(57)【要約】【課題】試験片に対して従来試験機と同様の負荷を与えることを可能としつつ、試験条件の調整を、容易に、かつ、試験機を停止することなく行うことができる平面曲げ疲労試験機を提供する。【解決手段】平面曲げ疲労試験機は、板状試験片（ＴＰ）の一端を保持する第１保持部（５Ａ、５０Ａ、５０Ａ’）と、試験片の他端を保持する第２保持部（８Ａ）と、試験片に曲げモーメントを与えるために第１保持部を変位させるための駆動力を発生させる回転サーボモータ（２０）と、交互に正転および逆転する回転揺動運動を回転サーボモータが行うように、回転サーボモータを制御するモータコントローラ（１００）と、回転サーボモータが発生した回転揺動運動を第１保持部に伝達して、中立位置にある試験片の中心を中心とした揺動運動を第１保持部に行わせる伝動部材（３、４、５；５０；５０Ｂ）とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状試験片に平面曲げモーメントを繰り返し負荷することにより疲労試験を行うための平面曲げ疲労試験機において、
前記板状試験片の一端を保持する第１保持部と、
前記板状試験片の他端を保持する第２保持部と、
前記板状試験片に曲げモーメントを与えるために前記第１保持部を変位させるための駆動力を発生させる回転サーボモータと、
交互に正転および逆転する回転揺動運動を前記回転サーボモータが行うように、前記回転サーボモータを制御するモータコントローラと、
前記回転サーボモータが発生した回転揺動運動を前記第１保持部に伝達して、中立位置にある前記板状試験片の中心を中心とした揺動運動を前記第１保持部に行わせる伝動部材と、
を備えた平面曲げ疲労試験機。
【請求項２】
前記第１保持部の変位量若しくは前記試験片に発生している曲げモーメントの変化に応じて変化するパラメータの実際値を検出するセンサと、
前記センサの検出値に基づいて、前記パラメータの実際値が目標値となるように前記回転サーボモータの回転揺動運動を制御するモータコントローラと、
をさらに備えた請求項1記載の平面曲げ疲労試験機。
【請求項３】
前記第２保持部に前記センサとしてのロードセルが連結されており、前記モータコントローラは、前記ロードセルの検出値が目標値となるように前記回転サーボモータの回転揺動運動を制御する、請求項２記載の平面曲げ疲労試験機。
【請求項４】
前記センサとして前記回転サーボモータの揺動角度を検出するロータリーエンコーダが設けられ、前記モータコントローラは、前記ロータリーエンコーダの検出値が目標値となるように前記回転サーボモータの回転揺動運動を制御する、請求項２記載の平面曲げ疲労試験機。
【請求項５】
前記伝動部材は、前記回転サーボモータの回転軸あるいは前記回転サーボモータの回転軸から駆動力を伝達されて回転する回転軸に直結され、前記回転軸と同軸の揺動軸周りに揺動する揺動部材からなり、この揺動部材の前記揺動軸から半径方向に離れた位置に前記第１保持部が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の平面曲げ疲労試験機。
【請求項６】
前記伝動部材は、前記回転サーボモータの回転軸に取り付けられた偏芯カムと、前記偏芯カムに枢着されたコネクティングロッドと、前記コネクティングロッドに枢着されるとともに前記第１保持部が設けられた駆動アームとを有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の平面曲げ疲労試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、板状試験片に平面曲げモーメントを繰り返し負荷することにより材料の疲労試験を行うための平面曲げ疲労試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にシェンク式平面曲げ疲労試験機と呼ばれ、従来から材料研究者の間で広く利用されている平面曲げ疲労試験機（JIS Z2275準拠）の構成を図１に示す。図１は、本明細書において非特許文献１として参照されているウエブページに記載された動作原理図に基づいて作成されたものである。
【０００３】
図１に示すように、平面曲げ疲労試験機は、機台１の側面に取り付けられた電動モータ２を有しており、この電動モータ２の回転軸２ａには、偏芯量を手動調節可能な偏芯カム（偏芯装置）３が取り付けられている。偏芯カム３にはコネクティングロッド４の第１端が枢着されている。コネクティングロッド４の第２端は駆動アーム５の先端に枢着されている。駆動アーム５の基端は、機台１の上面に堅固に固定された図示しない軸受け台に取り付けられた図示しないベアリング（軸受け）により回転可能に支持された揺動軸６に揺動可能に枢着されている。駆動アーム５の中間部分に、試験片ＴＰの第１端を固定するための第１保持部５Ａが設けられている。
