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JPS5831539B2 - Tsukarekiyoudonosokuteisouchi - Google Patents
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JPS5831539B2 - Tsukarekiyoudonosokuteisouchi - Google Patents

Tsukarekiyoudonosokuteisouchi

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Publication number
JPS5831539B2
JPS5831539B2 JP12941474A JP12941474A JPS5831539B2 JP S5831539 B2 JPS5831539 B2 JP S5831539B2 JP 12941474 A JP12941474 A JP 12941474A JP 12941474 A JP12941474 A JP 12941474A JP S5831539 B2 JPS5831539 B2 JP S5831539B2
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JP
Japan
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test piece
circuit
output
electromagnet
sql
Prior art date
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JP12941474A
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Japanese (ja)
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JPS5155288A (en
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昌一 国枝
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は疲れ強度の測定装置、特に適宜の弾性力を保有
する試験片を対象として、その試験片がくり返しの曲げ
応力等に対してどれだけの疲れ強度をもっているかを測
定する装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a fatigue strength measuring device, in particular, a test piece that has an appropriate elastic force, and measures how much fatigue strength the test piece has against repeated bending stress, etc. This relates to a measuring device.

従来一般の例えば金属線材や薄板等の適宜の弾性力を保
有する試験片は、その試験片単独の状態でも、又、その
試験片に他の重量付加物が組合わされた状態でも、その
弾性力に関係していわゆる自由振動を行うことができ、
しかも、その振動によってはその試験片にくり返しの曲
げ応力(曲げ振動のとき)やねじり応力(ねじり振動の
とき)を発生することから、その自由振動を何らかの適
当な制御系のもとに維持すれば、これによって、前記試
験片に対し一定の値のくり返しの応力を極く簡単に、し
かも規則的に発生させることができるが、本発明は、こ
れを更に改良発展させて、特に、前記の自由振動を維持
するための制御系にあって、その装置の対象とする試験
片に最も効果的で効率のよい振動の維持作用を発揮でき
るように構成したものである。
Conventional test pieces, such as metal wires and thin plates, which have a suitable elastic force, have a certain elasticity even when they are alone or when other weighted objects are combined with them. It is possible to perform so-called free vibration in relation to
Moreover, depending on the vibration, repeated bending stress (in the case of bending vibration) or torsional stress (in the case of torsional vibration) is generated in the test piece, so it is necessary to maintain the free vibration under some suitable control system. For example, this makes it possible to generate repetitive stress of a constant value on the test piece very easily and regularly, but the present invention further improves and develops this, and in particular, the above-mentioned method. This is a control system for maintaining free vibration, and is constructed so that it can exert the most effective and efficient vibration sustaining action on the test piece targeted by the device.

以下に本発明を具体化した一実施例を説明するに、第1
図において、1は試験片で、例えば細長の金属線材や薄
帯状の金属板等を対象とするものであるが、ここでは、
手編機用編針の粗材となる断面略小判形の鋼線材が取上
げられている。
An example embodying the present invention will be described below.
In the figure, 1 is a test piece, for example, a long and thin metal wire or a thin strip-shaped metal plate.
A steel wire rod with a roughly oval cross section that is used as raw material for knitting needles for hand knitting machines is featured.

2は前記試験片1と共に振動系を構成する一個の重量付
加物で、強磁性を有する例えば鉄材によってつくられる
Reference numeral 2 denotes a weighted addition that constitutes a vibration system together with the test piece 1, and is made of a ferromagnetic material, for example, iron.

この重量付加物2は、その中心部に備えた挿通孔3内に
前記試験片1を挿通し、かつ締ねじ4を操作することに
よって、その試験片1の下端部に堅く固定される。
The weighted material 2 is firmly fixed to the lower end of the test piece 1 by inserting the test piece 1 into the insertion hole 3 provided at its center and operating the tightening screw 4.

5は測定装置の枠体で、その前面に一個の強固なL彫金
具6が、一対の取付ねじ7によって取付けられる。
Reference numeral 5 denotes a frame body of the measuring device, and a strong L-engraved metal fitting 6 is attached to the front surface of the frame body with a pair of mounting screws 7.

8はそのL彫金具6と共に試験片支持装置を構成する比
較的厚手の支持板で、この支持板8は、その上方の肉厚
部8aが前記り彫金具6に対して片持ち式に固定されて
いるために、その下方の折曲端部分8bが撓曲し易いと
は言えないまでもわずかながらに撓曲可能とされる。
Reference numeral 8 denotes a relatively thick support plate which constitutes a test piece support device together with the L-carved metal fitting 6, and the upper thick portion 8a of this support plate 8 is fixed to the carved metal fitting 6 in a cantilevered manner. Because of this, the lower bent end portion 8b can be bent slightly, although it cannot be said that it is easy to bend.

この支持板8には、その下端部分8bに前記試験片1の
上端部を挿嵌する凹溝9が上下に細長く設けられると共
に、その凹溝9に挿嵌した前記試験片1をその溝9内に
堅く固定するための挾持用締付具10が取付けられてい
る。
This support plate 8 is provided with a vertically elongated groove 9 in which the upper end of the test piece 1 is inserted in its lower end portion 8b, and the test piece 1 inserted into the groove 9 is inserted into the groove 9. A clamping fastener 10 is fitted for a firm fixation within.

