JP6049377B2 - Fatigue testing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、例えば高温下において疲労試験が行われる疲労試験装置に関する。 The present invention relates to a fatigue test apparatus in which a fatigue test is performed at a high temperature, for example.
一般的に、材料の疲労強度データを取得するには、測定対象となる材料から丸棒型の試験片や板状型の試験片（試験対象物）を採取して疲労試験が行われている。疲労試験は、例えば動力源を油圧にしたアクチュエータを備えた試験機を用いて、疲労試験機の荷重の負荷方向に引張及び圧縮の荷重が負荷されて実施される。このとき、通常の疲労試験では、一方向に荷重を負荷する単軸負荷型の試験が行われる。
なお、本明細書においては、疲労試験装置のアクチュエータから負荷される荷重の方向を第一方向と称することがある。
Generally, in order to obtain the fatigue strength data of a material, a fatigue test is performed by collecting a round bar type test piece or a plate type test piece (test object) from the material to be measured. . The fatigue test is performed, for example, by using a testing machine including an actuator whose power source is hydraulic, and applying a tensile and compressive load in the load direction of the load of the fatigue testing machine. At this time, in a normal fatigue test, a uniaxial load type test in which a load is applied in one direction is performed.
In the present specification, the direction of the load applied from the actuator of the fatigue test apparatus may be referred to as the first direction.
また、上述の疲労試験を行う場合には、試験片の伸びを測定するための伸び計として抱きかかえ方式の伸び計が使用されるが、高温水中環境のような特別の環境下で疲労試験を行う場合には、抱きかかえ方式の伸び計を使用することができず、特殊な伸び計が使用されている。
例えば、特許文献１には、圧力容器内に配置された検出棒と、この検出棒の先端側に配置された変位検出装置とを備えた伸び測定器が開示されている。
In addition, when performing the above fatigue test, a holding type extensometer is used as an extensometer for measuring the elongation of the specimen, but the fatigue test is performed under a special environment such as a high-temperature underwater environment. When performing, a holding type extensometer cannot be used, and a special extensometer is used.
For example,
ところで、疲労試験においては、実機の形態を模擬して行われる場合があり、実機の構成部材を試験片として実際に用いて疲労試験が行われたり、実機の負荷形態を模擬して疲労試験が行われたりしている。
実機の負荷形態を模擬して疲労試験を行う場合には、試験片に曲げの外力が負荷されたり、試験片に対して複数の方向から荷重が負荷されたりするために試験片がたわみ、試験片の変位方向が第一方向のみではなくなる。つまり、試験片が第一方向のみに変位するのではなく、第一方向と交差する第二方向にも変位することになる。このような場合、通常の抱きかかえ式の伸び計や特許文献１に示すような伸び計測器では、伸び計が試験片の第二方向の変位に対して追従できず、伸びの計測が困難となる。
By the way, the fatigue test may be performed by simulating the form of the actual machine, and the fatigue test is performed by actually using the components of the actual machine as a test piece, or the fatigue test is performed by simulating the load form of the actual machine. It is done.
When a fatigue test is performed by simulating the load form of the actual machine, the test piece bends due to the bending external force being applied to the test piece or the load is applied to the test piece from multiple directions. The displacement direction of the piece is not only the first direction. That is, the test piece is not displaced only in the first direction, but is also displaced in the second direction intersecting the first direction. In such a case, with an ordinary holding-type extensometer or an elongation measuring instrument as shown in
特に、高温水中下で行われる疲労試験においては、疲労試験装置に用いられる伸び計が特殊な伸び計で構成されることが多く、試験片が第二方向に変位する場合に正確な伸びを測定することが極めて困難であり、測定精度の向上が求められている。 In particular, in fatigue tests performed in high-temperature water, extensometers used in fatigue test equipment are often composed of special extensometers, and accurate elongation is measured when the specimen is displaced in the second direction. Therefore, it is extremely difficult to improve the measurement accuracy.
この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、疲労試験において試験対象物が第二方向に変位する場合であっても、試験対象物の伸びの測定精度が高い疲労試験装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a fatigue test apparatus having high measurement accuracy of the elongation of the test object even when the test object is displaced in the second direction in the fatigue test. The purpose is to do.
