JPH07119679B2 - 繰返し疲労試験装置 - Google Patents
繰返し疲労試験装置Info
- Publication number
- JPH07119679B2 JPH07119679B2 JP62099562A JP9956287A JPH07119679B2 JP H07119679 B2 JPH07119679 B2 JP H07119679B2 JP 62099562 A JP62099562 A JP 62099562A JP 9956287 A JP9956287 A JP 9956287A JP H07119679 B2 JPH07119679 B2 JP H07119679B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、セラミック試料等の曲げ疲労を検査するため
の繰返し疲労試験装置に関する。
の繰返し疲労試験装置に関する。
＜従来技術＞ セラミック試料等の繰返し疲労試験には、その片面を二
点で保持し、他面はその中心を保持して、一面側から動
荷重を与える三点曲げ試験によって該試料の曲げ疲労度
を計測する手段がある。
点で保持し、他面はその中心を保持して、一面側から動
荷重を与える三点曲げ試験によって該試料の曲げ疲労度
を計測する手段がある。
＜発明が解決しようとする問題点＞ この三点曲げ試験にあって、駆動源として圧電積層体の
伸縮駆動を利用するものが考えられる。
伸縮駆動を利用するものが考えられる。
またこのように、圧電積層体ａの伸縮により試料に変位
を与える構成にあって、その試料に大きな変位を与える
ために、第５図に示すものが提案され得る。これは、フ
レームｃの両側に挺子片b,bの一端を軸d,dにより夫々支
持し、両挺子b,bを両側に配設した圧電積層体a,aの上面
を跨いで、その他端に上方突成した押圧縁e,eを試料ｗ
に当て、さらにその下面を、軸d,dと押圧縁e,eとの間で
圧電積層体a,aの作動端の中心と支点f,fを介して連接す
る。而して、試料ｗを前記押圧縁e,eで支持し、該押圧
縁e,e間で試料ｗの上面中心を支点ｇで支持することに
より、三点支持するようにしている。そして、該圧電積
層体a,aの伸張作用により、前記フレームｃの軸d,dを中
心にして挺子片b,bの押圧縁e,eを上方移動させることに
より、その挺子作用で、押圧縁e,eに圧電積層体ａの変
位よりも、大きな変位を試料ｗの周縁に生じさせるよう
にしている。
を与える構成にあって、その試料に大きな変位を与える
ために、第５図に示すものが提案され得る。これは、フ
レームｃの両側に挺子片b,bの一端を軸d,dにより夫々支
持し、両挺子b,bを両側に配設した圧電積層体a,aの上面
を跨いで、その他端に上方突成した押圧縁e,eを試料ｗ
に当て、さらにその下面を、軸d,dと押圧縁e,eとの間で
圧電積層体a,aの作動端の中心と支点f,fを介して連接す
る。而して、試料ｗを前記押圧縁e,eで支持し、該押圧
縁e,e間で試料ｗの上面中心を支点ｇで支持することに
より、三点支持するようにしている。そして、該圧電積
層体a,aの伸張作用により、前記フレームｃの軸d,dを中
心にして挺子片b,bの押圧縁e,eを上方移動させることに
より、その挺子作用で、押圧縁e,eに圧電積層体ａの変
位よりも、大きな変位を試料ｗの周縁に生じさせるよう
にしている。
ところで、かかる構成にあっては、二つの圧電積層体a,
a及び湾動挺子片b,bを備える必要があり、装置が複雑か
つ大型となる。また、軸ｄから押圧縁ｅ間には挺子片ｂ
と圧電積層体ａの支点ｆが配置されるから、該挺子片ｂ
の支持部から押圧縁ｅまでの長さは、すくなくとも軸ｄ
から、圧電積層体ａの中心位置にある支点ｆまでの距離
よりも長くする必要がある。そしてこのため挺子片ｂは
全長が大となり、これに伴い、その剛性を向上させるた
めに太くする必要があり、共振周波数が低下する。そし
て共振周波数に適合するために、圧電積層体の印加電圧
の周波数を低下させる必要が生じて、単位時間当たりの
印加周波数が減少し、疲労破壊に至る時間が長くなる。
a及び湾動挺子片b,bを備える必要があり、装置が複雑か
つ大型となる。また、軸ｄから押圧縁ｅ間には挺子片ｂ
と圧電積層体ａの支点ｆが配置されるから、該挺子片ｂ
の支持部から押圧縁ｅまでの長さは、すくなくとも軸ｄ
