JPS6275226A - Ｊ▲Ｉｃ▼破壊靭性試験方法 - Google Patents
Ｊ▲Ｉｃ▼破壊靭性試験方法Info
- Publication number
- JPS6275226A JPS6275226A JP21469085A JP21469085A JPS6275226A JP S6275226 A JPS6275226 A JP S6275226A JP 21469085 A JP21469085 A JP 21469085A JP 21469085 A JP21469085 A JP 21469085A JP S6275226 A JPS6275226 A JP S6275226A
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- JP
- Japan
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- test
- potential difference
- crack
- cracking
- piece
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、Ｊｌｃ破壊靭性試験方法に関するものである
。
。
Ｊｌｃ破壊靭性試験方法は、き裂等の欠陥が生じた機械
、構造物等がどの程度の外力まで耐えられるかを知るの
に基本となるデータを提供するもので、例えば“除荷コ
ンプライアンス法“が知られている。
、構造物等がどの程度の外力まで耐えられるかを知るの
に基本となるデータを提供するもので、例えば“除荷コ
ンプライアンス法“が知られている。
この“除荷コンプライアンス法”によれば、疲労予き裂
を導入した試験片に所定レベルまで負荷した後、荷重を
わずかに除荷し、その際の荷重＝ｉ位曲線の傾き（コン
プライアンス）を記録し、その後、再負荷し、この操作
を複数回繰り返して１本の試験片から一連の“コンプラ
イアンス”を求め、この“コンプライアンス”から計算
によりき裂成長量を求め、このき裂成長量に基づいてＲ
曲線を求めて“Ｊ１ｃ値”を求める。
を導入した試験片に所定レベルまで負荷した後、荷重を
わずかに除荷し、その際の荷重＝ｉ位曲線の傾き（コン
プライアンス）を記録し、その後、再負荷し、この操作
を複数回繰り返して１本の試験片から一連の“コンプラ
イアンス”を求め、この“コンプライアンス”から計算
によりき裂成長量を求め、このき裂成長量に基づいてＲ
曲線を求めて“Ｊ１ｃ値”を求める。
上記試験では、複数個の試験片によりそれぞれ“−Ｊｔ
ｃ値”を求めて、このデータから他の“Ｊｌｅ値“より
もかけはなれた“−Ｊｔｃ値”を除いて平均値をとるよ
うにしている。
ｃ値”を求めて、このデータから他の“Ｊｌｅ値“より
もかけはなれた“−Ｊｔｃ値”を除いて平均値をとるよ
うにしている。
Ｊｌｅ破壊靭性試験法で使用される試験片は、通常、厚
さ、幅等の寸法が規定され、また板材、丸棒等から採取
するにはその採取方位が規定されていて、調製に手間が
かかってコストが高く、また実際の構造物から採取す場
合には数多く採取できないことがあり、このため１個の
試験片から複数個の“Ｊｌｅ値”を求めることが要求さ
れている。
さ、幅等の寸法が規定され、また板材、丸棒等から採取
するにはその採取方位が規定されていて、調製に手間が
かかってコストが高く、また実際の構造物から採取す場
合には数多く採取できないことがあり、このため１個の
試験片から複数個の“Ｊｌｅ値”を求めることが要求さ
れている。
しかし、′除荷コンプライアンス法”では試験片の破壊
が大きく、１回の試験で廃棄せざるを得ない。
が大きく、１回の試験で廃棄せざるを得ない。
本発明者等は１個の試験片から複数個の“Ｊｔｃ値”を
測定すべく鋭意研究の結果、Ｊｌｅ破壊靭性試験方法の
うちでも比較的試験片の破壊が少ない“電位差法”に着
目した。この“電位差法”によれば、疲労予き裂を導入
した試験片に一定の電流を流してき裂をはさんで電位差
を測定し、き裂進展による断面の減少に伴う抵抗の増加
により電位差が増加する原理を利用したもので、電位差
変化からき裂成長量を求め、このき裂成長量に基づいて
８曲線を求めて“ＪＩＣ値”を求めるもので、“除荷コ
ンプライアンス法”に比して試験片の破壊は僅かである
。そこでこの特性を利用し、“電位差法”により１回試
験したら該試験により破壊された破壊域を過ぎるまで疲
