JPS6018741A - 疲労試験機 - Google Patents
疲労試験機Info
- Publication number
- JPS6018741A JPS6018741A JP12603083A JP12603083A JPS6018741A JP S6018741 A JPS6018741 A JP S6018741A JP 12603083 A JP12603083 A JP 12603083A JP 12603083 A JP12603083 A JP 12603083A JP S6018741 A JPS6018741 A JP S6018741A
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- JP
- Japan
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- pressure
- piston
- pressure chamber
- chamber
- test piece
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- Pending
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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
- G01N3/36—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces generated by pneumatic or hydraulic means
-
- 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
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0016—Tensile or compressive
-
- 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
- G01N2203/003—Generation of the force
- G01N2203/0042—Pneumatic or hydraulic means
- G01N2203/0048—Hydraulic means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Biochemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は高圧流体環境下で疲労試験を行う疲労試験機に
関するものである。
関するものである。
従来のこの種疲労試験機は第１図に示すように、オート
クレーブ（以下圧力容器と称す）７／およびこの圧力容
器７′にボルト９とパツキン８ａを介して取付けた蓋６
により形成された圧力室１０内に、その蓋６にコラム１
７を介して取付けた荷重台座１６と、蓋６を貫通するロ
ッド１８の一端および荷重台座１６に着脱ナラ）１４ａ
、１４ｂを介して取付けた試験片１５を収納し、ロッド
１８の蓋６外に突出する他端を油圧シリンダ３内のピス
トン１に連結した構造からなり、サーボ弁２によりピス
トン１を介してロッド１８を移動させることにより試験
片１５に負荷が加えられ、この負荷はロッド１８に取付
けたロードセル４により検出される。
クレーブ（以下圧力容器と称す）７／およびこの圧力容
器７′にボルト９とパツキン８ａを介して取付けた蓋６
により形成された圧力室１０内に、その蓋６にコラム１
７を介して取付けた荷重台座１６と、蓋６を貫通するロ
ッド１８の一端および荷重台座１６に着脱ナラ）１４ａ
、１４ｂを介して取付けた試験片１５を収納し、ロッド
１８の蓋６外に突出する他端を油圧シリンダ３内のピス
トン１に連結した構造からなり、サーボ弁２によりピス
トン１を介してロッド１８を移動させることにより試験
片１５に負荷が加えられ、この負荷はロッド１８に取付
けたロードセル４により検出される。
上記圧力室１０は高圧水の供給管１３ａおよび排出管１
３ｂに連通し、かつ圧力室１ｏの外側に取付けたヒータ
１１と保温カバー１２により、一定温度に保持されてい
る。また油圧シリンダ３は蓋６上に支持枠５を介して支
持されている。
３ｂに連通し、かつ圧力室１ｏの外側に取付けたヒータ
１１と保温カバー１２により、一定温度に保持されてい
る。また油圧シリンダ３は蓋６上に支持枠５を介して支
持されている。
上記のように圧力室１０内に試験片１５を保持する着脱
ナツト１４ａ、１４ｂ、コラム１７および荷重台座１６
を設けたために、圧力室１０の容積を太きくしなければ
