JP2775295B2 - ワイヤ回転曲げ疲労試験機及びその試験機による疲労試験方法 - Google Patents
ワイヤ回転曲げ疲労試験機及びその試験機による疲労試験方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、全長にわたって径の一定なワイヤ（線材）
を撓ませた状態で回転させて疲労試験を行うワイヤ回転
曲げ疲労試験機、及びその試験機を用いた疲労試験方法
に関する。
を撓ませた状態で回転させて疲労試験を行うワイヤ回転
曲げ疲労試験機、及びその試験機を用いた疲労試験方法
に関する。
〈従来の技術〉 この種のワイヤ回転曲げ疲労試験機としては、従来よ
り第５図の概略構成図に示す様なヘイ・ロバートソン式
の疲労試験機がある（例えば、日本材料学会編「金属材
料強度試験便覧」養賢堂,p.256参照）。
り第５図の概略構成図に示す様なヘイ・ロバートソン式
の疲労試験機がある（例えば、日本材料学会編「金属材
料強度試験便覧」養賢堂,p.256参照）。
図の様にこの疲労試験機は、回線軸にチャック51とカ
ウンタ52を取付けたモータ53と、軸受54とを備え、試験
材料であるワイヤ55の一端をチャック51に把持させると
ともに、他端を軸受54に突き当て、更にチャック51と軸
受54間の距離を調整することによりワイヤ55を撓ませた
状態で保持して、ワイヤ55の中心軸の回りに回転させる
様に構成されている。又モータ53は、ワイヤ55の撓みに
応じて、そのワイヤ55の把持点55aつまりチャック51の
先端中央部に相当する点を中心として回動し得る様に支
持されている。
ウンタ52を取付けたモータ53と、軸受54とを備え、試験
材料であるワイヤ55の一端をチャック51に把持させると
ともに、他端を軸受54に突き当て、更にチャック51と軸
受54間の距離を調整することによりワイヤ55を撓ませた
状態で保持して、ワイヤ55の中心軸の回りに回転させる
様に構成されている。又モータ53は、ワイヤ55の撓みに
応じて、そのワイヤ55の把持点55aつまりチャック51の
先端中央部に相当する点を中心として回動し得る様に支
持されている。
この様な構成とすることにより、第６図の分布図に示
す如く、ワイヤ55の曲げモーメントに比例して発生する
応力をワイヤ55の中間点で最大、両端部で０とし、把持
点55aへの応力集中による破壊を防止している。
す如く、ワイヤ55の曲げモーメントに比例して発生する
応力をワイヤ55の中間点で最大、両端部で０とし、把持
点55aへの応力集中による破壊を防止している。
そしてモータ53によりワイヤ55を回転させることによ
り、そのワイヤ55の各部に応力を繰返し発生させて疲労
試験を行う。又その応力の発生回数つまりワイヤ55の回
転した回数を、カウンタ52によってカウントする。
り、そのワイヤ55の各部に応力を繰返し発生させて疲労
試験を行う。又その応力の発生回数つまりワイヤ55の回
転した回数を、カウンタ52によってカウントする。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかし従来のワイヤ回転曲げ疲労試験機では、上述の
如くワイヤに発生する応力を両端部で０とした状態で試
験を行う為、両端部付近に存在するワイヤの欠陥を発見
できないことがある。第７図は、このことを説明すべ
く、ワイヤ（φ0.45の超硬ワイヤ）の破壊位置（ワイヤ
中間点から両端までの長さを１とする）と破壊頻度（全
サンプル数に対する割合）との関係を調べた結果を示す
図で、この図から、中間点を中心としてワイヤ全長の40
％程度の範囲においてのみ破壊が発生することがわか
る。
如くワイヤに発生する応力を両端部で０とした状態で試
験を行う為、両端部付近に存在するワイヤの欠陥を発見
できないことがある。第７図は、このことを説明すべ
く、ワイヤ（φ0.45の超硬ワイヤ）の破壊位置（ワイヤ
中間点から両端までの長さを１とする）と破壊頻度（全
サンプル数に対する割合）との関係を調べた結果を示す
図で、この図から、中間点を中心としてワイヤ全長の40
％程度の範囲においてのみ破壊が発生することがわか
る。
即ち従来のワイヤ回転曲げ疲労試験機では、ワイヤの
中間点を中心とする狭い範囲に体してしか疲労試験を行
