JPS6097238A - き裂測定装置 - Google Patents
き裂測定装置Info
- Publication number
- JPS6097238A JPS6097238A JP20525383A JP20525383A JPS6097238A JP S6097238 A JPS6097238 A JP S6097238A JP 20525383 A JP20525383 A JP 20525383A JP 20525383 A JP20525383 A JP 20525383A JP S6097238 A JPS6097238 A JP S6097238A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveform
- crack
- generator
- test piece
- cycle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明Ｉ′ｉき裂を有する金属材料試験片の疲労試験に
際して、試験片のき裂の開口挙動を計測する装置に関す
る。
際して、試験片のき裂の開口挙動を計測する装置に関す
る。
金属材料の強度指標を得る一つの方法として。
微小なき裂部分を設けた試験片に繰り返し引張り、圧縮
荷重を負荷し、試験片のき裂開日量やき裂長さなどのき
裂成長量から材料の破壊強度特性をめることが一般に行
われているが、とくにき裂の動的な開口挙動は、高温下
の疲労試験などのように材料の変形量が大きい場合に、
き裂の成長特性を評価する重要なパラメータとなる。
荷重を負荷し、試験片のき裂開日量やき裂長さなどのき
裂成長量から材料の破壊強度特性をめることが一般に行
われているが、とくにき裂の動的な開口挙動は、高温下
の疲労試験などのように材料の変形量が大きい場合に、
き裂の成長特性を評価する重要なパラメータとなる。
したがってこのようなき裂の成長量を計測する装置は、
所定の繰り返し荷重サイクルまたは連続サイクルについ
て、１サイクル中のき裂の開口量変化を連続的に正確に
測定し、高温または特殊な雰囲気中でも測定できること
が好ましい。
所定の繰り返し荷重サイクルまたは連続サイクルについ
て、１サイクル中のき裂の開口量変化を連続的に正確に
測定し、高温または特殊な雰囲気中でも測定できること
が好ましい。
この計測方法として従来、高速繰返し荷重下におけるき
裂長さを測定するために波形発生器と、撮影機を同期さ
せて行うものが知られている。しかしこの装置はき裂長
さのみを測定するものであるから、１サイクル中の１点
だけに同期するように構成されており、連続的なき裂の
開口挙動を把握することができない。
裂長さを測定するために波形発生器と、撮影機を同期さ
せて行うものが知られている。しかしこの装置はき裂長
さのみを測定するものであるから、１サイクル中の１点
だけに同期するように構成されており、連続的なき裂の
開口挙動を把握することができない。
き裂開日量を測定する方法は、材料のき製部近傍の上下
２個所、にそれぞれ突起を設け、この両突起間にひずみ
ゲージを貼着した測定冶具を取りつけ、このひずみゲー
ジにより測定する方法がある。しかしこの方法は、突起
とき裂の間の部分の変形量も含まれるから、き裂内の上
下面間の開口量を直接正確に測定できず、また測定冶具
によって試験片の形状に制約を受けるという不都合があ
り、また測定温度によっては、ひすみゲージや測定冶具
材料が使用に耐えなくなるなどの欠点をもっている。
２個所、にそれぞれ突起を設け、この両突起間にひずみ
ゲージを貼着した測定冶具を取りつけ、このひずみゲー
ジにより測定する方法がある。しかしこの方法は、突起
とき裂の間の部分の変形量も含まれるから、き裂内の上
下面間の開口量を直接正確に測定できず、また測定冶具
によって試験片の形状に制約を受けるという不都合があ
り、また測定温度によっては、ひすみゲージや測定冶具
材料が使用に耐えなくなるなどの欠点をもっている。
本発明の目的は、上述の欠点を除去して、繰り返し荷重
を負荷する疲労試験中の試験片に設けたき裂の開口挙動
を、一定のサイクル間隔または連続サイクルにおいて、
１サイクル中の所定の時間間隔で自動的に計測する装置
を提供することにある。
を負荷する疲労試験中の試験片に設けたき裂の開口挙動
を、一定のサイクル間隔または連続サイクルにおいて、
１サイクル中の所定の時間間隔で自動的に計測する装置
を提供することにある。
本発明の装置Ｆｉ、波形発生器、コンパレータ。
カウンター回路Ｒよび制御回路からなる波形発生装置に
スイッチを介して接続されるトリガー発生器、コントロ
ールユニット、ストロボおよびカメラヘッドからなる撮
影装置とコントロールユニットから導かれる演算器２表
示装置、および記録装置からなる計測装置をもって構成
される。
スイッチを介して接続されるトリガー発生器、コントロ
ールユニット、ストロボおよびカメラヘッドからなる撮
影装置とコントロールユニットから導かれる演算器２表
