JP3304551B2 - Fatigue test equipment for small test pieces - Google Patents

Fatigue test equipment for small test pieces

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JP3304551B2
JP3304551B2 JP25627993A JP25627993A JP3304551B2 JP 3304551 B2 JP3304551 B2 JP 3304551B2 JP 25627993 A JP25627993 A JP 25627993A JP 25627993 A JP25627993 A JP 25627993A JP 3304551 B2 JP3304551 B2 JP 3304551B2
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啓嗣 園家
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は大型プラントで用いられ
るボイラ等の余寿命を予測するために実機から採取した
微小サンプルを小型試験片として低サイクル疲労試験を
行うための小型試験片の疲労試験装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fatigue test of a small specimen for performing a low cycle fatigue test using a small sample taken from an actual machine as a small specimen to predict the remaining life of a boiler or the like used in a large plant. It concerns the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】ボイラ等の高温機器の余寿命を予測する
ため実機の疲労損傷部から大型サンプルを採取し、該サ
ンプルを試験片として疲労試験装置により低サイクル疲
労試験を行うことが従来より行われている。
2. Description of the Related Art In order to predict the remaining life of high temperature equipment such as a boiler, it has been conventionally practiced to take a large sample from a fatigue damaged portion of an actual machine and use the sample as a test piece to perform a low cycle fatigue test using a fatigue test apparatus. Have been done.
【0003】上記従来の疲労試験装置は、図8にその本
体部の一例を示す如く、テーブル1の左右位置に支柱2
を立設すると共に、該左右の支柱2の上端間を上板3に
より連結してロードフレーム4を構成し、該ロードフレ
ーム4内に、下端部に試験片5の軸方向一端部を把持さ
せるようにした上部ロッド6と、上端部に試験片5の軸
方向他端部を把持させるようにした下部ロッド7とを上
下方向に対向させて配置して、上記上部ロッド6の上端
を、上記上板3側に支持させると共に、上記下部ロッド
7の下端を、上記テーブル1の下部にアクチュエータと
して設置したシリンダ8のロッド9先端に接続フランジ
13を介して連結し、且つ上記上部ロッド6の下部と下
部ロッド7の上部を包囲する位置に、上下部ロッド6,
7間に把持された試験片5を加熱するための加熱炉10
を配置し、更に、該加熱炉10内に挿入させた一対の検
出棒11の先端を試験片5に押接させてその伸び量を検
出するようにした伸び計12を、上記加熱炉10の外壁
部に設置した構成としてある。又、上記従来の伸び計1
2は、図9に一例を示す如く、一対の検出棒11の先端
部に、テーパ面11aを両側に形成して軸芯O上で尖る
ようにすると共に、両テーパ面11aでなす頂角を検出
端11bとして、両検出端11bの間を試験片5に対す
る検出長さGLとするようにしてある。15はロードセ
ルを示す。
[0003] In the conventional fatigue test apparatus, as shown in FIG.
And an upper plate 3 connects the upper ends of the right and left columns 2 to form a load frame 4, and the lower end of the load frame 4 has one end of the test piece 5 in the axial direction gripped. The upper rod 6 and the lower rod 7 whose upper end is configured to grip the other end in the axial direction of the test piece 5 are vertically opposed to each other. While being supported on the upper plate 3 side, the lower end of the lower rod 7 is connected via a connection flange 13 to the tip of a rod 9 of a cylinder 8 installed as an actuator below the table 1, and the lower part of the upper rod 6 And upper and lower rods 6 at positions surrounding the upper portions of
Heating furnace 10 for heating the test piece 5 gripped between 7
Further, an extensometer 12 in which the tips of a pair of detection rods 11 inserted into the heating furnace 10 are pressed into contact with the test piece 5 to detect the amount of elongation thereof is attached to the heating furnace 10. It is configured to be installed on the outer wall. In addition, the conventional extensometer 1
As shown in an example in FIG. 9, tapered surfaces 11a are formed on both ends of the pair of detection rods 11 so as to be sharp on the axis O, and the apex angle formed by both tapered surfaces 11a, as shown in FIG. As the detection end 11b, a detection length GL with respect to the test piece 5 is set between the two detection ends 11b. Reference numeral 15 denotes a load cell.
【0004】上記従来の試験片5は、図10に一例を示
す如く、実機の一部から採取した大型サンプルを軸状に
加工した後、ねじ部5aを製作するようにしてあり、両
端部のねじ部5aを、上部ロッド6の下端面部と下部ロ
ッド7の上端面部に設けてあるねじ穴14に、それぞれ
ねじ込むことにより取り付けることができるようにして
ある。
As shown in FIG. 10, the conventional test piece 5 is formed by processing a large sample taken from a part of an actual machine into an axial shape, and then manufacturing a screw portion 5a. The screw portion 5a can be attached by screwing into a screw hole 14 provided in the lower end surface of the upper rod 6 and the upper end surface of the lower rod 7, respectively.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
疲労試験装置の場合、次の如き問題がある。 上下部ロッド6,7の各ねじ穴14に試験片5の各ね
じ部5aを直接ねじ込んで取り付ける方式であるため、
試験片5の回転操作に伴って、上下部ロッド6,7を同
時に昇降操作することが必要であり、試験片5の取り付
け、取り外し作業が面倒である。 伸び計12の検出棒11の先端形状は単に軸芯O上で
交わる如き2つのテーパ面11aによって尖らしてある
だけであり、しかも平行に配してある両検出棒11の近
接、離反変位に基づいて試験片5の伸び量を検出するも
のであるため、2本の検出棒11の検出端11bを近接
配置するのに限度があり、試験可能な試験片5のサイズ
としては、たとえば、全長が150mm、直径が10mm、
検出長さGLが20mm程度のものまでに限定され、それ
より小型の試験片には実施できない。 アクチュエータとしてのシリンダ8から下部ロッド7
の上端までの距離が長いので、装置全高が高くなるばか
りでなく、シリンダ8と試験片5との軸芯に狂いが生じ
易い。
However, the conventional fatigue test apparatus has the following problems. Since each screw portion 5a of the test piece 5 is directly screwed into each screw hole 14 of the upper and lower rods 6, 7, and attached,
It is necessary to simultaneously raise and lower the upper and lower rods 6 and 7 with the rotation operation of the test piece 5, and the work of mounting and removing the test piece 5 is troublesome. The tip shape of the detection rod 11 of the extensometer 12 is merely sharpened by two tapered surfaces 11a that intersect on the axis O, and is based on the approach and separation displacement of the two detection rods 11 arranged in parallel. In order to detect the amount of elongation of the test piece 5, there is a limit in arranging the detection ends 11 b of the two detection rods 11 close to each other. 150mm, diameter 10mm,
The detection length GL is limited to about 20 mm, and cannot be performed on a test piece smaller than that. From the cylinder 8 as an actuator to the lower rod 7
Since the distance to the upper end of the test piece is long, not only the overall height of the apparatus becomes high, but also the axis of the cylinder 8 and the test piece 5 tends to be out of order.