この締付具10は、例えば第3図及び第4図に示される
如き形状の他の締付具20と交換すれば、これによって
、薄帯状の金属板等の試験片1をも、その板厚の変化に
応じて前記支持板8の下端に堅固に取付けることができ
る。
If this fastener 10 is replaced with another fastener 20 having the shape shown in FIGS. 3 and 4, for example, the test piece 1, such as a thin strip-shaped metal plate, can be attached to that plate. It can be firmly attached to the lower end of the support plate 8 according to the change in thickness.

そして、他の重量付加物2についても、そのときどきの
試験片1に適合したものを選べば、これによって、巾広
い測定が可能となる。
As for the other weight additions 2, if one is selected that is suitable for the test piece 1 at that time, a wide range of measurements can be made.

本実施例において、前記試験片1と重量付加物2とから
なる振動系が自由振動を行ったときに、その自由振動を
維持するに必要な助勢力を発生する装置は、前記振動系
の特に重量付加物2に対応して取付けられた電磁石SQ
Lによって構成されると共に、この電磁石SQLが、第
5図に電気回路のブロックダイヤグラムで示される制御
装置の動作(第6図はその動作波形図を示す)によって
断続的に駆動される。
In this embodiment, when the vibration system consisting of the test piece 1 and the weighted object 2 performs free vibration, the device that generates the assisting force necessary to maintain the free vibration is a Electromagnet SQ installed corresponding to weight addition 2
This electromagnet SQL is intermittently driven by the operation of the control device shown in the block diagram of the electrical circuit in FIG. 5 (FIG. 6 shows its operation waveform diagram).

即ち、前記の制御装置は、およそ前記振動系が電磁石S
QLから最も離隔する直前より、最も接近する直前まで
の半サイクルの間(第7図参照)だけに、前記電磁石S
OLを駆動するものであり、これを更に各回路別に詳述
すると、第5図左方において示されるDETは検出回路
であり、具体的には前記支持板8の肉厚変化付近に取付
けられ、その部分の撓曲型を検出するためのブリッジ型
ストレインゲージSGとそのストレインゲージSGから
の出力を増巾するための増巾器AMP1とから構成され
ている。
That is, in the control device, the vibration system is approximately connected to the electromagnet S.
The electromagnet S
It drives the OL, and to further explain each circuit in detail, the DET shown on the left side of FIG. 5 is a detection circuit, and specifically, it is installed near the thickness change of the support plate 8, It is composed of a bridge type strain gauge SG for detecting the bending type of the part and an amplifier AMP1 for amplifying the output from the strain gauge SG.

尚、このストレインゲージSGからは直流アンバランス
分の出力を取出すのが一般的であるが、安定性、S/N
比改善の目的で交流チョッパ一方式により交流アンバラ
ンス分を出力として取出すこともできる。
In addition, although it is common to extract the output for DC unbalance from this strain gauge SG, stability and S/N
For the purpose of improving the ratio, it is also possible to extract the AC unbalanced amount as output using one type of AC chopper.

COMは検出回路DETからの検出出力の大きさを基準
レベルと比較するための比較回路であり、増巾器AMP
2とその出力の波高値を記憶するためのダイオードD1
. コンデンサC1とからなる半波整流回路と、この
コンデンサC1の端子電圧と基準レベルとの比較を行う
比較器DEFI及びこの基準レベルを設定するための可
変抵抗VRI並びにコンデンサC1に並列接続されたト
ランジスタTRIとより構成されている。
COM is a comparison circuit for comparing the magnitude of the detection output from the detection circuit DET with a reference level, and the amplifier AMP
2 and a diode D1 for storing the peak value of its output.
.. A half-wave rectifier circuit consisting of a capacitor C1, a comparator DEFI that compares the terminal voltage of this capacitor C1 with a reference level, a variable resistor VRI for setting this reference level, and a transistor TRI connected in parallel to the capacitor C1. It is composed of.

DRVは、前記の試験片1を含む振動系に対してその自
由振動を維持するための助勢力を与える助勢力付与用の
電磁石SQLを7駆動するための駆動回路であり、比較
回路COMの出力を増巾する増巾器AMP3とその出力
端と電磁石SQLとの間に直列接続されたゲート用のト
ランジスタTR2とそのトランジスタのベースと接地間
に接続されたトランジスタTR3とより構成されている
DRV is a drive circuit for driving an electromagnet SQL 7 for applying an auxiliary force that applies an auxiliary force to the vibration system including the test piece 1 to maintain its free vibration, and the output of the comparison circuit COM is It is composed of an amplifier AMP3 for amplifying the signal, a gate transistor TR2 connected in series between the output terminal of the amplifier AMP3 and the electromagnet SQL, and a transistor TR3 connected between the base of the transistor TR2 and the ground.

これらのトランジスタTR2、TR3のベースは後述す
る駆動期間設定回路GTEの出力により制御され、トラ
ンジスタTR2に増巾器AMP3による電磁石SQLの
駆動期間を制限するゲート作用を行わせている。
The bases of these transistors TR2 and TR3 are controlled by the output of a drive period setting circuit GTE to be described later, causing the transistor TR2 to perform a gate function to limit the drive period of the electromagnet SQL by the amplifier AMP3.

