JP2010216930A - Test specimen preparing method - Google Patents

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JP2010216930A JP2009062763A JP2009062763A JP2010216930A JP 2010216930 A JP2010216930 A JP 2010216930A JP 2009062763 A JP2009062763 A JP 2009062763A JP 2009062763 A JP2009062763 A JP 2009062763A JP 2010216930 A JP2010216930 A JP 2010216930A
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Masahiro Fujimoto
雅大 藤本
Akira Kiuchi
晃 木内
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Kobelco Research Institute Inc
Toyota Motor Corp
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Kobelco Research Institute Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a test specimen preparing method which enables conducting evaluation of strength to be performed with high accuracy. <P>SOLUTION: In a method for preparing a test specimen used in a strength test, at first, an artificial flow is formed to a matrix (step S2b), and a predetermined load is applied to the test specimen, to which the artificial flaw is formed, to form an actual crack from the artificial flaw which is the starting point (step S3b). Next, the region having the artificial flaw formed thereto is removed (step S4b), and hardening is subsequently performed (step S5b). The hardening, for example, is high-frequency hardening. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は強度試験方法に用いる試験体の作成方法に関し、特に傷を有する試験体の作成方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a specimen used for a strength test method, and more particularly to a method for producing a specimen having scratches.

製造工程において、さまざまな理由により割れが発生する部品の強度を試験する場合には、傷がない試験体に静的又は動的に荷重を加えることにより限界応力や破断回数を求め、さらに傷がある試験体に同様の荷重を加えて試験することにより、製品として許容できる許容割れ深さを求めている。   In the manufacturing process, when testing the strength of a part that is cracked for various reasons, the limit stress and the number of breaks are obtained by applying a load statically or dynamically to a specimen without scratches. The allowable crack depth that is acceptable as a product is obtained by performing a test by applying a similar load to a certain specimen.

図16は、従来の試験方法の流れを示すフローチャートである。まず、無傷の試験体、様々な深さの傷を有する試験体を作成する(S301)。最初に無傷の試験体に対して強度試験を実行し(S302)、限界応力を決定する(S303)。次に、深さd1の人工傷を有する試験体に対して強度試験を行う(S304)。強度試験の結果、破断した場合(S305)には、許容割れ深さを0と判断する(S306)。   FIG. 16 is a flowchart showing the flow of a conventional test method. First, an intact specimen and a specimen having scratches of various depths are created (S301). First, a strength test is performed on an intact specimen (S302), and a critical stress is determined (S303). Next, a strength test is performed on the specimen having an artificial flaw of depth d1 (S304). As a result of the strength test, when the fracture occurs (S305), it is determined that the allowable crack depth is 0 (S306).

破断しなかった場合(S305)には、深さd1よりも深いd2の人工傷を有する試験体に対して強度試験を行う(S307)。強度試験の結果、破断した場合(S308)には、許容割れ深さをd1と判断する(S309)。強度試験の結果、破断しなかった場合(S308)には、同様にして、深さを深くしながら、強度試験を行う。このようにして、強度試験を行い、許容割れ深さを決定する(S310)。   If not broken (S305), a strength test is performed on the specimen having an artificial flaw of d2 deeper than the depth d1 (S307). As a result of the strength test, when the fracture occurs (S308), the allowable crack depth is determined as d1 (S309). As a result of the strength test, when the fracture does not occur (S308), the strength test is performed in the same manner while increasing the depth. In this way, the strength test is performed to determine the allowable crack depth (S310).

このような強度試験において用いられる、傷を有する試験体は、放電加工や旋盤加工等の様々な手法により人工傷を付与することによって作成される(例えば、特許文献1)。人工傷を有する試験体を用いるのは、深さが異なる人工傷の付与を比較的容易に行うことができるからである。   A specimen having a flaw used in such a strength test is created by applying an artificial flaw by various methods such as electric discharge machining and lathe machining (for example, Patent Document 1). The reason why the specimen having an artificial wound is used is that an artificial wound having a different depth can be relatively easily applied.