【0006】そこで、本発明は、試験片を簡単にしかも
精度よくセットできるようにすると共に、従来よりも更
に小型の試験片に対しても試験を実施できるようにし、
しかも装置全高を低くしてコンパクト化を図り得るよう
にしようとするものである。
Therefore, the present invention enables a test piece to be set easily and accurately, and allows a test to be performed even on a smaller test piece than before.
In addition, the overall height of the apparatus is reduced so that the apparatus can be made compact.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、テーブルと該テーブル上に立設した左右
の支柱と該左右の支柱の上端間を連結する上板とからロ
ードフレームを構成し、該ロードフレーム内に、上部ロ
ッドと下部ロッドとを上下方向に対向させて配置して、
上記上部ロッドの上端部を上記上板側に支持させると共
に、上記下部ロッドの下端部を上記テーブル上に設置し
たアクチュエータに連結し、且つ表面の軸芯位置に芯出
し用突起を有して上部ロッド又は下部ロッドの先端面に
固定するようにしたベースフランジと、内ねじと外ねじ
を有して試験片端部のねじ部を内ねじに螺着させるよう
にした取付ピースと、先端面部の軸芯位置に該取付ピー
スの外ねじを螺合させるための所要深さのねじ穴を有し
且つ基端面部に上記芯出し用突起と嵌合し得る芯出し用
凹部を有する試験片保持ブロックと、該試験片保持ブロ
ックの外周部に螺合して試験片保持ブロックをベースフ
ランジに着脱可能に固定するようにした押えナットとか
らなる試験片ホルダーを、それぞれ上部ロッドの下端と
下部ロッドの上端に対向させて備え、更に、上記上部ロ
ッド及び下部ロッドの各試験片ホルダー間に保持させた
試験片の伸びを検出するための伸び計を備えた構成とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a load frame comprising a table, left and right supports erected on the table, and an upper plate connecting upper ends of the left and right supports. In the load frame, the upper rod and the lower rod are arranged facing each other in the vertical direction,
The upper end of the upper rod is supported by the upper plate, the lower end of the lower rod is connected to an actuator installed on the table, and the upper end is provided with a centering projection at an axial center position on the surface. A base flange fixed to the distal end surface of the rod or the lower rod, a mounting piece having an internal thread and an external thread so that the threaded portion of the test piece end is screwed to the internal thread, and a shaft of the distal end face A test piece holding block having a screw hole of a required depth for screwing an external screw of the mounting piece at a center position, and having a centering recess at a base end face portion capable of being fitted with the centering projection; A test piece holder comprising a holding nut which is screwed to an outer peripheral portion of the test piece holding block so as to removably fix the test piece holding block to the base flange, and a lower end of an upper rod and an upper end of a lower rod, respectively. Provided to face, further, a configuration with extensometer for detecting the elongation of the test piece was held between the specimens holders of the upper rod and the lower rod.
【0008】又、テーブルと該テーブル上に立設した左
右の支柱と該左右の支柱の上端間を連結する上板とから
ロードフレームを構成し、該ロードフレーム内に、上部
ロッドと下部ロッドとを上下方向に対向させて配置し
て、上記上部ロッドの上端部を上記上板側に支持させる
と共に、上記下部ロッドの下端部を上記テーブル上に設
置したアクチュエータに連結し、且つ表面の軸芯位置に
芯出し用突起を有して上部ロッド又は下部ロッドの先端
面に固定するようにしたベースフランジと、内ねじと外
ねじを有して試験片端部のねじ部を内ねじに螺着させる
ようにした取付ピースと、先端面部の軸芯位置に該取付
ピースの外ねじを螺合させるための所要深さのねじ穴を
有し且つ基端面部に上記芯出し用突起と嵌合し得る芯出
し用凹部を有する試験片保持ブロックと、該試験片保持
ブロックの外周部に螺合して試験片保持ブロックをベー
スフランジに着脱可能に固定するようにした押えナット
とからなる試験片ホルダーを、それぞれ上部ロッドの下
端と下部ロッドの上端に対向させて備え、更に、上記上
部ロッド及び下部ロッドの各試験片ホルダー間に保持さ
せた試験片の伸びを検出するために、中間部をピンによ
り回動自在に連結して洗濯ばさみ状に開閉できるように
した一対のアームの一端に、検出棒をそれぞれ取り付け
て、該各検出棒の先端部の相対向する内側に、軸芯と平
行な平滑面を接近するように偏寄させて形成すると共
に、外側にテーパ面を形成して、該平滑面とテーパ面と
でなす頂角を検出端とし、且つ上記両アームの他端部間
に、該アーム間の変位を検出する差動トランスを取り付
けてなる伸び計を備えた構成とする。
A load frame comprises a table, left and right columns standing on the table, and an upper plate connecting upper ends of the left and right columns. An upper rod and a lower rod are provided in the load frame. Are arranged facing each other in the up-down direction so that the upper end of the upper rod is supported on the upper plate side, the lower end of the lower rod is connected to an actuator installed on the table, and the axis of the surface is A base flange having a centering protrusion at a position to be fixed to the distal end surface of the upper rod or the lower rod, and an internal thread and an external thread, and a thread portion of a test piece end is screwed to the internal thread. The mounting piece thus configured has a screw hole of a required depth for screwing an external thread of the mounting piece at the axial center position of the distal end surface portion, and the centering projection can be fitted to the base end surface portion. Trial with centering recess A test piece holder consisting of a piece holding block and a holding nut screwed to the outer peripheral portion of the test piece holding block so as to detachably fix the test piece holding block to the base flange, respectively, with the lower end of the upper rod and the lower end of the upper rod. In order to detect the extension of the test piece held between the test piece holders of the upper rod and the lower rod, the intermediate portion is rotatably connected by a pin to detect the elongation of the test piece held between the test piece holders of the upper rod and the lower rod. A detection rod is attached to one end of a pair of arms that can be opened and closed like a clothespin, and a smooth surface parallel to the axis is approached to opposing inner sides of the tip of each detection rod. And a tapered surface is formed on the outside, the apex angle formed between the smooth surface and the tapered surface is used as a detection end, and a displacement between the arms is provided between the other ends of the two arms. Differential to detect A configuration with extensometer comprising attaching a Nsu.
