測定できる疲労試験装
置を実現することができる。 （最適条件）温度補正はボイルシャルルの法則に従って
行うが、完璧に行われるわけではない。従って、Ｐ１−
Ｐ２＞０とすると、実際に圧力が低下していなくても、
低下したとみなされる場合が非常に多い。ガス圧力Ｐ０
の値は、パイプの容積によって変わるが、裕度を考慮し
てＰ０の範囲は−４．０×１０3〜４．０×１０3（Ｐ
ａ）にすることが実用的である。また、通常振動は１０
〜５０Ｈｚの範囲で行われるため、各センサ２、３から
パソコン１２にデータを取り込む間隔は１〜１０秒間隔
が実用的である。
【００１７】以上において、本発明によれば、試料とし
てのパイプ内蔵線内の圧力の温度変化を考慮し、リアル
タイムでガス圧力低下時刻を求め、正確に試料の疲労限
界回数を算出することができる。また、疲労限界回数を
算出すると同時に振動を停止することにより、無駄な電
力消費を防止することができる。
てのパイプ内蔵線内の圧力の温度変化を考慮し、リアル
タイムでガス圧力低下時刻を求め、正確に試料の疲労限
界回数を算出することができる。また、疲労限界回数を
算出すると同時に振動を停止することにより、無駄な電
力消費を防止することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００１９】振動回数が正確に測定できる疲労試験装置
の提供を実現することができる。
の提供を実現することができる。
【図１】本発明の疲労試験装置の概念図である。
【図２】疲労試験装置の従来例を示す概念図である。
１ 試料（パイプ内蔵線） ２ 温度センサ ３ 試料固定冶具 ４ 圧力センサ ８ 上下振動発生動力 ９ 動力伝達冶具 １０ 圧力センサ信号Ａ／Ｄ変換器 １１ 温度センサ信号Ａ／Ｄ変換器 １２ パソコン １６ 上下振動発生動力停止装置
フロントページの続き (72)発明者 中村 毅 茨城県日立市川尻町４丁目10番１号 日立 電線株式会社豊浦工場内 Ｆターム(参考） 2G061 AA07 AB06 BA03 CA01 CB04 DA07 DA12 EA03 EA10 EC02
Claims (2)
- 【請求項１】 パイプを内蔵したパイプ内蔵線の振動疲
労試験を行う試験装置において、上記パイプ内にガスが
封入されたパイプ内蔵線の一端を保持すると共に他端を
振動させる振動機構と、上記パイプ内蔵線の上記パイプ
内の圧力を検出する圧力センサと、上記パイプ内蔵線の
温度を検出する温度センサと、該圧力センサ及び上記温
度センサからの出力信号を処理して得られた演算結果よ
り上記振動機構の振動を停止させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする疲労試験装置。 - 【請求項２】 上記制御手段は、上記圧力センサからの
出力信号をデジタル信号に変換する圧力センサ信号変換
器と、上記温度センサからの出力信号をデジタル変換す
る温度センサ信号変換器と、上記圧力センサ信号変換器
からのデジタル信号及び該温度センサ信号変換器からの
デジタル信号より上記パイプ内のガス圧力をリアルタイ
ムで温度補正し、ガス圧力の変化分が設定値を超えたと
きに上記振動機構を停止し、記録するように処理するパ
ソコンとで構成されている請求項１に記載の疲労試験装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001122991A JP2002318183A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 疲労試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001122991A JP2002318183A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 疲労試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002318183A true JP2002318183A (ja) | 2002-10-31 |
Family
ID=18972614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001122991A Pending JP2002318183A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 疲労試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002318183A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010195345A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Railway Technical Res Inst | 鉄道車両の車軸異常検知システム |
| CN102087183A (zh) * | 2010-12-02 | 2011-06-08 | 中国海洋石油总公司 | 一种深水立管疲劳实验装置 |
| CN109520693A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-26 | 北京强度环境研究所 | 一种液氧输送管振动试验装置及其试验方法 |
-
2001
- 2001-04-20 JP JP2001122991A patent/JP2002318183A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010195345A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Railway Technical Res Inst | 鉄道車両の車軸異常検知システム |
| CN102087183A (zh) * | 2010-12-02 | 2011-06-08 | 中国海洋石油总公司 | 一种深水立管疲劳实验装置 |
| CN109520693A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-26 | 北京强度环境研究所 | 一种液氧输送管振动试验装置及其试验方法 |
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