前述の課題を解決するために、本発明の疲労試験装置は、試験対象物に対して第一方向に向かって引張・圧縮荷重を負荷する荷重負荷手段と、前記第一方向に交差する第二方向に延びて、前記試験対象物に対して前記第二方向から当接し、前記試験対象物の伸びに応じて前記第一方向に変位する伸び計測部と、前記伸び計測部の先端側及び前記伸び計測部の基端側をそれぞれ弾性体によって支持する複数の支持治具と、前記伸び計測部に固定され、前記伸び計測部の変位を伝達する伝達部と、前記伝達部により伝達された前記変位を検出する変位検出部と、を備え、前記伝達部は、前記伸び計測部に固定された第一治具と、該第一治具に対して前記第一方向から当接する第二治具と、前記第一治具と前記第二治具との間に介装されて、前記第二治具を前記第一治具に対して前記第一方向に付勢するバネ部材と、前記第一治具と前記バネ部材との間に設けられた第三治具と、前記第一治具及び前記第三治具を貫通するとともに、前記バネ部材の内方に向かって延在しバネ部材を支持するネジと、を備え、前記第二治具には、前記バネ部材の端部を嵌め込み可能な凸部または凹部が形成され、前記第三治具には、前記バネ部材の端部を嵌め込み可能な凹部または凸部が形成され、前記バネ部材の両端部が、前記第二治具及び前記第三治具に対して、それぞれ第二方向に相対移動不能に接続されている。 In order to solve the above-described problems, a fatigue test apparatus according to the present invention includes a load loading means for applying a tensile / compression load to a test object in a first direction, and a second that intersects the first direction. extends in a direction, abut the front Stories second direction with respect to the test object, and elongation measuring unit for displacing the said first direction in response to elongation of the test object, the distal end side of the extension-measuring unit And a plurality of supporting jigs that respectively support the base end side of the elongation measuring unit by an elastic body, a transmission unit fixed to the elongation measuring unit and transmitting a displacement of the elongation measuring unit, and transmitted by the transmitting unit. A displacement detection unit for detecting the displacement, and the transmission unit is a first jig fixed to the extension measurement unit, and a second jig abutting on the first jig from the first direction. Interposed between the jig, the first jig and the second jig, A spring member for biasing said first direction the jig relative to the first jig, and a third jig provided between the spring member and the first jig, said first jig And a screw that penetrates the third jig and extends inward of the spring member to support the spring member, and the end of the spring member is fitted into the second jig A convex portion or a concave portion is formed, and the third jig is formed with a concave portion or a convex portion into which an end of the spring member can be fitted , and both end portions of the spring member are connected to the second jig and Each of the third jigs is connected so as not to be relatively movable in the second direction.
本発明の疲労試験装置によれば、試験対象物に対して第二方向から当接する伸び計測部と、この伸び計測部に固定された第一治具と、この第一治具に対して第一方向から当接する第二治具と、第一治具と第二治具との間に介装されたバネ部材とを備えており、バネ部材の端部が第一治具及び第二治具に対して第二方向に相対移動不能にされているので、試験対象物が第二方向に変位するような場合であってもバネ部材が第二方向にずれることを抑制できる。そして、伸び計測部から伝達された第一方向の伸びを第一治具、バネ部材、及び第二治具を介して変位検出部に正確に伝達でき、疲労試験における試験片の伸びの測定精度を向上させることができる。したがって、試験対象物が第二方向に変位する場合においても疲労試験データを取得することが可能となる。
なお、引張・圧縮荷重を負荷する荷重負荷手段の荷重負荷方向を第一方向と称し、この第一方向と交差する方向を第二方向と称している。第二方向とは、例えば第一方向と直交する方向である。
According to the fatigue test apparatus of the present invention, the elongation measuring unit that comes into contact with the test object from the second direction, the first jig fixed to the elongation measuring unit, and the first jig A second jig abutting from one direction, and a spring member interposed between the first jig and the second jig, the end of the spring member being the first jig and the second jig. Since the relative movement in the second direction with respect to the tool is impossible, the spring member can be prevented from shifting in the second direction even when the test object is displaced in the second direction. The elongation in the first direction transmitted from the elongation measuring unit can be accurately transmitted to the displacement detecting unit via the first jig, the spring member, and the second jig, and the measurement accuracy of the elongation of the test piece in the fatigue test Can be improved. Therefore, fatigue test data can be acquired even when the test object is displaced in the second direction.