【0009】[0009]
【作用】試験片の低サイクル疲労試験を行う場合は、上
部ロッドの試験片ホルダーと下部ロッドの試験片ホルダ
ーとの間に試験片をセットし、該試験片に伸び計の一対
の検出棒の検出端を押し当てた状態で、アクチュエータ
を作動させるが、この際、上記試験片ホルダーは、ベー
スフランジに対し保持ブロックが着脱できることから、
試験片の取り付け、取り外し作業を加熱炉外の広いスペ
ースで簡単に行うことができるようになる。又、ベース
フランジの芯出し用突起に保持ブロックの芯出し用凹部
が対応することから、試験片の芯出しを確実に行うこと
ができる。
When a low-cycle fatigue test of a test piece is performed, the test piece is set between the test piece holder of the upper rod and the test piece holder of the lower rod, and a pair of detection rods of the extensometer are set on the test piece. While the detection end is pressed against the actuator, the actuator is operated. In this case, the test piece holder has a holding block that can be attached to and detached from the base flange.
Attachment and removal of test pieces can be easily performed in a large space outside the heating furnace. Further, since the centering recess of the holding block corresponds to the centering projection of the base flange, the test piece can be centered reliably.
【0010】更に、伸び計の検出棒は、検出端の内側を
尖らせて互いに近接するよう偏寄させてあることから、
検出端間を微小間隔にセットでき、この間隔に応じた極
めて小型の試験片に採用することができる。
Further, since the detection rod of the extensometer is sharpened on the inside of the detection end and deviated so as to approach each other,
The distance between the detection ends can be set at a minute interval, and it can be used for an extremely small test piece corresponding to this interval.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】図1乃至図7は本発明の一実施例を示すも
ので、図8に示した従来の疲労試験装置の本体部と同様
な構成を有する小型試験片の疲労試験装置において、試
験片5に圧縮力及び引張力を与えるアクチュエータとし
てのシリンダ8を、ロードフレーム4のテーブル1上に
設置し、又、上部ロッド6の下端と下部ロッド7の上端
に、試験片ホルダー18をそれぞれ取り付けて、上下の
試験片ホルダー18間にて試験片5を保持させられるよ
うにし、更に、上記試験片ホルダー18間に保持された
試験片5の伸び量を検出するために、検出棒16の先端
を特殊形状とした伸び計17を設ける。なお、図1にお
いて、19は水冷ブロックを示す。
FIGS. 1 to 7 show an embodiment of the present invention. In the fatigue test apparatus for a small test piece having the same structure as the main body of the conventional fatigue test apparatus shown in FIG. A cylinder 8 as an actuator for applying a compressive force and a tensile force to the load 5 is installed on the table 1 of the load frame 4, and a test piece holder 18 is attached to a lower end of the upper rod 6 and an upper end of the lower rod 7, respectively. The tip of the detection rod 16 is held between the upper and lower test piece holders 18 in order to detect the amount of elongation of the test piece 5 held between the test piece holders 18. A special shape extensometer 17 is provided. In FIG. 1, reference numeral 19 denotes a water-cooled block.
【0013】上記試験片ホルダー18は、図2に下部ロ
ッド7側の部分を拡大して示す如く、内ねじ46と外ね
じ47を有して内ねじ46に試験片5のねじ部5aを螺
着させるようにした取付ピース48と、先端面部の軸芯
位置に上記取付ピース48の外ねじ47を螺合させるた
めの所要深さのねじ穴20を有し且つ基端面部の軸芯位
置に芯出し用凹部21を有し更に外周部に取付ねじ22
を設けた試験片保持ブロック23と、該試験片保持ブロ
ック23の芯出し用凹部21を嵌合させるための芯出し
用突起24を上面に有して下部ロッド7の先端面となる
上端面に固定したベースフランジ25と、該ベースフラ
ンジ25の下面に係合する当接部26aを有し且つ上記
試験片保持ブロック23の取付ねじ22に螺合するねじ
部26bを有して芯出し用凹部21と芯出し用突起24
とが嵌合させられた状態で試験片保持ブロック23、ベ
ースフランジ25上に固定するようにする押えナット2
6とからなる構成としてある。図2において、27は加
熱炉10を貫通する下部ロッド7の中間部外周に取り付
けた放熱フィンを示す。なお、上部ロッド6側の試験片
ホルダー18は、かかる下部ロッド7側の部分と上下対
称に配置構成してある。
The test piece holder 18 has an inner screw 46 and an outer screw 47 as shown in an enlarged view of the lower rod 7 side in FIG. 2, and the screw portion 5a of the test piece 5 is screwed into the inner screw 46. A mounting piece 48 to be attached, and a screw hole 20 of a required depth for screwing the external screw 47 of the mounting piece 48 at an axial position of the distal end surface portion and at an axial position of the base end surface portion It has a concave portion 21 for centering and further has a mounting screw 22 on the outer peripheral portion.