うことができないという問題があった。
中間点を中心とする狭い範囲に体してしか疲労試験を行
うことができないという問題があった。
本発明は、上述問題点を解決し、ワイヤ全長の広範囲
に対して疲労試験を行うことのできるワイヤ回転曲げ疲
労試験機及びその試験機による疲労試験方法を提供する
ことを目的とする。
に対して疲労試験を行うことのできるワイヤ回転曲げ疲
労試験機及びその試験機による疲労試験方法を提供する
ことを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成する為に本発明のワイヤ回転曲げ疲労
試験機では、ワイヤの両端を夫々回転可能に把持する手
段と、その双方のワイヤ把持手段を、同一平面内でワイ
ヤの把持点を中心として回動可能に且つ両把持点間の距
離を調整可能に支持する手段と、把持したワイヤを回転
させる手段とを設けた。
試験機では、ワイヤの両端を夫々回転可能に把持する手
段と、その双方のワイヤ把持手段を、同一平面内でワイ
ヤの把持点を中心として回動可能に且つ両把持点間の距
離を調整可能に支持する手段と、把持したワイヤを回転
させる手段とを設けた。
又上記疲労試験機による本発明の疲労試験方法では、
ワイヤに発生する応力がワイヤの中間点で最大、ワイヤ
の把持点で最小となる様にワイヤを撓ませ、且つその中
間点の応力に対する把持点の応力の比率を0.83〜0.92と
する。
ワイヤに発生する応力がワイヤの中間点で最大、ワイヤ
の把持点で最小となる様にワイヤを撓ませ、且つその中
間点の応力に対する把持点の応力の比率を0.83〜0.92と
する。
〈作用〉 上記構成のワイヤ回転曲げ疲労試験機によれば、ワイ
ヤの両端を把持する為、ワイヤを撓ませた場合にはその
ワイヤの両把持点間の全域に応力が発生する。しかも両
把持点間の距離と、ワイヤの把持点における撓み角と
を、ワイヤの両把持点間の長さに応じて調整することに
より、ワイヤの応力分布を任意に設定することができ
る。
ヤの両端を把持する為、ワイヤを撓ませた場合にはその
ワイヤの両把持点間の全域に応力が発生する。しかも両
把持点間の距離と、ワイヤの把持点における撓み角と
を、ワイヤの両把持点間の長さに応じて調整することに
より、ワイヤの応力分布を任意に設定することができ
る。
又、ワイヤの中間点の応力に対する把持点の応力の比
率を0.83〜0.92とすることにより、中間点を中心とし
て、ワイヤの両把持点間の長さの70〜95％の範囲で破壊
を発生させることができる。
率を0.83〜0.92とすることにより、中間点を中心とし
て、ワイヤの両把持点間の長さの70〜95％の範囲で破壊
を発生させることができる。
〈実施例〉 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第１図は、本発明に係るワイヤ回転曲げ疲労試験機の
概略構成図である。
概略構成図である。
図で示す様にこの疲労試験機では、試験材料であるワ
イヤ１の両端は、夫々別個に把持アタッチメント２を介
して取付け部材３に取付けられている。取付け部材３
は、ワイヤ１の両端を把持させた把持アタッチメント２
を一定の位置に回転可能に且つ着脱可能に取着させるも
のである。又、一方の取付け部材３（3a）はモータ４と
一体化され、他方の取付け部材３（3b）はカウンタ５と
一体化されている。そして各把持アタッチメント２を取
付け部材３に取着した際には、各把持アタッチメント２
は、モータ４及びカウンタ５の夫々の回転軸と連結され
る。
イヤ１の両端は、夫々別個に把持アタッチメント２を介
して取付け部材３に取付けられている。取付け部材３
は、ワイヤ１の両端を把持させた把持アタッチメント２
を一定の位置に回転可能に且つ着脱可能に取着させるも
のである。又、一方の取付け部材３（3a）はモータ４と
一体化され、他方の取付け部材３（3b）はカウンタ５と
一体化されている。そして各把持アタッチメント２を取
付け部材３に取着した際には、各把持アタッチメント２
は、モータ４及びカウンタ５の夫々の回転軸と連結され
る。
上記各取付け部材３は夫々、同一平面内で回動可能な
二つの回転テーブル６に任意の角度で固定可能に支持さ
れている。その支持位置は、把持アタッチメント２に把
持させたワイヤ１を取付け部材３に取付けた際に、この
