JPS6122271Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 クリープ亀裂伝播挙動の実験的解明は、近年急
激にその要求が高まつて来ているものの、その効
果的な試験法、試験装置などは未だ見当らない。
しかし一般には第１図〜第２図に示すような装置
が用いられていた。

先ず第１図の従来から用いられているクリープ
試験機について説明すると、試験機本体１の上部
にはナイフエツジ２を介してレバー３が取付けら
れており、その一端にはピン４を介して上部プル
ロツド５が垂設されている。また試験機本体１の
右側面下端部にはフレーム６が設けられ、その中
心部にはキー溝付ねじが形成されており、これに
下部プルロツド８のねじ７が螺装されて鉛直方向
に上下昇降自在になつている。また下部プルロツ
ド８の下端には上下昇降用ハンドル９が取付けて
あり、同ハンドル９を回すと下部プルロツド８が
任意に上下移動できるようになつている。

１０は試験片で、上下部プルロツド５，８間に
ピン１１，１１を介して装着されると共に、試験
機本体１に固定された加熱炉１２内に配設されて
いる。一方レバー３の他端にはピン１３を介して
分銅受皿１４が懸吊され、これに分銅１５が掛け
られている。

第２図は従来用いられている引張試験機で、試
験機架台１６上に支柱１７，１７が鉛直方向に固
定されており、同支柱１７，１７の上部には天板
１８が固定されている。また前記架台１６と天板
１８の中心には、夫々上下部用プルロツド１９，
２０が、互に接近して垂下及び直立して固定され
ており、それらの間には前記第１図の場合と同様
にピン１１′，１１′を介して試験片１０が装着さ
れている。

以上第１図の如くクリープ試験機の上下部プル
ロツド５，８にピン１１，１１を介して装着され
た試験片１０は、加熱炉１２内で所定の温度に加
熱される。高温の一定状態に保たれた試験片１０
は、レバー３を介して試験荷重に相当する分銅１
５で荷重が負荷され、クリープ試験が行なわれ
る。そしてある時間クリープ試験が行なわれた
後、試験片１０は除荷、冷却され、炉外に取出さ
れる。

この試験片１０は、次に第２図に示すように引
張試験機の上下部プルロツド１９，２０にピン１
１′，１１′を介して装着され、室温での弾性荷重
を加えて荷重、変位の関係が求められ、亀裂伝播
に対するコンプライアンスデータが１点得られ
る。

この後試験片１０は再び第１図のクリープ試験
機に掛けられ、試験条件に応じて或る時間毎にこ
の操作が繰返えされる。

第３図は前記の場合に於ける亀裂伝播速度を解
析する線図で、横軸に時間ｔと、縦軸にコンプラ
イアンス値ｃをとつて、両者の変化の関係を示し
たもので、Ｘ軸は実験値である。

しかしながら従来装置では、第１図及び第２図
に示す如くクリープ試験のためのクリープ試験機
と、室温でコンプライアンスデータをとる引張試
験機の２台が必要であつた。

またコンプライアンスデータを取るために、試
験片をクリープ試験機から取外して引張試験機に
取付ける必要があり、１点のデータを得る毎にか
なりの工数（時間）を必要とする欠点があつた。

本考案は前記従来の欠点を解消するために提案
されたもので、クリープ亀裂伝播試験に於いて、
コンプライアンスデータを得るために従来の如く
２台の試験機の必要はなく、１台の試験機で短時
間に実施できるクリープ亀裂伝播試験装置を提供
せんとするものである。

以下本考案の実施例を図面について説明する。
なお本考案は、第４図に示すように一般に金属材
料の弾性特性は、Ｏ荷重からの負荷時（Ｏ−Ａで
示す）と、降伏後の最高荷重点Ｐからの除荷時
（Ｐ−Ｂで示す）とで同じ弾性率を有しており、
クリープ試験でもこれが適用できることに着目
し、従来のクリープ試験機に試験片の弾性範囲内
の荷重の除負荷がコントロールできる手段を設
け、また加熱炉内にある試験片の荷重点変位を直
接検出するための変位計と、記録計を設け、弾性
除荷時のこの変位と荷重の関係から、短時間に容
易にコンプライアンスデータが得られるように
し、更に試験片の弾性範囲内の荷重の除負荷がコ
ントロールできる手段と、試験片の荷重点変位を
直接検出するために変位計と、試験片に負荷され
る荷重を検出するロードセルとを記録計に連接し
たことを特長とするものである。

さて第５図は本考案の１実施例を示すクリープ
亀裂伝播試験装置の側面図を示すが、この第５図
の実施例に於いて前記第１図と同一部分は同一の
符号を用いて説明することにする。第５図に於い
て１はクリープ試験機本体、２はナイフエツジ、
３はレバー、４はピン、５は上部プルロツド、６
はフレーム、７はねじ、８は下部プルロツド、９
は上下昇降用ハンドル、１０は試験片、１１はピ
ン、１２は加熱炉、１３はピン、１４は分銅受
皿、１５は分銅であり、これらは第１図と構造、
作用は同一であるので、これらの詳細な説明は省
略する。

結局第５図の実施例に示すクリープ亀裂伝播試
験装置は、第１図の装置にロードセル２１、荷重
点変位計２２、除負荷装置２３、除負荷装置用の
モータ２４、記録計２５、弾性荷重設定器２６、
除負荷制御装置２７を新たに付加して構成してな
るものである。