A test piece holding block 23 provided with a centering protrusion 24 for fitting the centering concave portion 21 of the test piece holding block 23 on the upper surface, and the upper end surface serving as the distal end surface of the lower rod 7 is provided on the upper surface. A centering recess having a fixed base flange 25 and a screw portion 26b having a contact portion 26a engaged with the lower surface of the base flange 25 and being screwed to the mounting screw 22 of the test piece holding block 23. 21 and centering projection 24
Press nut 2 for fixing the test piece holding block 23 and the base flange 25 in a state where
6. In FIG. 2, reference numeral 27 denotes a radiating fin attached to an outer periphery of an intermediate portion of the lower rod 7 penetrating the heating furnace 10. The test piece holder 18 on the upper rod 6 side is arranged vertically symmetrically with the lower rod 7 side portion.
【0014】又、上記伸び計17は、図3乃至図7に詳
細を示す如く、加熱炉10の側壁部に組み込むようにし
た水冷ブロック構造の蓋28の上部に固定台29を立設
し、該固定台29の上端に、左右のビーム30を水平に
張り出させると共に、該左右のビーム30の張り出し端
部間にスペーサブロック31を設け、該スペーサブロッ
ク31と固定台29の上端との間に、つまみ32の操作
によって回転できるようにした送りねじ33をビーム3
0と平行に支持させ、該送りねじ33に移動ブロック3
4を貫通螺合させ、該移動ブロック34に、上端部に調
整ナット35を備えたねじロッド36を上下方向へ貫通
させ、該ねじロッド36の下端に、スプリング37を介
して伸び計本体部38を吊り下げるようにしてある。伸
び計本体部38はピン39を支点に洗濯ばさみ状に上下
方向へ開閉可能に連結した一対のアーム40の一端部
に、石英ガラス製の検出棒16をそれぞれ取り付け、該
各検出棒16の先端部の相対向する側(内側)に、図7
に詳細を示す如く検出棒16の軸芯Oと平行な平滑面1
6aを接近するように偏寄させて形成すると共に、外側
に軸芯Oに対し傾斜するテーパ面16bを形成して、該
平滑面16aとテーパ面16bとでなす頂角を検出端1
6cとし、2本の検出棒16の各平滑面16a及び検出
端16cを接近させて小間隔の両検出端16c間を試験
片5に対する検出長さGLとするようにし、又、上記両
アーム40の他端部間に、検出棒16の検出端16c間
の変位を比例式に検出するための差動トランス41を取
り付けてなる構成としてある。なお、42は検出棒16
の先端を試験片5に押し付けるようにするためにアーム
40と蓋28との間に介装したスプリング、43は蓋2
8の検出棒貫通部44からの輻射熱がアーム40に直接
当たらないようにするための遮熱板、45は試験を実施
するとき以外にアーム40間にねじ込んでアーム40の
開閉を固定するための固定ねじを示す。
As shown in detail in FIGS. 3 to 7, the extensometer 17 is provided with a fixed base 29 standing on a lid 28 of a water-cooled block structure which is incorporated into a side wall of the heating furnace 10, At the upper end of the fixed base 29, the left and right beams 30 are horizontally extended, and a spacer block 31 is provided between the extended ends of the left and right beams 30, and between the spacer block 31 and the upper end of the fixed base 29. The feed screw 33, which can be rotated by operating the knob 32, is
0 in parallel with the feed screw 33 and the moving block 3
4 is screwed through, and a screw rod 36 having an adjusting nut 35 at the upper end thereof is vertically penetrated through the moving block 34, and an extensometer main body 38 is attached to a lower end of the screw rod 36 via a spring 37. Is suspended. The extensometer main body 38 has a pair of arms 40 connected vertically openable and closable like a clothespin with a pin 39 as a fulcrum, and a detection rod 16 made of quartz glass attached to one end of each of the detection rods 16. On the opposite side (inside) of the tip of
Smooth surface 1 parallel to axis O of detection rod 16 as shown in detail in FIG.
6a is formed so as to be deviated so as to approach, and a tapered surface 16b which is inclined with respect to the axis O is formed on the outside, and the apex angle formed by the smooth surface 16a and the tapered surface 16b is detected by the detection end 1.
6c, the respective smooth surfaces 16a and the detection ends 16c of the two detection rods 16 are brought closer to each other so that the distance between the two detection ends 16c at a small interval becomes the detection length GL with respect to the test piece 5; A differential transformer 41 for proportionally detecting the displacement between the detection ends 16c of the detection rod 16 is attached between the other ends of the detection rods. 42 is the detection rod 16
A spring interposed between the arm 40 and the lid 28 so as to press the tip of the lid against the test piece 5.
8 is a heat shield plate for preventing radiant heat from the detection rod penetration portion 44 from directly hitting the arm 40. A heat shield plate 45 is screwed between the arms 40 to fix the opening and closing of the arm 40 except when performing a test. Shows the fixing screw.
【0015】ボイラ等の実機から採取したサンプルから
なる小型の試験片5の低サイクル疲労試験を行う場合
は、先ず、上下部ロッド6,7の先端から各試験片ホル
ダー18の試験片保持ブロック23をそれぞれ取り外す
と共に、各試験片保持ブロック23から取付ピース48
を取り外しておいて、上記取付ピース48の内ねじ46
に試験片5の両端部のねじ部5aをそれぞれ一杯にねじ
込むようにする。続いて、上記試験片保持ブロック23
のねじ穴20に試験片5の両端部に取り付けた取付ピー
ス48の外ねじ47をそれぞれねじ込むようにする。な
お、このとき、試験片5の長さが異なるときは、取付ピ
ース48のねじ込み深さを調整することによって上下の
試験片保持ブロック23間の間隔が一定のままとなるよ
うにする。次に、取付ピース48を介して両端を保持ブ
ロック23に保持させた試験片5を上下部ロッド6,7
の先端間に上下方向に向けて配置した後、たとえば、シ
リンダ8のロッド9を伸長させて上下で対向するベース
フランジ25間に試験片5を挾持させるようにする。こ
の際、ベースフランジ25の芯出し用突起24に保持ブ
ロック23の芯出し用凹部21を嵌合させることによ
り、試験片5の芯出しが確実に行われる。更に、各保持
ブロック23の取付ねじ22に押えナット26を螺合さ
せて締め付けることにより、上下部ロッド6,7間に試
験片5がセットされる。
When performing a low-cycle fatigue test of a small test piece 5 made of a sample taken from an actual machine such as a boiler, first, the test piece holding block 23 of each test piece holder 18 is started from the tips of the upper and lower rods 6 and 7. Are removed, and the mounting piece 48 is removed from each test piece holding block 23.