【０００４】
機台１の上面には、支持ばね板７の下端部が固定されている。支持ばね板７は鉛直方向に延びており、支持ばね板７の中心線は揺動軸６の中心軸線を通過する。支持ばね板７が試験片ＴＰに作用する垂直方向の荷重を支えることにより、ロードセル１０に曲げモーメントが負荷されずに荷重のみが作用するようになっている。支持ばね板７の上端部が計測スイングアーム８の基端に取り付けられている。計測スイングアーム８の先端は、トーションバー９を介してロードセル１０に取り付けられている。計測スイングアーム８の中間部分に、試験片ＴＰの第１端を固定するための第２保持部８Ａが設けられている。第２保持部８Ａは、第１保持部５Ａと比較すれば無視できる程度の変位しかしない実質的に固定された部材とみなしてもよい。試験片ＴＰが図１に示す中立位置（負荷を受けていない位置）にあるときには、揺動軸６の中心軸線が試験片ＴＰの中心点Ｃを通過する。従って、第１保持部５Ａは、側面視で、中立位置にある試験片ＴＰの中心点Ｃを中心として揺動する部材であるといえる。なお、試験片ＴＰの中心点Ｃとは、周知の形状の平面曲げ試験片（図２、図３も参照）におけるくびれ部（試験部）の長さ方向中央すなわち最小断面位置における、試験片厚さ方向及び幅方向に関する中心点を意味する。
【０００５】
偏芯カム３の偏芯量（すなわち電動モータ２の回転軸２ａとコネクティングロッド４の第１端の枢軸との距離）を変化させることにより、駆動アーム５の揺動角度範囲が変化し、これにより試験片ＴＰに負荷される曲げモーメントを変更することができる。実際に発生している曲げモーメントはロードセル１０の検出値に基づいて算出することができる。また、機台１の側面に沿って電動モータ２を上下方向に移動させて任意の位置で固定することが可能となっており、これによって試験片ＴＰに負荷される平均曲げモーメントを変化させることができる。
【０００６】
この平面曲げ疲労試験機において、偏芯カム３の偏芯量の調節は、以下のようにして行われる。まず、試験機を停止状態として、試験片ＴＰを第１及び第２保持部５Ａ、８Ａにしっかりとねじで固定する。偏芯カム３を固定しているねじを緩めて、所望の曲げモーメントが得られそうな位置にコネクティングロッド４の第１端の枢軸が位置するように偏芯カム３の位置を調整し、再度ねじを締めて偏芯カム３を固定する。この状態で、手動で強制的に偏芯カム３を概ね１回転させ、ロードセル１０により検出される検出値を確認する。この検出値が所望の値となるまで、偏芯カム３の位置の微調整を繰り返し行う。この作業は熟練を要し、非常に面倒である。さらに旧式の試験機においては、計測スイングアーム８が、ロードセル１０の代わりにばねを介して機台１の上面に支持されているものがある。この形式の装置では、計測スイングアーム８の変位量をダイヤルゲージにより測定し、ロードセル１０による荷重検出の代わりとしている。この場合には、一連の調整作業がさらに面倒なものとなる。なお、以下、本明細書において、図１に示す構成を有する平面曲げ疲労試験機を「従来試験機」とも呼ぶこととする。
【０００７】
試験片ＴＰ自体が受ける疲労被害により曲げ剛性が変化する場合、発生する曲げモーメントも変化する可能性がある。この場合には、試験途中で試験機の運転を停止して偏心力ム３の偏心量を再調整することを行わないのであるなら、全疲労寿命に渡っての「曲げモーメント一定試験」はできないということになる。もっとも、試験部（くびれ部）に応力集中部がない平滑試験片の場合には、疲労寿命の大半で曲げ剛性は無視できる程度にしか変化しないので、疲労寿命評価への影響は無視できるものとみなして試験を行っている場合も多い。しかし、厳密なことを言えば、疲労亀裂が発生し進展する過程では曲げ剛性が大きく変化し、従って曲げモーメントは大きく変化してしまうので、全疲労寿命に渡って荷重一定制御試験を行っていることにはならない。
【０００８】