In addition, the load direction of the load loading means for applying the tension / compression load is referred to as a first direction, and the direction intersecting the first direction is referred to as a second direction. The second direction is, for example, a direction orthogonal to the first direction.
また、バネ部材の端部が第二治具の凸部または凹部に嵌めこまれることになるので、バネ部材に対して第二方向から力が加えられた場合においても、第二治具の凹部または凸部によってバネ部材の移動が不能とされる。したがって、伸び計測部が第二方向に移動する場合であっても、バネ部材の第二方向への移動を防止でき、第一方向の試験片の伸びをより正確に変位検出部へと伝達することが可能となる。 Also, it means that the end of the bus Ne member is fitted into the projections or recesses of the second fixture, even if a force from the second direction is applied to the spring member, the second jig The spring member cannot be moved by the concave portion or the convex portion. Therefore, even when the elongation measuring unit moves in the second direction, the spring member can be prevented from moving in the second direction, and the elongation of the test piece in the first direction is more accurately transmitted to the displacement detecting unit. It becomes possible.
さらに、第一治具とバネ部材との間に設けられた第三治具の凹部または凸部によってバネ部材が第二方向へ移動することを確実に防止することができる。したがって、疲労試験における試験片の伸びの測定精度をさらに向上させることが可能となる。
また、第一治具を貫通するネジが、バネ部材の内方に配置されており、ネジがバネ部材を支持する構成とされているので、バネ部材が第二方向に移動することを防止可能となる。
また、第三治具を備える場合に、ネジによって第一治具と第三治具を一体的にすることができ、治具の操作性を向上させることができる。
Further , the spring member can be reliably prevented from moving in the second direction by the concave portion or the convex portion of the third jig provided between the first jig and the spring member. Accordingly, it is possible to further improve the measurement accuracy of the elongation of the test piece in the fatigue test.
Moreover, since the screw which penetrates the first jig is arranged inside the spring member and the screw is configured to support the spring member, the spring member can be prevented from moving in the second direction. It becomes.
Further, when the third jig is provided, the first jig and the third jig can be integrated with a screw, and the operability of the jig can be improved.
また、前記第三治具に、第一方向に凹んだ受け部が形成され、前記第二治具は、第一方向から前記受け部に当接する突起部を有することが好ましい。
第三治具に受け部が形成され、第二治具に受け部と当接する突起部が形成されている場合は、伸び計測部の第一方向の変位を正確に変位検出部に伝達することができ、疲労試験における試験片の伸びの測定精度が向上する。
Moreover, it is preferable that the third jig is formed with a receiving portion that is recessed in the first direction, and the second jig has a protrusion that contacts the receiving portion from the first direction.
When the receiving part is formed on the third jig and the protruding part contacting the receiving part is formed on the second jig, the displacement in the first direction of the elongation measuring part is accurately transmitted to the displacement detecting part. And the measurement accuracy of the elongation of the test piece in the fatigue test is improved.
本発明によれば、疲労試験において試験対象物が第二方向に変位する場合であっても、試験対象物の伸びの測定精度が高い疲労試験装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is a case where a test target object is displaced to a 2nd direction in a fatigue test, the fatigue test apparatus with a high measurement precision of the elongation of a test target object can be provided.
以下に、本発明の実施の形態について添付した図面を参照して説明する。
まず、本実施形態に係る疲労試験装置１に用いられる試験片１００（試験対象物）の形状について説明する。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る試験片１００は、板状型試験片であり、くびれ部１１０と、つかみ部１２０と、を有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, the shape of the test piece 100 (test object) used in the
くびれ部１１０の中央には平行部１１１が形成されている。そして、本実施形態においては、平行部１１１の中央には、溶接部１３０が形成されている。この溶接部１３０は、例えば配管の溶接部である。このような試験片１００は、例えば、疲労試験時の荷重負荷方向における試験片１００の中央に溶接部が配置されるように、配管を機械加工して得ればよい。
A
溶接部１３０は、２つの配管が突き合わせ溶接されることによって形成されており、試験片１００においては、図１（ｂ）の下側が配管の内周面側、図１（ｂ）の上側が配管の外周面側に対応している。本実施形態においては、溶接部１３０のような実機を対象として疲労試験を行っている。
The
つかみ部１２０は、疲労試験時に治具に固定する際に治具につかまれる部位である。このつかみ部１２０は、試験片１００の両端部に設けられており、試験片１００を固定するためのフランジ部１２３と、固定孔１２４とが形成されている。
The
次に、本発明の実施形態に係る疲労試験装置１について説明する。
本実施形態に係る疲労試験装置１は、図２及び図３に示すように、ロードフレーム１０と、このロードフレーム１０の中央から下方に向けて延在するベース部２０と、ベース部２０の下方に配置され試験片１００を固定するための固定治具３０と、試験片１００に対して荷重を負荷する荷重負荷手段４０と、試験片１００の伸びに応じて変位する伸び計測部５０と、この伸び計測部５０に接続された伝達部８０と、この伝達部８０を介して伸び計測部５０に接続された伝達棒６０と、これらの部材を覆うように配置された圧力容器７０と、を備えている。
Next, the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、本実施形態においては、荷重負荷手段によって試験片に荷重が負荷される方向を第一方向（図２、図３において上下方向）、疲労試験装置１の側面視において第一方向と直交する方向を第二方向（図３において左右方向）と称する。また、図２及び図３においては、圧力容器７０の外方については図示が省略されている。
In the present embodiment, the direction in which the load is applied to the test piece by the load loading means is the first direction (vertical direction in FIGS. 2 and 3), and is orthogonal to the first direction in the side view of the
ロードフレーム１０は、天板１１と、この天板１１から下方に延在する４本の支柱１２とを備えている。そして、この天板１１の中央部から下方に向けてベース部２０が延在している。
The
固定治具３０は、試験片１００を疲労試験装置１に固定するための治具であり、試験片１００のフランジ部１２３と嵌合させるための凹部３５が形成されている。そして、下側の固定治具３０は、荷重負荷手段４０と接続されている。
本実施形態においては、試験片１００は固定治具３０の凹部３５とスペーサ９１の間に配置され、ネジ９２で固定されている。
The fixing
In the present embodiment, the
荷重負荷手段４０は、駆動部４１と、図示しないアクチュエータとを備えている。この荷重負荷手段４０は、アクチュエータが動作することによって、駆動部４１が上下方向に移動可能とされており、疲労試験の際には、試験片１００に引張及び圧縮の荷重が繰り返し負荷されるようになっている。
The load loading means 40 includes a
伸び計測部５０は、疲労試験の際に試験片１００の伸びを測定するためのものである。この伸び計測部５０は、接触式の伸び計測部であり、伸び計測部５０の先端側（図３において第二方向右側）には、一対のナイフエッジ５１（圧接子）が設けられ、試験片１００の平行部１１１に当接されている。伸び計測部５０は、その先端側が伸び計測部５０を支持する支持治具５２ａ、５２ｂに支持され、基端側が支持治具５２ｃによって支持されている。伸び計測部５０は、連結部５０ａにおいて図示しない板バネが介在されている。
The
支持治具５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、ロードフレーム１０に固定されている。これらの支持治具５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、弾性体５３（ばね）を有し、この弾性体５３によって伸び計測部５０を支持するようになっている。