、駆動期間設定回路GTEは、検出回路DETからの検
出出力を可変抵抗VR2によって設定された基準レベル
と比較する比較器DEF2と、その比較出力によりトリ
ガーされる単安定マルチバイブレークMM1と、そのマ
ルチバイブレーク出力によりトリガーされる単安定マル
チバイブレークMM2と、このマルチバイブレータMM
2の出力に同期して鋸歯状波信号を発生する鋸歯状波発
振器STと、この発振器STからの鋸歯状波信号の波高
値を記憶するためのコンデンサC2と、このコンデンサ
C2への記憶を単安定マルチバイブレークMM1の出力
に同期して行うための発振器STとコンデンサC2との
間に挿入接続されたトランジスタTR4と、このコンデ
ンサC2の端子電圧が増巾器AMP4を介して与えられ
る2個の可変抵抗VR3、VH2と、これらの可変抵抗
VR3、VH2によって夫々設定された基準レベルと発
振器STの出力とを夫々比較する比較器DEF3 、D
EF4と、両比較器DEF3.DEF4の夫々の比較出
力によってトリガーされる単安定マルチバイブレークM
M3.MM4と、両マルチバイブレークMM3.MM4
の各出力により夫々セット及びリセットされるフリップ
フロップFFと、可変抵抗VR5によって設定された基
準レベルと発振器STの出力とを比較する比較器DEF
5と、その比較出力を増巾して警報用のブザ゛−BLを
付勢する増巾器AMP5とより構成されている。
, the drive period setting circuit GTE includes a comparator DEF2 that compares the detection output from the detection circuit DET with a reference level set by a variable resistor VR2, a monostable multi-by break MM1 triggered by the comparison output, and a monostable multi-by break MM1 that is triggered by the comparison output. A monostable multivibrator MM2 triggered by the output and this multivibrator MM
2, a capacitor C2 for storing the peak value of the sawtooth signal from the oscillator ST, and a capacitor C2 for storing the peak value of the sawtooth signal from the oscillator ST. A transistor TR4 is inserted and connected between an oscillator ST and a capacitor C2 to synchronize with the output of the stable multi-by-break MM1, and two variable transistors whose terminal voltage is applied via an amplifier AMP4. Comparators DEF3 and D that compare the output of the oscillator ST with the reference level set by the resistors VR3 and VH2 and the variable resistors VR3 and VH2, respectively.
EF4 and both comparators DEF3. Monostable multi-bi break M triggered by respective comparison output of DEF4
M3. MM4 and both multi-by-break MM3. MM4
a flip-flop FF that is set and reset by each output, and a comparator DEF that compares the output of the oscillator ST with the reference level set by the variable resistor VR5.
5, and an amplifier AMP5 which amplifies the comparative output and energizes the alarm buzzer BL.

尚、単安定マルチバイブレークMM3の出力は比較回路
COMのトランジスタTR1のベースへ、フリップフロ
ップFFの出力は、駆動回路DRVのトランジスタTR
2のベースへ増巾器AMP5の出力はトランジスタTR
3のベースへ夫々供給される。
The output of the monostable multi-bibreak MM3 goes to the base of the transistor TR1 of the comparator circuit COM, and the output of the flip-flop FF goes to the base of the transistor TR of the drive circuit DRV.
The output of amplifier AMP5 to the base of transistor TR
3 bases respectively.

第5同左下方において示されるINDは、振動系のくり
返しの振動回数を計数表示するための表示装置であり、
可変抵抗VR6により設定された基準レベルと検出回路
DETの検出出力とを比較する比較器DEF6と、その
出力によりトリガーされる単安定マルチバイブレークM
M5と、このパイブレーク出力が増巾器AMP6を介し
て供給される電磁カウンタCNTとより構成されている
IND shown in the lower left of the fifth figure is a display device for counting and displaying the number of repeated vibrations of the vibration system,
A comparator DEF6 that compares the reference level set by the variable resistor VR6 and the detection output of the detection circuit DET, and a monostable multi-bi break M triggered by the output of the comparator DEF6.
M5 and an electromagnetic counter CNT to which the pie break output is supplied via an amplifier AMP6.

上記構成において、例えば前記試験片1を第1図の状態
に取付けてから、その試験片1並びに重量付加物2から
なる振動系を、垂下状態のままに停止させておけば、こ
れによって前記ストレインゲージSGには伺らの歪信号
も検出されず、従って、前記駆動期間設定回路GTEに
対し何らの信号も送られないままとなる。
In the above configuration, for example, if the test piece 1 is mounted in the state shown in FIG. 1 and the vibration system consisting of the test piece 1 and the weighted object 2 is stopped in a hanging state, this will cause the strain to increase. No distortion signal is detected in the gauge SG, and therefore no signal is sent to the driving period setting circuit GTE.

よって、前記電磁石SQLが駆動されることがない。Therefore, the electromagnet SQL is not driven.

そこで、前記試験片1の疲れ強度を測定する場合には、
前記振動系を第1図矢線方向のいずれか一方向に押圧し
かつその押圧を急激に解除すればよい。
Therefore, when measuring the fatigue strength of the test piece 1,
It is sufficient to press the vibration system in any one of the arrow directions in FIG. 1 and then suddenly release the pressure.

これによって、その振動系は、前記試験片1自体に弾性
力を保有するために、その振動系に固有の周波数をもっ
て、即ち、前記試験片1に保有する弾性力に基因するば
ね定数と、その振動系全体の質量とによって決定される
固有の周波数をもって自由振動を開始する。
As a result, since the test piece 1 itself has an elastic force, the vibration system has a unique frequency, that is, a spring constant based on the elastic force held in the test piece 1, and a spring constant based on the elastic force held in the test piece 1. Free vibration begins with a natural frequency determined by the mass of the entire vibrating system.