労予き裂を導入して再び“電位差法”により試験をする
。破壊域を脱したかの判定は“電位差法”と“コンプラ
イアンス法”とを併用して行う。これにより、１個の試
験片で複数回のＪｌｃ破壊靭性試験を行うことが可能で
あることを見出し、本発明をなすに至った。
測定すべく鋭意研究の結果、Ｊｌｅ破壊靭性試験方法の
うちでも比較的試験片の破壊が少ない“電位差法”に着
目した。この“電位差法”によれば、疲労予き裂を導入
した試験片に一定の電流を流してき裂をはさんで電位差
を測定し、き裂進展による断面の減少に伴う抵抗の増加
により電位差が増加する原理を利用したもので、電位差
変化からき裂成長量を求め、このき裂成長量に基づいて
８曲線を求めて“ＪＩＣ値”を求めるもので、“除荷コ
ンプライアンス法”に比して試験片の破壊は僅かである
。そこでこの特性を利用し、“電位差法”により１回試
験したら該試験により破壊された破壊域を過ぎるまで疲
労予き裂を導入して再び“電位差法”により試験をする
。破壊域を脱したかの判定は“電位差法”と“コンプラ
イアンス法”とを併用して行う。これにより、１個の試
験片で複数回のＪｌｃ破壊靭性試験を行うことが可能で
あることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明のＪ、Ｃ破壊靭性試験方法では、試験
片に疲労予き裂を導入して“電位差法”により第１回の
“ＪＩＣ値”を求め、次いで再び試験片圧いに平行にな
った時点の後に疲労予き裂の導入を停止して“電位差法
”により第２回の“ＪＩＣ値”を求め、以降同様の操作
を繰り返して１個の試験片から複数の“ＪＩＣ値”を求
めることを特徴としている。
片に疲労予き裂を導入して“電位差法”により第１回の
“ＪＩＣ値”を求め、次いで再び試験片圧いに平行にな
った時点の後に疲労予き裂の導入を停止して“電位差法
”により第２回の“ＪＩＣ値”を求め、以降同様の操作
を繰り返して１個の試験片から複数の“ＪＩＣ値”を求
めることを特徴としている。
まず、試験片に疲労予き裂を導入して“電位差法”によ
り第１回の破壊靭性試験を行い“ＪＩＣ値”を求めると
、試験片の試験部位は破壊（塑性変形等を受ける）され
る。第２回の破壊靭性試験では第１回の試験で破壊され
た破壊域Ａ（第１図、第４図参照）を越えるまで疲労予
き裂を導入する。
り第１回の破壊靭性試験を行い“ＪＩＣ値”を求めると
、試験片の試験部位は破壊（塑性変形等を受ける）され
る。第２回の破壊靭性試験では第１回の試験で破壊され
た破壊域Ａ（第１図、第４図参照）を越えるまで疲労予
き裂を導入する。
破壊域Ａを越えたか否かの判定は、“電位差法”と“コ
ンプライアンス法”により同時にき裂長さを測定して、
き裂長さ曲線ＡｃとＡＶ（第３図参照）が互いに平行に
なったか否かで行う。
ンプライアンス法”により同時にき裂長さを測定して、
き裂長さ曲線ＡｃとＡＶ（第３図参照）が互いに平行に
なったか否かで行う。
破壊域Ａを通過してから所定長さだけ疲労予き裂が導入
されたら“電位差法°により第２回の破壊靭性試験を行
って“ＪＩＣ値”を求める。
されたら“電位差法°により第２回の破壊靭性試験を行
って“ＪＩＣ値”を求める。
この操作を繰り返すことにより１個の試験片で１Ｍ数回
のＪｌｅ破壊靭性試験を実施することが可能となる。
のＪｌｅ破壊靭性試験を実施することが可能となる。
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の−Ｊ＋ｃ破壊靭性試験方法に使用する
コンパクト試験片（以下ＣＴ試験片と略記する）１を示
している。第２図は直流法による試験装置を示している
。図中符号２は変位計、３はロードセル、４．５は端子
、６は記録計、７はオフセント電圧回路、８は増幅器、
９はアクチュエータ、１０は演算制御器である。
コンパクト試験片（以下ＣＴ試験片と略記する）１を示
している。第２図は直流法による試験装置を示している
。図中符号２は変位計、３はロードセル、４．５は端子
、６は記録計、７はオフセント電圧回路、８は増幅器、
９はアクチュエータ、１０は演算制御器である。
ＣＴ試験片１の一側部にはき裂開口部１ａが設けられて
いて、このき裂開口部１ａに疲労予き裂ｌｂが導入され
る。なお、ＣＴ試験片１０代わりに３点曲げ試験片を使
用してもよい。
いて、このき裂開口部１ａに疲労予き裂ｌｂが導入され
る。なお、ＣＴ試験片１０代わりに３点曲げ試験片を使
用してもよい。
変位計２はき裂開口部ｌａのＣＯＤ （ｃｒａｃｋｏｐ
ｅｎｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ、第１図参照）
を測定するもので、例えばクリップゲージからなり、そ
の出力は記録計６に送られる。
ｅｎｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ、第１図参照）
を測定するもので、例えばクリップゲージからなり、そ
の出力は記録計６に送られる。
ロードセル３はアクチュエータ９によりＣＴ試験片ｌに
作用する荷重を検出するもので、その出力は記録計６に
送られる。
作用する荷重を検出するもので、その出力は記録計６に
送られる。
端子４，５はき裂開口部１ａの端面に例えばスポット溶
接され、一方の端子４はオフセット電圧回路７に接続さ
れ、また他方の端子５は記録計６の入力端に接続されて
いる。
接され、一方の端子４はオフセット電圧回路７に接続さ
れ、また他方の端子５は記録計６の入力端に接続されて
いる。
、 記録計６はＸ−Ｙレコーダからなり、変位計２、ロ
ードセル３、端子４，５から出力を入力して第５図ａ
−ｄに示す変位ＣＯＤと電位差Ｖとの関係を示すグラフ
、変位ＣＯＤと負荷りとの関係を示すグラフを記録する
。
ードセル３、端子４，５から出力を入力して第５図ａ
−ｄに示す変位ＣＯＤと電位差Ｖとの関係を示すグラフ
、変位ＣＯＤと負荷りとの関係を示すグラフを記録する
。
演算制御器ｌＯは記録計６から出力を入力して（変位計
２、ロードセル３、端子４，５から直接出力を入力して
もよい）、第６図に示すフローチャートの内容に従って
アクチュエータ９を制御する。
２、ロードセル３、端子４，５から直接出力を入力して
もよい）、第６図に示すフローチャートの内容に従って
アクチュエータ９を制御する。
上記実施例では、まず演算制御器１０によりアクチュエ
ータ９を制御して第７図に示すような動的荷重（繰り返
し荷重）をＣＴ試験片１に作用させて所定長さの疲労量
き裂１ｂを導入する。この疲労量き裂長さは、演算制御
器１０で例えば“コンプライアンス法”によって求めら
れる。すなわち、ＣＴ試験片１に作用する荷重波形から
“コンプライアンス”を求め、この“コンプライアンス
”を“Ｓ−ａ ｘ ｅ ｎ ａの弐″ （″コンプライ
アンス”からき裂長さを算出する代表的な式である）に
代入して算出される。なお、“電位差法”により端子４
，５間の電位差Ｖからき裂長さを求めてもよい。
ータ９を制御して第７図に示すような動的荷重（繰り返
し荷重）をＣＴ試験片１に作用させて所定長さの疲労量
き裂１ｂを導入する。この疲労量き裂長さは、演算制御
器１０で例えば“コンプライアンス法”によって求めら
れる。すなわち、ＣＴ試験片１に作用する荷重波形から
“コンプライアンス”を求め、この“コンプライアンス
”を“Ｓ−ａ ｘ ｅ ｎ ａの弐″ （″コンプライ
アンス”からき裂長さを算出する代表的な式である）に
代入して算出される。なお、“電位差法”により端子４
，５間の電位差Ｖからき裂長さを求めてもよい。
このようにして疲労量き裂が導入されたら、アクチュエ
ータ９によりＣＴ試験片ｌに静的荷重を作用させ、“電
位差法゛によりＣＴ試験片１の試験部位がディンプルゾ
ーンに移行する点（変位Ｃ０Ｄ＝電位差Ｖが急激に変化
する点）を求め、電位差変化から８曲線を求めて“ＪＩ
Ｃ値”を求める。
ータ９によりＣＴ試験片ｌに静的荷重を作用させ、“電
位差法゛によりＣＴ試験片１の試験部位がディンプルゾ
ーンに移行する点（変位Ｃ０Ｄ＝電位差Ｖが急激に変化
する点）を求め、電位差変化から８曲線を求めて“ＪＩ
Ｃ値”を求める。
このときの変位ＣＯＤと電位差■との関係は第５図ａに
示すようになり、変位ＣＯＤと負荷りとの関係は同図す
に示すようになる。
示すようになり、変位ＣＯＤと負荷りとの関係は同図す
に示すようになる。
次いで、再び動的荷重をＣＴ試験片１に作用させて第１
回の試験により破壊された破壊域Ａを越えるまで疲労量
き裂を導入する。このとき、“電位差法”と破壊域Ａを
越えたか否かを判定は、第３図に示すように“電位差法
”により測定したき裂長さ曲線ＡＶと“コンプライアン
ス法”により測定したき裂長さ曲線Ａｃとが互いに平行
になるか否かで行う。
回の試験により破壊された破壊域Ａを越えるまで疲労量
き裂を導入する。このとき、“電位差法”と破壊域Ａを
越えたか否かを判定は、第３図に示すように“電位差法
