JPH0820349B2 - Torsion tester - Google Patents
Torsion testerInfo
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- JPH0820349B2 JPH0820349B2 JP2085496A JP8549690A JPH0820349B2 JP H0820349 B2 JPH0820349 B2 JP H0820349B2 JP 2085496 A JP2085496 A JP 2085496A JP 8549690 A JP8549690 A JP 8549690A JP H0820349 B2 JPH0820349 B2 JP H0820349B2
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- test piece
- fixed
- shaft
- chuck
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、ピアノ線などのような小径な線状を成す
試験片のねじり試験機に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a torsion tester for a test piece having a linear shape with a small diameter such as a piano wire.
[従来の技術] 従来用いられているねじり試験機としては、第11図及
び第12図に示すようなものが知られている。[Prior Art] As a conventional torsion tester, one shown in FIGS. 11 and 12 is known.
図において、1はモータ、2はこのモータ1のモータ
シャフト1aに固着されたプーリ、3は支持台4a上に設け
た軸受5により前記モータシャフト1aと平行に支持され
た回動軸である。この回動軸3には、これに設けたプー
リ6と前記モータシャフト1aに設けたプーリ2との間を
連結するベルト7によりモータシャフト1aの回転力が伝
達されるようになっている。In the figure, 1 is a motor, 2 is a pulley fixed to a motor shaft 1a of the motor 1, and 3 is a rotating shaft supported in parallel with the motor shaft 1a by a bearing 5 provided on a support base 4a. The rotational force of the motor shaft 1a is transmitted to the rotary shaft 3 by a belt 7 connecting a pulley 6 provided on the rotary shaft 3 and a pulley 2 provided on the motor shaft 1a.
また、回動軸3の回転力は図外のカム、クランクや歯
車群等により揺動軸8の揺動回転に変換される。この揺
動軸8の先端部には棒状の試験片Bの一端部B1を嵌入さ
せるための長溝8aが直線的に形成されており(第12図
(a),(b)参照)、この長溝8a内に嵌入させた試験
片Bの一端部B1はボルト等により確固に固定される。Further, the rotational force of the rotating shaft 3 is converted into swinging rotation of the swinging shaft 8 by a cam, a crank, a group of gears and the like (not shown). A long groove 8a for inserting one end B1 of a rod-shaped test piece B is linearly formed at the tip of the swing shaft 8 (see FIGS. 12 (a) and 12 (b)). The one end B1 of the test piece B fitted in the 8a is firmly fixed by a bolt or the like.
一方、9は支持台4b上に取り付けた固定台10によって
前記揺動軸8と対向する位置に支持された固定軸で、常
には固定台10に内蔵される支持機構(図示せず)により
一定の回転位置に保持されており、その一端部には試験
片Bの他端部B2を嵌入させ得る長溝9aが、前記揺動軸8
に形成した長溝8aに対向して形成されており、この長溝
8a内に嵌入させた試験片Bの他端部B2はボルト、ナット
等により確固に固定し得るようになっている。On the other hand, a fixed shaft 9 is supported by a fixed base 10 mounted on the support base 4b at a position facing the swing shaft 8 and is always fixed by a support mechanism (not shown) built in the fixed base 10. Of the rocking shaft 8 is held at one end thereof, and a long groove 9a into which the other end B2 of the test piece B can be fitted.
Is formed to face the long groove 8a formed in
The other end B2 of the test piece B fitted into the inside 8a can be firmly fixed with bolts, nuts and the like.
そして、上記各長溝8a,9aにより、試験片Bはその中
心軸線が前記揺動軸8及び固定軸9の中心軸線Lと一致
するよう保持される。The test piece B is held by the long grooves 8a and 9a so that the central axis of the test piece B coincides with the central axis L of the swing shaft 8 and the fixed shaft 9.
なお、前記固定体10は、試験片Bの長さに対応し得る
よう、支持台4bにおける取付位置を前記中心軸線Lに沿
って調整し得るようになっている。また、固定軸9は、
常には一定の回転位置に保持されるようになっている
が、必要に応じて固定台10内の支持機構を介して所定角
度手動操作により回転させることができる。In addition, the fixed body 10 can adjust the attachment position on the support base 4b along the central axis L so as to correspond to the length of the test piece B. The fixed shaft 9 is
Although it is always held at a constant rotation position, it can be rotated by a predetermined angle manually by way of a support mechanism in the fixed base 10 if necessary.
上記のように従来のねじれ試験機においては、揺動軸
8と固定軸9とに試験片Bの両端部B1,B2を保持させ、
揺動軸8をモータ1の駆動により繰り返し揺動回転させ
て、その揺動回転により試験片Bが破断するまでの揺動
回数をカウントすることにより、試験片Bの動的ねじり
疲労強度を測定することができる。As described above, in the conventional torsion tester, the swing shaft 8 and the fixed shaft 9 hold both end portions B1 and B2 of the test piece B,
The dynamic torsional fatigue strength of the test piece B is measured by repeatedly swinging the swing shaft 8 by driving the motor 1 and counting the number of swings until the test piece B is broken by the swing rotation. can do.
初期のねじり荷重の応力設定は固定軸9を予め手動操
作によって回転させることにより行うようになってい
る。The initial stress setting of the torsional load is performed by previously rotating the fixed shaft 9 by manual operation.
なお、この際の固定軸9の回転角度は、必要とする応
力設定値に基づき、計算により求める。The rotation angle of the fixed shaft 9 at this time is calculated by using the required stress setting value.
[発明が解決しようとする課題] 上記のように従来のねじり試験機にあっては、適用す
る試験片としては、10mm程度の比較的大径ものを対象と
しており、ピアノ線のような小径の試験片を適用するこ
とはできなかった。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional torsion tester, the applicable test piece is a relatively large diameter of about 10 mm, and a small diameter such as a piano wire. The test piece could not be applied.
つまり、従来の試験機では、揺動軸8と固定軸9とに
形成した直線状の長溝8a,9aにそれぞれ試験片Bの両端
部B1,B2を挟持させるようになっていたため、長溝8a,9a
の溝幅を小径のものに対応させるべく狭小なものとした
としても十分な把持力を得ることができず、ピアノ線が
長溝8a,9a中で空転したり、またチャックしたとして
も、各チャック部分で応力集中が生じデータが得られな
い虞れがあった。In other words, in the conventional testing machine, since the linear long grooves 8a and 9a formed on the swing shaft 8 and the fixed shaft 9 respectively hold the both ends B1 and B2 of the test piece B, the long groove 8a, 9a
Even if the groove width of is narrow enough to accommodate a small diameter, sufficient gripping force cannot be obtained, and even if the piano wire spins in the long grooves 8a and 9a or is chucked, each chuck There is a possibility that stress concentration may occur at the part and data may not be obtained.
また、試験片Bに対して初期の応力設定を行った場
合、従来の試験機にあっては、回転させるべき固定軸9
の角度を計算により求め、その計算値に従って応力設定
を行っていたため、実際に必要とする応力が試験片Bに
加わっているか否かを知ることはできず、不確かな状態
で試験を行わざるを得なかった。Further, when the initial stress is set for the test piece B, in the conventional tester, the fixed shaft 9 to be rotated is used.
Since the angle was calculated and the stress was set according to the calculated value, it is impossible to know whether or not the stress actually required is applied to the test piece B, and the test must be performed in an uncertain state. I didn't get it.
さらに、上記従来の試験機では、単に試験片が破断さ
れるまでの揺動回数を調べることしかできず、疲労破壊
の進行状態を知ることはできなかった。すなわち、試験
片が完全に破断するまでの過程において試験片には亀裂
が生じるが、この亀裂Gの発生、及び進行状況などの確
認を行うことはできず、十分なデータを得るには至らな
かった。Further, with the above-mentioned conventional testing machine, it is only possible to check the number of times of rocking until the test piece is broken, and it is not possible to know the progress state of fatigue fracture. That is, a crack is generated in the test piece in the process until the test piece is completely broken, but it is not possible to confirm the occurrence and progress of the crack G, and it is not possible to obtain sufficient data. It was
この発明は、前記課題に着目して成されたもので、径
の小さな試験片に対し、正確かつ十分な試験データを得
ることができるねじり試験機の提供を目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a torsion tester capable of obtaining accurate and sufficient test data for a test piece having a small diameter.
[課題を解決するための手段] この発明は、所定の駆動手段により揺動回転する揺動
軸と、この揺動軸と一体に揺動すると共に一端に試験片
を固定するチャック部を備えた揺動側チャック体と、前
記揺動軸に対向して設けられた固定軸と、この固定軸の
一端に回動自在に支持された回動体と、この回動体に一
端を保持されると共に、試験片を保持させるチャック体
が他端部に設けられた固定側チャック体と、固定側チャ
ック体のチャック部から一端部に至る部分に貼着したひ
ずみゲージと、を備え、前記両チャック体の各チャック
部を、これに保持される被試験片の長手方向が前記揺動
軸線と一致するよう配設すると共に、前記チャック体に
は、前記被試験片の両端部を嵌入・係止させる曲線状の
長溝を形成したものである。[Means for Solving the Problems] The present invention includes a swing shaft that swings and rotates by a predetermined driving unit, and a chuck portion that swings integrally with the swing shaft and fixes a test piece at one end. A swing side chuck body, a fixed shaft provided to face the swing shaft, a rotating body rotatably supported at one end of the fixed shaft, and one end held by the rotating body, A chuck body for holding the test piece is provided on the fixed side chuck body provided at the other end, and a strain gauge attached to a portion from the chuck portion of the fixed side chuck body to the one end is provided. Curves for arranging the chuck parts such that the longitudinal direction of the test piece held by the chuck parts coincides with the swing axis and to fit and lock both end parts of the test piece in the chuck body. The long groove is formed.
[作用] この発明において、被試験片は、揺動側チャック体の
係止溝と固定側チャック体の係止溝により、両端部が湾
曲した状態で保持されるため、いかに被試験片が小径で
あっても、両チャック部の中で被試験片が空転する虞れ
はなく、各チャック体の回転力は確実に被試験片に伝達
される。[Operation] In the present invention, the test piece is held in a state where both ends thereof are curved by the locking groove of the swing side chuck body and the locking groove of the fixed side chuck body. However, there is no risk that the test piece will spin in both chuck portions, and the rotational force of each chuck body is reliably transmitted to the test piece.