また、試験部に応力集中部がある切欠試験片の場合、応力集中部に疲労寿命の初期から亀裂等の疲労被害が生じてそれが進展してゆくので、試験片の曲げ剛性は変化する。このため、偏心力ム３の偏心量を一定のまま試験を継続したのでは、試験片に与えられる曲げモーメントが変化し（一般に減少する）、正しい疲労寿命の評価はできない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】［http://www.tksnet.co.jp/products/materials05_01.html］株式会社テークスグループのウエブサイト／製品案内／材料試験機／平面曲げ疲労試験機の頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の一つの目的は、試験片に対して従来試験機と同様の負荷を与えることを可能としつつ、試験条件（例えば試験片の変位量、試験片に負荷される荷重等）の調整を、容易に、かつ試験機を停止することなく行うことができる平面曲げ疲労試験機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、板状試験片に平面曲げモーメントを繰り返し負荷することにより疲労試験を行うための平面曲げ疲労試験機において、前記板状試験片の一端を保持する第１保持部と、前記板状試験片の他端を保持する第２保持部と、前記板状試験片に曲げモーメントを与えるために前記第１保持部を変位させるための駆動力を発生させる回転サーボモータと、交互に正転および逆転する回転揺動運動を前記回転サーボモータが行うように、前記回転サーボモータを制御するモータコントローラと、前記回転サーボモータが発生した回転揺動運動を前記第１保持部に伝達して、中立位置にある前記板状試験片の中心を中心とした揺動運動を前記第１保持部に行わせる伝動部材と、を備えた平面曲げ疲労試験機を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、試験片に対して従来試験機と同様の負荷を与えることを可能としつつ、試験条件（例えば試験片の変位量、試験片に負荷される荷重等）の調整を容易に行うことができる。さらに、試験機を停止することなく、試験条件の変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の平面曲げ疲労試験機の構成および動作原理を説明するための概略側面図である。
【図２】本発明による平面曲げ疲労試験機の第１実施形態の構成および動作原理を説明する概略側面図である。
【図３】第１実施形態の変形例を示す概略斜視図である。
【図４】本発明による平面曲げ疲労試験機の第２実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図５】疲労試験中の曲げ剛性変化について説明するための図である。
【図６】第１実施形態による試験機を用いて行った試験結果について説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、添付図面を参照して発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図２は、本発明の第１実施形態に係る平面曲げ試験機の構成を示した概略側面図である。図２において、図１に示した部材と同一の部材には同一符号が付されており、これらの部材の重複説明は省略する。
【００１６】
図２に示す第１実施形態では、電動モータとして、正逆回転可能であってかつ回転軸（駆動軸）を任意の回転位相（回転揺動角）に制御することができるサーボモータ２０が用いられる。サーボモータ２０の動作は、後に詳述するコントローラ１００により制御される。サーボモータ２０の回転軸には、当該回転軸と同心の円盤部材５０が取り付けられており、この円盤部材５０Ｂの中心から、すなわちサーボモータ２０の回転軸から半径方向に所定距離だけ離れた位置に、試験片ＴＰの第１端を固定するための第１保持部５０Ａが設けられている。側面視で、サーボモータ２０の回転軸の回転軸線Ｏは、円盤部材５０の中心、及び試験片ＴＰの中心Ｃと一致している。
【００１７】
上記の構成から明らかなように、図２に示す実施形態の第１保持部５０Ａを、（試験片ＴＰに対する相対位置として）図１の従来試験機の第１保持部５Ａの揺動軸線と全く同じ位置にある揺動軸線周りに揺動させることができる。そして、試験片ＴＰの第２端の保持に関与する試験機の構造（支持ばね板７、計測スイングアーム８、第２保持部８Ａ、トーションバー９、ロードセル１０等）は、従来試験機と全く同一である。すなわち、試験片ＴＰへの負荷形態を、従来試験機と全く同じにすることが構造上可能である。
【００１８】