登録実用新案第3041280号公報Registered Utility Model No. 3041280

本発明者らは、強度試験において用いられる試験体の人工傷について分析したところ、図17の断面図に示されるように、人工傷(図17(a))は、製造工程において実際に発生する焼き割れ等の割れ(図17(b))に比べて、開口幅が多く、また、先端部の形状が大きく異なることを見出した。具体的には、実際の割れ(以下、実割れ)の開口幅は10μm程度であるのに対して、人工傷の開口幅は狭くても0.1mm程度である。また、実割れの先端は鋭いのに対して、人工傷の先端は丸みを帯びている。このため、部品の強度評価において最も重要な先端近傍での応力集中度合いが、人工傷と実割れとでは大きく異なる。   When the present inventors analyzed the artificial wound of the test body used in the strength test, as shown in the sectional view of FIG. 17, the artificial wound (FIG. 17A) actually occurs in the manufacturing process. It has been found that the opening width is large and the shape of the tip is greatly different compared to cracks such as burn cracks (FIG. 17B). Specifically, the opening width of actual cracks (hereinafter, actual cracks) is about 10 μm, whereas the opening width of artificial flaws is about 0.1 mm even if it is narrow. The tip of the actual crack is sharp, whereas the tip of the artificial wound is rounded. For this reason, the stress concentration degree in the vicinity of the tip, which is the most important in the strength evaluation of parts, is greatly different between an artificial flaw and an actual crack.

図18(a)に示されるように、一様引張応力を受ける無限板上に微小楕円孔が存在するとき、長軸端Aにおける応力は、次式のように表すことができる。
σ=σ{1+2(a/b)}=σ{1+2(a/r1/2
As shown in FIG. 18A, when a micro elliptical hole exists on an infinite plate subjected to uniform tensile stress, the stress at the long axis end A can be expressed as the following equation.
σ y = σ 0 {1 + 2 (a / b)} = σ 0 {1 + 2 (a / r 0 ) 1/2 }

図18(b)に示されるように、実割れは、b≒0又はr≒0と状態と定義されるため、割れ先端における応力は、無限大、即ち応力を特定できない応力特異場となる。従って、人工傷を有する試験体を用いた強度評価は、実際の割れに対する強度評価と大きく異なる。特に、人工傷を有する試験体の方が、実際の割れを有する試験体に比べて強度が高く評価され、許容割れ深さが深くなるため、実際の部品使用において危険性が増すことになる。   As shown in FIG. 18B, since the actual crack is defined as b≈0 or r≈0, the stress at the crack tip is infinite, that is, a stress singular field where the stress cannot be specified. Therefore, the strength evaluation using the specimen having an artificial wound is greatly different from the strength evaluation for an actual crack. In particular, the test specimen having an artificial flaw is evaluated with higher strength than the test specimen having an actual crack, and the allowable crack depth is deepened, which increases the danger in actual use of the part.

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、精度高く強度評価を行うことが可能な試験体の作成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method for producing a test specimen capable of performing strength evaluation with high accuracy.

本発明にかかる試験体の形成方法は、強度試験において用いられる試験体の形成方法であって、母材に対して人工傷を形成する人工傷形成ステップと、人工傷が形成された試験体に対して所定荷重を付与して、当該人工傷を起点として実割れを形成させる実割れ形成ステップと、実割れ形成ステップ後に、前記人工傷が形成された領域を除去する実ワーク形状加工ステップと、前記実ワーク形状加工ステップの後に、焼き入れを行う焼入れステップとを備えたものである。   The method for forming a test body according to the present invention is a method for forming a test body used in a strength test, and includes an artificial wound forming step for forming an artificial wound on a base material, and a test body on which the artificial wound is formed. An actual crack forming step for applying a predetermined load to form an actual crack starting from the artificial wound, and an actual work shape processing step for removing the area where the artificial wound is formed after the actual crack forming step, A quenching step for quenching is provided after the actual workpiece shape machining step.

前記人工傷形成ステップの後であって、前記実割れ形成ステップの前に、当該人工傷形成ステップによって形成された人工傷の近傍に、一対のナイフエッジを互いに対向するように取り付けるナイフエッジ取付ステップをさらに備えるようにしてもよい。   A knife edge attaching step for attaching a pair of knife edges to face each other in the vicinity of the artificial wound formed by the artificial wound forming step after the artificial wound forming step and before the actual crack forming step. May be further provided.