から、圧電積層体ａの中心位置にある支点ｆまでの距離
よりも長くする必要がある。そしてこのため挺子片ｂは
全長が大となり、これに伴い、その剛性を向上させるた
めに太くする必要があり、共振周波数が低下する。そし
て共振周波数に適合するために、圧電積層体の印加電圧
の周波数を低下させる必要が生じて、単位時間当たりの
印加周波数が減少し、疲労破壊に至る時間が長くなる。
本発明は、変位の拡大作用を挺子片の共振周波数を低下
させることなく達成し得る繰返し疲労試験装置の提供を
目的とするものである。
させることなく達成し得る繰返し疲労試験装置の提供を
目的とするものである。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、駆動源となる圧電積層体を筒状として、その
中心に支持杆を挿通するとともに、 上面の両端縁に、試料を支持する一対の押圧縁が、中心
に対して点対称となるように突成されてなる湾動挺子片
を、その中央部で前記支持杆の上端に固定して、下面
を、両押圧縁よりも内方で、かつ中心に対して点対称と
なる二点で、前記圧電積層体の作動端と接触し、 さらに、湾動挺子片上には、試料の上面中心部に接触す
る当接端を配設したことを特徴とする繰返し疲労試験装
置である。
中心に支持杆を挿通するとともに、 上面の両端縁に、試料を支持する一対の押圧縁が、中心
に対して点対称となるように突成されてなる湾動挺子片
を、その中央部で前記支持杆の上端に固定して、下面
を、両押圧縁よりも内方で、かつ中心に対して点対称と
なる二点で、前記圧電積層体の作動端と接触し、 さらに、湾動挺子片上には、試料の上面中心部に接触す
る当接端を配設したことを特徴とする繰返し疲労試験装
置である。
＜作用＞ 圧電積層体に交番電圧が印加されると、湾動挺子片は、
その接触突隆対で押し上げられ、支持杆の固定部を支点
として湾動し、押圧縁対が上昇する。これにより、試料
の上面中心は当接縁で支持されているから、その周縁が
押圧縁対により押し上げられて湾曲する。
その接触突隆対で押し上げられ、支持杆の固定部を支点
として湾動し、押圧縁対が上昇する。これにより、試料
の上面中心は当接縁で支持されているから、その周縁が
押圧縁対により押し上げられて湾曲する。
かかる作動にあって、支持杆の固定部から湾動挺子片の
接触部までの距離をｘ、固定部から当接縁までの距離を
ｙ、圧電積層体の作動端の変位をｈとすると、当接縁の
変位Ｈはｈ×y/xとなる。そして、距離ｘは距離ｙより
も小さいから、当接縁の変位Ｈは、圧電積層体の作動端
の変位ｈに比してy/xだけ拡大されることとなる。
接触部までの距離をｘ、固定部から当接縁までの距離を
ｙ、圧電積層体の作動端の変位をｈとすると、当接縁の
変位Ｈはｈ×y/xとなる。そして、距離ｘは距離ｙより
も小さいから、当接縁の変位Ｈは、圧電積層体の作動端
の変位ｈに比してy/xだけ拡大されることとなる。
またかかる構成にあって、単一の圧電積層体により、試
料に歪を与えるものであり、第５図の構成と比較する
と、同一径の圧電積層体を使用したとすれば、押圧縁対
の問題を半分以下とすることができ、小型化し、これに
伴って、湾動挺子片の距離ｙを短くでき、第５図の挺子
片ｂに比して細くできる。
料に歪を与えるものであり、第５図の構成と比較する
と、同一径の圧電積層体を使用したとすれば、押圧縁対
の問題を半分以下とすることができ、小型化し、これに
伴って、湾動挺子片の距離ｙを短くでき、第５図の挺子
片ｂに比して細くできる。
＜実施例＞ 第１図について本発明の一実施例を説明する。
基台１には、試料ｗに動的衝撃を付与するための筒状の
圧電積層体２が立設している。また基台１には該圧電積
層体２の中心を挿通して支持杆３が立設されている。前
記圧電積層体２は、多数の環状圧電素子板４を電気的並
列状にして積層し、その上端に最大変位を生ずるように
した公知構成からなるものである。
圧電積層体２が立設している。また基台１には該圧電積
層体２の中心を挿通して支持杆３が立設されている。前
記圧電積層体２は、多数の環状圧電素子板４を電気的並
列状にして積層し、その上端に最大変位を生ずるように
した公知構成からなるものである。
前記支持杆３には、湾動挺子片５が雄螺子６とナットに
より固定されている。この湾動挺子片５は、取付け部の