図３は、図２に示す第１実施形態の変形例を示す斜視図である。図３では、図面の煩雑化の防止のため、計測スイングアーム８の一部および支持ばね板７の表示が省略されている。この変形例においても、試験片ＴＰの第２端の保持に関与する試験機の構造（支持ばね板７、計測スイングアーム８、第２保持部８Ａ、トーションバー９、ロードセル１０等）は、従来試験機と全く同一である。図３に示す変形例においては、機台１上に、ボールベアリング等の軸受け５２を保持する軸受け台５１が堅固に固定されている。軸受け５２は、Ｕ字型の駆動アーム５０Ｂの両端部の揺動軸５３を支持している。従って、駆動アーム５０Ｂは揺動軸５３の中心軸線周りに揺動可能である。サーボモータ２０に近い側にある揺動軸５３は、サーボモータ２０の回転軸２１に相対回転不能に直接結合されている。そして第１保持部５０Ａ’が、揺動軸５３から半径方向に所定距離だけ離れた位置において、駆動アーム５０Ｂに取り付けられている。従って、この変形例においても、サーボモータ２０の回転軸２１を回転揺動させることにより、（試験片ＴＰに対する相対位置として）図１の従来試験機の第１保持部５Ａの揺動軸線と全く同じ位置にある揺動軸線周りに第１保持部５０Ａ’を揺動させることができる。図３に示す変形例において、上記の点以外は、図２に示す実施形態と同じである。
【００１９】
なお、図３に示す変形例では、サーボモータ２０の回転軸２１が駆動アーム５０Ｂの揺動軸５３に直結されていたが、これには限定されない。例えば、サーボモータ２０の回転軸（駆動軸）２１と別の回転軸（従動軸）を設け、両回転軸を伝動機構、例えばタイミングベルト、歯車等により駆動力伝達可能に接続してもよい。この場合は、上記別の回転軸（従動軸）が、駆動アーム５０Ｂの揺動軸５３と同軸に配置され、駆動アーム５０Ｂの揺動軸５３と直結される。
【００２０】
図４は、本発明の第２実施形態に係る平面曲げ試験機の構成を示した概略斜視図である。図４においても、図面の煩雑化の防止のため、計測スイングアーム８の一部および支持ばね板７の表示が省略されている。図４に示す実施形態は、電動モータとして、正逆回転可能であってかつ回転軸（駆動軸）を任意の回転位相（回転揺動角）に制御することができるサーボモータ２０が用いられている点、偏芯カム３の偏芯量の調整機構が省略されている点、電動モータ（この場合サーボモータ２０）の上下方向の位置調整機能が省略されている点を除いて、図１に示す従来試験機と同じである。但し、偏芯カム３の偏芯量の調整機構、電動モータの上下方向の位置調整機能については、試験機により実現しうる曲げモーメント範囲の拡大、並びに、大振幅時及び小振幅時の制御分解能等を考慮して、省略せずに残しても構わない。なお、図４に示す軸受け台５１及び軸受け５２は、図１において図示省略した軸受け台及びベアリング（軸受け）に相当する、揺動軸５３は図１の揺動軸６に相当する。
【００２１】
図４に示す第２実施形態においても、試験片ＴＰへの負荷態様を従来試験機と全く同じにすることができる。図４に示す第２実施形態には、従来試験機を僅かな改良で本発明に係る試験機に改変できるという利点がある。すなわち、従来試験機のモータをサーボモータに変更し、サーボモータを制御する適当なコントローラを設けるだけで本発明に係る試験機に改変することができる。一方、図２及び図３に示す実施形態では、試験機の駆動機構の構成が簡単になること、並びに、試験片の第１端を支持する第１支持部５０Ａとモータの回転軸との間に介在するリンクが少なくなるため、第１支持部５０Ａの動作の制御性が向上することが期待できる。
【００２２】
次に、コントローラ１００について説明する。コントローラ１００は以下のような基本的な制御を行うことができる。
【００２３】
［荷重一定制御（クローズドループフィードバック制御）］
荷重一定制御試験を行う場合は、試験機オペレータがコントローラ１００の図示しないユーザインターフェースを用いて、荷重波形を指定（入力）し、さらに荷重ピーク値（山側ピーク値及び谷側ピーク値）を指定（入力）する。なお、ここで指定される「荷重」とは、ロードセル１０により検出される荷重そのものであってもよく、ロードセル１０により検出される荷重から計算することができる試験片ＴＰに発生している曲げ応力、曲げモーメント等であってもよい。試験中には、ロードセル１０にてリアルタイムで試験片ＴＰに負荷される荷重が検出され、コントローラ１００に送られる。コントローラ１００は、ロードセル１０の検出値と目標値（荷重波形により定義される各時点における目標荷重）との差分に応じて、検出値が目標値に一致するように、サーボモータの回転揺動運動を制御する。なお、従来試験機の荷重波形は正弦波であるため、従来試験機と荷重条件をそろえるためには、荷重波形として正弦波を選択するのがよい。なお、上記のように試験片ＴＰへの負荷をロードセル１０により検出することに代えて、試験片ＴＰに貼り付けた歪みゲージにより検出してもよい。