前記実割れ形成ステップでは、人工傷が形成された面において当該人工傷の両側を支点とし、人工傷が形成された面とは反対側の反対面において当該人工傷と対応する位置に対して所定荷重を付与することによって、実割れを形成させるようにしてもよい。   In the actual crack forming step, the surface on which the artificial wound is formed has both sides of the artificial wound as fulcrums, and a predetermined position relative to the position corresponding to the artificial wound on the opposite surface opposite to the surface on which the artificial wound is formed. An actual crack may be formed by applying a load.

ここで、前記焼入れステップで実行する焼き入れは、高周波焼き入れであることが好ましい。   Here, it is preferable that the quenching performed in the quenching step is induction quenching.

本発明によれば、精度高く強度評価を行うことが可能な試験体の作成方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the preparation method of the test body which can perform intensity | strength evaluation with high precision can be provided.

強度試験方法を実施するための構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure for implementing an intensity | strength test method. 人工傷での評価と、実割れでの評価の違いを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference of the evaluation in an artificial wound, and the evaluation in an actual crack. 強度試験方法の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of an intensity | strength test method. 本発明にかかる試験体の作成方法を示す図である。It is a figure which shows the preparation method of the test body concerning this invention. 本発明にかかる試験体の作成方法を示す図である。It is a figure which shows the preparation method of the test body concerning this invention. 強度試験方法において許容割れ深さを算出する方法を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the method of calculating an allowable crack depth in a strength test method. 強度試験方法において割れ深さを推定する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which estimates the crack depth in a strength test method. 強度試験方法において割れ深さを推定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which estimates the crack depth in a strength test method. 強度試験方法において割れ深さを推定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which estimates the crack depth in a strength test method. 強度試験方法において割れ深さを推定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which estimates the crack depth in a strength test method. 強度試験方法において割れ深さを推定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which estimates the crack depth in a strength test method. 強度試験方法において割れ深さを推定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which estimates the crack depth in a strength test method. 強度試験方法において割れ深さを推定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which estimates the crack depth in a strength test method. 強度試験方法において割れ以外から判断する場合に、許容割れ深さを算出する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of calculating an allowable crack depth, when judging from other than a crack in a strength test method. 強度試験方法において割れ深さを推定する処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which estimates the crack depth in a strength test method. 従来の強度試験方法の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the conventional strength test method. 試験体に設けられた人工傷と実割れを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the artificial wound and the actual crack provided in the test body. 試験体に設けられた人工傷と実割れに対する応力の分布を説明するための図である。It is a figure for demonstrating distribution of the stress with respect to the artificial flaw provided in the test body and the actual crack.

まず、本発明の実施の形態にかかる強度試験方法について、図1のブロック図を用いて説明する。当該強度試験方法では、実割れを有する試験体1の強度試験を行うことを特徴とする。具体的には、強度試験機2を用いて当該試験体1の強度試験を実行し、その結果得られる実験データをデーターロガー3に記録する。ここで、強度試験機2は、例えば、引張試験機、曲げ試験機、捩り試験機であり、制御装置を有している。   First, a strength test method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the block diagram of FIG. The strength test method is characterized in that a strength test is performed on the specimen 1 having an actual crack. Specifically, a strength test of the test body 1 is executed using the strength tester 2, and experimental data obtained as a result are recorded in the data logger 3. Here, the strength tester 2 is, for example, a tensile tester, a bending tester, or a torsion tester, and has a control device.

本実施の形態にかかる強度試験方法では、基本的に、試験体に人工傷が付与されているか、実割れが付与されているかが違うのみであるため、従来から用いられている強度試験機2等をそのまま用いることができる。   The strength test method according to the present embodiment basically differs only in whether an artificial flaw or an actual crack is imparted to the test body. Etc. can be used as they are.