そして、伸び計測部５０は、伸び（変位）を伝達棒６０に伝える伝達部８０に接続されている。
The support jigs 52a, 52b, and 52c are fixed to the
The
図４に、本実施形態に係る疲労試験装置１の伝達部８０（第一治具近傍）の拡大図を示す。なお、図４においては、伸び計測部５０の図示が省略されている。
伝達部８０は、伸び計測部５０に接続された第一治具８１と、この第一治具８１に第一方向から当接された第二治具８２と、第一治具８１の上側内方に配置された第三治具８３と、第二治具８２と第三治具８３の間に介装されたバネ部材８４と、を備えている。
In FIG. 4, the enlarged view of the transmission part 80 (1st jig | tool vicinity) of the
The
第一治具８１は、図４に示すように、チャネル（コの字）形状をしている。この第一治具８１の下側の内面には、Ｖ字型に凹んだ受け部８１ａが形成されている。なお、ここで第一治具８１の内面とは、チャネル（コの字）で囲まれる内方側の面のことを意味している。
As shown in FIG. 4, the
第二治具８２は、リング形状をしており、三角柱形状の支持部材８５を有している、この支持部材の頂点である突起部８５ａが、上述した第一治具８１の受け部８１ａに当接する構成とされている。この第二治具８２には伝達棒６０が固定されており、第二治具８２から下方に延在している。
そして、本実施形態においては、第二治具８２は凸部８２ａを有しており、バネ部材８４の内方に凸部８２ａが嵌めこみ可能とされ、バネ部材８４の下端側が左右方向に移動不可能にされている。
The
And in this embodiment, the 2nd jig |
第三治具８３は、第一治具８１とバネ部材８４の間に配置されている。本実施形態においては、第三治具８３には、凹部８３ａが形成されており、この凹部８３ａにバネ部材８４の上端が嵌め込まれている。この凹部８３ａによってバネ部材８４の上端側が左右方向に移動不可能にされている。
バネ部材８４は、第一方向に延在する弾性体であり、第二治具８２に対して第一方向に付勢するためのものである。
本実施形態においては、第一治具８１と第三治具８３を貫通するようにネジ８６が設けられており、このネジ８６は、バネ部材８４の内方へと延在し、バネ部材８４の上端側を支持している。
The
The
In the present embodiment, a
伝達棒６０は２本あり、上下方向に延在している。この伝達棒６０の先端側（図２、３において下側）には、コイル５６が設けられている。このコイル５６は、図示しない伸び出力検知器に接続されている。そして、これらの伝達棒６０と、コイル５６と、伸び出力検知器とによって変位検出部が構成され、第二治具８２の変位が測定されるようになっている。
There are two
圧力容器７０は、疲労試験を高温下で行うために設けられた容器である。本実施形態においては、圧力容器７０の内部には水が封入可能とされており、圧力容器７０内は、高温・高圧環境を維持できるようになっている。
The
このような構成の疲労試験装置１においては、疲労試験を行う場合、第一方向（上下方向）に引張・圧縮荷重が負荷されて上下方向に試験片１００が伸縮すると、伸び計測部５０のナイフエッジ５１、５１間の距離が変動する。このナイフエッジ５１、５１間の距離に応じて、伸び計測部５０の連結部５０ａに設けられている板バネを介し、治具８０が上下することで、試験片１００の伸びが伝達棒６０に伝達されてコイル５６に起電力が発生し、伸び出力検知器によって試験片１００の伸びが計測されるようになっている。
In the
図５（ａ）は荷重負荷手段４０の引張・圧縮荷重の中心軸Ｏと試験片１００の中心軸が一致する場合の概略図を示している。一方、図５（ｂ）は、引張・圧縮荷重の中心軸Ｏと、試験片１００の中心軸がずれている場合の概略図を示している。
疲労試験においては、一軸負荷荷重による疲労試験（図５（ａ）参照）だけではなく、実機の負荷形態を模擬するために、引張・圧縮荷重が負荷される方向（第一方向）と交差する方向（第二方向）に外力を負荷することが求められる場合がある。
FIG. 5A shows a schematic diagram when the central axis O of the tensile / compressive load of the
In the fatigue test, not only the fatigue test by the uniaxial load load (see FIG. 5A) but also the direction (first direction) in which the tensile / compressive load is applied in order to simulate the load form of the actual machine. It may be required to load an external force in the direction (second direction).
例えば、図５（ｂ）に示すように、中心軸Ｏと、試験片１００の中心軸をずらしたときには、引張・圧縮荷重に加えて曲げの応力を重畳させることができる。試験片１００を負荷荷重の中心軸Ｏからずらした場合において、引張荷重が負荷された際は、試験片１００の輪郭がＡに示すようにたわみ、圧縮荷重が負荷された際は、試験片１００の輪郭がＢに示すようにたわむことになる。このように引張・圧縮荷重が負荷されて試験片１００がたわむと、図５（ｂ）において、配管の内側に相当する試験片１００の左面側から優先的にき裂が、発生・進展し、実機の破壊形態を模擬した疲労試験を行うことが可能である。
For example, as shown in FIG. 5B, when the central axis O and the central axis of the
しかしながら、図５（ｂ）に示すように疲労試験を行う場合、第一方向（上下方向）に加えて第二方向（左右方向）にも伸び計測部５０のナイフエッジ５１が移動し、試験片１００の正確な伸びの測定を行うことが困難となる。特に、高温高圧環境下で疲労試験を行う場合は、伸びの測定データが不安定になりやすく、測定が極めて困難となる。
具体的には、疲労試験時に、図６に示すように第二治具１８２に凸部が形成されておらず、第三治具１８３に凹部が形成されていない場合は、伝達部１８０のバネ部材１８４が左右方向に移動しやすく、正確な伸びの測定ができなくなる。
したがって、本実施形態においては、このバネ部材８４の第二方向の移動を防止するために、第二治具８２に凸部８２ａが設けられ、第三治具８３に凹部８３ａが形成されているのである。
However, when the fatigue test is performed as shown in FIG. 5B, the
Specifically, during the fatigue test, when the
Therefore, in the present embodiment, in order to prevent the
本実施形態に係る疲労試験装置１によれば、試験片１００に対して第二方向から当接する伸び計測部５０と、この伸び計測部５０に固定された第一治具８１と、この第一治具８１に対して第一方向から当接する第二治具８２と、第一治具８１と第二治具８２との間に介装されたバネ部材８４とを備えており、バネ部材８４の両端部が第一治具８１及び第二治具８２に対して第二方向に相対移動不能にされているので、試験片１００がたわんだ場合であってもバネ部材８４が第二方向にずれることを防止することができる。そして、伸び計測部５０から伝達された第一方向の伸びを第一治具８１及び第二治具８２を介して変位検出部に正確に伝達でき、疲労試験の測定精度を向上させることができる。したがって、試験片１００が第二方向に変位する場合においても疲労試験データを取得することが可能となる。
According to the
また、第二治具８２には、バネ部材８４と係合可能とされた凸部８２ａが形成されており、バネ部材８４の下端部が凸部８２ａに嵌めこまれているので、バネ部材８４に対して第二方向から力が加えられた場合においても、凸部８２ａによってバネ部材８４の第二方向への移動が不能とされる。したがって、伸び計測部５０が第二方向に移動する場合であっても、受け部８１ａと突起部８５ａの連結部が安定し、第一方向の伸びをより正確に変位検出部へと伝達することが可能となる。
Further, the
さらに、第一治具８１とバネ部材８４との間に設けられた第三治具８３を備え、この第三治具８３には、バネ部材８４の上端部が凹部８３ａに嵌めこまれているので、第一治具８１とバネ部材８４との間に設けられた第三治具８３の凹部８３ａによってバネ部材８４が第二方向へ移動することを確実に防止することができ、受け部８１ａと突起部８５ａの連結部が安定する。したがって、疲労試験の測定精度をさらに向上させることが可能となる。
Further, a
また、第一治具８１には、受け部８１ａが形成され、第二治具８２は、受け部８１ａと当接する突起部８５ａを有する支持部材８５を有しているので、第一治具８１及び第二治具８２の第一方向の変位を正確に変位検出部に伝達でき、疲労試験の測定精度をより向上させることが可能となる。
The
また、第一治具８１を貫通するとともに、バネ部材８４の内方に向かって延在し、バネ部材８４を支持するネジ８６を備え、ネジ８６がバネ部材８４を支持する構成とされているので、バネ部材８４が第二方向に移動することを防止できる。
また、第三治具８３を備える場合に、ネジ８６によって第一治具８１と第三治具８３を一体的にし、治具の操作性を向上できる。
Further, the
Further, when the
本実施形態に係る疲労試験装置１の効果についてさらに具体的に説明する。
図７（ａ）は本実施形態に係る疲労試験装置１を用いて、図５（ｂ）に示したように荷重負荷方向の中心軸Ｏと試験片１００の中心軸をずらして疲労試験を実施したときの荷重−伸び曲線の１サイクルを示している。
図７（ｂ）は、図６に示したように、第二治具１８２に凸部が形成されておらず、第三治具１８３に凹部が形成されていない場合の荷重−伸び曲線の１サイクルを示している。
The effect of the
FIG. 7 (a) uses the
FIG. 7B shows a load-
なお、図７においては、縦軸が負荷荷重、横軸が試験片の伸びとされている。
また、この疲労試験は、試験片が塑性変形するまで荷重を負荷する低サイクル疲労試験の場合を示している。
また、固定治具３０に対する試験片１００の配置位置や試験片１００の形状は、図７（ａ）、（ｂ）ともに同じ条件で疲労試験を実施している。
In FIG. 7, the vertical axis represents the load and the horizontal axis represents the elongation of the test piece.
Further, this fatigue test shows a case of a low cycle fatigue test in which a load is applied until the test piece is plastically deformed.
In addition, the fatigue test is performed under the same conditions for the arrangement position of the
図７（ａ）に示すように、本実施形態に係る疲労試験装置１を用いて疲労試験を行う場合は、良好な荷重−伸び曲線が得られ、疲労試験データを採取することが可能である。
一方、図７（ｂ）に示すように、第二治具に凸部が形成されておらず、第三治具に凹部が形成されていない場合は、バネ部材が第二方向にずれ、受け部８１ａと突起部８５ａの連結部が不安定になり、良好な荷重−伸び曲線を得ることができず、疲労試験データを採取することができない。
As shown in FIG. 7A, when a fatigue test is performed using the
On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the convex portion is not formed on the second jig and the concave portion is not formed on the third jig, the spring member is displaced in the second direction, The connection part of the
以上、本発明の一実施形態である疲労試験装置について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Although the fatigue test apparatus according to an embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.
なお、上記の実施形態においては、第二治具に凸部が形成されバネ部材の端部に嵌めこまれる場合について説明したが、第二治具には凹部が形成され、この凹部がバネ部材に嵌めこまれる構成とされても良い。また、第三治具に凹部が形成されバネ部材が嵌めこまれる場合について説明したが、第三治具にバネ部材を覆う凸部が形成され、バネ部材が嵌めこまれる構成とされても良い。また、上記の実施形態においては第三治具に凹部が形成される場合について説明したが、第三治具を省略し第一治具に凹部が形成されていても良い。また、バネ部材の両端部は、例えば第二治具及び第三治具に溶接によって固定されても良い。
すなわち、バネ部材が第二方向に相対移動不能とされる構成であれば、第三治具は省略されていても良い。また、バネ部材が第二方向に相対移動不能とされる構成であれば、第一治具、第二治具、及び第三治具は上記の実施形態に限定されるものではなく、その他の構成とされていても良い。
In the above embodiment, a case has been described in which a convex portion is formed on the second jig and fitted into the end of the spring member. However, the concave portion is formed on the second jig, and this concave portion is the spring member. It may be configured to be fitted in. Moreover, although the case where a recessed part was formed in the 3rd jig and the spring member was fitted was demonstrated, the convex part which covers a spring member may be formed in the 3rd jig, and it may be set as the structure by which a spring member is fitted. . In the above embodiment, the case where the concave portion is formed in the third jig has been described. However, the third jig may be omitted and the concave portion may be formed in the first jig. Further, both ends of the spring member may be fixed to the second jig and the third jig by welding, for example.
That is, the third jig may be omitted as long as the spring member is configured not to be relatively movable in the second direction. In addition, as long as the spring member is configured to be relatively unmovable in the second direction, the first jig, the second jig, and the third jig are not limited to the above embodiment, It may be configured.
また、上記の実施形態においては、圧力容器の内部において高温・高圧水中環境で疲労試験を行う場合について説明したが、高温の大気環境下で疲労試験を行っても良い。また、常温環境で行われる疲労試験に本発明を適用しても良い。 In the above embodiment, the case where the fatigue test is performed in a high temperature / high pressure underwater environment inside the pressure vessel has been described. However, the fatigue test may be performed in a high temperature atmospheric environment. Moreover, you may apply this invention to the fatigue test performed in a normal temperature environment.
さらに、上記の実施形態においては、固定治具と試験片の間に、固定治具と試験片との間の隙間を埋めるスペーサが配置されていても良い。 Furthermore, in the above embodiment, a spacer that fills the gap between the fixing jig and the test piece may be disposed between the fixing jig and the test piece.
１ 疲労試験装置
３０ 固定治具
４０ 荷重負荷手段
５０ 伸び計測部
８１ 第一治具
８１ａ 受け部
８２ 第二治具
８２ａ 凸部
８３ 第三治具
８３ａ 凹部
８４ バネ部材
８５ａ 突起部
８６ ネジ
１００ 試験片（試験対象物）
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第一方向に交差する第二方向に延びて、前記試験対象物に対して前記第二方向から当接し、前記試験対象物の伸びに応じて前記第一方向に変位する伸び計測部と、
前記伸び計測部の先端側及び前記伸び計測部の基端側をそれぞれ弾性体によって支持する複数の支持治具と、
前記伸び計測部に固定され、前記伸び計測部の変位を伝達する伝達部と、
前記伝達部により伝達された前記変位を検出する変位検出部と、を備え、
前記伝達部は、
前記伸び計測部に固定された第一治具と、
該第一治具に対して前記第一方向から当接する第二治具と、
前記第一治具と前記第二治具との間に介装されて、前記第二治具を前記第一治具に対して前記第一方向に付勢するバネ部材と、
前記第一治具と前記バネ部材との間に設けられた第三治具と、
前記第一治具及び前記第三治具を貫通するとともに、前記バネ部材の内方に向かって延在しバネ部材を支持するネジと、
を備え、
前記第二治具には、前記バネ部材の端部を嵌め込み可能な凸部または凹部が形成され、
前記第三治具には、前記バネ部材の端部を嵌め込み可能な凹部または凸部が形成され、
前記バネ部材の両端部が、前記第二治具及び前記第三治具に対して、それぞれ第二方向に相対移動不能に接続されていることを特徴とする疲労試験装置。 Load loading means for applying a tensile / compressive load toward the test object in the first direction;
Extending in a second direction crossing the first direction, abut the front Stories second direction with respect to the test object, elongation measuring unit for displacing the said first direction in response to elongation of the test object When,
A plurality of supporting jigs for supporting the distal end side of the elongation measuring unit and the proximal end side of the elongation measuring unit by elastic bodies, and
The fixed elongation measuring unit, a transmission unit for transmitting the displacement of the elongation measurement unit,
A displacement detection unit for detecting the displacement transmitted by the transmission unit,
The transmission unit is
A first jig fixed to the elongation measuring unit;
A second jig that comes into contact with the first jig from the first direction;
A spring member interposed between the first jig and the second jig to bias the second jig relative to the first jig in the first direction;
A third jig provided between the first jig and the spring member;
A screw that passes through the first jig and the third jig and extends inward of the spring member to support the spring member;
With
The second jig is formed with a convex portion or a concave portion into which an end of the spring member can be fitted,
The third jig is formed with a concave portion or a convex portion into which the end of the spring member can be fitted,
The fatigue test apparatus characterized in that both end portions of the spring member are connected to the second jig and the third jig so as not to move relative to each other in the second direction.
前記第二治具は、第一方向から前記受け部に当接する突起部を有することを特徴とする請求項１に記載の疲労試験装置。 The third jig is formed with a recess recessed in the first direction,
The fatigue test apparatus according to claim 1, wherein the second jig has a protrusion that contacts the receiving portion from a first direction.
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