【００２４】
［変位一定制御（クローズドループフィードバック制御）］
この場合、例えば、サーボモータ２０の回転軸（２１）の回転揺動角度を測定することができるロータリーエンコーダ（図示せず）の検出値に基づいて、コントローラ１００がサーボモータ２０の回転揺動動作を制御する。試験機オペレータがコントローラ１００の図示しないユーザインターフェースを用いて、変位量波形を指定（入力）し、さらに変位量ピーク値（山側ピーク値及び谷側ピーク値）を指定（入力）する。なお、ここで言う「変位量」とは、サーボモータ２０の回転軸の回転揺動角度でもよく、回転揺動角度の関数として表現することができる適当なパラメータ、例えば回転揺動角度に対応する試験片ＴＰの第１端または第１保持部５Ａの変位量であってもよい。試験中には、ロータリーエンコーダによりリアルタイムでサーボモータ２０の回転軸の回転揺動角度が検出され、コントローラ１００に送られる。コントローラ１００は、ロータリーエンコーダの検出値と目標値（変位量波形により定義される各時点における目標変位量）との差分に応じて、検出値が目標値に一致するように、サーボモータの回転揺動運動を制御する。なお、従来試験機の変位量波形も正弦波であるため、従来試験機と荷重条件をそろえるためには、変位量波形として正弦波を選択するのがよい。この変位一定制御を行う場合には、ロータリーエンコーダの検出値を用いることに代えて、試験片ＴＰの第１端若しくは第１保持部５Ａの変位量を直接測定することができる変位計（図示せず）の検出値を用いることもできる。
【００２５】
［オープンループ制御］
上記のようなクローズドループ制御を行うことに代えて、目標とする荷重ピーク値または変位量ピーク値をリミット値として反転動作を行い、サーボモータ２０の運転速度は一定とするオープンループ制御を行うこともできる。この場合、例えば、試験機オペレータがコントローラ１００に目標とする変位量のピーク値（リミット値）を入力する。コントローラ１００は、サーボモータ２０を回転速度一定の速度制御モードで制御し、サーボモータ２０の回転軸の回転揺動角度を測定するロータリーエンコーダ（図示せず）の検出値がリミット値に到達したときに、サーボモータ２０の回転揺動方向を反転させる。リミット値として、例えば、ロードセル１０により検出される荷重を用いることもできる。
【００２６】
上記実施形態によれば、以下の有利な効果を得ることができる。
【００２７】
（１）従来試験機（前述したように、図１に示した形式の平面曲げ疲労試験機を意味する。以下に同じ。）と同様の負荷を試験片に与えることを可能としつつ、制御態様（荷重制御、変位量制御、クローズドループ制御、オープンループ制御）に関わらず、試験条件（例えば試験片の変位量、試験片に負荷される荷重等）の調整に必要な労力を従来試験機と比較して大幅に低減することができる。また、試験機を停止することなく、試験条件の変更を行うことができる。上記実施形態に係る平面曲げ疲労試験機では、試験片ＴＰへの負荷形態を従来試験機と全く同じにすることが構造上可能である。このため、試験機の構成を変更したことに伴い、従来機で採取した過去のデータとのマッチングが取れなくなることはない。
【００２８】
（２）荷重または変位量のピーク値（山側ピーク値及び谷側ピーク値）を個別に設定することができるので、平均荷重（目標曲げモーメント）を調整するために従来試験機に設けられていた電動モータの位置調整機構を省略することが可能となる。もちろん、負荷条件調整の柔軟性を確保するため、電動モータの位置調整機構を残しても構わない。
【００２９】
（３）従来試験機では不可能であった、荷重一定制御試験を行うことができる。従来試験機では、変位一定制御試験のみが可能であった。変位量一定試験を行った場合、平滑な試験片であっても疲労亀裂発生前において試験片の疲労被害による曲げ剛性の変化（材料の硬化・軟化現象）により曲げモーメントは若干ではあるが変化する（図５（ａ）を参照）。また、切り欠き試験片を用いた場合等、疲労亀裂が疲労寿命の早期に発生し、疲労寿命の大半が疲労亀裂の進展に費やされる場合には、試験期間中に曲げ剛性が大きく変化し、従って曲げモーメントは大きく変化してしまう（図５（ｂ）を参照）。これでは、疲労特性試験を計測するのに用いられている荷重一定制御試験ということはできず、さらに厳密にいうなら変位一定制御試験ということもできない。しかしながら、上記実施形態によれば、試験片の曲げ剛性の変化に関係なく、任意の目標波形に応じたクローズドループ荷重制御試験を行うことができる。また、より正確な変位制御試験を実施することもできる。