中央を薄肉７とし、外方に向かって肉厚となって、その
最外縁に押圧縁9,9を中心に対して点対称となるように
上方突成している。また湾動挺子片５の下面には圧電積
層体２の作動端に乗載する接触突隆8,8が、押圧縁9,9よ
りも内側で中心に対して点対称となるように突成されて
いる。
より固定されている。この湾動挺子片５は、取付け部の
中央を薄肉７とし、外方に向かって肉厚となって、その
最外縁に押圧縁9,9を中心に対して点対称となるように
上方突成している。また湾動挺子片５の下面には圧電積
層体２の作動端に乗載する接触突隆8,8が、押圧縁9,9よ
りも内側で中心に対して点対称となるように突成されて
いる。
そして、前記押圧縁9,9上には試料ｗが乗載し、さらに
試料ｗの中心部には上方から当接端10が圧接している。
試料ｗの中心部には上方から当接端10が圧接している。
前記構成にあって、圧電積層体２に交番電圧が印加され
ると、その伸縮を生ずる。このとき湾動挺子片５は、圧
電積層体２に接触突隆8,8を接触させているから、圧電
積層体２の伸張に伴って、ナットが螺着する支持杆３の
雄螺子６を支点として薄肉７で湾曲し、押圧縁9,9の上
昇を生ずる。そしてこれにより、試料ｗの上面中心は、
当接縁10で保持されているから、その周縁が上方湾動す
ることとなる。
ると、その伸縮を生ずる。このとき湾動挺子片５は、圧
電積層体２に接触突隆8,8を接触させているから、圧電
積層体２の伸張に伴って、ナットが螺着する支持杆３の
雄螺子６を支点として薄肉７で湾曲し、押圧縁9,9の上
昇を生ずる。そしてこれにより、試料ｗの上面中心は、
当接縁10で保持されているから、その周縁が上方湾動す
ることとなる。
そして、試料ｗは多数回の動荷重を受けて疲労し、遂に
は破損することとなる。
は破損することとなる。
かかる作動にあって、第３図に示すように、支持杆３の
雄螺子６から接触突隆８までの距離ｘは、該雄螺子６か
ら押圧縁9,9までの距離ｙよりも小さいから、前記圧電
積層体２の変位をｈとすると、当接縁の変位Ｈはｈ×y/
xであり、y/xだけ拡大されることとなる。
雄螺子６から接触突隆８までの距離ｘは、該雄螺子６か
ら押圧縁9,9までの距離ｙよりも小さいから、前記圧電
積層体２の変位をｈとすると、当接縁の変位Ｈはｈ×y/
xであり、y/xだけ拡大されることとなる。
またかかる構成にあって、単一の圧電積層体２により、
試料ｗに歪を与えるものであり、第５図の構成と比較す
ると、同一径の圧電積層体を使用したとすれば、押圧縁
9,9の間隔を半分以下とすることができ、小型化し、こ
れに伴って、流動挺子片の距離ｙを短くでき、第５図の
挺子片ｂに比して細くできて、共振周波数が低下するこ
とはない。
試料ｗに歪を与えるものであり、第５図の構成と比較す
ると、同一径の圧電積層体を使用したとすれば、押圧縁
9,9の間隔を半分以下とすることができ、小型化し、こ
れに伴って、流動挺子片の距離ｙを短くでき、第５図の
挺子片ｂに比して細くできて、共振周波数が低下するこ
とはない。
第４図は本発明の第二実施例を示す。
第一実施例と同じく、基台20には、試料ｗに動荷重を付
与するための筒状の圧電積層体21が配設され、その上面
には環状の連接金具22が固定される。また、圧電積層体
21内を挿通して基台20に固定される前記支持杆23の上端
には雄螺子24が形成され、該雄螺子24に螺合したナット
25と連接金具22間に皿ばね26を配設し、該皿ばね26によ
り圧電積層体21に予圧と付与している。さらに前記連接
金具22にはＬ形の支持片27,27が突設され、その内端に
上方突成した接触端28,28を可及的に支持杆23の中心側
に位置させている。
与するための筒状の圧電積層体21が配設され、その上面
には環状の連接金具22が固定される。また、圧電積層体
21内を挿通して基台20に固定される前記支持杆23の上端
には雄螺子24が形成され、該雄螺子24に螺合したナット
25と連接金具22間に皿ばね26を配設し、該皿ばね26によ
り圧電積層体21に予圧と付与している。さらに前記連接
金具22にはＬ形の支持片27,27が突設され、その内端に
上方突成した接触端28,28を可及的に支持杆23の中心側
に位置させている。
さらに前記支持杆23の上端には、湾動挺子片30を、その
肉薄部31の中心下方に形成したボルト部32を螺着するこ