即ち、クリープ試験機本体１の上部にナイフエ
ツジ２を介して懸架されたレバー３の一側に於い
て、第１のピン４と上部プルロツド５との間にピ
ン４′を用いてロードセル２１を垂下連接し、同
ロードセル２１に記録計２５を接続する。またロ
ードセル２１と記録計２５に弾性荷重設定器２６
と除負荷制御装置２７とを接続し、更に上部プル
ロツド５と下部プルロツド８との間にピン１１を
介して装着された開口変位測定用の試験片１０の
周りに荷重点変位計２２を固着すると共に、同変
位計２２を前記記録計２５に接続する。

また前記レバー３の他側にピン１３と分銅受皿
１４を介して懸吊された分銅１５の直下部で、同
分銅１５を除負荷可能な如く配設された除負荷制
御装置２３に連結され、同除負荷装置２３を駆動
するモータ２４を設け、同モータ２４を制御する
除負荷制御装置２７を前記モータ２４と弾性荷重
設定器２６に接続した構成となつている。なお、
除負荷装置２３の１例として、ここではモータ２
４駆動の例を示したが、実験条件によつて除負荷
荷重が数Kgの時には人力でも十分可能であり、ま
た更に高精度が要求される時には設備費が高くな
るが、油圧駆動を用いてもよい。

次に作用を説明すると、試験片１０は上下部プ
ルロツド５，８間にピン１１，１１を介して装着
されると共に、加熱炉１２内で加熱される。そし
て高温一定状態に保たれた試験片１０は、レバー
３を介して分銅１５で所定の荷重が負荷され、ク
リープ試験が行なわれる。この時試験片１０の変
位は荷重点変位計２２で、荷重はロードセル２１
で検出され、その結果はこれらに接続された記録
計２５に記録される。

ある時間クリープ試験が行なわれた時、電気的
に構成された弾性荷重設定器２６で、試験条件に
応じて制御すべき弾性荷重（第４図の荷重点Ｐ−
Ｂに対応する弾性特性線図を示す範囲の荷重）を
設定し、ロードセル２１信号のフイードバツク信
号により除負荷制御装置２７でモータ２４を駆動
し、除負荷装置２３で設定された弾性荷重が除負
荷される。この時の荷重と変位が夫々ロードセル
２１と荷重点変位計２２で検出され、記録計２５
に記録されてコンプライアンスデータが得られる
と共に、荷重は元のクリープ試験負荷荷重まで戻
し、クリープ試験を更に継続する。以下これを実
験終了まで実験条件に応じて或る時間毎に、或は
任意に計測し、亀裂伝播試験を行なう。

以上詳細に説明した如く本考案は構成されてい
るので、１台の試験機でクリープ試験とコンプラ
イアンス値計測の両方を行なうことができる。ま
た試験片を冷却したり、別試験機に付けたり等す
ることによる時間的損失がなく、大巾なコスト低
減を計ることができる。

更にコンプライアンス計測の度に、完全除去、
冷却、加熱、負荷を繰返した従来装置に比べ、弾
性除負荷だけのための治金的、機械的な要因によ
る誤差を伴なうような欠点はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のクリープ試験機の１例を示す側
面図、第２図は従来の引張試験機の１例を示す側
面図、第３図は亀裂伝播速度を解析するための従
来装置に於けるコンプライアンス値と時間との関
係を示す線図、第４図は金属材料の弾性特性を示
す線図、第５図は本考案の実施例を示すクリープ
亀裂伝播試験機の側面図である。 図の主要部分の説明、１……クリープ試験機本
体、２……ナイフエツジ、３……レバー、４……
ピン（第１のピン）、５……上部プルロツド、６
……フレーム、７……ねじ（上下昇降手段）、８
……下部プルロツド、９……上下昇降用ハンド
ル、１０……試験片、１２……加熱炉、１３……
ピン（第２のピン）、１４……分銅受皿、１５…
…分銅、２１……ロードセル、２２……荷重点変
位計、２３……除負荷装置、２４……除負荷装置
用モータ、２７……除負荷制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. クリープ試験機本体上部にナイフエツジを介し
   て懸架されたレバーと、同レバーの一側に第１の
   ピンを介して順次垂下連設された上部プルロツ
   ド、試験片、下部プルロツド及び同下部プルロツ
   ドを上下動させる上下昇降手段と、前記試験片を
   内蔵する如く配設された加熱炉と、前記レバーの
   他側に第２のピンを介して垂下された荷重負荷用
   の分銅を備えたクリープ試験装置に於いて、前記
   第１のピンと上部プルロツドとの間に連接された
   ロードセル、前記試験片回りに配設された荷重点
   変位計、前記ロードセルと電気的に接続され、試
   験条件に応じて任意に設定できる弾性荷重設定
   器、前記荷重負荷用の分銅の下方に配設され、同
   分銅を下方から支持し前記試験片に作用する負荷
   を減じる除負荷手段、前記ロードセルの出力を受
   け、前記弾性荷重設定器と接続して前記除負荷手
   段を制御する除負荷制御装置を備えたことを特徴
   とするクリープ亀裂伝播試験装置。