”により測定したき裂長さ曲線ＡＶと“コンプライアン
ス法”により測定したき裂長さ曲線Ａｃとが互いに平行
になるか否かで行う。
き裂長さ曲線Ａｃ、Ａｖは縦軸に“電位差法”、“コン
プライアンス法”により求めたき裂長さの測定値をとり
、横軸に真のき裂長さく実際には測定時間）をとって表
したものである。“電位差法”では第３図に示すように
破壊域でも測定値と真の値とがほぼ１：１の対応関係を
示すが、“コンプライアンス法”では同図に示すように
破壊域では測定値と真の値とは１：１に対応せず、破壊
域を過ぎたときに１：１となる。そこで、本発明ではこ
の性質を利用して両き裂曲線ＡＣ，ＡＶが互いに平行に
なった時点を破壊域を過ぎてＣＴ試験片本来の材質の領
域になったと判断する。
プライアンス法”により求めたき裂長さの測定値をとり
、横軸に真のき裂長さく実際には測定時間）をとって表
したものである。“電位差法”では第３図に示すように
破壊域でも測定値と真の値とがほぼ１：１の対応関係を
示すが、“コンプライアンス法”では同図に示すように
破壊域では測定値と真の値とは１：１に対応せず、破壊
域を過ぎたときに１：１となる。そこで、本発明ではこ
の性質を利用して両き裂曲線ＡＣ，ＡＶが互いに平行に
なった時点を破壊域を過ぎてＣＴ試験片本来の材質の領
域になったと判断する。
疲労量き裂が破壊域Ａを過ぎて所定長さの疲労量き裂が
導入されたら、アクチュエータ９によりＣＴ試験片１に
静的荷重を作用させて“電位差法”により第２回の破壊
靭性試験を行い、“ＪＩＣ値”を求める。
導入されたら、アクチュエータ９によりＣＴ試験片１に
静的荷重を作用させて“電位差法”により第２回の破壊
靭性試験を行い、“ＪＩＣ値”を求める。
このときの変位ＣＯＤと電位差■との関係は第５図Ｃに
示すようになり、変位ＣＯＤと負荷りとの関係は同図ｄ
に示すようになる。
示すようになり、変位ＣＯＤと負荷りとの関係は同図ｄ
に示すようになる。
次いで、ＣＴ試験片ｌに動的荷重を作用して第２回の破
壊靭性試験での破壊域Ｂを越えるまで疲労量き裂を導入
し、この疲労量き裂が所定長さになった時点で“電位差
法”により“ＪＩＣ値”を求める。
壊靭性試験での破壊域Ｂを越えるまで疲労量き裂を導入
し、この疲労量き裂が所定長さになった時点で“電位差
法”により“ＪＩＣ値”を求める。
この後、ＣＴ試験片１に動的荷重を作用して第３回の破
壊靭性試験での破壊域Ｃを越えるまで疲労量き裂を導入
し、この疲労量き裂が所定長さになった時点で“電位差
法”により“ＪＩＣ値”を求める。
壊靭性試験での破壊域Ｃを越えるまで疲労量き裂を導入
し、この疲労量き裂が所定長さになった時点で“電位差
法”により“ＪＩＣ値”を求める。
このようにして１個ＯＣＴ試験片ｌで４回“電位差法”
により“ＪＩＣ値”を求める。
により“ＪＩＣ値”を求める。
上記実施例では直流法による試験装置を使用しておこな
ったが、交流法による試験装置を使用してもよい。また
、４回試験した場合を示したが、これに限定されるもの
でなく、必要に応じて試験回数が設定される。
ったが、交流法による試験装置を使用してもよい。また
、４回試験した場合を示したが、これに限定されるもの
でなく、必要に応じて試験回数が設定される。
以上説明したように本発明によれば、“電位差法”を利
用し、また破壊域を通過したかの判定を“電位差法”に
より測定したき裂長さ曲線と“コンプライアンス法”に
より測定したき裂長さ曲線を利用して行うので、１個の
試験片で複数回のＪ、Ｃ破壊靭性試験が可能となり、複
数個の試験片を使用しなくてもすみ、また数多く試験片
を採取することが困難な構造物からでも精度よく“ＪＩ
Ｃ値”を求めることができ、破壊靭性に対する有益なデ
ータを取ることが可能となる。
用し、また破壊域を通過したかの判定を“電位差法”に
より測定したき裂長さ曲線と“コンプライアンス法”に
より測定したき裂長さ曲線を利用して行うので、１個の
試験片で複数回のＪ、Ｃ破壊靭性試験が可能となり、複
数個の試験片を使用しなくてもすみ、また数多く試験片
を採取することが困難な構造物からでも精度よく“ＪＩ
Ｃ値”を求めることができ、破壊靭性に対する有益なデ
ータを取ることが可能となる。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はＣＴ試
験片の側面図、第２図は試験装置のブロック図、第３図
はき裂長さの測定値と真のき裂長さとの関係を示すグラ
フ、第４図は破壊域を示す説明図、第５図ａ、ｃは変位
