JPS61281937A - 定荷重負荷装置 - Google Patents
定荷重負荷装置Info
- Publication number
- JPS61281937A JPS61281937A JP12248385A JP12248385A JPS61281937A JP S61281937 A JPS61281937 A JP S61281937A JP 12248385 A JP12248385 A JP 12248385A JP 12248385 A JP12248385 A JP 12248385A JP S61281937 A JPS61281937 A JP S61281937A
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- JP
- Japan
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- load
- test piece
- test
- linear expansion
- loading
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- Pending
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- 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〕
本発明は定荷重負荷装置に係り、特に、狭窄間高温環境
下において、試験片に所定の荷重を負荷−するのに好適
な定荷重負荷装置に関する。
下において、試験片に所定の荷重を負荷−するのに好適
な定荷重負荷装置に関する。
苛酷な条件にさらされる鉱物の材料には、種々の性能が
要求される０例えば、原子力発電所において利用する各
種金属は、苛酷な高温条件下において耐え得る高性能の
金属で安定性がなければならない、これがため、利用金
属については、あらゆる角度からの試験を行うことが要
求されている。
要求される０例えば、原子力発電所において利用する各
種金属は、苛酷な高温条件下において耐え得る高性能の
金属で安定性がなければならない、これがため、利用金
属については、あらゆる角度からの試験を行うことが要
求されている。
この中でも有効な試験として広く行なわれている試験に
高温定荷重試験が有る。
高温定荷重試験が有る。
該定荷重試験を行うに際し、従来から使用されている試
験装置としては、第４図に示すように。
験装置としては、第４図に示すように。
密閉容器１と、該密閉容器１の内部に固定され。
試験片２の一端をつかむ固定試験片ラチェット３と、該
試験片２の逆の一端をつかむ可動試験片ラチェット４と
、該可動試験片ラチェット４を上方へ引張り該試験片２
に応力を負荷するための荷重を発生させる分銅５と該分
銅５より得られた荷重を該可動試験片ラチェット４に伝
達されるで二６と、該てこ６と密閉容器１との間隙をシ
ールするシール部７とから構成されているものが知られ
ている。
試験片２の逆の一端をつかむ可動試験片ラチェット４と
、該可動試験片ラチェット４を上方へ引張り該試験片２
に応力を負荷するための荷重を発生させる分銅５と該分
銅５より得られた荷重を該可動試験片ラチェット４に伝
達されるで二６と、該てこ６と密閉容器１との間隙をシ
ールするシール部７とから構成されているものが知られ
ている。
この試験装置を用いることにより、確実な定荷重を試験
片に負荷することができる。しかし、試験片に荷重を負
荷するための荷重負荷機構が大掛りであるため、非常に
大きなスペースが必要であるという問題があった。この
問題は、狭窄間の環境下で試験をすることができないと
いうこと及び供試できる試験員数を制約されるという点
で試験員数を多くすることが重要な意味を有する材料試
験では大きなマイナス要因であった。
片に負荷することができる。しかし、試験片に荷重を負
荷するための荷重負荷機構が大掛りであるため、非常に
大きなスペースが必要であるという問題があった。この
問題は、狭窄間の環境下で試験をすることができないと
いうこと及び供試できる試験員数を制約されるという点
で試験員数を多くすることが重要な意味を有する材料試
験では大きなマイナス要因であった。
また、この試験装置では、荷重負荷機構が圧力容器１の
外部に有るため、シール部７において該密閉容器１とて
二６が摺動する構造となり、該シール部７から、密閉容
器１の内容物が外部に漏洩する可能性が残るという問題
があった。
外部に有るため、シール部７において該密閉容器１とて
二６が摺動する構造となり、該シール部７から、密閉容
器１の内容物が外部に漏洩する可能性が残るという問題
があった。
本発明の目的は小型軽量であり、かつ所定の荷重を安定
して試験片に負荷することが可能な高温環境下定荷重装
置を提供することにある。
して試験片に負荷することが可能な高温環境下定荷重装
置を提供することにある。
本発明は、荷重負荷機構として、試験片と異なる線膨張
率を有する材料を用いて、その熱膨張差により荷重を負
荷することで、小型軽量であり、かつ所定の荷重を安定
して試験片に負荷することを可能にした高温環境下定荷
重試験装置である。
率を有する材料を用いて、その熱膨張差により荷重を負
荷することで、小型軽量であり、かつ所定の荷重を安定
して試験片に負荷することを可能にした高温環境下定荷
重試験装置である。
本発明の実施例を第１図〜第３図で説明する。
第１図はある狭窄間の高温環境下での定荷重試験を行う
ための試験ループの全体図である。
ための試験ループの全体図である。
該試験ループは、密閉容器８、加熱装置９、環境を作り
出す流体を貯蔵するタンク１２．及び配管１０ならびに
冷却器１１及び荷重負荷装置１３から構成されている。
出す流体を貯蔵するタンク１２．及び配管１０ならびに
冷却器１１及び荷重負荷装置１３から構成されている。
流体はタンク１２から配管１０を通って、密閉容器８に
送られる。さらに、加熱器９で加熱された流体は、配管
１０を通って冷却器１１に送られて冷却された後、配管
１ｏを通ってタンクにもどされる。
送られる。さらに、加熱器９で加熱された流体は、配管
１０を通って冷却器１１に送られて冷却された後、配管
１ｏを通ってタンクにもどされる。
第２，３図は本発明の実施例である。
本装置は、試験片１４（試験片１４の形状を第４図に示
す）と、試験片１４と線膨張率の異なる荷重負荷材１５
及び荷重を試験片に伝達するボルト１６及びナツト１７
より構成されている。
す）と、試験片１４と線膨張率の異なる荷重負荷材１５
及び荷重を試験片に伝達するボルト１６及びナツト１７
より構成されている。
試験片に引張荷重を負荷する場合には、試験片１４より
も高い線膨張率を有する荷重負荷材１５を用いて、両者
の熱膨張差により、ボルト１６を介して試験片を引張る
。
も高い線膨張率を有する荷重負荷材１５を用いて、両者
の熱膨張差により、ボルト１６を介して試験片を引張る
。
一例として、試験片１４の材料として、フェライト系ス
テンレス鋼を用い、荷重負荷材１５の材料としてオース
テナイト系ステンレス鋼を用いた場合に、各温度におい
て、試験片１４に加わる引張荷重は次のように求められ
る。
テンレス鋼を用い、荷重負荷材１５の材料としてオース
テナイト系ステンレス鋼を用いた場合に、各温度におい
て、試験片１４に加わる引張荷重は次のように求められ
る。
試験片１４の線膨張係数をαい弾性係数をＥｌ、断面積
をＡ１、長さをΩとすると、温度がｔｌよりｔ８に上昇
したとき、試験片１４の長さΩは自然膨張した場合次式
のΩ、′になろうとする。
をＡ１、長さをΩとすると、温度がｔｌよりｔ８に上昇
したとき、試験片１４の長さΩは自然膨張した場合次式
のΩ、′になろうとする。
Ｑｌ’ ＝Ｑ （１＋ｃｚｉ（ｔｌ−ｔｉ））
・（１）同様に、荷重負荷材１５の線膨張係数をα２
、弾性係数をＥ８．断面積をＡ２、長さをΩとすると、
温度がｔｌよりｔ２に上昇したとき、荷重負荷材１５の
長さΩ２は自然膨張した場合１次式の９．／になろうと
する。
・（１）同様に、荷重負荷材１５の線膨張係数をα２
、弾性係数をＥ８．断面積をＡ２、長さをΩとすると、
温度がｔｌよりｔ２に上昇したとき、荷重負荷材１５の
長さΩ２は自然膨張した場合１次式の９．／になろうと
する。
Ω、’ ＝Ｑ （１＋α１（ｔｌ ｔｉ））
・・・（２）ここで、試験片１４と荷重負荷材１５
はボルト１６により連結されているため、試験片１４は
自然膨張した時の長さＱ１′よりもさらにＡ１伸ばされ
る。逆に、荷重負荷材１５はＱ、ｌ よりＡ２縮められ
る。また、λ１＋λ８は、Ｌ’ −Ｑ、’ に等しいこ
とから次式が成り立つ。
・・・（２）ここで、試験片１４と荷重負荷材１５
はボルト１６により連結されているため、試験片１４は
自然膨張した時の長さＱ１′よりもさらにＡ１伸ばされ
る。逆に、荷重負荷材１５はＱ、ｌ よりＡ２縮められ
る。また、λ１＋λ８は、Ｌ’ −Ｑ、’ に等しいこ
とから次式が成り立つ。
Ｑ２′−Ｑ１′＝λ１＋λ。
＝Ω（α、−αｔ）Ｄａ ｔｌ）・・・（３）両辺を
ａで割ると次式で表わされる。
ａで割ると次式で表わされる。
・・・（４）
ここでＥ工、ε２はひずみを表わしている。
また、ひずみε１．ε２と試験片１４に生じる応力σ１
と荷重負荷材１５に生じる応力σ２との間には次式が成
り立つ。
と荷重負荷材１５に生じる応力σ２との間には次式が成
り立つ。
σ１＝Ｅ１ε□、σ３＝Ｅ２ε、 ・・・
（５）（４）及び（５）式より次式が求められる。
（５）（４）及び（５）式より次式が求められる。
また、試験片１４と荷重負荷材１５に生じる応力はたが
いに釣合を保つから次式が成立する。
いに釣合を保つから次式が成立する。
σ□Ａ１；σ、Ａ２ ・・・（
７）（６）、（７）式より、試験片１４に生じる応力σ
１は次式で求められる。
７）（６）、（７）式より、試験片１４に生じる応力σ
１は次式で求められる。
二二で、仮にＡ２＝１ＯＡ□として、フェライト系及び
オーステナイト系、ステンレス鋼の物性値（Ｅ、α）を
用いて計算すると、温度５０℃で約５ ｋｇ／ｌｒｍ”
、 １００℃で約１０ ｋｇ／ ｍ”、２００℃で約
２５ｋｇ／＋ｍ”、 ３００℃で約３５ ｋｇ ／ ｍ
”の引張応力が試験片１４に加わることになる。
オーステナイト系、ステンレス鋼の物性値（Ｅ、α）を
用いて計算すると、温度５０℃で約５ ｋｇ／ｌｒｍ”
、 １００℃で約１０ ｋｇ／ ｍ”、２００℃で約
２５ｋｇ／＋ｍ”、 ３００℃で約３５ ｋｇ ／ ｍ
”の引張応力が試験片１４に加わることになる。
また、圧縮荷重を加える場合には、試験片１５よりも低
い線膨張率を有する荷重負荷材１５を用いて、両者の熱
膨張差により、ボルト１６を介して試験片を圧縮する。
い線膨張率を有する荷重負荷材１５を用いて、両者の熱
膨張差により、ボルト１６を介して試験片を圧縮する。
本装置は、単純かつ、少量で小型の部品で構成されてい
るため、装置製作上の工数及び材料費を低減することが
でき経済性が良い、又試験準備段階においては、予め材
料の熱膨張特性をデータとして採取しておくことにより
、単純な計算及び操作で試験することが可能である。又
試験装置全体が小型であるため、狭窄間で試験すること
ができる。
るため、装置製作上の工数及び材料費を低減することが
でき経済性が良い、又試験準備段階においては、予め材
料の熱膨張特性をデータとして採取しておくことにより
、単純な計算及び操作で試験することが可能である。又
試験装置全体が小型であるため、狭窄間で試験すること
ができる。
他の実施例を第５図〜第１６図に示す６本試験装置は、
試験片１４とパイプ状の荷重負荷材１８、及び該荷重負
荷材を支持するホルダ１９、ならびに荷重を試験片に伝
達するための止め治具２０及び皿バネ２１′、ナツト２
１より構成される。
試験片１４とパイプ状の荷重負荷材１８、及び該荷重負
荷材を支持するホルダ１９、ならびに荷重を試験片に伝
達するための止め治具２０及び皿バネ２１′、ナツト２
１より構成される。
第６図及び第７図はホルダ１９の平面図及び側面図を示
しており、ホルダ１９は、流体を通すための穴１９′が
設けられている。
しており、ホルダ１９は、流体を通すための穴１９′が
設けられている。
第８図及び第９図は、試験片に荷重を伝達する吟めの止
め治具２０の平面図及び側面図を示す。
め治具２０の平面図及び側面図を示す。
試験片１４は、止め治具２０のすき間２０′に試験片１
４をはさんで、穴２０’にボルト１６を通すことにより
、試験片を支持する。
４をはさんで、穴２０’にボルト１６を通すことにより
、試験片を支持する。
試験片１４と荷重負荷材１８との熱膨張差により生じた
荷重は、ホルダ１９及びホルダ２０ならびにボルト１９
を介して試験片に伝達される。
荷重は、ホルダ１９及びホルダ２０ならびにボルト１９
を介して試験片に伝達される。
本試験装置によれば、荷重負荷材１８の長さを変化させ
てやることにより、試験片１４に負荷する荷重を変化さ
せることができる。
てやることにより、試験片１４に負荷する荷重を変化さ
せることができる。
これにより、試験片に数種類の荷重を負荷する場合に線
膨張率の異なる材料を多種類選定して。
膨張率の異なる材料を多種類選定して。
異なる熱膨張差により、数種類の荷重を負荷しなくても
、一種類の荷重負荷材１８を選定してやれば、該荷重負
荷材１８の長さを調整するだけで。
、一種類の荷重負荷材１８を選定してやれば、該荷重負
荷材１８の長さを調整するだけで。
容易に多種類の定荷重を試験片に負荷することが出来る
。
。
第１０図は、異なる線膨張率を有する荷重負荷材１８と
２２を用いることにより、負荷する荷重を微調整するこ
とを可能にしたものである。
２２を用いることにより、負荷する荷重を微調整するこ
とを可能にしたものである。
第１１図は、円弧状もしくは板状の荷重負荷材２３と該
荷重負荷材２３を支持することが可能な形状に加工され
たホルダ２４により構成される。
荷重負荷材２３を支持することが可能な形状に加工され
たホルダ２４により構成される。
第２４図は、ホルダの平面図及び側面図を示しており、
第１４ｍに示す円弧状もしくは板状の荷重負荷材２３が
支持できるように、円弧状のみぞを設けている。
第１４ｍに示す円弧状もしくは板状の荷重負荷材２３が
支持できるように、円弧状のみぞを設けている。
これにより、パイプ状の荷重負荷材を用いなくても、板
状もしくは円弧状の負荷材でも試験をすることが可能と
なり、材料費を削減することができる。
状もしくは円弧状の負荷材でも試験をすることが可能と
なり、材料費を削減することができる。
第１５図及び第１６図は、第１０図と第１１図の発明を
組み合わせた応用例である。
組み合わせた応用例である。
第１５図は、２段にわけた荷重負荷材２３゜２５として
それぞれ板状もしくは円弧状の負荷材を用いることを可
能にしたものである。
それぞれ板状もしくは円弧状の負荷材を用いることを可
能にしたものである。
また第１６図は、２段にわけた荷重負荷材１８゜２５と
して、片側にパイプ状の負荷材１８、もう一方に板状の
荷重負荷材２５を用いることを可能にしたものである。
して、片側にパイプ状の負荷材１８、もう一方に板状の
荷重負荷材２５を用いることを可能にしたものである。
第１５図及び第１６図に示すような組み合せを用いるこ
とにより、複数のホルダを準備しておけば、試験する際
に、試験者が保有している荷重負荷材の形状にあまりと
られれずに、容易に試験することが可能である。
とにより、複数のホルダを準備しておけば、試験する際
に、試験者が保有している荷重負荷材の形状にあまりと
られれずに、容易に試験することが可能である。
本発明によれば、単純な機構で、小型軽量であり、かつ
所定の荷重を安定して試験片に負荷することが可能な定
荷重負荷装置を提供することができ、装置製作上の工数
及び材料費を低減するととができ、かつ試験実施上の操
作が容易になり、かつ試験スペースを節約できるという
効果がある。
所定の荷重を安定して試験片に負荷することが可能な定
荷重負荷装置を提供することができ、装置製作上の工数
及び材料費を低減するととができ、かつ試験実施上の操
作が容易になり、かつ試験スペースを節約できるという
効果がある。
第１図−公知例
第１図は試験ループ図、第２図は本発明の正面図、第３
図は試験片の正面図、第４図は従来技術を示すループ図
、第５図は試験装置の正面図、第６図はホルダ平面図、
第７図は第６図の側面図、第８図は止め治具の正面図、
第９図は第８図の側面図、第１０図は試験装置半断面図
、第１１図は試験装置半断面図、第１２図はホルダ平面
図、第１３図は第１２図の側面図、第１４図は荷重負荷
材の斜視図、第１５図は試験装置正面図、第１６図は試
験装置正面図である。 １・・・密閉容器、２・・・試験片、３・・・固定試験
片ラチェット、４・・・可動試験片ラチェット、５・・
・分銅。 ６・・・てこ、７・・・シール部、８・・・密閉容器、
９・・・加熱装置、１０・・・配管、１１・・・冷却器
、１２・・・タンク、１３・・・荷重負荷装置、１４・
・・試験片、１５・・・荷重負荷材、１６・・・ボルト
、１７・・・ナツト、１９躬５図 躬１２図 名１３図 摺１４図 佑１５図 躬１６図
図は試験片の正面図、第４図は従来技術を示すループ図
、第５図は試験装置の正面図、第６図はホルダ平面図、
第７図は第６図の側面図、第８図は止め治具の正面図、
第９図は第８図の側面図、第１０図は試験装置半断面図
、第１１図は試験装置半断面図、第１２図はホルダ平面
図、第１３図は第１２図の側面図、第１４図は荷重負荷
材の斜視図、第１５図は試験装置正面図、第１６図は試
験装置正面図である。 １・・・密閉容器、２・・・試験片、３・・・固定試験
片ラチェット、４・・・可動試験片ラチェット、５・・
・分銅。 ６・・・てこ、７・・・シール部、８・・・密閉容器、
９・・・加熱装置、１０・・・配管、１１・・・冷却器
、１２・・・タンク、１３・・・荷重負荷装置、１４・
・・試験片、１５・・・荷重負荷材、１６・・・ボルト
、１７・・・ナツト、１９躬５図 躬１２図 名１３図 摺１４図 佑１５図 躬１６図
Claims (1)
- １、荷重負荷機構と荷重伝達機構より成る荷重負荷装置
において、荷重負荷機構として試験片と異なる線膨張率
を有する材料を用いることを特徴とする定荷重負荷装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12248385A JPS61281937A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 定荷重負荷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12248385A JPS61281937A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 定荷重負荷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61281937A true JPS61281937A (ja) | 1986-12-12 |
Family
ID=14836963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12248385A Pending JPS61281937A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 定荷重負荷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61281937A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001025753A1 (fr) * | 1999-09-30 | 2001-04-12 | Hitachi, Ltd. | Capteur de croissance de fissure et systeme de mesure de la grandeur de cette croissance, utiles dans l'evaluation environnementale ou analogue |
| JP2013125002A (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-24 | Yuasa System Kiki Kk | 恒温試験装置 |
| GB2526391A (en) * | 2014-01-27 | 2015-11-25 | James Christopher Austin Holt | Improvements in or relating to expansion apparatus |
-
1985
- 1985-06-07 JP JP12248385A patent/JPS61281937A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001025753A1 (fr) * | 1999-09-30 | 2001-04-12 | Hitachi, Ltd. | Capteur de croissance de fissure et systeme de mesure de la grandeur de cette croissance, utiles dans l'evaluation environnementale ou analogue |
| JP2013125002A (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-24 | Yuasa System Kiki Kk | 恒温試験装置 |
| GB2526391A (en) * | 2014-01-27 | 2015-11-25 | James Christopher Austin Holt | Improvements in or relating to expansion apparatus |
| GB2526391B (en) * | 2014-01-27 | 2021-01-20 | Christopher Austin Holt James | Improvements in or relating to expansion apparatus |
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