ワイヤ１の把持点1a、つまり把持アタッチメント２のワ
イヤ側端面中央部に相当する点が回転テーブル６の回転
軸と一致する位置である。
二つの回転テーブル６に任意の角度で固定可能に支持さ
れている。その支持位置は、把持アタッチメント２に把
持させたワイヤ１を取付け部材３に取付けた際に、この
ワイヤ１の把持点1a、つまり把持アタッチメント２のワ
イヤ側端面中央部に相当する点が回転テーブル６の回転
軸と一致する位置である。
更に上記各回転テーブル６は、レール７に摺動可能に
且つ任意の位置に固定可能に取付けられている。従って
ワイヤ１の両端の把持点1a間の距離Ｌを調整することが
できる。
且つ任意の位置に固定可能に取付けられている。従って
ワイヤ１の両端の把持点1a間の距離Ｌを調整することが
できる。
上記モータ４は、スイッチSWを介して電源８に接続さ
れ、又上記カウンタ５は、カウント数を表示するカウン
タ表示部９に接続されている。そのカウンタ表示部９の
カウント数は、リセットボタン10によりリセットされ
る。
れ、又上記カウンタ５は、カウント数を表示するカウン
タ表示部９に接続されている。そのカウンタ表示部９の
カウント数は、リセットボタン10によりリセットされ
る。
上記構成の疲労試験機では、ワイヤ１の両端を把持す
る為、ワイヤ１を撓ませた場合にはそのワイヤ１の両把
持点1a間の全域に応力が発生することになる。しかも両
把持点1a間の距離Ｌと、ワイヤ１の把持点1aにおける撓
み角θつまり直線状態からの回転角とを、ワイヤ１の両
把持点1a間の長さlwに応じて調整することにより、ワイ
ヤ１の応力分布を任意に設定することができる。
る為、ワイヤ１を撓ませた場合にはそのワイヤ１の両把
持点1a間の全域に応力が発生することになる。しかも両
把持点1a間の距離Ｌと、ワイヤ１の把持点1aにおける撓
み角θつまり直線状態からの回転角とを、ワイヤ１の両
把持点1a間の長さlwに応じて調整することにより、ワイ
ヤ１の応力分布を任意に設定することができる。
そしてモータ４を作動させてワイヤ１をその中心軸の
回りに回転させることにより、そのワイヤ１の各部に、
設定した応力を繰返し発生させて回転曲げ疲労試験を行
う。又その応力の発生回数つまりワイヤ１の回転した回
数をカウンタ５によってカウントする。ワイヤ１が破壊
するとカウンタ５も停止することになり、破壊するまで
の応力の発生回数がカウンタ表示部９に表示される。
回りに回転させることにより、そのワイヤ１の各部に、
設定した応力を繰返し発生させて回転曲げ疲労試験を行
う。又その応力の発生回数つまりワイヤ１の回転した回
数をカウンタ５によってカウントする。ワイヤ１が破壊
するとカウンタ５も停止することになり、破壊するまで
の応力の発生回数がカウンタ表示部９に表示される。
次に上記構成の疲労試験機を用いた本発明の疲労試験
方法を説明する。
方法を説明する。
即ちこの疲労試験方法においては、ワイヤ１の双方の
把持点1aにおける撓み角θを等しくすることにより、ワ
イヤ１に発生する応力がワイヤ１の中間点1bで最大、両
把持点1aで最小となる様にワイヤ１を撓ませる。しかも
その撓み角θと両把持点1a間の距離Ｌとを調整すること
により、第２図の応力分布図に示す如く、ワイヤ１の中
間点1bの応力σｃに対する把持点1aの応力σｈの比率σ
h/σｃを0.83〜0.92の範囲に設定する。以下にこの比率
範囲設定の根拠を説明する。
把持点1aにおける撓み角θを等しくすることにより、ワ
イヤ１に発生する応力がワイヤ１の中間点1bで最大、両
把持点1aで最小となる様にワイヤ１を撓ませる。しかも
その撓み角θと両把持点1a間の距離Ｌとを調整すること
により、第２図の応力分布図に示す如く、ワイヤ１の中
間点1bの応力σｃに対する把持点1aの応力σｈの比率σ
h/σｃを0.83〜0.92の範囲に設定する。以下にこの比率
範囲設定の根拠を説明する。
第３図は、上記応力の比率σh/σｃとワイヤ１の最外
破壊位置との関係を表す図である。最外破壊位置は、各
応力比率においてワイヤ１の中間点1bから最も離れた破
壊位置lbをワイヤ１の長さlwに対する比（2lb/lw）で表
したもので、０は中間点1b、１は把持点1aを表すことに
なる。この図からわかる様に、応力の比率σh/σｃを0.
75以下に設定した場合には、最外破壊位置は0.5程度に
なってしまい、従来の疲労試験機の場合と大差がない。
逆に比率σh/σｃを0.95以上に設定した場合には、応力
集中により把持点1aにおいても破壊が発生することがあ
り、欠陥を発見することができなくなってしまう。
破壊位置との関係を表す図である。最外破壊位置は、各
応力比率においてワイヤ１の中間点1bから最も離れた破
壊位置lbをワイヤ１の長さlwに対する比（2lb/lw）で表
したもので、０は中間点1b、１は把持点1aを表すことに
なる。この図からわかる様に、応力の比率σh/σｃを0.
75以下に設定した場合には、最外破壊位置は0.5程度に
なってしまい、従来の疲労試験機の場合と大差がない。
逆に比率σh/σｃを0.95以上に設定した場合には、応力
集中により把持点1aにおいても破壊が発生することがあ
り、欠陥を発見することができなくなってしまう。
そこで上記比率σh/σｃを0.83〜0.92の範囲に設定す
れば、最外破壊位置は0.7〜0.95の範囲、つまり中間点1
bを中心として、ワイヤ１の両把持点1a間の長さの70〜9
5％の範囲で破壊が発生することになり、ワイヤ１全長
の広範囲に対して欠陥を発見し得る効率の良い疲労試験
を行うことができる。しかも把持点1aで破壊が発生する
こともない。
れば、最外破壊位置は0.7〜0.95の範囲、つまり中間点1
bを中心として、ワイヤ１の両把持点1a間の長さの70〜9
5％の範囲で破壊が発生することになり、ワイヤ１全長
の広範囲に対して欠陥を発見し得る効率の良い疲労試験
を行うことができる。しかも把持点1aで破壊が発生する
こともない。
第４図に、上記比率σh/σｃが0.9の時のワイヤ（φ
0.45の超硬ワイヤ）の破壊位置（中間点1bから把持点1a
までの長さを１とする）と破壊頻度（全サンプル数に対
する割合）との関係を調べた結果を示す。この場合、破
壊位置は中間点1bを中心として両把持点1a間の長さの90
％の範囲に広がっている。この図を従来例で示した第７
図と比較すれば、本発明の疲労試験機及び方法による疲
労試験の効率の良さがわかる。
0.45の超硬ワイヤ）の破壊位置（中間点1bから把持点1a
までの長さを１とする）と破壊頻度（全サンプル数に対
する割合）との関係を調べた結果を示す。この場合、破
壊位置は中間点1bを中心として両把持点1a間の長さの90
％の範囲に広がっている。この図を従来例で示した第７
図と比較すれば、本発明の疲労試験機及び方法による疲
労試験の効率の良さがわかる。
又本発明の疲労試験方法においては、ワイヤ１を撓ま
せて上述の様に応力設定する為に、そのワイヤ１の撓み
を、下記の微分方程式を用いて厳密に計算するものとす
る。
せて上述の様に応力設定する為に、そのワイヤ１の撓み
を、下記の微分方程式を用いて厳密に計算するものとす
る。
（d2y/dx2）／｛１＋（dy/dx）２｝3/2＝−M/EI この式において、x,yは第１図中に示した直交軸、Ｍ
はワイヤの曲げモーメント、Ｅはワイヤの縦弾性係数、
Ｉはワイヤの断面二次モーメントである。
はワイヤの曲げモーメント、Ｅはワイヤの縦弾性係数、
Ｉはワイヤの断面二次モーメントである。
尚従来は、ワイヤ１の撓みを計算する微分方程式とし
て、d2y/dx2＝−M/EIという近似式を用いていたが、こ
の近似式では、ワイヤ回転曲げ疲労試験の様に撓みが大
きい場合には正確な応力設定ができない。
て、d2y/dx2＝−M/EIという近似式を用いていたが、こ
の近似式では、ワイヤ回転曲げ疲労試験の様に撓みが大
きい場合には正確な応力設定ができない。
〈発明の効果〉 以上述べた様に本発明のワイヤ回転曲げ疲労試験機に
よれば、試験材料であるワイヤに対して自由に応力分布
を設定することができ、更にこの疲労試験機を用いた本
発明の疲労試験方法によれば、ワイヤの把持点で破壊さ
せることなく、ワイヤ全長の広範囲に対して疲労試験を
行うことができる。
よれば、試験材料であるワイヤに対して自由に応力分布
を設定することができ、更にこの疲労試験機を用いた本
発明の疲労試験方法によれば、ワイヤの把持点で破壊さ
せることなく、ワイヤ全長の広範囲に対して疲労試験を
行うことができる。
第１図は、本発明の実施例を示す概略構成図 第２図は、実施例における応力分布図、 第３図は、実施例における応力比率と最外破壊位置との
関係図、 第４図は、実施例における破壊位置と破壊頻度との関係
図、 第５図は、従来例を示す概略構成図、 第６図は、従来例における応力分布図、 第７図は、従来例における破壊位置と破壊頻度との関係
図である。 １……ワイヤ,1a……把持点,1b……中間点， ２……把持アタッチメント,4……モータ， ６……回転テーブル,7……レール。
関係図、 第４図は、実施例における破壊位置と破壊頻度との関係
図、 第５図は、従来例を示す概略構成図、 第６図は、従来例における応力分布図、 第７図は、従来例における破壊位置と破壊頻度との関係
図である。 １……ワイヤ,1a……把持点,1b……中間点， ２……把持アタッチメント,4……モータ， ６……回転テーブル,7……レール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 和正 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特公 昭41−19755（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 3/00 - 3/62