示装置、および記録装置からなる計測装置をもって構成
される。
以下本発明を実施例に基づき説明する。
第１図は本発明の装置の概要を示す系統図である。
第１図において、波形発生器１から出力される電気信号
により、図示してない疲労試験機のアクチーエータ２を
制御し、疲労試験機にセットされたき裂３を有する試験
片４に、この信号と同期して繰り返し荷重が矢印の方向
に負荷される。波形発生器１からの出力信号は同時にコ
ンパレータ５にも入力され、この信号にパルス電圧に変
換され、コンパレータ５から出力されたパルス電圧はカ
ウンタ回路６に入力され繰り返し数がカウントされる。
により、図示してない疲労試験機のアクチーエータ２を
制御し、疲労試験機にセットされたき裂３を有する試験
片４に、この信号と同期して繰り返し荷重が矢印の方向
に負荷される。波形発生器１からの出力信号は同時にコ
ンパレータ５にも入力され、この信号にパルス電圧に変
換され、コンパレータ５から出力されたパルス電圧はカ
ウンタ回路６に入力され繰り返し数がカウントされる。
このカウンタ回路６はマルチステップ機能を有しており
、一定サイクル数ごとに一定電圧を１サイクルの周期期
間、スイッチ７に入力することができる。スイッチ７が
カウンタ回路６からの信号を受けて作動し、１サイクル
期間波形発生器１とトリガ発生器８との間を閉路する。
、一定サイクル数ごとに一定電圧を１サイクルの周期期
間、スイッチ７に入力することができる。スイッチ７が
カウンタ回路６からの信号を受けて作動し、１サイクル
期間波形発生器１とトリガ発生器８との間を閉路する。
勿論カウンタ回路６からの信号は、連続サイクルに対し
てスイッチ７を閉じさせることができる。スイッチ７が
閉じると、波形発生器１はアクチュエータ２に所定の波
形を出力するとともに、その波形上の特定個所に出力さ
れるパルス電圧は順次トリガ発生器８に入力される。ト
リガ発生器８では、これらパルス′屯圧を受けると、定
められた時間間隔で撮影装置のコントロールユニット９
およびストロボ１０にパルス信号を出し、カメラヘッド
１１も作動させて、試験片４のき裂３を撮影する。カメ
ラヘッド１１で撮影されたき裂３の画像はコントロール
ユニット９で２値化されて演算器１２に入力され、演算
器１２でめられたき裂３の開口量は、表示装置１３に表
示されるか、または記録装［１４に記録される。このと
き演算器１２で得られた開口量の演算結果に基づいて、
波形発生器１の出力波形を制御する必要があるとぎは、
それらの値を制御回路１５に入力することができ、さら
に波形発生器１にフィードバックされる。
てスイッチ７を閉じさせることができる。スイッチ７が
閉じると、波形発生器１はアクチュエータ２に所定の波
形を出力するとともに、その波形上の特定個所に出力さ
れるパルス電圧は順次トリガ発生器８に入力される。ト
リガ発生器８では、これらパルス′屯圧を受けると、定
められた時間間隔で撮影装置のコントロールユニット９
およびストロボ１０にパルス信号を出し、カメラヘッド
１１も作動させて、試験片４のき裂３を撮影する。カメ
ラヘッド１１で撮影されたき裂３の画像はコントロール
ユニット９で２値化されて演算器１２に入力され、演算
器１２でめられたき裂３の開口量は、表示装置１３に表
示されるか、または記録装［１４に記録される。このと
き演算器１２で得られた開口量の演算結果に基づいて、
波形発生器１の出力波形を制御する必要があるとぎは、
それらの値を制御回路１５に入力することができ、さら
に波形発生器１にフィードバックされる。
以上のように本発明の装置構成は、大別して波形発生装
置、撮影装置および記録装置からなる三つの部分からな
っている。
置、撮影装置および記録装置からなる三つの部分からな
っている。
次に第２図および第３図はそれぞれ波形発生装置に係る
波形および撮影装置に係る波形を示したものであるが％
ｉ１図の各装置に付した符号を併用して説明する。
波形および撮影装置に係る波形を示したものであるが％
ｉ１図の各装置に付した符号を併用して説明する。
第２図＋ａ＋は、波形発生器１から出方される三角波の
電圧波形を表わし、ＥｏＶｉ平均電圧ｗ ”ｍａＸ＋Ｅ
ｍｉｎはそれぞれ最大、最小電圧であり、Ｅｃはコンパ
レータ５における比較電圧で波形の平均電圧Ｅｏより僅
かに低い値に設定しておくことが必要である。第一２図
＋ｂｌはＥｃかも矩形波に変換されたコンパレータ５の
出力信号であり、これがカウンタ回路６に入り、第２図
（Ｃ１のような出力信号波形となって、サイクル数がカ
ウントされ、カメラヘッド１１の撮影期間を決めること
Ｋなる。
電圧波形を表わし、ＥｏＶｉ平均電圧ｗ ”ｍａＸ＋Ｅ
ｍｉｎはそれぞれ最大、最小電圧であり、Ｅｃはコンパ
レータ５における比較電圧で波形の平均電圧Ｅｏより僅
かに低い値に設定しておくことが必要である。第一２図
＋ｂｌはＥｃかも矩形波に変換されたコンパレータ５の
出力信号であり、これがカウンタ回路６に入り、第２図
（Ｃ１のような出力信号波形となって、サイクル数がカ
ウントされ、カメラヘッド１１の撮影期間を決めること