このとき、その振動系を支持した前記支持板8は、その
支持板8が比較的厚手の撓曲し難い材質からなるとはい
っても、その支持板8の枠体5に対する片持ち式の支持
のために、その振動方向と同方向に撓曲傾向が与えられ
、これによってわずかながらも、撓曲束が発生する。
At this time, although the support plate 8 that supported the vibration system is made of a relatively thick material that is difficult to bend, the support plate 8 is supported in a cantilever manner with respect to the frame 5. Therefore, a bending tendency is given in the same direction as the vibration direction, and as a result, a bending bundle is generated, albeit slightly.

しかも、その支持板8は、例えば右方向へ振動する振動
系によって同じく右方向への撓曲傾向が与えられ、又、
左方向に振動する振動系によって同じく左方向への撓曲
傾向が与えられるので、その振動系に固有の周波数と同
じ周波数で撓曲束が発生する。
Moreover, the support plate 8 is given the same tendency to bend to the right by, for example, a vibration system that vibrates to the right, and
Since a leftwardly vibrating oscillating system also imparts a leftward bending tendency, a bending bundle is generated at the same frequency as that inherent to the oscillating system.

従って、その撓曲のために前記支持板8の肉厚変化付近
の部分に発生する歪は、前記振動系に固有の周波数でし
かもその振動振幅の大小に応じて変化する。
Therefore, the strain generated in the portion of the support plate 8 near the thickness change due to the bending is a frequency specific to the vibration system and changes depending on the magnitude of the vibration amplitude.

即ち、前記振動系の振動のために生ずる試験片1のくり
返しの曲げ応力は、その振動振幅の大小に関係し、しか
もその周期に関係して生ずるものであるから、これによ
って、前記支持板8の歪が前記試験片1のくり返しの曲
げ応力の変化を表わすこととなる。
That is, the repeated bending stress of the test piece 1 caused by the vibration of the vibration system is related to the magnitude of the vibration amplitude, and is also caused in relation to its period. The strain represents the change in the repeated bending stress of the test piece 1.

この支持板8の歪は、前記ストレインゲージSGによっ
て直ちに電気的な検出信号■(第6図参照)として検出
され、もしその信号レベルが前記駆動期間設定回路GT
Eを動作するに必要なレベル以上であれば、その設定回
路GTEが動作して前記電磁石SQLが駆動される。
This distortion of the support plate 8 is immediately detected by the strain gauge SG as an electrical detection signal (see FIG. 6), and if the signal level is higher than that of the drive period setting circuit GT.
If the level is higher than the level required to operate E, the setting circuit GTE operates and the electromagnet SQL is driven.

即ち、検出信号■が駆動期間設定回路GTEの比較器D
EF2に入力されると、ここで基準レベルと比較されて
一定レベル以上の検出信号■に対してパルス信号[F]
が出力される。
That is, the detection signal ■ is detected by the comparator D of the drive period setting circuit GTE.
When input to EF2, it is compared with the reference level and a pulse signal [F] is generated for the detection signal ■ above a certain level.
is output.

このパルス信号[F]は単安定マルチバイブレークMM
Iを介してパルス信号[F]に変換され、更に次の単安
定マルチバイブレークMM2を介してパルス信号0が得
られる。
This pulse signal [F] is a monostable multi-bibreak MM
It is converted into a pulse signal [F] via I, and a pulse signal 0 is obtained via the next monostable multi-by-break MM2.

これらの信号[F]、[F]、■はともに検出信号■の
一サイクル中に一個の割で得られる。
These signals [F], [F], and (2) are all obtained once during one cycle of the detection signal (2).

次に、信号0によりトリガーされて鋸歯状波発振器ST
からは鋸歯状波信号[F]が出力される。
Then, triggered by the signal 0, the sawtooth oscillator ST
A sawtooth wave signal [F] is output from.

この信号0の立上り勾配は一定であるので、パルス信号
■のインターバル、即ち検出信号■の繰返し周波数が低
いほど信号0の波高値は高くなる。
Since the rising slope of this signal 0 is constant, the lower the interval of the pulse signal (2), that is, the repetition frequency of the detection signal (2), the higher the peak value of the signal 0 becomes.

この鋸歯状波信号0の波高値はパルス信号[F]によっ
て開閉されるトランジスタTR4を介してコンデンサC
2に記憶され、その電圧レベルは増巾器AMP4を介し
て直流信号■として可変抵抗VR3゜VH2に夫々印加
される。
The peak value of this sawtooth wave signal 0 is transferred to the capacitor C via the transistor TR4 which is opened and closed by the pulse signal [F].
2, and the voltage level is applied as a DC signal (2) to variable resistors VR3 and VH2, respectively, via an amplifier AMP4.

これらの可変抵抗VR3、VH2は、鋸歯状波信号0の
波高値を分割するためのものであり、これらの可変抵抗
VR3、VH2の夫々によって設定された分圧レベルと
鋸歯状波信号[F]とを比較することにより、夫々に比
較出力■、(Dが得られる。
These variable resistors VR3 and VH2 are for dividing the peak value of the sawtooth wave signal 0, and the division voltage level set by these variable resistors VR3 and VH2, respectively, and the sawtooth wave signal [F] By comparing these, the comparative outputs ■ and (D are obtained, respectively.