図2を用いて、人工傷での強度評価と、実割れでの強度評価について説明する。図2(a)に示されるように、3種類の深さd1、d2、d3(d1<d2<d3)の人工傷を有する試験体に対して所定の応力を加えた場合、深さd3の試験体のみに傷の進展があったとすると、許容割れ深さはd2と判定される。これに対して、同じように深さd1、d2、d3(d1<d2<d3)の実割れを有する試験体については、人工傷を有する試験体よりも割れが進展しやすいため、例えば図2(b)に示されるように、深さd3の実割れを有する試験体のみならず、深さd2の実割れを有する試験体についても割れが進展する。この場合には、許容割れ深さはd1となり、人工傷を有する試験体の場合と異なった結果となる。   The strength evaluation with an artificial flaw and the strength evaluation with an actual crack will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2 (a), when a predetermined stress is applied to a test body having artificial flaws of three types of depths d1, d2, and d3 (d1 <d2 <d3), the depth d3 Assuming that only the specimen has progressed, the allowable crack depth is determined as d2. On the other hand, since the specimens having actual cracks having the depths d1, d2, and d3 (d1 <d2 <d3) are more likely to develop than the specimens having artificial flaws, for example, FIG. As shown in (b), cracks develop not only for test specimens having actual cracks of depth d3 but also for test specimens having actual cracks of depth d2. In this case, the allowable crack depth is d1, which is a result different from the case of the specimen having an artificial flaw.

続いて、図3に示すフローチャートを用いて、本実施の形態にかかる強度試験方法について説明する。まず、無傷の試験体、様々な深さの実割れを有する試験体を作成する(S101)。実割れを有する試験体の作成方法については、後に詳述する。
最初に無傷の試験体に対して強度試験を実行し(S102)、限界応力を決定する(S103)。次に、深さd1の実割れを有する試験体に対して強度試験を行う(S104)。強度試験の結果、破断した場合(S105)には、許容割れ深さを0と判断する(S106)。
Next, the strength test method according to the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG. First, an intact specimen and a specimen having actual cracks with various depths are prepared (S101). A method for producing a specimen having a real crack will be described in detail later.
First, a strength test is performed on an intact specimen (S102), and a critical stress is determined (S103). Next, a strength test is performed on the specimen having an actual crack with a depth d1 (S104). As a result of the strength test, when the fracture occurs (S105), it is determined that the allowable crack depth is 0 (S106).

破断しなかった場合(S105)には、深さd1よりも深いd2の実割れを有する試験体に対して強度試験を行う(S107)。強度試験の結果、破断した場合(S108)には、許容割れ深さをd1と判断する(S109)。強度試験の結果、破断しなかった場合(S108)には、同様にして、深さを深くしながら、強度試験を行う。このようにして、強度試験を行い、許容割れ深さを決定する(S110)。   When not ruptured (S105), a strength test is performed on a specimen having an actual crack of d2 deeper than the depth d1 (S107). As a result of the strength test, when the fracture occurs (S108), the allowable crack depth is determined as d1 (S109). As a result of the strength test, when the fracture does not occur (S108), the strength test is performed in the same manner while increasing the depth. In this way, the strength test is performed to determine the allowable crack depth (S110).

続いて、図4に示すフローチャートを用いて、比較例にかかる試験体の作成方法と、本実施の形態にかかる試験体の作成方法について説明する。
高周波焼き入れ材に対して割れを付与する場合、発明者等は、図4(a)に示す比較例の作成方法に従い、試験体を作成した。まず、母材となる素材を用意した(ステップS1a)。本例では、直径30mmの中実丸棒形状である。この素材に対して、実ワーク形状加工(Sステップ2a)を行った後に焼入れを行った(ステップS3a)。さらに、人工傷を作成するノッチ加工(ステップS4a)を行った後に、実割れを付与した(ステップS5a)。比較例の作成方法では、実割れを付与する段階で、試験体に脆性破壊が生じた。
Next, a method for creating a test specimen according to a comparative example and a method for creating a test specimen according to the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG.
When giving a crack with respect to an induction hardening material, inventors created the test body according to the preparation method of the comparative example shown to Fig.4 (a). First, a material to be a base material was prepared (step S1a). In this example, it is a solid round bar shape with a diameter of 30 mm. This material was quenched after performing the actual workpiece shape processing (S step 2a) (step S3a). Furthermore, after performing the notch process (step S4a) which produces an artificial wound, the real crack was provided (step S5a). In the preparation method of the comparative example, brittle fracture occurred in the test specimen at the stage of imparting actual cracks.