Ｋなる。
第３図はスイッチ７が閉じている間のトリガ発生器８か
らカメラヘッド１１に入力される出方信号の経過を示し
たものであり、第３図ｆａｌ （ｂ） （ｃ）は三角波
、第４図ｆａ）ｆｂｌ ｆｃｌは台形波の場合である。
らカメラヘッド１１に入力される出方信号の経過を示し
たものであり、第３図ｆａｌ （ｂ） （ｃ）は三角波
、第４図ｆａ）ｆｂｌ ｆｃｌは台形波の場合である。
第３図ｆａｔは波形発生器１からアクチュエータ２に送
られる電圧波形上の平均電圧ＥｏのＡ点、最大電圧Ｅｍ
ａＸのＢ点および最小電圧ＥｍｉｎのＣ点において、そ
れぞれ第３図ｆｂ）のように、パルス電圧が出力され、
これらのパルス電圧は第２図に示したように、コンパレ
ータの比較電圧Ｅｃが平均電圧ＥＯよりもやや低く設定
しであるので、Ａ点から順にトリガ発生器８に入力され
第３図ｆｃｌのごとく、トリガ発生器８がＡ−Ｃ点での
パルス電圧をこれらの各区間ごとに、定められた時間間
隔、すなわち例えばＡ〜Ｂ点間では△ｔ、、Ｂ、Ｃ点間
は△ｔ２．ｃ、Ａ点間はΔｔ３きざみに撮影装置のコン
トロールユニット９およびストロボ１０に信号を入力し
、カメラへラド１１で試験片４のき裂３を撮影すること
ができる。
られる電圧波形上の平均電圧ＥｏのＡ点、最大電圧Ｅｍ
ａＸのＢ点および最小電圧ＥｍｉｎのＣ点において、そ
れぞれ第３図ｆｂ）のように、パルス電圧が出力され、
これらのパルス電圧は第２図に示したように、コンパレ
ータの比較電圧Ｅｃが平均電圧ＥＯよりもやや低く設定
しであるので、Ａ点から順にトリガ発生器８に入力され
第３図ｆｃｌのごとく、トリガ発生器８がＡ−Ｃ点での
パルス電圧をこれらの各区間ごとに、定められた時間間
隔、すなわち例えばＡ〜Ｂ点間では△ｔ、、Ｂ、Ｃ点間
は△ｔ２．ｃ、Ａ点間はΔｔ３きざみに撮影装置のコン
トロールユニット９およびストロボ１０に信号を入力し
、カメラへラド１１で試験片４のき裂３を撮影すること
ができる。
台形波の場合も、上記三角波の場合と同じように作動し
、第４図（ａｌ （ｂ） （ｃｌに示したようＫ、平均
電圧ＥＯのＡ点、最大電圧のＢ、 、 ８２点および最
小電圧のＣ１，０２点において、それぞれパルス電圧が
トリガ発生器８に入力されると、各区間に所定の時間例
えば△ｔ１＋△ｔ２１．△ｔ ２２ 、ｌｉ３＋ 、△
ｔ３２きざみの間隔でトリガ発生器８から撮影装置に出
力信号パルスが送られる。
、第４図（ａｌ （ｂ） （ｃｌに示したようＫ、平均
電圧ＥＯのＡ点、最大電圧のＢ、 、 ８２点および最
小電圧のＣ１，０２点において、それぞれパルス電圧が
トリガ発生器８に入力されると、各区間に所定の時間例
えば△ｔ１＋△ｔ２１．△ｔ ２２ 、ｌｉ３＋ 、△
ｔ３２きざみの間隔でトリガ発生器８から撮影装置に出
力信号パルスが送られる。
おける開口量功Ｓ得られ、また試験片の負荷応力な最大
、最小値で保持しクリープの効果を調べる台形波の疲労
試験では保持時間中の開口量変化が小さいので、撮影間
隔例えば第４図ｆｃｌのＢｌ、 ８２間のΔｔ２＋を大
きくとることができる。
、最小値で保持しクリープの効果を調べる台形波の疲労
試験では保持時間中の開口量変化が小さいので、撮影間
隔例えば第４図ｆｃｌのＢｌ、 ８２間のΔｔ２＋を大
きくとることができる。
なお、この装置では、き裂長さについても、演算機能さ
え設げれば、き裂開日量と同時に測定できることは勿論
である。
え設げれば、き裂開日量と同時に測定できることは勿論
である。
以上実施例で説明したように、本発明の装置は。
き裂成長特性を評価する金属材料の疲労試験を行う場合
Ｋ、所定の繰り返し荷重サイクルまたは連続サイクルの
負荷状態で、試験片に設けたき裂の開口量またはき裂長
さの変化を連続的に正確に測定することが可能であり、
下記効果が得られる。
Ｋ、所定の繰り返し荷重サイクルまたは連続サイクルの
負荷状態で、試験片に設けたき裂の開口量またはき裂長
さの変化を連続的に正確に測定することが可能であり、
下記効果が得られる。
１）本装置は測定を自動化することが可能であり。
オペレータの操作による撮影時期のばらつきをなくすこ
とができ測定データの信頼性が向上する。
とができ測定データの信頼性が向上する。
２）自動測定により無人化することができるので、 ・
省力化とともに、星夜連続試験が可能となり、試験能率
が著しく高くなる。
省力化とともに、星夜連続試験が可能となり、試験能率
が著しく高くなる。
３）１サイクル中のき裂の開口挙動を連続測定・記録す
ることができる。
ることができる。
４）波形発生器から出方される波形の最大値、最小値な
どの特定点でパルスを発生させ、これらの点を基準にし
てき裂を連続撮影しているので画像撮影のタイミングの
ずれが起こらず、測定時間が正確に捕えられる。
どの特定点でパルスを発生させ、これらの点を基準にし
てき裂を連続撮影しているので画像撮影のタイミングの
ずれが起こらず、測定時間が正確に捕えられる。
５）１サイクルの中波形の最大、最小値などの特定点の