これらの出力■、■は夫々単安定マルチバイブレークM
M3.MM4によって波形変換されて、パルス信号■、
Oとなり、フリップフロップFFのセット、リセットの
トリガ一端子に夫々入力される。
These outputs ■ and ■ are monostable multi-by-break M
M3. The waveform is converted by MM4, and the pulse signal ■,
0, and is input to the set and reset trigger terminals of the flip-flop FF, respectively.

これらのパルス信号■、■は鋸歯状波信号0と夫々の可
変抵抗VR3,VR4によって設定された直流レベルと
が一致した時点を表わすものであり、鋸歯状波信号[F
]の一サイクル中の特定の時点が設定できる。
These pulse signals ■ and ■ represent the point in time when the sawtooth wave signal 0 and the DC level set by the respective variable resistors VR3 and VR4 match, and the sawtooth wave signal [F
] can be set at a specific point in one cycle.

そこで、−サイクルを360°とすると、その角度を特
定することができ、本実施例では可変抵抗vR3が18
0°〜3600用、可変抵抗VR4が00〜180°用
に夫々設計されている。
Therefore, if the -cycle is set to 360 degrees, the angle can be specified, and in this example, the variable resistance vR3 is 18
The variable resistor VR4 is designed for 0° to 3600°, and the variable resistor VR4 is designed for 00° to 180°.

従って、鋸歯状波信号0の繰返し周期が長くなればその
信号0の波高値も高くなるが、可変抵抗VR3、VH2
によって設定される分圧レベルも上昇するので、信号0
の一サイクル中の設定角度は変らない。
Therefore, as the repetition period of the sawtooth wave signal 0 becomes longer, the peak value of the signal 0 also becomes higher, but the variable resistors VR3 and VH2
Since the partial pressure level set by also increases, the signal 0
The set angle during one cycle does not change.

また、これらのパルス信号■、Qによってトリガ゛−さ
れたフリップフロップFFからはセット出力[相]が得
られ、この出力■が前記の駆動回路DRVのゲート用の
トランジスタTR2のベースに入力され、そのエミッタ
に接続された前記の電磁石SQLをフリップフロップF
Fからのセット出力[相]が存在する間だけ駆動可能と
する。
Further, a set output [phase] is obtained from the flip-flop FF triggered by these pulse signals (1) and (Q), and this output (2) is input to the base of the transistor TR2 for the gate of the drive circuit DRV, The above electromagnet SQL connected to its emitter is connected to the flip-flop F
It is possible to drive only while the set output [phase] from F is present.

この駆動期間は、可変抵抗VR3、VH2によって設定
された分圧レベルによって左右される。
This drive period is influenced by the voltage division level set by variable resistors VR3 and VH2.

従って、その分圧レベルを振動系の自由振動の維持に最
適な値に設定することにより、たとえ、繰返し周波数が
変化しても−サイクル中の電磁石SQLの駆動期間を一
定に維持できる。
Therefore, by setting the partial pressure level to an optimum value for maintaining free vibration of the vibration system, the driving period of the electromagnet SQL during the -cycle can be maintained constant even if the repetition frequency changes.

本実施例においては、この特定の駆動期間を、およそ前
記振動系が電磁石SQLから最も離隔する直前より、最
も接近する直前までの半サイクルの間に設定することで
、その電磁石SQLのヒステリシス等を考慮した最も有
効な助勢力の発生を可能とするが、その具体的な可変抵
抗VR3゜VH2の調整は、それら抵抗VR3、VH2
を実験的にいろいろ操作すれば、これによって、極く簡
単に求めることができる。
In this embodiment, this specific drive period is set for approximately a half cycle from just before the vibration system is farthest from the electromagnet SQL to just before it approaches the electromagnet SQL, thereby reducing the hysteresis, etc. of the electromagnet SQL. It is possible to generate the most effective auxiliary force under consideration, but the specific adjustment of variable resistance VR3°VH2 is
can be obtained very easily by experimentally manipulating it in various ways.

一方、比較回路GCMにも入力された検出信号■は、そ
の回路COMのダイフードD1及びコンデンサC1とに
よりその波高値に相当する直流信号[F]に変換される
On the other hand, the detection signal (2) which is also input to the comparator circuit GCM is converted into a DC signal [F] corresponding to its peak value by the die hood D1 and capacitor C1 of the circuit COM.

この直流信号■のレベルは検出信号■の各サイクル毎の
波高値に対応し、検出信号■の振巾が大きくなれば、こ
の信号■もレベルは高くなる。
The level of this DC signal (2) corresponds to the peak value of each cycle of the detection signal (2), and as the amplitude of the detection signal (2) increases, the level of this signal (2) also increases.

この直流信号[F]は比較器DEF 1でモーメント設
定用の可変抵抗VRIによって設定された基準直流レベ
ルと比較され、そのレベルに対して補足的な比較出力■
が得られる。
This DC signal [F] is compared with the reference DC level set by the moment setting variable resistor VRI by the comparator DEF 1, and a supplementary comparison output with respect to that level is output.
is obtained.

即ち、基準直流レベルに対して直流信号[F]のレベル
が不足している分の出力が得られる。
That is, an output corresponding to the level of the DC signal [F] that is insufficient with respect to the reference DC level is obtained.

しかも、前記の直流信号■は、トランジスタTRIのペ
ースに対して前記駆動期間設定回路GTEからのパルス
信号■が加わる毎に、即ち検出信号■の一サイクル毎に
、新たな検出信号■に応答したレベルの直流信号■に置
き換えられるので、その検出信号■のレベル変化に直ち
に応答した補足的な比較出力0が得られる。
Moreover, the DC signal (2) responds to a new detection signal (2) every time the pulse signal (2) from the driving period setting circuit GTE is added to the pace of the transistor TRI, that is, every cycle of the detection signal (2). Since the detection signal (2) is replaced by the level DC signal (2), a supplementary comparison output 0 is obtained that immediately responds to the level change of the detection signal (2).

以上によって、比較回路COMからの比較出力0が、前
記の駆動期間設定回路GTEによって断続されたところ
の駆動出力0は、例えば、予め設定した可変抵抗VR1
の基準値に対してストレインゲージSGからの歪直流信
号■が余りに小さい場合には、大きな出力が得られるし
、又、その歪信号が余り小さくない場合には、小さな出
力が得られる。
As described above, the drive output 0 where the comparison output 0 from the comparison circuit COM is intermittent by the drive period setting circuit GTE is, for example, the preset variable resistor VR1.
If the strain DC signal (2) from the strain gauge SG is too small with respect to the reference value, a large output will be obtained, and if the strain signal is not too small, a small output will be obtained.

これによって、もし電磁石SQLの磁力が強く発生すれ
ば、その発生磁力によって前記振動系の特に重量付加物
2を強く吸引することとなるので、その振動系全体の振
幅が大きくなる。
As a result, if a strong magnetic force is generated by the electromagnet SQL, the generated magnetic force will strongly attract the weighted object 2 in the vibrating system, thereby increasing the amplitude of the vibrating system as a whole.

すると、その振動のために生ずる前記支持板8の歪も、
当然に大きくなって、今度は前記電磁石SQLに小さな
出力が加えられ、これによって、その発生磁力も弱くな
る。
Then, the distortion of the support plate 8 caused by the vibration also becomes
Naturally, it becomes larger, and a small output is now applied to the electromagnet SQL, thereby weakening the generated magnetic force.

これらの制御動作によって、前記振動系力相由振動を続
けるとき、その振動の減衰に応じた助勢力が前記電磁石
SQLによって順次与えられると、前記振動系が成る一
定のレベルで振動すると共に、前記支持板8の歪が、略
一定の値に維持されるようになり、そしてその値の大小
は、前記可変抵抗VRIの基準値によって決定される。
By these control operations, when the vibration system continues to vibrate due to force, when the electromagnet SQL sequentially applies a supporting force corresponding to the attenuation of the vibration, the vibration system vibrates at a certain level, and the vibration system vibrates at a certain level. The strain of the support plate 8 is maintained at a substantially constant value, and the magnitude of this value is determined by the reference value of the variable resistor VRI.

この支持板8の歪が略一定の値に維持されることは、と
りもなおさず、前記試験片1に略一定の値の曲げ応力を
くり返し発生させていることであり、これによって、疲
れ強度を測定することができる。
The fact that the strain of the support plate 8 is maintained at a substantially constant value is that a bending stress of a substantially constant value is repeatedly generated in the test piece 1, thereby increasing the fatigue strength. can be measured.

又、前記支持板8の歪の値の大小を変化させること、即
ち、可変抵抗VRIの基準値を変更することは、前記振
動系の振動振幅の大小を変化させることで、これにより
、前記試験片1には、大きな値や小さい値の曲げ応力を
くり返し発生させることができる。
Further, changing the magnitude of the strain value of the support plate 8, that is, changing the reference value of the variable resistor VRI, means changing the magnitude of the vibration amplitude of the vibration system. Large and small bending stresses can be repeatedly generated in the piece 1.

このようにして、くり返しの曲げ応力が発生する前記試
験片1は、その曲げ応力値が成る一定以上になるといわ
ゆる疲れ破壊を起こすことがあり、この破壊が生じるま
でのくり返しの振動回数が重要な資料となる。
In this way, the test piece 1, which is subject to repeated bending stress, may undergo so-called fatigue failure when the bending stress value exceeds a certain value, and the number of repeated vibrations before this failure occurs is important. It becomes a material.

このために、前記の表示装置INDの電磁カウンタCN
Tは、検出出力■を、比較器DEF6、単安定マルチバ
イブレークMM5、増巾器AMP6を介して供給するこ
とによって駆動され、計数表示を行っている。
For this purpose, the electromagnetic counter CN of the display device IND
T is driven by supplying the detection output ■ via the comparator DEF6, the monostable multi-by-break MM5, and the amplifier AMP6, and performs counting display.

ときに、前記試験片1に疲れ破壊が生じたり等して、前
記振動系の自由振動が停止した場合には、前記の鋸歯状
波信号0のレベルがどんどん上昇し、可変抵抗VR5に
より設定された基準レベルより高くなると比較器DEF
5、増巾器AMP5を介して比較出力[F]が生じ、警
報用のブザーBLを付勢するとともに駆動回路DRVの
トランジスタTR3のベースへ入力され、ゲート用のト
ランジスタTR2へのベース入力を短絡し、トランジス
タTR2を完全に遮断する。
Sometimes, when the free vibration of the vibration system stops due to fatigue failure occurring in the test piece 1, etc., the level of the sawtooth wave signal 0 increases rapidly, and the level of the sawtooth wave signal 0 rises rapidly. When the level becomes higher than the reference level, the comparator DEF
5. A comparison output [F] is generated via the amplifier AMP5, energizes the alarm buzzer BL, and is input to the base of the transistor TR3 of the drive circuit DRV, shorting the base input to the gate transistor TR2. Then, the transistor TR2 is completely cut off.

