(57)【要約】【課題】  金属の疲労試験において、き裂の発生およびき裂の進展を検知する。【解決手段】  き裂が発生すると推定される箇所に電線を貼付し、電線の断線を監視することによって、き裂の発生を検知する。疲労試験機による繰返し載荷荷重により、試験体のき裂は開いたり閉じたりするので、最大荷重時の一瞬だけ断線し、それ以外は導通していることが多い。そこで、断線を検知することによって、き裂の発生を検知する。また、き裂発生箇所に複数の独立した電線を貼付し、繰返し載荷を継続することによって、配線が順次断線する時系列変化を記録することによりき裂の進展を把握する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属疲労試験において、金属表面に貼り付けた電線の断線を検知することによって、き裂の発生を検知する装置。
【請求項２】
金属疲労試験において、金属表面に複数の電線を貼り付け、電線が順次断線することを検知することによってき裂の進展を検知する装置。
【請求項３】
き裂の発生を検知する装置において、ノイズと電線の断線を判別するために、ノイズは偶発的であって規則性は無いが、き裂による断線は載荷周期に合わせて周期的に発生することによって、ノイズと断線を判別する装置。
【請求項４】
ノイズが連続して発生する場合、ノイズの連続時間を想定し、断線の検知時間がノイズの想定連続時間以上になったことによって、ノイズと断線を判別する装置。
【請求項５】
ノイズが断続的に発生する場合、断線の検知回数とサンプリング回数の比を任意に設定することによって、ノイズと断線を判別する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、金属の疲労試験におけるき裂の発生およびき裂の進展を検知するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  金属疲労試験では、繰返し載荷によるき裂の発生、さらにき裂が進展していく過程を観察することが一般的に行われている。このうち最も困難な作業は最初のき裂の発生を検知することであり、き裂が発生するまで載荷装置を頻繁に停止させてき裂の発生の有無を検査しなければならない。また、繰返し載荷を継続して、き裂が進展していく過程を記録するためにも、載荷装置を頻繁に停止させて、き裂の進展を観察する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  金属疲労試験でき裂が発生する場合、最初に発生するき裂は最大応力時に一瞬だけ発生し、除荷時はき裂が閉じた状態になる。さらに載荷を続けると発生したき裂は進展し、やがて除荷時でもき裂が開いた状態になり、通常はこの状態でき裂が発見される。このときのき裂は相当な長さに成長していることが多く、本来のき裂発生から遅れて発見されることになる。き裂が最初に発生したとき、載荷装置を停止させて観察を行うためには、き裂の発生を検知することが必要となる。【０００４】  さらに、繰返し載荷を継続してき裂が進展していく過程を記録するためには、き裂の進展を頻繁に観察することが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  き裂が発生すると予想される箇所に電線を貼付し、電線の断線チェックにより、き裂の発生を検知する。疲労試験機による載荷荷重の変動により、試験体のき裂は開いたり閉じたりするので、電線の断線の状況は断続的に変化する。き裂発生初期の状態では、最大荷重時の一瞬だけ断線し、それ以外は導通していることが多く、また、除荷時のき裂は完全に閉じてしまうので、電線も導通状態になり、き裂の発生を特定することが困難な場合が多い。き裂の検知において、き裂を検知したことを特定するために断線を一度検知したとき、記録を行うことが必要であり、ＰＩＣマイコン等を用いることによって、き裂の発生の判定を行うことが可能になる。【０００６】  き裂発生後も繰返し載荷を行ない、き裂の進展の観察を続ける実験では、き裂が進展していく過程を記録することが必要となる。き裂発生箇所に複数の独立した電線を貼付し、繰返し載荷を継続することによって、配線が順次断線する時系列変化を記録することによりき裂の進展を把握することができる。
【発明の効果】