ＣＯＤと電位差Ｖとの関係を示すグラフ、同図す、ｄは
変位ＣＯＤと負荷りとの関係を示すグラフ、第６図は演
算制御器の動作を示すフローチャート、第７図は疲労予
き裂の導入時にＣＴ試験片に作用させる動的荷重の波形
図である。 ｌ・・・ＣＴ試験片、２・・・変位計、３・・・ロード
セル、４．５・・・端子、６・・・記録計、７・・・オ
フセント電圧回路、９・・・アクチュエータ、１０・・
・演算制御器。 特許出願人 株式会社鷺宮製作所 第５図 ４１１Ａｃｏｏ を依ｃｏ。
験片の側面図、第２図は試験装置のブロック図、第３図
はき裂長さの測定値と真のき裂長さとの関係を示すグラ
フ、第４図は破壊域を示す説明図、第５図ａ、ｃは変位
ＣＯＤと電位差Ｖとの関係を示すグラフ、同図す、ｄは
変位ＣＯＤと負荷りとの関係を示すグラフ、第６図は演
算制御器の動作を示すフローチャート、第７図は疲労予
き裂の導入時にＣＴ試験片に作用させる動的荷重の波形
図である。 ｌ・・・ＣＴ試験片、２・・・変位計、３・・・ロード
セル、４．５・・・端子、６・・・記録計、７・・・オ
フセント電圧回路、９・・・アクチュエータ、１０・・
・演算制御器。 特許出願人 株式会社鷺宮製作所 第５図 ４１１Ａｃｏｏ を依ｃｏ。
Claims (1)
- 試験片に疲労予き裂を導入して“電位差法”により第１
回の“Ｊ＿Ｉ＿Ｃ値”を求め、次いで再び試験片に疲労
予き裂を導入して該疲労予き裂のき裂長さを“電位差法
”と“コンプライアンス法”により求めて“電位差法”
により求めたき裂長さ曲線と“コンプライアンス法”に
より求めたき裂長さ曲線が互いに平行になつた時点の後
に疲労予き裂の導入を停止して“電位差法”により第２
回の“Ｊ＿Ｉ＿Ｃ値”を求め、以降同様の操作を繰り返
して１個の試験片から複数の“Ｊ＿Ｉ＿Ｃ値”を求める
ことを特徴とするＪ＿Ｉ＿Ｃ破壊靭性試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21469085A JPS6275226A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | Ｊ▲Ｉｃ▼破壊靭性試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21469085A JPS6275226A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | Ｊ▲Ｉｃ▼破壊靭性試験方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6275226A true JPS6275226A (ja) | 1987-04-07 |
Family
ID=16659979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21469085A Pending JPS6275226A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | Ｊ▲Ｉｃ▼破壊靭性試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6275226A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007155665A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Univ Nihon | 予亀裂導入装置、予亀裂導入冶具及び予亀裂導入方法 |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP21469085A patent/JPS6275226A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007155665A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Univ Nihon | 予亀裂導入装置、予亀裂導入冶具及び予亀裂導入方法 |
| JP4677588B2 (ja) * | 2005-12-08 | 2011-04-27 | 学校法人日本大学 | 予亀裂導入方法および装置 |
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