【００３０】
（４）試験機の運転中に荷重を自在に変更することができるため、応力拡大係数漸減試験を全自動で行うことが可能となる。応力拡大係数漸減試験は公知の試験であるが、これについて簡単に説明しておく。−亀裂が進展する応力拡大係数Ｋ１（荷重（負荷応力σ１））で疲労試験を行った後、亀裂長さａ１を計測し、亀裂が進展していた場合には、亀裂長さａ１を考慮してＫ１よりも応力拡大係数を減少（通常、１０％減少）させた応力拡大係数Ｋ２となるように目標の荷重（負荷応力σ２））を設定して、疲労試験を続行する。最終的に、亀裂がほぼ進展しないとき（通常、ｄａ／ｄｎ＜１０−１０ｍ／サイクルをもって亀裂が進展しないとみなす。）の応力拡大係数を下限界応力拡大係数と決定する。−  この応力拡大係数漸減試験を行う際に、試験片の亀裂長さ計測装置（例えば近接端子直流電位差法による計測装置）を用いて亀裂の進展をリアルタイムでモニタする。亀裂長さ計測装置の計測結果に基づいて、減少させた負荷応力を演算プログラムによって自動的に決定し、この決定された負荷応力が実現されるように、サーボモータ２０の動作を制御する。この操作を亀裂がほぼ進展しないようになるまで、負荷応力を自動的に減少させてゆく。これにより、応力拡大係数漸減試験を全自動で行うことができる。この応力拡大係数漸減試験を従来試験機で行うには多大な労力が必要であったが、本実施形態によれば、労力を劇的に低減することができる。
【００３１】
次に、荷重制御を可能とした平面曲げ疲労試験機の利点について、疲労亀裂進展特性を計測する亀裂進展試験を例にとって具体的に説明する。
【００３２】
試験片としてオーステナイト系ステンレス鋼ＳＵＳ３１６Ｌのキャビテーションピーニングの有（ＣＰ）、無（ＮＰ）を用意し、図２に示す第１実施形態に係る平面曲げ疲労試験機を用いて、荷重制御により疲労亀裂進展特性を調査した。疲労亀裂の長さは、近接端子直流電位差法により測定した。荷重制御による荷重振幅一定疲労試験の結果は、図６のグラフにおいて、白抜き菱形でプロットされたＮＰの亀裂進展速度曲線と、黒塗り菱形でプロットされたＣＰの亀裂進展速度曲線により示される。なお、図６のグラフにおいて、縦軸は「亀裂進展速度ｄａ／ｄＮ（ｍ／サイクル）」、横軸は「応力拡大係数ΔＫ（ＭＰａｍ１／２）」である。この結果は、パリス則に適合した正しい特性を示しているものと判断できる。
【００３３】
比較例として、変位制御による疲労試験を行った。ここでは、図２に示す第１実施形態に係る平面曲げ疲労試験機を用いて変位制御により疲労亀裂進展特性を調査した。すなわち、この比較例は、図１に示す従来の平面曲げ疲労試験機において、試験初期の荷重を偏芯カム３の偏芯量の調整により行った後に一度も偏芯カム３の偏芯量を調整することなく疲労試験を最後まで継続した場合に相当する。図６のグラフにおいて白抜き丸でプロットされたＮＰの亀裂進展速度曲線には、楕円で囲まれたように、亀裂進展速度が一定となる領域がある。これは、変位制御の場合、亀裂進展に伴い応力が減少してしまうことが原因である。すなわち、この結果は、疲労亀裂進展特性として適正ではない。
【００３４】
上記のことからわかるように、本実施形態に係る平面曲げ疲労試験機は、従来試験機と同様の態様で試験片に荷重を負荷することを可能としつつ、亀裂の進展過程が疲労寿命の多くを占める疲労評価試験、並びに亀裂の進展特性を計測する疲労亀裂進展試験において、適正なデータを得ることができるという有利な効果を奏するものである。
【００３５】
なお、周知の通り、従来試験機においては、第１保持部及び第２保持部に捻り試験用のアタッチメントを装着することにより、平面曲げ疲労試験機にて丸棒状試験片の捩り試験を行うこともできたが、本実施形態に係る平面曲げ疲労試験機においても同様の使用が可能なことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３６】
２  サーボモータ
５Ａ、５０Ａ、５０Ａ’  第１保持部
８Ａ  第２保持部
１００  モータコントローラ
３、４、５；５０；５０Ｂ  伝動部材
１０  センサ
【図１】
2014178192.tif 000003
【図２】
2014178192.tif 000004
【図３】
2014178192.tif 000005
【図４】
2014178192.tif 000006
【図５】
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【図６】
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