間に、それぞれ独文にき裂撮影の時間間隔を設定するこ
とができるので、非常に緩やかな勾配や所定時間一定値
保持を含む波形において、撮影時間間隔を適当に長くし
、撮影回数を無駄なく効率的に設定することが可能にな
る。
間に、それぞれ独文にき裂撮影の時間間隔を設定するこ
とができるので、非常に緩やかな勾配や所定時間一定値
保持を含む波形において、撮影時間間隔を適当に長くし
、撮影回数を無駄なく効率的に設定することが可能にな
る。
すなわち波形の勾配に対応して、測定点を決めることが
できる。
できる。
３）撮影した画像を２値化処理することにより、き裂の
開口量を得ているので測定精度が高い。
開口量を得ているので測定精度が高い。
ｒ）き裂の画像を記録装置に取り込んで開口量を測定す
るので、撮影の視野にき裂の両先端がおさめられるよう
に、カメラヘッドを配置すればき裂の長さも測定するこ
とができる。
るので、撮影の視野にき裂の両先端がおさめられるよう
に、カメラヘッドを配置すればき裂の長さも測定するこ
とができる。
８）本装置は非接触測定であるから、試験片を照射する
ストロボの照明が撮影可能な程度に十分な光量があれば
試験片の高温または特殊な雰囲気中における測定も可能
である。
ストロボの照明が撮影可能な程度に十分な光量があれば
試験片の高温または特殊な雰囲気中における測定も可能
である。
第１図は本発明の装置の概要を示す系統図、第２図は同
じく波形発生器、コンパレータおよびカウンタ回路の出
力信号の波形図、第３図は同じく三角波における波形発
生器およびトリガ発生器の出力信号の波形図であり、第
４図は同じく台形波における出力信号の波形図である。 １・・・波形発生器、２・・・アクチュエータ、３・・
・き裂、４・・・試験片、５・・・コンパレータ、６・
・・カウンタ回路、７・・・スイッチ、８・・・トリガ
発生器。 ９・・・コントロールユニット、 １０・・・ストロボ
、】１・・・カメラヘッド、１２・・・演算器、１３・
・・表示装置。 １４・・・記録装置、１５・・・制御回路。 第１図 第２図
じく波形発生器、コンパレータおよびカウンタ回路の出
力信号の波形図、第３図は同じく三角波における波形発
生器およびトリガ発生器の出力信号の波形図であり、第
４図は同じく台形波における出力信号の波形図である。 １・・・波形発生器、２・・・アクチュエータ、３・・
・き裂、４・・・試験片、５・・・コンパレータ、６・
・・カウンタ回路、７・・・スイッチ、８・・・トリガ
発生器。 ９・・・コントロールユニット、 １０・・・ストロボ
、】１・・・カメラヘッド、１２・・・演算器、１３・
・・表示装置。 １４・・・記録装置、１５・・・制御回路。 第１図 第２図
Claims (1)
- １）あらかじめき裂を設けた試験片に繰り返し負荷する
アクチーエータに電気信号を入力し、前記試験片に加わ
るひずみまたは荷重レベルを制御する波形発生器と、該
波形発生器から出力する電気信号をパルス波形に変換す
るコンパレータと、前記パルス波形を受けて荷重繰り返
し数をカウントし、一定荷重サイクル数ごとにパルス信
号を出力するカウンタ回路と、前記パルス信号を受けて
閉じるスイッチと、該スイッチが閉じたとき、波形発生
器からアクチュエータおよびコンパレータに出力する電
気信号とともに、該電気信号波形上の任意の個所で出力
されるパルス信号を受けて、ｌサイクル中任意の間隔で
トリガ信号を出力するトリガ発生器と、前記トリガ信号
と同期して、試験片のき裂を撮影するストロボ、カメラ
ヘッドおよびコントロールユニットからなる撮影機と、
前記カメラヘッドにより撮影された画像を、前記コント
ロールユニットで数値化して得られる情報を演算処理す
る演算回路とを備えたことを特徴とするき裂測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20525383A JPS6097238A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | き裂測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20525383A JPS6097238A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | き裂測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6097238A true JPS6097238A (ja) | 1985-05-31 |
Family
ID=16503922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20525383A Pending JPS6097238A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | き裂測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6097238A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6214369U (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-28 | ||