そこで、本実施の形態では、図4(b)に示す作成方法により、試験体を作成した。まず、母材となる素材を用意した(ステップS1b)。本例では、直径30mmの中実丸棒形状である。次に、この素材に対して、ノッチ加工を行い、人工傷を作成した(ステップS2b)。ノッチ加工は、後に実行される実ワーク形状加工において削除される範囲で実行した。本例では、表面から4mm以内の範囲である。   Therefore, in the present embodiment, a test specimen was created by the creation method shown in FIG. First, a material to be a base material was prepared (step S1b). In this example, it is a solid round bar shape with a diameter of 30 mm. Next, notch processing was performed on this material to create an artificial wound (step S2b). The notch processing was performed within a range that is deleted in the actual workpiece shape processing to be performed later. In this example, it is within 4 mm from the surface.

ノッチ加工の後に、実割れを付与した(ステップS3b)。実割れの付与方法については、後に詳述する。その次に、実ワーク形状加工(ステップS4b)を行った。実ワーク形状加工では、直径26mmになるように、素材の外周を切削除去した。   An actual crack was given after the notch processing (step S3b). The method for imparting actual cracks will be described in detail later. Next, actual workpiece shape processing (step S4b) was performed. In the actual work shape processing, the outer periphery of the material was cut and removed so as to have a diameter of 26 mm.

最後に焼入れを行った(ステップS5b)。焼入れは、高周波焼入れである。このような作成方法によれば、試験体に脆性破壊が発生せず、ねじり試験機等による評価においても高い評価の試験体を得ることができた。   Finally, quenching was performed (step S5b). Quenching is induction hardening. According to such a preparation method, brittle fracture did not occur in the test body, and a highly evaluated test body could be obtained even in the evaluation using a torsion tester or the like.

続いて、図5を用いて、実割れを有する試験体の作成方法について説明する。まず、図5(a)に示すように、試験体1に対して、実割れの起点となる人工傷11を付与する。人工傷11の付与方法には、例えば、旋盤加工、放電加工がある。試験体1は、図に示されるような板状部材でなくとも、プロペラシャフトで用いられるような円柱状部材等、様々な形状であってもよい。また、試験体1は、例えば、S45C等の炭素鋼である。   Then, the preparation method of the test body which has a real crack is demonstrated using FIG. First, as shown to Fig.5 (a), the artificial wound 11 used as the starting point of an actual crack is provided with respect to the test body 1. FIG. Examples of the method for applying the artificial wound 11 include lathe machining and electric discharge machining. The test body 1 may have various shapes such as a columnar member used in a propeller shaft, instead of a plate-like member as shown in the drawing. Moreover, the test body 1 is carbon steel, such as S45C, for example.

次に、図5(b)に示すように、3点曲げ繰返しにより、疲労割れ12を付与する。人工傷11を付与した面において当該人工傷11の両側を下から支持した状態において、人工傷11を付与した面とは反対側の面において当該人工傷11の位置に対応する位置(即ち、人工傷11の深さ方向を延長した線と、当該反対側面が接する位置)、またはその近傍に、荷重を繰り返し複数回にわたって、加える。このとき、荷重の大きさは一定であってもよく、少しずつ増加させてもよい。疲労割れ12の発生については、適宜側面を確認することによって検出してもよいが、人工傷11の開口幅を観察することによって検出してもよい。この方法については、後に詳述する。   Next, as shown in FIG.5 (b), the fatigue crack 12 is provided by 3-point bending repetition. In a state where both sides of the artificial wound 11 are supported from below on the surface to which the artificial wound 11 has been applied, a position corresponding to the position of the artificial wound 11 on the surface opposite to the surface to which the artificial wound 11 has been applied (that is, human A load is repeatedly applied several times to a position where the line extending the depth direction of the work wound 11 and the opposite side surface are in contact with each other or in the vicinity thereof. At this time, the magnitude of the load may be constant or may be increased little by little. The occurrence of the fatigue crack 12 may be detected by appropriately checking the side surface, but may be detected by observing the opening width of the artificial wound 11. This method will be described in detail later.

次に、図5(c)に示すように、試験体1の、人工傷11を形成した側の面を研磨して削り、人工傷11を形成した部分、即ち、人工傷11の深さ分だけ、元の面と平行に削り取る。この加工により、試験体1の厚さはt1からt2になり、図5(c)に示すように、一面に疲労割れ11のみが形成された試験体1が作成される。   Next, as shown in FIG. 5C, the surface of the test body 1 on the side where the artificial wound 11 is formed is polished and shaved, and the portion where the artificial wound 11 is formed, ie, the depth of the artificial wound 11 Only scrape parallel to the original surface. By this processing, the thickness of the test body 1 is changed from t1 to t2, and as shown in FIG. 5C, the test body 1 in which only the fatigue crack 11 is formed on one surface is created.