ならない。したがって、高温水環境を保持するには、ヒ
ータ１１の電気容量を大きくする必要があるので、装置
全体が大型化すると共に、エネルギーの消費も増大する
欠点がある。
ナツト１４ａ、１４ｂ、コラム１７および荷重台座１６
を設けたために、圧力室１０の容積を太きくしなければ
ならない。したがって、高温水環境を保持するには、ヒ
ータ１１の電気容量を大きくする必要があるので、装置
全体が大型化すると共に、エネルギーの消費も増大する
欠点がある。
またロッド１８が蓋６を貫通しているため、高圧水のシ
ールにＯリングなどのシール部材８ｂを設けねばならな
いから、長期間にシール部材８ｂは摩耗または劣化によ
り破損し、圧力水の飛散する事故を生ずる恐れがある。
ールにＯリングなどのシール部材８ｂを設けねばならな
いから、長期間にシール部材８ｂは摩耗または劣化によ
り破損し、圧力水の飛散する事故を生ずる恐れがある。
本発明は上記欠点を解消し、高圧流体環境中で疲労試験
が行える小型で、かつ省エネ型の疲労試験機を提供する
ことを目的とするものである。
が行える小型で、かつ省エネ型の疲労試験機を提供する
ことを目的とするものである。
本発明は上記目的を達成するために、加熱機構を備える
圧力容器内に設けた圧力室を高圧流体の供給源に連通ず
ると共に、その圧力室内にピストンを摺動自在に収納し
、前記圧力室とピストンに試験片の各端部をそれぞれ取
付け、前記高圧流体の圧力を変動させてピストンを移動
することにより、試験片に繰返し荷重を付加するように
したことを特徴とするものである。
圧力容器内に設けた圧力室を高圧流体の供給源に連通ず
ると共に、その圧力室内にピストンを摺動自在に収納し
、前記圧力室とピストンに試験片の各端部をそれぞれ取
付け、前記高圧流体の圧力を変動させてピストンを移動
することにより、試験片に繰返し荷重を付加するように
したことを特徴とするものである。
以下本発明の実施例を図面について説明する。
第２図において、圧力容器７およびこの圧力容器７上に
ボルト９により固定した蓋６により、パツキン８を介し
てシールされた圧力室１０が形成され、この圧力室１０
はＯリング２０を有する摺動自在のピストン１９により
上、下室Ａ、Ｈに２分されている。この上室Ａ内には試
験片１５が収納され、この試験片１５の一端はピストン
１９に、他端は蓋６に固定されたロードセル４に取付け
た固定治具１４にそれぞれ固定きれている。前記圧力容
器７は、その外側に保温カバー１２を取付けると共に、
その圧力容器７と保温カバー１２との間にヒータ１１を
設けることにより、常に一定温度に保持されている。
ボルト９により固定した蓋６により、パツキン８を介し
てシールされた圧力室１０が形成され、この圧力室１０
はＯリング２０を有する摺動自在のピストン１９により
上、下室Ａ、Ｈに２分されている。この上室Ａ内には試
験片１５が収納され、この試験片１５の一端はピストン
１９に、他端は蓋６に固定されたロードセル４に取付け
た固定治具１４にそれぞれ固定きれている。前記圧力容
器７は、その外側に保温カバー１２を取付けると共に、
その圧力容器７と保温カバー１２との間にヒータ１１を
設けることにより、常に一定温度に保持されている。
上記圧力室１０の一方の上室Ａは配管１３ａ。
予熱器２６およびポンプ２１を介して貯水タンク２２に
連通されると共に、配管１３ｂ、冷却器２７および減圧
弁２４を介して貯水タンク２２に連通されている。壕だ
他方の下室Ｂは配管１３ｃを介してアキュムレータ８に
連通されており、かつ下室Ｂにはピストン１９の変位を
モニタする変位計２３が取付けられている。前記ロード
セル４、減圧弁２４および変位計２３は、それぞれリー
ド線４ａ、２４ａおよび２３ａを介して制御器２５に接
続されている。
連通されると共に、配管１３ｂ、冷却器２７および減圧
弁２４を介して貯水タンク２２に連通されている。壕だ
他方の下室Ｂは配管１３ｃを介してアキュムレータ８に
連通されており、かつ下室Ｂにはピストン１９の変位を
モニタする変位計２３が取付けられている。前記ロード
セル４、減圧弁２４および変位計２３は、それぞれリー
ド線４ａ、２４ａおよび２３ａを介して制御器２５に接
続されている。
本実施例は上記のような構成からなり、貯水タンク２２
内の貯水はポンプ２１で加圧され、さらに予熱器２６で
加熱された後に配管１３ａを経て圧力室１０の上室Ａに
供給されて、試験片１５の周囲を高温高圧水環境に保持
する。その圧力室Ａ内の高圧水は作動後に配管１３ｂへ
流出し、冷却器２７で冷却された後に再びタンク２２に
戻される。一方、圧力室Ｂはアキュムレータ２８に連通
されているから、ピストン１９の変位に伴う圧力変化が
吸収され、常に試験温度Ｔにおける蒸気圧ＰＴを若干上