【０００７】  金属疲労試験などでき裂が発生する場合、最初に発生するき裂は最大応力時に一瞬だけ発生し、除荷時はき裂が閉じた状態になるので、試験機を停止させて目視でき裂を発見することは困難である。本発明では、最初に発生するき裂を試験中において検知することが可能であるだけでなく、き裂を探すために試験機を停止させる必要が解消され、き裂を探す労力が軽減される。本発明によれば、最初のき裂を検知した時、載荷装置を停止させてき裂の観察を行うことができる。【０００８】  さらに、繰返し載荷を継続してき裂が進展していく過程を記録するためには、頻繁にき裂の進展を観察することが必要であり、裁荷装置を頻繁に停止させてき裂を観察する作業があり、時間と経費負担が大きいが、本発明によれば載荷装置を停止させることなく、疲労試験を継続中においてもき裂の進展を記録することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】金属疲労試験において、金属表面に貼り付けた電線の断線を検知することによって、き裂の発生を検知する装置。
【図２】金属疲労試験において、き裂発生位置に複数の独立した電線を貼り付け、電線が順次断線することを記録することによりき裂の進展を検知する装置。
【図３】ノイズは偶発的であって規則性は無いが、き裂による断線は載荷周期に合わせて周期的に発生することによって、ノイズと断線を判別する。
【図４】ノイズが連続的に発生する場合、断線の検知時間がノイズの想定時間以上になったことによって、ノイズと断線を判別する。
【図５】ノイズが断続的に発生する場合、断線の検知回数とサンプリング回数の比を任意に設定することによって、ノイズと断線を判別する。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１０】  き裂の発生を検知するために、電線の断線検知を行い、断線を検知したとき、断線検知信号を発信する。この信号により、繰返し載荷装置を停止し、き裂の観察を行う。このとき、断線した電線はＬＥＤの点灯により特定することが可能である。さらに、既に断線した電線を断線検知対象から除外して、残りの配線を対象に断線検知を継続することができる。
【実施例２】
【００１１】  き裂発生後も繰返し載荷を行ない、き裂の進展の観察を続ける実験では、き裂が進展していく状況を記録することが必要となる。き裂発生位置に複数の独立した電線を貼付し、繰返し載荷を継続して電線が順次断線する時系列変化を記録することによりき裂の進展を把握することが可能となる。
【実施例３】
【００１２】  き裂発生検知装置にノイズによる信号が加わり、断線と誤判定する状況に対処するため、ノイズは偶発的であり周期性は無いが、き裂による断線は載荷周期に合わせて周期的であるので、この条件を判定方法に採用することにより、ノイズと断線を判別することができる。【００１３】  たとえば、載荷周波数を３Ｈｚ、最小判定時間０．３３３秒間（３Ｈｚ＝周期０．３３３秒）で断線チェックを行い、１回でも断線を検知したとき、その最小判定時間内の断線と判定する。さらに次の０．３３３秒間に断線チェックを行い、判定を続ける。判定結果は、０．３３３秒毎に更新されるため、繰り返し載荷を続けている限り、断線は継続して検知される。たとえば、断線の検知を３回繰り返して３回すべてで断線を検知したときに、き裂発生による断線と判定する。【００１４】  ノイズによっても断線検知の信号がでる場合があるが、判定結果は０．３３３秒毎に更新されるため、一時的なノイズによって誤判定することは無い。
【実施例４】
【００１５】  ノイズが連続して発生する場合、断線の検知時間がノイズの想定連続時間以上になったときに、き裂の発生と判定する。【００１６】  たとえば、載荷周波数を３Ｈｚ、ノイズの想定連続時間を０．５秒と仮定すると、判定時間０．３３３秒間（３Ｈｚ＝周期０．３３３秒）で断線チェックを行い、継続して４回（０．３３３＊４＝１．３３２秒間）断線があったときはノイズの想定連続時間０．５秒を超えて断線を検知したので、き裂の発生と判定する。なお、この例では判定時間と載荷周期を一致させたが、判定時間を任意に設定することもできる。
【実施例５】
【００１７】  ノイズが断続的に発生する場合、サンプリング回数と断線の検知回数の比を任意に設定することによって、断線の発生とノイズを判別する装置。【００１８】判定時間が載荷周期に比較して短い場合、たとえば、載荷周期が１．０秒（周波数１Ｈｚ）、判定時間０．３３３秒間（周波数３Ｈｚ）の場合、判定時間内に断線を検知したとき、これを６回繰り返して２回以上断線と判定した場合に、き裂の発生と判定する。この場合は、載荷周期と判定時間の関係で、断線があっても３回に１回、すなわち、６回に２回検知されるが、断線していない時にノイズが６回に対して１回発生する場合はき裂の発生と判定されないので、誤判定にならない。判定回数を加減することによって、ノイズと断線を判別することができる。
【符号の説明】
【００１９】１  試験片
２  電線
３  き裂発生検知装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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