続いて、図6を用いて、引張耐久試験による許容割れ深さの算出方法について説明する。まず、無傷品に対して、一定の応力を複数回にわたって加えて、破断に至るまでの耐久回数を記録する。さらに、異なる応力を加えて破断に至るまでの耐久回数を記録する。実割れ深さd1の試験体についても同様に応力を変化させて耐久回数を記録する。さらに、実割れ深さd2(d1<d2)の試験体についても同様の試験を行う。図6は、横軸を耐久回数、縦軸を応力とした場合の、各試験体に対する耐久試験結果をプロットしたグラフである。   Then, the calculation method of the allowable crack depth by a tensile durability test is demonstrated using FIG. First, a constant stress is applied to an intact product over a plurality of times, and the number of times of durability until breakage is recorded. In addition, the number of times of endurance until a fracture occurs by applying different stresses is recorded. Similarly, for the test specimen having the actual crack depth d1, the number of times of durability is recorded by changing the stress. Further, the same test is performed on the test specimen having the actual crack depth d2 (d1 <d2). FIG. 6 is a graph plotting the durability test results for each specimen when the horizontal axis is the number of times of durability and the vertical axis is the stress.

図6に示されるように、無傷品と実割れ深さd1の試験体は、同等の結果となっているのに対して、実割れ深さd2は、これらよりも同じ応力を加えた場合に耐久回数が少なくなっている。従って、この例における許容割れ深さは、d1と判定される。   As shown in FIG. 6, the test piece of the intact product and the actual crack depth d1 has the same result, whereas the actual crack depth d2 is obtained when the same stress is applied. The number of endurance has decreased. Therefore, the allowable crack depth in this example is determined as d1.

続いて、試験体における実割れの開口幅(開口変位)を計測することによって、割れ深さを推定する方法について説明する。図7のフローチャートに示されるように、まずコンプライアンスを導出する(S201)。図8に示されるように、実割れの両側を支点として、実割れの反対側から荷重が付加された状態において、コンプライアンスは、開口変位量/荷重変化量により定義することができる。   Subsequently, a method for estimating the crack depth by measuring the opening width (opening displacement) of the actual crack in the test body will be described. As shown in the flowchart of FIG. 7, first, compliance is derived (S201). As shown in FIG. 8, in a state where a load is applied from the opposite side of the actual crack with both sides of the actual crack as fulcrums, the compliance can be defined by the opening displacement amount / the load change amount.

ここで、開口変位量は、図9(a)で示されるように、実割れ12の開口部にエッジを設けて、クリップゲージ4を引掛けることにより、当該クリップゲージ4内の歪みゲージにより計測することができる。ここで、試験体1にエッジの加工ができない場合には、図9(b)に示されるように、試験体1の実割れ12の両側に穴131、132を形成し、当該穴131、132にそれぞれナイフエッジ51、52を挿入し、固定すればよい。また、試験体1に穴加工ができない場合には、ナイフエッジ61、62を瞬間接着剤等で固定すればよい。   Here, the opening displacement amount is measured with a strain gauge in the clip gauge 4 by providing an edge at the opening of the actual crack 12 and hooking the clip gauge 4 as shown in FIG. can do. Here, when the edge of the test body 1 cannot be processed, holes 131 and 132 are formed on both sides of the actual crack 12 of the test body 1 as shown in FIG. The knife edges 51 and 52 may be inserted and fixed respectively. Further, when the drilling cannot be performed on the test body 1, the knife edges 61 and 62 may be fixed with an instantaneous adhesive or the like.

コンプライアンスを複数種類の実割れ深さを有する試験体について求める。図10に示す例では、実割れ深さd1、d2、d3の試験体についてコンプライアンスを求めている。次に、図11に示されるように、実割れ深さとコンプライアンスの検量線を作成する(S202)。そして、実割れ深さの推定を行おうとする試験体に対して図12で示されるように荷重を加えながら、開口変位を計測してコンプライアンスを計算し、そして計算されたコンプライアンスより図13に示す検量線を参照して実割れ深さを推定する(S203)。   Compliance is determined for specimens with multiple types of actual crack depths. In the example shown in FIG. 10, compliance is obtained for test specimens having actual crack depths d1, d2, and d3. Next, as shown in FIG. 11, a calibration curve of actual crack depth and compliance is created (S202). Then, while applying a load as shown in FIG. 12 to the specimen for which the actual crack depth is estimated, the opening displacement is measured to calculate the compliance, and the calculated compliance is shown in FIG. The actual crack depth is estimated with reference to the calibration curve (S203).