その結果、電磁石SQLはその後は駆動されない。As a result, electromagnet SQL is no longer driven.

ところで、多数の試験片1を対象として、そのいずれに
おいても常に同一の重量付加物2を組合わせれば、常に
一定の周波数でくり返しの曲げ応力を発生させることが
できるが、例えば、くり返しの応力が発生する時間間隔
をも変えて、これにより疲れ強度がどのように変化する
かを測定することもできる。
By the way, if a large number of test specimens 1 are always combined with the same weighted material 2, it is possible to generate repeated bending stress at a constant frequency. It is also possible to change the time interval at which the fatigue occurs and measure how this changes the fatigue intensity.

即ち、重量付加物2の重量を適宜に増減すれば、言い換
えれば、互いに重量の異なる重量付加物2を多数用意し
て、その内の適宜のものを前記試験片1に組み合わせれ
ば、これによってその振動系全体の質量が変化するので
、その振動系に固有の周波数を必要に応じて容易に変更
することができる。
That is, if the weight of the weight addition material 2 is increased or decreased as appropriate, in other words, if a large number of weight addition materials 2 with different weights are prepared and a suitable one of them is combined with the test piece 1, this results in Since the mass of the entire vibrating system changes, the frequency specific to the vibrating system can be easily changed as needed.

又、強磁性体製の重量付加物2を組合わせることは、そ
れ自体強磁性をもたない試験片1にあっても、その試験
片1を含む振動系に対して助勢力を容易に与えることが
でき、これによって、例えば合成樹脂材料や銅、アルミ
等の非鉄材料等からなる試験片をも、容易に測定するこ
とができる。
Furthermore, by combining the weight addition material 2 made of ferromagnetic material, even if the test piece 1 itself does not have ferromagnetism, it can easily provide a supporting force to the vibration system including the test piece 1. This makes it possible to easily measure test pieces made of, for example, synthetic resin materials and non-ferrous materials such as copper and aluminum.

更に、対象とした試験片1にあって、それ自体単独では
極めて高い周波数で自由振動を行うために、例えば、そ
の周波数が測定装置の特に前記電磁カウンターCNT等
の応答可能な範囲を越える場合であっても、その試験片
1に前記重量付加物2を適宜に組合わせれば、これによ
って、その試験片1を含む振動系全体の周波数を低く押
さえて測定を行うことができる。
Furthermore, since the target test piece 1 independently vibrates freely at an extremely high frequency, for example, if the frequency exceeds the response range of the measuring device, especially the electromagnetic counter CNT, etc. Even if there is, by appropriately combining the weighted material 2 with the test piece 1, it is possible to perform measurements while keeping the frequency of the entire vibration system including the test piece 1 low.

従って、各種の試験片を対象として巾広く測定できる。Therefore, a wide variety of test pieces can be measured.

尚、本実施例において、試験片1から直接的に歪信号を
取り出すことなく、その試験片1を支持した支持板8か
ら間接的に取り出すようにしたから、測定の対象となる
試験片1を取換える毎に、その各試験片1に対しストレ
インゲージSGを取付ける等の手間がなく、その測定を
容易かつ迅速に行なうことができる。
In this example, the strain signal was not taken out directly from the test piece 1, but was taken out indirectly from the support plate 8 that supported the test piece 1, so the test piece 1 to be measured was There is no need to attach a strain gauge SG to each test piece 1 every time it is replaced, and the measurement can be easily and quickly performed.

また、本実施例の回路では、駆動期間設定回路GTEに
鋸歯状波発振器STを用い、その鋸歯状波信号をもって
振動系の一サイクル中の駆動期間を設定しているので、
固有振動数の異なる振動系に対してもその各振動系に最
も効率のよい駆動期間を極く簡単に設定することができ
る。
Furthermore, in the circuit of this embodiment, a sawtooth wave oscillator ST is used in the drive period setting circuit GTE, and the drive period in one cycle of the vibration system is set using the sawtooth wave signal.
Even for vibration systems having different natural frequencies, it is possible to extremely easily set the most efficient drive period for each vibration system.

本発明は以上に説明したように、いわゆる自由振動を行
って疲れ強度を測定する装置にあって、その自由振動を
維持するに必要な助勢力を発生するための制御装置に、
特に、自由振動の一サイクル中の任意の特定期間だけ助
勢力を与えることができる駆動期間設定回路GTEを備
え、その駆動期間設定回路GTEによって、助勢力付与
用の電磁石SQLを、試験片1を含む振動系の自由振動
の減衰外を補足するように駆動し、その駆動期間を振動
系の振動助勢に最も有効な期間だけに限定し、更には、
助勢力付与用電磁石SQLのヒステリシス等をも考慮し
て、助勢力が最もタイミングよく発生するように駆動回
路DRVの駆動開始時期及び終了時期を特定したので、
極めて効率の良い疲れ試験を行なうことができる。
As explained above, the present invention is a device for measuring fatigue strength by performing so-called free vibration, and a control device for generating a supporting force necessary to maintain the free vibration.
In particular, it is equipped with a driving period setting circuit GTE that can apply an auxiliary force for an arbitrary specific period during one cycle of free vibration, and the driving period setting circuit GTE controls the electromagnet SQL for applying the auxiliary force to the test piece 1. The vibration system is driven so as to supplement the damped free vibrations of the vibration system, and the driving period is limited to the most effective period for supporting the vibration of the vibration system, and further,
Considering the hysteresis of the electromagnet SQL for applying the auxiliary force, we specified the drive start time and end time of the drive circuit DRV so that the auxiliary force is generated at the most timely timing.
Extremely efficient fatigue testing can be performed.