とにより、下面を接触端28,28に当接して支持してい
る。そして前記湾動挺子片30の周縁に突成した押圧縁3
3,33に試料ｗを乗載し、該試料ｗの中心に当接端34を接
触するようにしている。
肉薄部31の中心下方に形成したボルト部32を螺着するこ
とにより、下面を接触端28,28に当接して支持してい
る。そして前記湾動挺子片30の周縁に突成した押圧縁3
3,33に試料ｗを乗載し、該試料ｗの中心に当接端34を接
触するようにしている。
かかる構成にあって、圧電積層体21に、パルス波，正弦
波，三角波などの交流波を有する所定周波数の交番電圧
を印加すると、該圧電積層体21はその交流波に基いて皿
ばね26に抗して伸縮を生じ、押圧縁33,33により試料ｗ
の周囲には周期的な動圧が付与される。
波，三角波などの交流波を有する所定周波数の交番電圧
を印加すると、該圧電積層体21はその交流波に基いて皿
ばね26に抗して伸縮を生じ、押圧縁33,33により試料ｗ
の周囲には周期的な動圧が付与される。
そしてボルト部32から接触端28,28までの距離ｘは、ボ
ルト部32から押圧縁33,33までの距離ｙよりも小さいか
ら、流動挺子片30の挺子作用により押圧縁33,33の変位
Ｈは、圧電積層体21の変位ｈのy/x倍拡大された値とな
り、試料ｗは大きな湾曲歪が与えられ、遂には破損に至
ることとなる。
ルト部32から押圧縁33,33までの距離ｙよりも小さいか
ら、流動挺子片30の挺子作用により押圧縁33,33の変位
Ｈは、圧電積層体21の変位ｈのy/x倍拡大された値とな
り、試料ｗは大きな湾曲歪が与えられ、遂には破損に至
ることとなる。
その他、本発明は、三点曲げ試験に特に有用であるが、
試料ｗの全周囲を支持縁で保持して、該試料ｗの中心に
押圧端を当接する等の試験態様にも適合し得る。
試料ｗの全周囲を支持縁で保持して、該試料ｗの中心に
押圧端を当接する等の試験態様にも適合し得る。
＜発明の効果＞ 本発明は、上述のように、セラミック等の試料ｗに圧電
積層体により動荷重を与えるものにあって、該圧電積層
体を筒状とし、その中心に挿通した支持杆で、湾動挺子
片の中心を支持し、圧電積層体との接触部よりも、試料
ｗと接触する押圧縁を外方に位置させて、上述したy/x
の値を大きくし、該圧電積層体の変位ｈを拡大するよう
にしたものである。このため、第５図のように、各押圧
縁を、二個の圧電積層体により、夫々変位させる構成と
異なり、単一の圧電積層体及び湾動挺子片によって、試
料に歪を与えるものであり、押圧縁対の間隔を半分以下
とすることができ、構成が簡単となり、小型化できる。
また、これに伴って、湾動挺子片の長さを小さくでき、
第５図の挺子片ｂに比して厚を減少させることができ
る。そして、この結果、共振周波数が低下することな
く、高い周波数の繰返し衝撃を維持しながら変位量を拡
大できて、試料ｗの疲労速度を早めることができる等の
優れた効果がある。
積層体により動荷重を与えるものにあって、該圧電積層
体を筒状とし、その中心に挿通した支持杆で、湾動挺子
片の中心を支持し、圧電積層体との接触部よりも、試料
ｗと接触する押圧縁を外方に位置させて、上述したy/x
の値を大きくし、該圧電積層体の変位ｈを拡大するよう
にしたものである。このため、第５図のように、各押圧
縁を、二個の圧電積層体により、夫々変位させる構成と
異なり、単一の圧電積層体及び湾動挺子片によって、試
料に歪を与えるものであり、押圧縁対の間隔を半分以下
とすることができ、構成が簡単となり、小型化できる。
また、これに伴って、湾動挺子片の長さを小さくでき、
第５図の挺子片ｂに比して厚を減少させることができ
る。そして、この結果、共振周波数が低下することな
く、高い周波数の繰返し衝撃を維持しながら変位量を拡
大できて、試料ｗの疲労速度を早めることができる等の
優れた効果がある。
添付図面は本発明の実施例を示し、第１図は第一実施例
の側面図、第２図は当接端10及び試料ｗを除去して示す
平面図、第３図は湾動挺子片５の作動を示す要部の拡大
図、第４図は第二実施例の側面図である。また第５図は
従来装置の要部の側面図である。 2;圧電積層体、5;湾動挺子片、6;ボルト、8,8;接触突
隆、9,9;押圧縁、10;当接端、21;圧電積層体、28,28;接
触端、30;湾動挺子片、32;ボルト部、33,33;押圧縁、3
