JP6042240B2 - 平面曲げ疲労試験機 - Google Patents
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Description
荷重一定制御試験を行う場合は、試験機オペレータがコントローラ100の図示しないユーザインターフェースを用いて、荷重波形を指定(入力)し、さらに荷重ピーク値(山側ピーク値及び谷側ピーク値)を指定(入力)する。なお、ここで指定される「荷重」とは、ロードセル10により検出される荷重そのものであってもよく、ロードセル10により検出される荷重から計算することができる試験片TPに発生している曲げ応力、曲げモーメント等であってもよい。試験中には、ロードセル10にてリアルタイムで試験片TPに負荷される荷重が検出され、コントローラ100に送られる。コントローラ100は、ロードセル10の検出値と目標値(荷重波形により定義される各時点における目標荷重)との差分に応じて、検出値が目標値に一致するように、サーボモータの回転揺動運動を制御する。なお、従来試験機の荷重波形は正弦波であるため、従来試験機と荷重条件をそろえるためには、荷重波形として正弦波を選択するのがよい。なお、上記のように試験片TPへの負荷をロードセル10により検出することに代えて、試験片TPに貼り付けた歪みゲージにより検出してもよい。
この場合、例えば、サーボモータ20の回転軸(21)の回転揺動角度を測定することができるロータリーエンコーダ(図示せず)の検出値に基づいて、コントローラ100がサーボモータ20の回転揺動動作を制御する。試験機オペレータがコントローラ100の図示しないユーザインターフェースを用いて、変位量波形を指定(入力)し、さらに変位量ピーク値(山側ピーク値及び谷側ピーク値)を指定(入力)する。なお、ここで言う「変位量」とは、サーボモータ20の回転軸の回転揺動角度でもよく、回転揺動角度の関数として表現することができる適当なパラメータ、例えば回転揺動角度に対応する試験片TPの第1端または第1保持部(図4の5A,図2の50A,図3の50A’)の変位量であってもよい。試験中には、ロータリーエンコーダによりリアルタイムでサーボモータ20の回転軸の回転揺動角度が検出され、コントローラ100に送られる。コントローラ100は、ロータリーエンコーダの検出値と目標値(変位量波形により定義される各時点における目標変位量)との差分に応じて、検出値が目標値に一致するように、サーボモータの回転揺動運動を制御する。なお、従来試験機の変位量波形も正弦波であるため、従来試験機と荷重条件をそろえるためには、変位量波形として正弦波を選択するのがよい。この変位一定制御を行う場合には、ロータリーエンコーダの検出値を用いることに代えて、試験片TPの第1端若しくは第1保持部(5A,50A,50A’)の変位量を直接測定することができる変位計(図示せず)の検出値を用いることもできる。
上記のようなクローズドループ制御を行うことに代えて、目標とする荷重ピーク値または変位量ピーク値をリミット値として反転動作を行い、サーボモータ20の運転速度は一定とするオープンループ制御を行うこともできる。この場合、例えば、試験機オペレータがコントローラ100に目標とする変位量のピーク値(リミット値)を入力する。コントローラ100は、サーボモータ20を回転速度一定の速度制御モードで制御し、サーボモータ20の回転軸の回転揺動角度を測定するロータリーエンコーダ(図示せず)の検出値がリミット値に到達したときに、サーボモータ20の回転揺動方向を反転させる。リミット値として、例えば、ロードセル10により検出される荷重を用いることもできる。
5A、50A、50A’ 第1保持部
8A 第2保持部
100 モータコントローラ
3、4、5;50;50B 伝動部材
10 センサ(ロードセル)
Claims (4)
- 板状試験片に平面曲げモーメントを繰り返し負荷することにより疲労試験を行うための平面曲げ疲労試験機において、
前記板状試験片の一端を保持する第1保持部と、
前記板状試験片の他端を保持する第2保持部と、
前記板状試験片に曲げモーメントを与えるために前記第1保持部を変位させるための駆動力を発生させる回転サーボモータと、
交互に正転および逆転する回転揺動運動を前記回転サーボモータが行うように、前記回転サーボモータを制御するモータコントローラと、
前記回転サーボモータが発生した回転揺動運動を前記第1保持部に伝達して、中立位置にある前記板状試験片の中心を中心とした揺動運動を前記第1保持部に行わせる伝動部材と
を備え、
前記伝動部材が、前記回転サーボモータの回転軸に取り付けられた偏芯カムと、前記偏芯カムに枢着されたコネクティングロッドと、前記コネクティングロッドに枢着されるとともに前記第1保持部が設けられた駆動アームと、前記偏芯カムの偏芯量を調整する調整機構と、を有していることを特徴とする平面曲げ疲労試験機。 - 前記第1保持部の変位量若しくは前記試験片に発生している曲げモーメントの変化に応じて変化するパラメータの実際値を検出するセンサと、
前記センサの検出値に基づいて、前記パラメータの実際値が目標値となるように前記回転サーボモータの回転揺動運動を制御するモータコントローラと、
をさらに備えた請求項1記載の平面曲げ疲労試験機。 - 前記第2保持部に前記センサとしてのロードセルが連結されており、前記モータコントローラは、前記ロードセルの検出値が目標値となるように前記回転サーボモータの回転揺動運動を制御する、請求項2記載の平面曲げ疲労試験機。
- 前記センサとして前記回転サーボモータの揺動角度を検出するロータリーエンコーダが設けられ、前記モータコントローラは、前記ロータリーエンコーダの検出値が目標値となるように前記回転サーボモータの回転揺動運動を制御する、請求項2記載の平面曲げ疲労試験機。
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