特に、各種の試験片を対象とする場合であっても、その
各試験片毎に異なるくり返しの周波数に応じてその夫々
に最も効率の良い電磁石SQLの駆動開始時期及び終了
時期を、各独立した2個の調整部材VR3゜VH2によ
って極く簡単に調整できる等の、実用上の極めて優れた
効果をもつ。
In particular, even when targeting various test pieces, the most efficient drive start time and end time of the electromagnet SQL can be determined independently according to the repetition frequency that differs for each test piece. It has extremely excellent practical effects, such as being able to be adjusted very easily using the two adjustment members VR3° and VH2.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本装置の要部分解斜視図、第2図は第1図の■
−■線における拡大断面図、第3図は試験片支持装置の
変形例を示す要部分解斜視図、第4図は第3図のIV−
IV線における断面図、第5図は制御装置等の電気回路
のブロックダイヤグラム、第6図はその動作波形図、第
7図は作用説明図である。 1は試験片、8は試験片支持装置としての支持板、SQ
Lは助勢力付与用の電磁石、DETは検出回路、COM
は比較回路、DRVは駆動回路、GTEは駆動期間設定
回路、INDは表示装置、VH2、VH2は調整部材と
しての可変抵抗。
Figure 1 is an exploded perspective view of the main parts of this device, and Figure 2 is the same as Figure 1.
3 is an exploded perspective view of a main part showing a modified example of the test piece support device, and FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along the line IV-
5 is a block diagram of an electric circuit such as a control device, FIG. 6 is an operation waveform diagram thereof, and FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation. 1 is a test piece, 8 is a support plate as a test piece support device, SQ
L is an electromagnet for applying auxiliary force, DET is a detection circuit, COM
is a comparison circuit, DRV is a drive circuit, GTE is a drive period setting circuit, IND is a display device, and VH2 and VH2 are variable resistors as adjustment members.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 適宜の弾性力を保有する試験片1を対象として、そ
の試験片1がくり返しの曲げ応力等に対してどれだけの
疲れ強度をもっているかを測定するため、少なくとも前
記試験片1を含む振動系をその振動系に固定の周波数を
もって自由振動できるように支持する試験片支持装置8
と、前記振動系に対してその自由振動を維持するための
助勢力を与える助勢力付与用の電磁石SQLと、その助
勢力付与用の電磁石SQLに対し前記試験片1に生ずる
応力を成る特定された略一定の値に維持するに必要なだ
けの助勢力を発生させるための制御装置と、前記振動系
のくり返しの振動回数を検知してその回数をカウントし
表示するための表示装置INDとを備えてなる疲れ強度
の測定装置において、 前記制御装置が、前記試験片に生ずる応力を検出する検
出回路DETと、その検出回路DETの検出出力の大き
さを基準レベルと比較するための比較回路COMと、そ
の比較回路COMからの比較出力により前記検出出力の
基準レベルに対する不足分を補充するレベルの1駆動力
を発生する前記助勢力付与用電磁石SQLのための1駆
動回路DRVと、前記検出信号のくり返し周波数に同期
し、−サイクル中の任意の特定期間だけ前記1駆動回路
DRVを動作させる駆動期間設定回路GTEと、その駆
動期間設定回路GTEにあって前記駆動回路DRVの動
作開始時期と終了時期とを個別に調整することができる
二個の調整部材VR3,VR4とより構成されているこ
とを特徴とする疲れ強度の測定装置。
[Scope of Claims] 1. In order to measure how much fatigue strength the test piece 1 has against repeated bending stress, etc., using a test piece 1 having an appropriate elastic force, at least the test piece 1 A test piece support device 8 that supports a vibration system including 1 so that it can freely vibrate at a fixed frequency.
, an electromagnet SQL for applying a auxiliary force that applies a auxiliary force to the vibration system to maintain its free vibration, and a stress generated in the test piece 1 for the electromagnet SQL for applying the auxiliary force. a control device for generating an auxiliary force necessary to maintain a substantially constant value; and a display device IND for detecting the number of repeated vibrations of the vibration system, counting and displaying the number of vibrations. In the fatigue strength measuring device, the control device includes a detection circuit DET for detecting stress occurring in the test piece, and a comparison circuit COM for comparing the magnitude of the detection output of the detection circuit DET with a reference level. 1 drive circuit DRV for the auxiliary force applying electromagnet SQL, which generates 1 drive force at a level to compensate for the deficiency in the reference level of the detection output by the comparison output from the comparison circuit COM, and the detection signal A drive period setting circuit GTE synchronizes with the repetition frequency of and operates the one drive circuit DRV for an arbitrary specific period during the - cycle, and the drive period setting circuit GTE sets the operation start timing and end of the drive circuit DRV. A fatigue strength measuring device comprising two adjustment members VR3 and VR4 that can individually adjust the timing.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60138524A (en) * 1983-12-27 1985-07-23 Toshiba Corp Production of transmission type projecting screen
JPH04152332A (en) * 1990-10-16 1992-05-26 Pioneer Electron Corp Transmission type screen

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