Is removed, and the inner screw 46 of the mounting piece 48 is removed.
The screw portions 5a at both ends of the test piece 5 are fully screwed respectively. Subsequently, the test piece holding block 23
The external screws 47 of the mounting pieces 48 mounted on both ends of the test piece 5 are screwed into the screw holes 20 of the test piece 5, respectively. At this time, when the lengths of the test pieces 5 are different, the distance between the upper and lower test piece holding blocks 23 is kept constant by adjusting the screwing depth of the mounting piece 48. Next, the test piece 5, both ends of which are held by the holding block 23 via the mounting piece 48, is connected to the upper and lower rods 6, 7.
Then, the rod 9 of the cylinder 8 is extended, for example, so that the test piece 5 is clamped between the base flanges 25 facing each other. At this time, by aligning the centering recess 21 of the holding block 23 with the centering projection 24 of the base flange 25, the centering of the test piece 5 is reliably performed. Further, the test piece 5 is set between the upper and lower rods 6 and 7 by screwing and tightening the holding nut 26 to the mounting screw 22 of each holding block 23.
【0016】次に、伸び計17の各検出棒16の検出端
16cを上記試験片5に直角に押し当てるようにセット
した後、シリンダ8のロッド9を伸縮作動させて試験片
5の軸方向に圧縮力と引張力とを作用させるようにす
る。これにより、試験片5の伸びが伸び計17によって
求められる。すなわち、伸び計17の検出棒16が取り
付けてある一対のアーム40はピン39により開閉自在
に連結された構成となっているため、試験片5の伸びに
基づいて一対の検出棒16が上下に変位すると、その変
位はアーム40の一端からピン39を介してアーム40
の他端へ伝えられ、このアーム40の他端間の変位が差
動トランス41によって比例的に検出されることにな
る。
Next, after the detection end 16c of each detection rod 16 of the extensometer 17 is set so as to be pressed against the test piece 5 at right angles, the rod 9 of the cylinder 8 is extended and contracted to move the test piece 5 in the axial direction. And a compressive force and a tensile force are applied. Thereby, the elongation of the test piece 5 is obtained by the extensometer 17. That is, since the pair of arms 40 to which the detection rods 16 of the extensometer 17 are attached are connected to be openable and closable by the pins 39, the pair of detection rods 16 move up and down based on the extension of the test piece 5. When displaced, the displacement is applied from one end of the arm 40 via the pin 39 to the arm 40.
And the displacement between the other ends of the arms 40 is proportionally detected by the differential transformer 41.
【0017】上記において、試験片5は試験片ホルダー
18を用いてセットするようにしてあるため、取り付
け、取り外し作業を簡単に行うことができる。すなわ
ち、試験片5のねじ部5aをねじ込むようにした取付ピ
ース48は試験片保持ブロック23に対し着脱可能であ
り、且つ該試験片保持ブロック23は押えナット26の
回転操作によって着脱が自在であることから、加熱炉1
0の外の広いスペースで試験片5を保持ブロック23に
取り付けることができ、従来のように、試験片5を回転
させながら上下部ロッド6,7の昇降位置を調整する等
の面倒な作業を行わなくても済むようになる。又、上記
試験片保持ブロック23のねじ穴20に対する取付ピー
ス48のねじ込み深さを調整することができるので、試
験片5の長さが異なる場合でも試験片保持ブロック23
の部分で簡単に対処することができる。更に、伸び計1
7の検出棒16の先端形状を、図7に示す如く外側のみ
を傾斜させて内側の平滑面16aに沿い尖らせてあると
共に平滑面16aを互いに接近するように偏寄させてあ
るため、各検出棒16の検出端16c間の間隔を極めて
小さく設定することができる。したがって、たとえば、
全長が30mm、直径が2mm、検出長さGLが2mm程度の
極めて小型の試験片5に対しての低サイクル疲労試験を
行うことができる。
In the above description, since the test piece 5 is set using the test piece holder 18, attachment and detachment can be easily performed. That is, the mounting piece 48 into which the screw portion 5 a of the test piece 5 is screwed is detachable from the test piece holding block 23, and the test piece holding block 23 is detachable by rotating the holding nut 26. Therefore, heating furnace 1
The test piece 5 can be attached to the holding block 23 in a wide space outside the space 0, and a troublesome operation such as adjusting the elevation position of the upper and lower rods 6 and 7 while rotating the test piece 5 as in the related art can be performed. You do not have to do it. Further, since the screwing depth of the mounting piece 48 into the screw hole 20 of the test piece holding block 23 can be adjusted, the test piece holding block 23 can be used even when the length of the test piece 5 is different.
Can be easily dealt with. In addition, extensometer 1
As shown in FIG. 7, the tip shape of the detection rod 16 of FIG. 7 is inclined only along the outer side so as to be sharpened along the inner smooth surface 16a, and the smooth surfaces 16a are deviated so as to approach each other. The interval between the detection ends 16c of the detection rod 16 can be set extremely small. So, for example,
A low cycle fatigue test can be performed on an extremely small test piece 5 having a total length of 30 mm, a diameter of 2 mm, and a detection length GL of about 2 mm.
【0018】因に、21/4Cr−1Mo鋼製の直径2
mmサイズと10mmサイズの試験片を作り、室温と600
℃でそれぞれ低サイクル疲労試験を行ったところ、いず
れのサイズにてもほぼ同じ結果が得られた。
The diameter 2 of 21 / 4Cr-1Mo steel was used.
mm and 10mm size test specimens, room temperature and 600
When a low cycle fatigue test was performed at ℃, almost the same results were obtained for all sizes.
【0019】又、本発明においては、試験片5に圧縮
力、引張力を与えるアクチュエータとしてのシリンダ8
がテーブル1上に設置してあるため、シリンダ8がテー
ブル1下に設置してある従来型式に比して、シリンダ8
から試験片5までの距離が短かく、したがって、装置全
高が低くなってコンパクトになるばかりでなく、シリン
ダ8と試験片5との間での軸芯に狂いが生じにくくなる
利点がある。
In the present invention, the cylinder 8 as an actuator for applying a compressive force and a tensile force to the test piece 5 is provided.
Is installed on the table 1, so that the cylinder 8 is smaller than the conventional type in which the cylinder 8 is installed under the table 1.
The distance from the test piece 5 to the test piece 5 is short, so that not only the overall height of the apparatus is reduced and the size is reduced, but also the shaft center between the cylinder 8 and the test piece 5 is less likely to be out of order.
【0020】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、たとえば、本装置を用いて、少量ハイ
テク材の高温強度評価を行うようにしてもよいこと、そ
の他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更
を加え得ることは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to only the above-described embodiment. For example, the present apparatus may be used to evaluate the high-temperature strength of a small amount of high-tech materials. Of course, various changes can be made without departing from the scope.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の小型試験片の
疲労試験装置によれば、下記の如き優れた効果を発揮す
る。 (1)テーブルと該テーブル上に立設した左右の支柱と該
左右の支柱の上端間を連結する上板とからロードフレー
ムを構成し、該ロードフレーム内に、上部ロッドと下部
ロッドとを上下方向に対向させて配置して、上記上部ロ
ッドの上端部を上記上板側に支持させると共に、上記下
部ロッドの下端部を上記テーブル上に設置したアクチュ
エータに連結し、且つ表面の軸芯位置に芯出し用突起を
有して上部ロッド又は下部ロッドの先端面に固定するよ
うにしたベースフランジと、内ねじと外ねじを有して試
験片端部のねじ部を内ねじに螺着させるようにした取付
ピースと、先端面部の軸芯位置に該取付ピースの外ねじ
を螺合させるための所要深さのねじ穴を有し且つ基端面
部に上記芯出し用突起と嵌合し得る芯出し用凹部を有す
る試験片保持ブロックと、該試験片保持ブロックの外周
部に螺合して試験片保持ブロックをベースフランジに着
脱可能に固定するようにした押えナットとからなる試験
片ホルダーを、それぞれ上部ロッドの下端と下部ロッド
の上端に対向させて備え、更に、上記上部ロッド及び下
部ロッドの各試験片ホルダー間に保持させた試験片の伸
びを検出するための伸び計を備えた構成としてあるの
で、ロッドに固定したベースフランジに対して着脱可能
な保持ブロックを有する試験片ホルダーを用いてねじ部
付きの試験片をセットすることができると共に、この
際、試験片の取り付け、取り外しを炉外の広いスペース
で容易に行うことができ、且つ試験片ホルダーの一部で
ある取付ピースの試験片ホルダーに対するねじ込み深さ
を調整することができることから、異なる長さの試験片
も容易に保持させて試験を行わせることができ、又、保
持ブロックをベースフランジに固定する際に、芯出し用
突起に芯出し用凹部を嵌合させることができるため、試
験片の芯を確実に出すことができる。又、アクチュエー
タをテーブル上に設置してアクチュエータから試験片に
至る長さを従来装置よりも短かくしたので、装置全高を
低くできてコンパクト化を図ることができると共に、ア
クチュエータと試験片との軸芯をずれにくくすることが
できて、試験精度を向上することができる。 (2)テーブルと該テーブル上に立設した左右の支柱と該
左右の支柱の上端間を連結する上板とからロードフレー
ムを構成し、該ロードフレーム内に、上部ロッドと下部
ロッドとを上下方向に対向させて配置して、上記上部ロ
ッドの上端部を上記上板側に支持させると共に、上記下
部ロッドの下端部を上記テーブル上に設置したアクチュ
エータに連結し、且つ表面の軸芯位置に芯出し用突起を
有して上部ロッド又は下部ロッドの先端面に固定するよ
うにしたベースフランジと、内ねじと外ねじを有して試
験片端部のねじ部を内ねじに螺着させるようにした取付
ピースと、先端面部の軸芯位置に該取付ピースの外ねじ
を螺合させるための所要深さのねじ穴を有し且つ基端面
部に上記芯出し用突起と嵌合し得る芯出し用凹部を有す
る試験片保持ブロックと、該試験片保持ブロックの外周
部に螺合して試験片保持ブロックをベースフランジに着
脱可能に固定するようにした押えナットとからなる試験
片ホルダーを、それぞれ上部ロッドの下端と下部ロッド
の上端に対向させて備え、更に、上記上部ロッド及び下
部ロッドの各試験片ホルダー間に保持させた試験片の伸
びを検出するために、中間部をピンにより回動自在に連
結して洗濯ばさみ状に開閉できるようにした一対のアー
ムの一端に、検出棒をそれぞれ取り付けて、該各検出棒
の先端部の相対向する内側に、軸芯と平行な平滑面を接
近するように偏寄させて形成すると共に、外側にテーパ
面を形成して、該平滑面とテーパ面とでなす頂角を検出
端とし、且つ上記両アームの他端部間に、該アーム間の
変位を検出する差動トランスを取り付けてなる伸び計を
備えた構成とすることにより、上記(1)項の効果に加え
て、検出棒の検出端間の間隔を極めて小さく設定するこ
とができ、従来実施できなかったような小型の試験片の
疲労試験の実施を可能とすることができる。
As described above, according to the fatigue test apparatus for small test pieces of the present invention, the following excellent effects are exhibited. (1) A load frame is composed of a table, left and right columns erected on the table and an upper plate connecting the upper ends of the left and right columns, and an upper rod and a lower rod are vertically moved in the load frame. And the upper end of the upper rod is supported on the upper plate side, and the lower end of the lower rod is connected to an actuator installed on the table, and is positioned at the center of the surface. A base flange having a centering projection and fixed to the distal end surface of the upper rod or the lower rod, and having an internal thread and an external thread so that the thread portion of the end of the test piece is screwed to the internal thread. And a screw hole of a required depth for screwing an external screw of the mounting piece at a shaft center position of the distal end surface portion, and a centering surface capable of fitting with the centering protrusion on the base end surface portion. Specimen holding block with recess And a test piece holder