4;当接端
の側面図、第２図は当接端10及び試料ｗを除去して示す
平面図、第３図は湾動挺子片５の作動を示す要部の拡大
図、第４図は第二実施例の側面図である。また第５図は
従来装置の要部の側面図である。 2;圧電積層体、5;湾動挺子片、6;ボルト、8,8;接触突
隆、9,9;押圧縁、10;当接端、21;圧電積層体、28,28;接
触端、30;湾動挺子片、32;ボルト部、33,33;押圧縁、3
4;当接端
Claims (1)
- 【請求項１】駆動源となる圧電積層体を筒状として、そ
の中心に支持杆を挿通するとともに、 上面の両端縁に、試料を支持する一対の押圧縁が、中心
に対して点対称となるように突成されてなる湾動挺子片
を、その中央部で前記支持杆の上端に固定して、下面
を、両押圧縁よりも内方で、かつ中心に対して点対称と
なる二点で、前記圧電積層体の作動端と接触し、 さらに、湾動挺子片上には、試料の上面中心部に接触す
る当接端を配設したことを特徴とする繰返し疲労試験装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62099562A JPH07119679B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 繰返し疲労試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62099562A JPH07119679B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 繰返し疲労試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63263443A JPS63263443A (ja) | 1988-10-31 |
| JPH07119679B2 true JPH07119679B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=14250583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62099562A Expired - Fee Related JPH07119679B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | 繰返し疲労試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119679B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5905791B2 (ja) * | 2012-07-30 | 2016-04-20 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 構造物の強度試験装置および強度試験方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5610229A (en) * | 1979-07-04 | 1981-02-02 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Bending fatigue tester |
| JPS59190795A (ja) * | 1983-04-14 | 1984-10-29 | Nec Corp | 圧電形低周波トランスジユ−サ |
| JPS6036011A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-02-25 | 太田 芳孝 | 携帯用組立てテ−ブル |
| JPS61149994U (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-16 |
-
1987
- 1987-04-22 JP JP62099562A patent/JPH07119679B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63263443A (ja) | 1988-10-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |