JPS58100736A - 疲労試験機 - Google Patents
疲労試験機Info
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- JPS58100736A JPS58100736A JP19989181A JP19989181A JPS58100736A JP S58100736 A JPS58100736 A JP S58100736A JP 19989181 A JP19989181 A JP 19989181A JP 19989181 A JP19989181 A JP 19989181A JP S58100736 A JPS58100736 A JP S58100736A
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- strain
- pinion
- lever
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
- G01N3/34—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces generated by mechanical means, e.g. hammer blows
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/022—Environment of the test
- G01N2203/0222—Temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/022—Environment of the test
- G01N2203/0222—Temperature
- G01N2203/0224—Thermal cycling
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、金属材料や高分子材料等の試料、特に形状記
憶合金の試料の疲労試験を行なうのに好適な疲労試験機
に関する。
憶合金の試料の疲労試験を行なうのに好適な疲労試験機
に関する。
例えば、形状記憶合金（ＴｉＮｉ等）は、第１図に示す
如く、縦軸に応力、横軸に歪をプロットした応力−歪曲
線のように、同−歪を生起するための応力は、高温時ｔ
０では大であり、低温時Ｌ２ては小である特性を有し、
このような特性を利用して種々の熱感応装置が実用化さ
れている。
如く、縦軸に応力、横軸に歪をプロットした応力−歪曲
線のように、同−歪を生起するための応力は、高温時ｔ
０では大であり、低温時Ｌ２ては小である特性を有し、
このような特性を利用して種々の熱感応装置が実用化さ
れている。
従って、熱感応装置としての様々な使用条件下において
、疲労（寿命）試験を行なうのが、最も実際に即してい
るが、従来では画一的な疲労試験だけであったから実用
的でなかった。
、疲労（寿命）試験を行なうのが、最も実際に即してい
るが、従来では画一的な疲労試験だけであったから実用
的でなかった。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、
基本的には、試験片に所定の周期で所定の歪変化を与え
る歪付与機構と、該歪付与機構と同期した周期で前記試
験片に所定温度の流体を噴射せしめる流体噴射機構を具
備する疲労試験機を新規に提供して、試験片に、周期的
な加熱・冷却と歪変化を与え、加えて加熱・冷却と歪変
化の周期の位相差変化並びに歪波形の変化等を任意に与
えることができるようにし、より実際に即した疲労試験
を実現化するものである。
基本的には、試験片に所定の周期で所定の歪変化を与え
る歪付与機構と、該歪付与機構と同期した周期で前記試
験片に所定温度の流体を噴射せしめる流体噴射機構を具
備する疲労試験機を新規に提供して、試験片に、周期的
な加熱・冷却と歪変化を与え、加えて加熱・冷却と歪変
化の周期の位相差変化並びに歪波形の変化等を任意に与
えることができるようにし、より実際に即した疲労試験
を実現化するものである。
以下、本発明の実施例を添付図面について詳細に説明す
る。
る。
第１図に示したような応力−歪特性を有する、例えば形
状記憶合金が、同図に示した（ａ）→（ｂ）→（Ｃ）→
（ｄ）のサイクルで温度変化と歪変化を付与される環境
（使用）条件下にて使用される場合の疲労試験において
、第２図に示す歪εの時間的変化、応力σの時間的変化
、温度【の時間的変化を試験片に与えるための疲労試験
機の実施例である。
状記憶合金が、同図に示した（ａ）→（ｂ）→（Ｃ）→
（ｄ）のサイクルで温度変化と歪変化を付与される環境
（使用）条件下にて使用される場合の疲労試験において
、第２図に示す歪εの時間的変化、応力σの時間的変化
、温度【の時間的変化を試験片に与えるための疲労試験
機の実施例である。
第３図において、１は形状記憶合金からなる試験片であ
る。該試験片ｌに対して周期的な温度及び歪の変化が付
与される。
る。該試験片ｌに対して周期的な温度及び歪の変化が付
与される。
２は可変速式モータであり、該モータ２によって回転さ
れるカム３に、ローラ４が常時接触するようレバー５に
浮上押えばね６が張設されている。
れるカム３に、ローラ４が常時接触するようレバー５に
浮上押えばね６が張設されている。
該カム３により、ローラ４が支点７を中心に上下動し、
該上下動によりレバー５が上下揺動を行なう。
該上下動によりレバー５が上下揺動を行なう。
該レバー５の上下揺動は、連結棒８に伝達され該連結棒
８の上下動によって試験片１にのひ歪が加えられる。試
験片１の引張りサイクル及びのび歪は、カム３の形状、
ローラ４と支点７間の距離、連結棒８のレバー５上の連
結点と支点７間の距離との比によって決まるが、この比
を連続的に調節できるようにレバー５にレバー比を変え
るだめの調節ねじ９が設けられている。
８の上下動によって試験片１にのひ歪が加えられる。試
験片１の引張りサイクル及びのび歪は、カム３の形状、
ローラ４と支点７間の距離、連結棒８のレバー５上の連
結点と支点７間の距離との比によって決まるが、この比
を連続的に調節できるようにレバー５にレバー比を変え
るだめの調節ねじ９が設けられている。
前記レバー５の支点７に固定した軸１０は、レバー５の
上下揺動によって回転され、この回転はベベルギヤ１１
に伝達され、方向が変換されてピニオン１２の回転とな
る。なお、ベベルギヤ１１の代わりにレバーの組合わせ
を用いてもよい。
上下揺動によって回転され、この回転はベベルギヤ１１
に伝達され、方向が変換されてピニオン１２の回転とな
る。なお、ベベルギヤ１１の代わりにレバーの組合わせ
を用いてもよい。
前記ピニオン１２は、ラック１３の一方の歯１３３に噛
合され、該ラック１３の他方の歯１３ｂにはピニオン１
４．１４が噛合する。
合され、該ラック１３の他方の歯１３ｂにはピニオン１
４．１４が噛合する。
１５．１６は回転バルブ２３．２４の外筒であり、該外
周１５．１６は前記ピニオン１４．１４に固定され、該
ピニオン１４．１４の回転によって外局１５．１６が往
復回転される。
周１５．１６は前記ピニオン１４．１４に固定され、該
ピニオン１４．１４の回転によって外局１５．１６が往
復回転される。
前記回転バルブ２３．２４は、第４図にも示すように、
試験機に固定した内筒１７．１８と、ピニオン１４．１
４に固定した前記外筒１５，１６からなる二重管で成り
、それぞれの筒１５〜１８の軸方向に形成したスリット
状の噴射口１９，２０゜２１．２２が重なれば開口し、
ずれることによって閉塞して、試験片１に向って後述す
る加熱流体および冷却流体を間欠的に噴射する。
試験機に固定した内筒１７．１８と、ピニオン１４．１
４に固定した前記外筒１５，１６からなる二重管で成り
、それぞれの筒１５〜１８の軸方向に形成したスリット
状の噴射口１９，２０゜２１．２２が重なれば開口し、
ずれることによって閉塞して、試験片１に向って後述す
る加熱流体および冷却流体を間欠的に噴射する。
前記内筒１７，１８は、一端部が閉塞され、他端部の開
口より加熱流体あるいは冷却流体が流入される。なお、
外筒１５は内筒１７に、外筒１６は内筒１８にそれぞれ
軸受を介して位置決めされる。
口より加熱流体あるいは冷却流体が流入される。なお、
外筒１５は内筒１７に、外筒１６は内筒１８にそれぞれ
軸受を介して位置決めされる。
このような回転バルブ２３．２４は、加熱流体用と冷却
流体用の２種類があり、同図では２３が加熱流体用、２
４が冷却流体用に設定しである。
流体用の２種類があり、同図では２３が加熱流体用、２
４が冷却流体用に設定しである。
試験片１に対しては、ラック１３の往復運動に同調して
加熱流体と冷却流体が交互に噴射される。
加熱流体と冷却流体が交互に噴射される。
なお、ラック１３とピニオン１４．１４の噛合位置をず
らせることで、試験片１に対する引張りサイクルと加熱
・冷却のサイクルの位相を変えることができる。
らせることで、試験片１に対する引張りサイクルと加熱
・冷却のサイクルの位相を変えることができる。
２５は加熱流体受け、２６は冷却流体受けである。この
流体受け２５．２６は、噴射後の流体の温度が試験片１
以外で消失することを少なくするために、回転バルブ２
３．２４にそれぞれ対応して設置され、各流体をリサイ
クルさせる。
流体受け２５．２６は、噴射後の流体の温度が試験片１
以外で消失することを少なくするために、回転バルブ２
３．２４にそれぞれ対応して設置され、各流体をリサイ
クルさせる。
各流体は、気体よりも液体を使用する方か熱伝達係数の
関係で有利であり、特に１００℃−０℃の温度範囲の試
験をする時には、温水、冷水を使用する。気体を使用す
る場合には、圧縮空気を利用しポルテックスチューブに
よって作成された高温、低温の２種の空気を利用できる
。
関係で有利であり、特に１００℃−０℃の温度範囲の試
験をする時には、温水、冷水を使用する。気体を使用す
る場合には、圧縮空気を利用しポルテックスチューブに
よって作成された高温、低温の２種の空気を利用できる
。
なお、第２図で示した引張り変化サイクルの波形は、形
状の異なるカム３を用いる°ことで、又前記サイクルの
速さはモータ２の回転数を変えることで変化させること
ができる。
状の異なるカム３を用いる°ことで、又前記サイクルの
速さはモータ２の回転数を変えることで変化させること
ができる。
前記構成の作動機構を疲労試験機に組込むと、第５図及
び第６図に示すように、可変速式モータ２によって回転
されるカム３に連係するレバー５の上下揺動が連結棒８
に伝達され、さらに振動台２７の上下動に変換される。
び第６図に示すように、可変速式モータ２によって回転
されるカム３に連係するレバー５の上下揺動が連結棒８
に伝達され、さらに振動台２７の上下動に変換される。
該振動台２７はガイド軸２９で上下方向にスライド自在
に支持される。
に支持される。
試験片１は前記振動台２７と上部チャック台２８の間に
取り付けられ、前記振動台２７と上部チャック台２８に
設けられる試験片取付チャック（図示せず。）は、ある
温度レベルに保温され、試験片１の特性が取付部の影響
で変わることを防いでいる。
取り付けられ、前記振動台２７と上部チャック台２８に
設けられる試験片取付チャック（図示せず。）は、ある
温度レベルに保温され、試験片１の特性が取付部の影響
で変わることを防いでいる。
前記上部チャック台２８もガイド軸゛２９で上下スライ
ド可能に支持され、振動台２７と平行に配置される。
ド可能に支持され、振動台２７と平行に配置される。
前記上部チャック台２８は、ロードセル３０を介して位
置設定ジヤツキ３１によって試験機に固定される。この
固定を行なうに際して試験片１にある程度の引張力が付
加され、試験片１のばね力によって試験機運転の安定化
を図ることができる。
置設定ジヤツキ３１によって試験機に固定される。この
固定を行なうに際して試験片１にある程度の引張力が付
加され、試験片１のばね力によって試験機運転の安定化
を図ることができる。
以上の説明からも明らかなように、本発明は、歪付与機
構と流体噴射機構とを具備した疲労試験機であるから、
試験片に使用条件に近い周期的な歪変化と、該周期と同
期した周期の温度変化とを与えた状態での疲労試験を行
なうことができ、実際に即した試験データを得ることが
できるようになる。
構と流体噴射機構とを具備した疲労試験機であるから、
試験片に使用条件に近い周期的な歪変化と、該周期と同
期した周期の温度変化とを与えた状態での疲労試験を行
なうことができ、実際に即した試験データを得ることが
できるようになる。
また、歪付与機構を、可変速式モータ、交換式カム、レ
バー比可変式レバ一部材、伝達部材で構成し、流体噴射
機構を、高温流体噴射部材と低温流体噴射部材、噛合位
置可変式第１ピニオン、ラック、第２ピニオン、開閉部
材で構成すれば、歪変化の周期及び温度変化の周期をモ
ータの回転速度を変えることにより自在に調節でき、前
記周期を比較的高速度でも行なうことができる。
バー比可変式レバ一部材、伝達部材で構成し、流体噴射
機構を、高温流体噴射部材と低温流体噴射部材、噛合位
置可変式第１ピニオン、ラック、第２ピニオン、開閉部
材で構成すれば、歪変化の周期及び温度変化の周期をモ
ータの回転速度を変えることにより自在に調節でき、前
記周期を比較的高速度でも行なうことができる。
また、前記カムを種々形状のものに取り換えることによ
って試験片の歪変化は異なる波形となり、さらに前記ラ
ックと第１ピニオンとの噛合位置をすらすことで、歪変
化のサイクルと温度変化のサイクルの位相を変えること
ができる等、簡単な操作で様々な使用条件下での疲労試
験を行なうことかできる。
って試験片の歪変化は異なる波形となり、さらに前記ラ
ックと第１ピニオンとの噛合位置をすらすことで、歪変
化のサイクルと温度変化のサイクルの位相を変えること
ができる等、簡単な操作で様々な使用条件下での疲労試
験を行なうことかできる。
第１図は形状記憶合金の応力−歪曲線のグラフ、第２図
は歪、応力；温度の時間的変化を示す波形図、第３図は
本発明に係る疲労試験機の作動機構の斜視図、第４図は
第３図の回転バルブの平面断面図、第５図は疲労試験機
の正面図、第６図は第５図の側面図である。 １・・・試験片、２・・・モータ、３・・・カム、５・
・・レバー、８・・・連結棒、１２・・・ピニオン（第
１ピニオン）、１３・・・ラック、１４．１４・・・ピ
ニオン（第２ピニオン）、１５．１６・・・外筒、１７
．１８・・・内筒、１９〜２２・・・噴射口、２３・・
・加熱流体用回転バルブ、２４・・・冷却流体用回転バ
ルブ。 特 許 出 願 人 シャープ株式会社株式会社都島製
作所 代 理 人 弁理士 青白 葆ほか２名＠１！！！ 第２図 １！？問 第４図 第５図 第６図
は歪、応力；温度の時間的変化を示す波形図、第３図は
本発明に係る疲労試験機の作動機構の斜視図、第４図は
第３図の回転バルブの平面断面図、第５図は疲労試験機
の正面図、第６図は第５図の側面図である。 １・・・試験片、２・・・モータ、３・・・カム、５・
・・レバー、８・・・連結棒、１２・・・ピニオン（第
１ピニオン）、１３・・・ラック、１４．１４・・・ピ
ニオン（第２ピニオン）、１５．１６・・・外筒、１７
．１８・・・内筒、１９〜２２・・・噴射口、２３・・
・加熱流体用回転バルブ、２４・・・冷却流体用回転バ
ルブ。 特 許 出 願 人 シャープ株式会社株式会社都島製
作所 代 理 人 弁理士 青白 葆ほか２名＠１！！！ 第２図 １！？問 第４図 第５図 第６図
Claims (2)
- （１）試験片に所定の周期で所定の歪変化を与える歪付
与機構と、該歪付与機構と同期した周期で前記試験片に
所定温度の流体を噴射せしめる流体噴射機構とを具備す
ることを特徴とする疲労試験機。 - （２）前記歪付与機構が、可変速式モータと、該モータ
により回転される交換式カム部材と、該カム部月に連係
して作動するレバー比可変式レバ一部材と、該レバ一部
材の作動を前記試験片に伝達して歪変化を与える伝達部
材とて構成され、前記流体噴射機構が、試験片に対向す
る噴射口を有する高温流体噴射部材と低温流体噴射部材
とを備え、前記レバ一部材に連係して往復回転する噛合
位置可変式・第１ピニオンと、第１ピニオンと噛合する
ラックと、該ラックと噛合する第２ピニオンと、第２ピ
ニオンの往復回転により前記各流体噴射部材の噴射口を
所定の位相差で開閉する開閉部材とで構成されることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の疲労試験機
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19989181A JPS58100736A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 疲労試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19989181A JPS58100736A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 疲労試験機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58100736A true JPS58100736A (ja) | 1983-06-15 |
| JPS6161619B2 JPS6161619B2 (ja) | 1986-12-26 |
Family
ID=16415319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19989181A Granted JPS58100736A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 疲労試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58100736A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62134540A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-06-17 | Nippon Light Metal Co Ltd | 熱疲労試験機 |
| CN102323168A (zh) * | 2011-09-15 | 2012-01-18 | 内蒙古第一机械制造（集团）有限公司 | 一种齿轮弯曲疲劳试验锤头加载偏差值的测试方法 |
| EP2887046A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-24 | Rolls-Royce Mechanical Test Operations Centre GmbH | Test system and test method |
| FR3066021A1 (fr) * | 2017-05-02 | 2018-11-09 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de vieillissement dynamique accelere d'un materiau utilise pour la fabrication d'une piece de moteur thermique |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53110890A (en) * | 1977-03-10 | 1978-09-27 | Nippon Steel Corp | Method and apparatus for testing thermal fatigue |
-
1981
- 1981-12-10 JP JP19989181A patent/JPS58100736A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53110890A (en) * | 1977-03-10 | 1978-09-27 | Nippon Steel Corp | Method and apparatus for testing thermal fatigue |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62134540A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-06-17 | Nippon Light Metal Co Ltd | 熱疲労試験機 |
| CN102323168A (zh) * | 2011-09-15 | 2012-01-18 | 内蒙古第一机械制造（集团）有限公司 | 一种齿轮弯曲疲劳试验锤头加载偏差值的测试方法 |
| EP2887046A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-24 | Rolls-Royce Mechanical Test Operations Centre GmbH | Test system and test method |
| US9964504B2 (en) | 2013-12-19 | 2018-05-08 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Test system and test method |
| FR3066021A1 (fr) * | 2017-05-02 | 2018-11-09 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de vieillissement dynamique accelere d'un materiau utilise pour la fabrication d'une piece de moteur thermique |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6161619B2 (ja) | 1986-12-26 |
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