| US20130088220A1 (en) * | 2011-10-06 | 2013-04-11 | Johnson & Allen Limited | Apparatus for non-destructive testing |
-
1983
- 1983-11-01 JP JP20525383A patent/JPS6097238A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6214369U (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-28 | ||
| US20130088220A1 (en) * | 2011-10-06 | 2013-04-11 | Johnson & Allen Limited | Apparatus for non-destructive testing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4364113A (en) | Crack development measuring equipment | |
| US5539656A (en) | Crack monitoring apparatus | |
| EP3435044A1 (en) | Apparatus and method for performing an impact excitation technique | |
| EP0065992B1 (en) | Stress distribution measuring instrument | |
| US4176953A (en) | Method and apparatus for measuring the motility of sperm cells | |
| JPS6097238A (ja) | き裂測定装置 | |
| JPS6138443A (ja) | 応力分布の画像化方法 | |
| JPS6123941A (ja) | 金属疲労状況の画像化方法 | |
| JPH05223715A (ja) | 亀裂進展寸法の自動計測装置 | |
| US4186610A (en) | Apparatus for evaluating deformation characteristics of mechanically tested materials | |
| JP2597580B2 (ja) | 半導体測定装置 | |
| JPS6138442A (ja) | 金属疲労状況の画像化方法 | |
| US4197450A (en) | Analog signal analyzer | |
| JPS5739308A (en) | Automatic measuring device for crack length | |
| RU2153162C1 (ru) | Способ определения местоположения и формы концентраторов механических напряжений в конструкции рдтт | |
| SU1525637A1 (ru) | Способ отбраковки потенциально нестабильных цифровых интегральных микросхем | |
| JPS61124836A (ja) | 応力画像を得る装置 | |
| JPS62501760A (ja) | 加工品を磁力保持する装置の保持力特性を定める方法 | |
| SU732737A2 (ru) | Устройство дл измерени скорости ультразвука | |
| SU1732203A1 (ru) | Стенд дл динамического нагружени рабочих датчиков силы | |
| JPS5988641A (ja) | 亀裂進展速度迅速評価法 | |
| KR920005180A (ko) | 검사되는 공작물의 측정된 파라미터를 나타내는 아날로그신호를 수신하기 위한 데이타 취득 및 처리장치 및 그 방법 | |
| RU1796053C (ru) | Устройство дл определени шероховатости | |
| KR920009331B1 (ko) | 브라운관의 열 드리프트 측정장치 | |
| JPS55155231A (en) | Evaluation method of and apparatus for fatigue and rupture of soldered joint |