comprising a holding nut screwed to the outer peripheral portion of the test piece holding block so as to removably fix the test piece holding block to the base flange. The base flange fixed to the rod is provided so as to face the upper end, and further has an extensometer for detecting the elongation of the test piece held between the test piece holders of the upper rod and the lower rod. A test piece with a thread can be set using a test piece holder with a detachable holding block, and the test piece can be easily attached and detached in a large space outside the furnace. It is possible to adjust the screwing depth of the mounting piece, which is a part of the test piece holder, into the test piece holder. The test piece can be easily held and the test can be performed.In addition, when the holding block is fixed to the base flange, the centering recess can be fitted to the centering projection. The core of one piece can be reliably taken out. In addition, since the length of the actuator from the actuator to the test piece is shorter than that of the conventional device by installing the actuator on the table, the overall height of the device can be reduced and the size can be reduced. The center can be hardly displaced, and the test accuracy can be improved. (2) A load frame is composed of a table, left and right columns erected on the table, and an upper plate connecting upper ends of the left and right columns, and an upper rod and a lower rod are vertically moved in the load frame. And the upper end of the upper rod is supported on the upper plate side, and the lower end of the lower rod is connected to an actuator installed on the table, and is positioned at the center of the surface. A base flange having a centering projection and fixed to the distal end surface of the upper rod or the lower rod, and having an internal thread and an external thread so that the thread portion of the end of the test piece is screwed to the internal thread. And a screw hole of a required depth for screwing an external screw of the mounting piece at a shaft center position of the distal end surface portion, and a centering surface capable of fitting with the centering protrusion on the base end surface portion. Specimen holding block with recess And a test piece holder comprising a holding nut screwed to the outer peripheral portion of the test piece holding block so as to removably fix the test piece holding block to the base flange. In order to detect the elongation of the test piece held between the test piece holders of the upper rod and the lower rod, the intermediate part is rotatably connected by a pin to detect the elongation of the test piece. A detection rod is attached to one end of each of a pair of arms that can be opened and closed in a closed manner, and the detection rods are biased so as to approach a smooth surface parallel to the axis toward the inside of each of the detection rods facing each other. And a taper surface is formed on the outside, a vertex angle between the smooth surface and the taper surface is used as a detection end, and a displacement between the arms is detected between the other ends of the two arms. Install differential transformer In addition to the effect of the above item (1), the interval between the detection ends of the detection rods can be set extremely small, so that a small-sized It is possible to perform a fatigue test of the test piece.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の小型試験片の疲労試験装置の一実施例
を示す本体部の概要図である。
FIG. 1 is a schematic view of a main body showing an embodiment of a small-sized test piece fatigue test apparatus according to the present invention.
【図2】下部ロッド部分を一部切断して示す拡大図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged view showing a lower rod part partially cut away.
【図3】伸び計の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of an extensometer.
【図4】図3のA−A矢視図である。FIG. 4 is a view as viewed in the direction of arrows AA in FIG. 3;
【図5】図3のB−B矢視図である。FIG. 5 is a view taken in the direction of arrows BB in FIG. 3;
【図6】図3のC−C矢視図である。6 is a view taken in the direction of arrows CC in FIG. 3;
【図7】図3のD部拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a portion D in FIG. 3;
【図8】従来の小型試験片の疲労試験装置の一例を示す
本体部の概要図である。
FIG. 8 is a schematic diagram of a main body showing an example of a conventional small-sized test piece fatigue test apparatus.
【図9】従来用いられていた伸び計の先端部の拡大図で
ある。
FIG. 9 is an enlarged view of a distal end portion of a conventionally used extensometer.
【図10】試験片の一例を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic view showing an example of a test piece.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 テーブル 2 支柱 3 上板 4 ロードフレーム 5 試験片 5a ねじ部 6 上部ロッド 7 下部ロッド 8 シリンダ(アクチュエータ) 16 検出棒 16a 平滑面 16b テーパ面 16c 検出端 17 伸び計 18 試験片ホルダー 20 ねじ穴 21 芯出し用凹部 22 取付ねじ 23 試験片保持ブロック 24 芯出し用突起 25 ベースフランジ 26 押えナット 39 ピン 40 アーム 41 差動トランス 46 内ねじ 47 外ねじ 48 取付ピース Reference Signs List 1 table 2 support 3 upper plate 4 load frame 5 test piece 5a screw part 6 upper rod 7 lower rod 8 cylinder (actuator) 16 detection rod 16a smooth surface 16b taper surface 16c detection end 17 extensometer 18 test piece holder 20 screw hole 21 Centering recess 22 Mounting screw 23 Test piece holding block 24 Centering projection 25 Base flange 26 Presser nut 39 Pin 40 Arm 41 Differential transformer 46 Inner screw 47 Outer screw 48 Mounting piece
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 3/00 - 3/62 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 3/00-3/62 JICST file (JOIS)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]
  1. 【請求項1】 テーブルと該テーブル上に立設した左右
    の支柱と該左右の支柱の上端間を連結する上板とからロ
    ードフレームを構成し、該ロードフレーム内に、上部ロ
    ッドと下部ロッドとを上下方向に対向させて配置して、
    上記上部ロッドの上端部を上記上板側に支持させると共
    に、上記下部ロッドの下端部を上記テーブル上に設置し
    たアクチュエータに連結し、且つ表面の軸芯位置に芯出
    し用突起を有して上部ロッド又は下部ロッドの先端面に
    固定するようにしたベースフランジと、内ねじと外ねじ
    を有して試験片端部のねじ部を内ねじに螺着させるよう
    にした取付ピースと、先端面部の軸芯位置に該取付ピー
    スの外ねじを螺合させるための所要深さのねじ穴を有し
    且つ基端面部に上記芯出し用突起と嵌合し得る芯出し用
    凹部を有する試験片保持ブロックと、該試験片保持ブロ
    ックの外周部に螺合して試験片保持ブロックをベースフ
    ランジに着脱可能に固定するようにした押えナットとか
    らなる試験片ホルダーを、それぞれ上部ロッドの下端と
    下部ロッドの上端に対向させて備え、更に、上記上部ロ
    ッド及び下部ロッドの各試験片ホルダー間に保持させた
    試験片の伸びを検出するための伸び計を備えた構成を有
    することを特徴とする小型試験片の疲労試験装置。
    1. A load frame comprising a table, left and right columns erected on the table, and an upper plate connecting upper ends of the left and right columns, wherein an upper rod and a lower rod are provided in the load frame. Are placed facing each other in the vertical direction,
    The upper end of the upper rod is supported by the upper plate, the lower end of the lower rod is connected to an actuator installed on the table, and the upper end is provided with a centering projection at an axial center position on the surface. A base flange fixed to the distal end surface of the rod or the lower rod, a mounting piece having an internal thread and an external thread so that the threaded portion of the test piece end is screwed to the internal thread, and a shaft of the distal end face A test piece holding block having a screw hole of a required depth for screwing an external screw of the mounting piece at a center position, and having a centering recess at a base end face portion capable of being fitted with the centering projection; A test piece holder comprising a holding nut which is screwed to an outer peripheral portion of the test piece holding block so as to removably fix the test piece holding block to the base flange, and a lower end of an upper rod and an upper end of a lower rod, respectively. Fatigue of a small test piece, comprising: a structure provided with an extensometer for detecting the elongation of the test piece held between the test piece holders of the upper rod and the lower rod. Testing equipment.
  2. 【請求項2】 テーブルと該テーブル上に立設した左右
    の支柱と該左右の支柱の上端間を連結する上板とからロ
    ードフレームを構成し、該ロードフレーム内に、上部ロ
    ッドと下部ロッドとを上下方向に対向させて配置して、
    上記上部ロッドの上端部を上記上板側に支持させると共
    に、上記下部ロッドの下端部を上記テーブル上に設置し
    たアクチュエータに連結し、且つ表面の軸芯位置に芯出
    し用突起を有して上部ロッド又は下部ロッドの先端面に
    固定するようにしたベースフランジと、内ねじと外ねじ
    を有して試験片端部のねじ部を内ねじに螺着させるよう
    にした取付ピースと、先端面部の軸芯位置に該取付ピー
    スの外ねじを螺合させるための所要深さのねじ穴を有し
    且つ基端面部に上記芯出し用突起と嵌合し得る芯出し用
    凹部を有する試験片保持ブロックと、該試験片保持ブロ
    ックの外周部に螺合して試験片保持ブロックをベースフ
    ランジに着脱可能に固定するようにした押えナットとか
    らなる試験片ホルダーを、それぞれ上部ロッドの下端と
    下部ロッドの上端に対向させて備え、更に、上記上部ロ
    ッド及び下部ロッドの各試験片ホルダー間に保持させた
    試験片の伸びを検出するために、中間部をピンにより回
    動自在に連結して洗濯ばさみ状に開閉できるようにした
    一対のアームの一端に、検出棒をそれぞれ取り付けて、
    該各検出棒の先端部の相対向する内側に、検出棒の軸芯
    と平行な平滑面を接近するように偏寄させて形成すると
    共に、外側にテーパ面を形成して、該平滑面とテーパ面
    とでなす頂角を検出端とし、且つ上記両アームの他端部
    間に、該アーム間の変位を検出する差動トランスを取り
    付けてなる伸び計を備えた構成を有することを特徴とす
    る小型試験片の疲労試験装置。
    2. A load frame comprising a table, left and right columns erected on the table, and an upper plate connecting upper ends of the left and right columns, wherein an upper rod and a lower rod are provided in the load frame. Are placed facing each other in the vertical direction,
    The upper end of the upper rod is supported by the upper plate, the lower end of the lower rod is connected to an actuator installed on the table, and the upper end is provided with a centering projection at an axial center position on the surface. A base flange fixed to the distal end surface of the rod or the lower rod, a mounting piece having an internal thread and an external thread so that the threaded portion of the test piece end is screwed to the internal thread, and a shaft of the distal end face A test piece holding block having a screw hole of a required depth for screwing an external screw of the mounting piece at a center position, and having a centering recess at a base end face portion capable of being fitted with the centering projection; A test piece holder comprising a holding nut which is screwed to an outer peripheral portion of the test piece holding block so as to removably fix the test piece holding block to the base flange, and a lower end of an upper rod and an upper end of a lower rod, respectively. In order to detect the elongation of the test piece held between the test piece holders of the upper rod and the lower rod, the intermediate portion is rotatably connected by a pin to detect the elongation of the test piece. Attach detection rods to one end of a pair of arms that can be opened and closed
    On the opposite inside of the tip of each detection rod, a smooth surface parallel to the axis of the detection rod is formed so as to be deviated so as to approach, and a taper surface is formed on the outside, and the smooth surface is formed. It is characterized in that it has a configuration in which an apex angle formed with the tapered surface is a detection end, and an extensometer is provided between the other ends of the two arms, and a differential transformer for detecting a displacement between the arms is attached. Test equipment for small test specimens.
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