このようにして、実割れ深さを推定する方法を使用すれば、図14に示されるように、実割れ以外から破断する場合であっても、割れの進展を観察することができ、進展がない深さd1を許容割れ深さと判定することができる。   In this way, if the method for estimating the actual crack depth is used, as shown in FIG. 14, even if the fracture is caused from other than the actual crack, the progress of the crack can be observed, and the progress The depth d1 that is not present can be determined as the allowable crack depth.

なお、円柱形状の試験体(丸棒)において開口変位をクリップゲージ4により計測する場合には、図15に示されるように、試験体の外形に沿って湾曲した形状71をエッジ72の下方の面に有するナイフエッジ7を用いることが好ましい。   In the case where the opening displacement is measured by the clip gauge 4 in the cylindrical test body (round bar), the curved shape 71 along the outer shape of the test body is formed below the edge 72 as shown in FIG. It is preferable to use a knife edge 7 on the surface.

また、上述の例では、引張耐久試験を取り上げたが、これに限らず、強度試験として曲げ試験、捩り試験、衝撃試験等に適用することが可能である。   In the above-described example, the tensile durability test is taken up. However, the present invention is not limited to this, and the strength test can be applied to a bending test, a torsion test, an impact test, and the like.

1 試験体
2 強度試験機
3 データロガー
4 クリップゲージ
51,52,61,62,7 ナイフエッジ
11 人工傷
12 実割れ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test body 2 Strength tester 3 Data logger 4 Clip gauge 51, 52, 61, 62, 7 Knife edge 11 Artificial wound 12 Actual crack

Claims (4)

強度試験において用いられる試験体の形成方法であって、
母材に対して人工傷を形成する人工傷形成ステップと、
人工傷が形成された試験体に対して所定荷重を付与して、当該人工傷を起点として実割れを形成させる実割れ形成ステップと、
実割れ形成ステップ後に、前記人工傷が形成された領域を除去する実ワーク形状加工ステップと、
前記実ワーク形状加工ステップの後に、焼き入れを行う焼入れステップとを備えた、試験体の形成方法。
A method for forming a specimen used in a strength test,
An artificial wound forming step for forming an artificial wound on the base material;
Applying a predetermined load to the test body on which the artificial wound is formed, an actual crack forming step for forming an actual crack starting from the artificial wound, and
After the actual crack forming step, an actual workpiece shape processing step for removing the region where the artificial flaw is formed,
A test body forming method comprising a quenching step of quenching after the actual workpiece shape processing step.
前記人工傷形成ステップの後であって、前記実割れ形成ステップの前に、当該人工傷形成ステップによって形成された人工傷の近傍に、一対のナイフエッジを互いに対向するように取り付けるナイフエッジ取付ステップを備えたことを特徴とする請求項1記載の試験体の形成方法。   A knife edge attaching step for attaching a pair of knife edges to face each other in the vicinity of the artificial wound formed by the artificial wound forming step after the artificial wound forming step and before the actual crack forming step. The method for forming a specimen according to claim 1, comprising: 前記実割れ形成ステップでは、人工傷が形成された面において当該人工傷の両側を支点とし、人工傷が形成された面とは反対側の反対面において当該人工傷と対応する位置に対して所定荷重を付与することによって、実割れを形成させることを特徴とする請求項1又は2記載の試験体の形成方法。   In the actual crack forming step, the surface on which the artificial wound is formed has both sides of the artificial wound as fulcrums, and a predetermined position relative to the position corresponding to the artificial wound on the opposite surface opposite to the surface on which the artificial wound is formed. 3. The method for forming a test specimen according to claim 1, wherein an actual crack is formed by applying a load. 前記焼入れステップで実行する焼き入れは、高周波焼き入れであることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の試験体の形成方法。   The method for forming a specimen according to any one of claims 1 to 3, wherein the quenching performed in the quenching step is induction quenching.
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