回る圧力ＰＲに保持されている（第３図参照）。
内の貯水はポンプ２１で加圧され、さらに予熱器２６で
加熱された後に配管１３ａを経て圧力室１０の上室Ａに
供給されて、試験片１５の周囲を高温高圧水環境に保持
する。その圧力室Ａ内の高圧水は作動後に配管１３ｂへ
流出し、冷却器２７で冷却された後に再びタンク２２に
戻される。一方、圧力室Ｂはアキュムレータ２８に連通
されているから、ピストン１９の変位に伴う圧力変化が
吸収され、常に試験温度Ｔにおける蒸気圧ＰＴを若干上
回る圧力ＰＲに保持されている（第３図参照）。
上記のように圧力室１０の上室Ａに供給された高圧水は
、その圧力が予じめ設定された変動波形に々るように制
御器２５により減圧弁２４を制御して調整する。前記上
、下室Ａ、Ｈの圧力波形と試験片１５に発生する応力波
形は第３図（ａ） 、 （ｂ）に示すとおりである。こ
の場合、上室Ａの圧力ＰＡが所定の波形となるように制
御してもよいが、疲労試験の対象が試験片１５であるの
で、この試験片１５に発生する荷ＭＦが所定の波形とな
るように制御する方が試験の目的に合致する。また下室
Ｂの圧力は試験温度Ｔの蒸気圧Ｐ↑を上回る圧力Ｐ１１
に設定されているが、これは圧力水の沸騰を防止するた
めである。
、その圧力が予じめ設定された変動波形に々るように制
御器２５により減圧弁２４を制御して調整する。前記上
、下室Ａ、Ｈの圧力波形と試験片１５に発生する応力波
形は第３図（ａ） 、 （ｂ）に示すとおりである。こ
の場合、上室Ａの圧力ＰＡが所定の波形となるように制
御してもよいが、疲労試験の対象が試験片１５であるの
で、この試験片１５に発生する荷ＭＦが所定の波形とな
るように制御する方が試験の目的に合致する。また下室
Ｂの圧力は試験温度Ｔの蒸気圧Ｐ↑を上回る圧力Ｐ１１
に設定されているが、これは圧力水の沸騰を防止するた
めである。
いま、ピストン１９の外径をＤＰ１試験片１５の試験部
の直径をｄ２ねじ部外径を特徴とする特許直径ｄに作用
する応力σは下記（１）式により表わされる。
の直径をｄ２ねじ部外径を特徴とする特許直径ｄに作用
する応力σは下記（１）式により表わされる。
上記ｄ、ＤＴをそれぞれ８謔、 ２０ｗｎ （Ｍ２０の
ネジ）とし、σが５０匂・ｆ／１ｒａｎ２ となるよう
ガＤｐとＰムとの組合せは、第４図に示した曲線で与え
られる。なお、圧力室Ｂの圧力Ｐ１１は温度Ｔにおける
蒸気圧に５ Ｋｇ ／ ｔｙｎ ”を加えた値に設定し
ている。同図より’Ｉ’＝３０ ＱＣのとき、Ｐ Ａ
１１１１１！＝２５０に９／ｃｒｎ２ であれば、Ｄｐ
＝５０ｍｍでよいことが判る。この場合の圧力容器１１
の外径はせいぜい１００調で十分であるから、従来の圧
力容器に比べて十分に小さくすることができる。
ネジ）とし、σが５０匂・ｆ／１ｒａｎ２ となるよう
ガＤｐとＰムとの組合せは、第４図に示した曲線で与え
られる。なお、圧力室Ｂの圧力Ｐ１１は温度Ｔにおける
蒸気圧に５ Ｋｇ ／ ｔｙｎ ”を加えた値に設定し
ている。同図より’Ｉ’＝３０ ＱＣのとき、Ｐ Ａ
１１１１１！＝２５０に９／ｃｒｎ２ であれば、Ｄｐ
＝５０ｍｍでよいことが判る。この場合の圧力容器１１
の外径はせいぜい１００調で十分であるから、従来の圧
力容器に比べて十分に小さくすることができる。
第５図に示す他の実施例は、圧力室１０の下室Ｂに接続
された配管１３ｃを高圧ポンプ２９を介してタンク２２
に連通ずると共に、減圧弁３０を介してタンク２２に連
通されている点が前記実施例（第２図）と異なり、その
他の構造は同様であるから説明を省略する。
された配管１３ｃを高圧ポンプ２９を介してタンク２２
に連通ずると共に、減圧弁３０を介してタンク２２に連
通されている点が前記実施例（第２図）と異なり、その
他の構造は同様であるから説明を省略する。
このような構造の実施例では、制御器２５で配管１３ｂ
の減圧弁２４を制御することにより、一方の圧力室Ａの
圧力は一定の試験圧力ＰＡに保持され、また制御器２５
で配管１３ｃの減圧弁３０を制御することにより、他方
の圧力室Ｂの圧力は第６図（ａ）に示すように時間の経
過に伴って変化する。、この場合、圧力室Ｂへの水の出
入は試験片１５の伸びに対応して微小量であるので、圧
力室Ｂの温度を一定に保持するには、圧力容器７の熱容
量とヒータ１１とにより十分であるから、配管１３Ｃに
予熱器を設ける必要がない。
の減圧弁２４を制御することにより、一方の圧力室Ａの
圧力は一定の試験圧力ＰＡに保持され、また制御器２５
で配管１３ｃの減圧弁３０を制御することにより、他方
の圧力室Ｂの圧力は第６図（ａ）に示すように時間の経
過に伴って変化する。、この場合、圧力室Ｂへの水の出
入は試験片１５の伸びに対応して微小量であるので、圧
力室Ｂの温度を一定に保持するには、圧力容器７の熱容
量とヒータ１１とにより十分であるから、配管１３Ｃに
予熱器を設ける必要がない。
上記のように本実施例によれば、試験片１５の収納され
る圧力室Ａの圧力ＰＡを常に一定に保持できるため、疲
労試験における圧力の影響を無視することができる。な
お本実施例では試験片１５に発生する応力波形と圧力室
Ｂの圧力波形の位相は第６図に示すように１８０°ずれ
ている。
る圧力室Ａの圧力ＰＡを常に一定に保持できるため、疲
労試験における圧力の影響を無視することができる。な
お本実施例では試験片１５に発生する応力波形と圧力室
Ｂの圧力波形の位相は第６図に示すように１８０°ずれ
ている。
第７図に示すさらに他の実施例は、圧力容器７を軸方向
に延長して長方形に形成すると共に、ヒータ１１を圧力
室Ａの外周部のみを覆うように取付けた点が第５図に示
す実施例と異なり、その他の構造はほぼ同様であるから
説明を省略する。
に延長して長方形に形成すると共に、ヒータ１１を圧力
室Ａの外周部のみを覆うように取付けた点が第５図に示
す実施例と異なり、その他の構造はほぼ同様であるから
説明を省略する。
本実施例では、圧力室Ｂへの加圧手段として、配管１３
ｃと高圧ポンプ２９を介してタンク２２に連通ずると共
に、配管１３ｄと減圧弁３０を介してタンク２２に連通
ずるように構成したが、この加圧手段は第５図に示す加
圧手段と基本的には同一である。すなわち高圧ポンプ２
９により加圧された冷水を圧力室Ｂへ供給し、ピストン
１９の下側を冷却すると同時に、ピストン１９の背圧を
減圧弁３０で制御するようにしたものである。またピス
トン１９内の空間Ｃは、ピストン１９の上。
ｃと高圧ポンプ２９を介してタンク２２に連通ずると共
に、配管１３ｄと減圧弁３０を介してタンク２２に連通
ずるように構成したが、この加圧手段は第５図に示す加
圧手段と基本的には同一である。すなわち高圧ポンプ２
９により加圧された冷水を圧力室Ｂへ供給し、ピストン
１９の下側を冷却すると同時に、ピストン１９の背圧を
減圧弁３０で制御するようにしたものである。またピス
トン１９内の空間Ｃは、ピストン１９の上。
下端における熱移動を小さくするために設けたものであ
るが、その空間Ｃは設けなくてもよい。
るが、その空間Ｃは設けなくてもよい。
上記のよう外構造の実施例によれば、ピストン１９に用
いられるシール部材２０に容易に入手可能な低温用のも
のを使用することができるので、シールの信頼性を向上
させることができる。また圧力室Ｂの圧力制御をすべて
低温で行えるため、減圧弁３０として常温用の安価なも
のが使用可能（９） であるなどの利点がある。
いられるシール部材２０に容易に入手可能な低温用のも
のを使用することができるので、シールの信頼性を向上
させることができる。また圧力室Ｂの圧力制御をすべて
低温で行えるため、減圧弁３０として常温用の安価なも
のが使用可能（９） であるなどの利点がある。
以上説明したように本発明によれば、高圧流体を繰返し
荷重の駆動源として用いることにより、構造を簡単にし
て小型化すると共に、省エネルギ化をはかることができ
る。
荷重の駆動源として用いることにより、構造を簡単にし
て小型化すると共に、省エネルギ化をはかることができ
る。
第１図は従来の疲労試験機の断面図、第２図は本発明の
疲労試験機の一実施例を示す断面図、第３図（ａ）、（
ｂ）は同実施例における圧力波形および試験片に発生す
る応力波形をそれぞれ示す図、第４図は同実施例におけ
るピストン外径と作用圧力との関係を示す図、第５図お
よび第７図は本発明に係わる疲労試験機の他の実施例を
示す断面図、第６図（ａ）、（ｂ）は第５図に示す実施
例における圧力波形と試験片に発生する応力波形をそれ
ぞれ示す図である。 ７・・・圧力容器、１０・・・圧力室、１１・・・ヒー
タ、１２・・・保温カバー、１３ａ〜１３ｃ・・・配管
、１５・・・試験片、１９・・・ピストン、２１．２９
山ポンプ、（１０） ２２・・・流体源、２４．３０・・・減圧弁、Ａ、Ｂ・
・・上。 下室。 （１１） 第１図 第 ２ 図 ？３久 第３図 （久） （７） ３４図 辷０スし７１４４ ｆ）ｐ （ｎｔ＋）７５図 〒 ６ 図 （久ン 日前同士 （−４） ｆ：Ｊ ７ 図 ム
疲労試験機の一実施例を示す断面図、第３図（ａ）、（
ｂ）は同実施例における圧力波形および試験片に発生す
る応力波形をそれぞれ示す図、第４図は同実施例におけ
るピストン外径と作用圧力との関係を示す図、第５図お
よび第７図は本発明に係わる疲労試験機の他の実施例を
示す断面図、第６図（ａ）、（ｂ）は第５図に示す実施
例における圧力波形と試験片に発生する応力波形をそれ
ぞれ示す図である。 ７・・・圧力容器、１０・・・圧力室、１１・・・ヒー
タ、１２・・・保温カバー、１３ａ〜１３ｃ・・・配管
、１５・・・試験片、１９・・・ピストン、２１．２９
山ポンプ、（１０） ２２・・・流体源、２４．３０・・・減圧弁、Ａ、Ｂ・
・・上。 下室。 （１１） 第１図 第 ２ 図 ？３久 第３図 （久） （７） ３４図 辷０スし７１４４ ｆ）ｐ （ｎｔ＋）７５図 〒 ６ 図 （久ン 日前同士 （−４） ｆ：Ｊ ７ 図 ム
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、加熱機構を備える圧力容器内に設けた圧力室をポン
プを介して流体源に連通ずると共に、その圧力室内にピ
ストンを摺動自在に収納し、前記圧力室とピストンに試
験片の各端部をそれぞれ取付け、圧力室に供給する流体
の圧力を変動させてピストンを移動することにより、試
験片に繰返し荷重を付加するようにしたことを特徴とす
る疲労試験機。 ２、 上記ピストンにより２分された一方の圧力室と前
記ピストンに試験片の各端部をそれぞれ取付け、その一
方の圧力室に一定圧の高圧流体を、′他方の圧力室に変
動圧の高圧流体をそれぞれ供給するようにしたことを特
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 |
|---|---|---|---|
| JP12603083A JPS6018741A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 疲労試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12603083A JPS6018741A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 疲労試験機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6018741A true JPS6018741A (ja) | 1985-01-30 |
Family
ID=14924946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12603083A Pending JPS6018741A (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 疲労試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6018741A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6434546U (ja) * | 1987-08-25 | 1989-03-02 | ||
| CN102636402A (zh) * | 2012-04-12 | 2012-08-15 | 绵阳富临精工机械股份有限公司 | 一种橡胶油囊的寿命试验台 |
| JP2014521103A (ja) * | 2011-07-22 | 2014-08-25 | スネクマ | 制御された雰囲気において制御されたひずみ比で高サイクル型の材料疲労試験を実行するための装置および方法 |
| CN109163895A (zh) * | 2018-09-14 | 2019-01-08 | 东莞市先健医疗有限公司 | 疲劳测试装置 |
| JP2021135094A (ja) * | 2020-02-25 | 2021-09-13 | エスペック株式会社 | 液循環式試験装置及び液循環式試験方法 |
-
1983
- 1983-07-13 JP JP12603083A patent/JPS6018741A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6434546U (ja) * | 1987-08-25 | 1989-03-02 | ||
| JP2014521103A (ja) * | 2011-07-22 | 2014-08-25 | スネクマ | 制御された雰囲気において制御されたひずみ比で高サイクル型の材料疲労試験を実行するための装置および方法 |
| CN102636402A (zh) * | 2012-04-12 | 2012-08-15 | 绵阳富临精工机械股份有限公司 | 一种橡胶油囊的寿命试验台 |
| CN109163895A (zh) * | 2018-09-14 | 2019-01-08 | 东莞市先健医疗有限公司 | 疲劳测试装置 |
| JP2021135094A (ja) * | 2020-02-25 | 2021-09-13 | エスペック株式会社 | 液循環式試験装置及び液循環式試験方法 |
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