Claims (2)
- 【請求項１】全長にわたって径の一定なワイヤを撓ませ
た状態でその中心軸の回りに回転させるワイヤ回転曲げ
疲労試験機において、 ワイヤの両端を夫々回転可能に把持する手段と、 その双方のワイヤ把持手段を、同一平面内でワイヤの把
持点を中心として回動可能に、且つ両把持点間の距離を
調整可能に、且つワイヤの両把持点における撓み角を任
意の角度で固定可能に支持する手段と、 上記把持したワイヤを回転させる手段とを設けたことを
特徴とするワイヤ回転曲げ疲労試験機。 - 【請求項２】ワイヤに発生する応力がワイヤの中間点で
最大、ワイヤの把持点で最小となる様にワイヤを撓ま
せ、且つその中間点の応力に対する把持点の応力の比率
を0.83〜0.92とすることを特徴とする請求項１記載のワ
イヤ回転曲げ疲労試験機による疲労試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148742A JP2775295B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | ワイヤ回転曲げ疲労試験機及びその試験機による疲労試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148742A JP2775295B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | ワイヤ回転曲げ疲労試験機及びその試験機による疲労試験方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0313844A JPH0313844A (ja) | 1991-01-22 |
| JP2775295B2 true JP2775295B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=15459610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1148742A Expired - Fee Related JP2775295B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | ワイヤ回転曲げ疲労試験機及びその試験機による疲労試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2775295B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19729438C2 (de) * | 1997-07-09 | 2000-01-13 | Witels App Masch Albert Gmbh | Gerät zur Bestimmung des E-Moduls und/oder der Streckgrenze bzw. einer Dehngrenze bei nicht proportionaler Dehnung und/oder des Verfestigungsmoduls und/oder von Parametern der Wechselbeanspruchungen und/oder einer vorgegebenen Biegung eines endlichen Richtgutes, wie Bleche, Bänder, Profile, Rohre und insbesondere von draht- und mehrdrahtförmigem Richtgut |
| JP2014235039A (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-15 | 大電株式会社 | 線材の疲労試験方法 |
| CN106769492B (zh) * | 2017-01-19 | 2020-04-10 | 广州供电局有限公司 | 电缆抗侧压力性能测试的方法、装置及系统 |
| CN112798435B (zh) * | 2021-04-06 | 2021-08-24 | 江西酷芒科技有限公司 | 电缆塑料管抗形变测试系统 |
| CN114323929A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-12 | 上海航空材料结构检测股份有限公司 | 一种实心圆细钢丝旋转弯曲疲劳试验机 |
| CN114674692B (zh) * | 2022-03-25 | 2024-08-16 | 重庆交通大学 | 一种拉索实验机 |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP1148742A patent/JP2775295B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0313844A (ja) | 1991-01-22 |
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