また、被試験片に発生した応力により板状部材にも歪
が発生し、その歪量に応じた出力値が歪ゲージより出力
される。従ってこの出力値により、実際に被試験片に発
生する応力を確認することができ、初期状態における応
力設定を正確に行い得ると共に、単なる静的荷重の負荷
試験及び疲労強度の測定のみならず、疲労破壊の進行状
況の確認も可能となる。Further, the stress generated in the test piece also causes strain in the plate member, and an output value corresponding to the strain amount is output from the strain gauge. Therefore, by this output value, it is possible to confirm the stress that actually occurs in the test piece, and it is possible to accurately set the stress in the initial state, not only the load test of the static load and the measurement of fatigue strength, It is also possible to confirm the progress of fatigue fracture.
[発明の実施例] 以下、この発明の一実施例を第1図ないし第9図に基
づき説明する。なお、前記従来と同一部分には同一符号
を付し、その説明の詳細は省く。[Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 9. The same parts as those of the above-mentioned conventional device are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第1図はこの発明の全体平面図、第2図は第1図にお
ける要部拡大図である。FIG. 1 is an overall plan view of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part in FIG.
各図において、11は一端部を揺動軸8の長溝8a中にボ
ルト、ナットにより固定した揺動側チャック体であり、
その他端部にはピアノ線などの極めて小径な試験片Sの
一端を保持する揺動側チャック部12が設けられている。
このチャック部12はねじ13によってチャック体11の他端
部上面に固着された上下2枚の押え板12A,12Bにより構
成されており、各押え板12A,12Bは第3図に示すように
形成されている。In each drawing, 11 is a swing side chuck body whose one end is fixed in the long groove 8a of the swing shaft 8 with a bolt and a nut.
On the other end, a swing-side chuck portion 12 for holding one end of a test piece S having an extremely small diameter such as a piano wire is provided.
The chuck portion 12 is composed of two upper and lower holding plates 12A and 12B fixed to the upper surface of the other end of the chuck body 11 by screws 13, and each holding plate 12A and 12B is formed as shown in FIG. Has been done.
すなわち、両押え板のうち、下側押え板12Bの上面に
は円弧状に湾曲した係止溝12B1が刻設されており、この
係止溝12B1は、ピアノ線などの小径な試験片S(例え
ば、直径1mm程度の試験片)を嵌入させ得るよう、その
試験片Sより若干大きめの断面形状を有している。That is, of the two holding plates, the lower holding plate 12B has an upper surface on which an engaging groove 12B1 curved in an arc is engraved, and the engaging groove 12B1 has a small-diameter test piece S (such as a piano wire). For example, the test piece S has a sectional shape slightly larger than that of the test piece S so that a test piece having a diameter of about 1 mm can be fitted therein.
そして、下側押え板12Bの上面にこれと同一の平面形
状をなす上側押え板12Aをねじ13にて重合・固定するこ
とにより、係止溝12B1内に嵌入させた試験片12Bの一端
部を係止し得るようになっている。Then, by overlapping and fixing the upper pressing plate 12A having the same planar shape as the upper pressing plate 12B on the upper surface of the lower pressing plate 12B with the screw 13, one end of the test piece 12B fitted in the locking groove 12B1 is fixed. It can be locked.
なお、係止溝12B1における試験片導出口12B2は、ここ
に保持された試験片Sの中心が前記揺動軸8の回動中心
軸線Lと一致する位置に形成されている。The test strip outlet 12B2 in the locking groove 12B1 is formed at a position where the center of the test strip S held therein coincides with the rotation center axis L of the swing shaft 8.
一方、第2図中、14は前記揺動軸8に対向して設けら
れた固定軸9の長溝9a内に、ボルト、ナットなど用いて
一端を固定した支軸であり、その中心軸線は揺動軸8及
び固定軸9の回動中心軸線Lと一致している。On the other hand, in FIG. 2, reference numeral 14 denotes a support shaft, one end of which is fixed with a bolt, a nut or the like in a long groove 9a of a fixed shaft 9 provided so as to face the swing shaft 8, and its central axis line is oscillated. It coincides with the central axis L of rotation of the moving shaft 8 and the fixed shaft 9.
また、15は前記支持軸14の他端部にリニアボールベア
リング16を介して取り付けた回動体で、回動方向及び軸
線方向への移動を行ない得るようになっており、その一
端部に立設された支持部15aには、板状部材17の一端部
が固定されている。Further, 15 is a rotating body attached to the other end of the support shaft 14 via a linear ball bearing 16, which is movable in the rotating direction and the axial direction, and is erected at one end thereof. One end of the plate-shaped member 17 is fixed to the supported portion 15a.
なお、支持部15aにて保持された板状部材17の一端部
は、前記回動中心軸線L中に位置している。18はこの板
状部材17の他端部に固定した固定側チャック体である。
このチャック体18は、前記板状部材17の他端部を上下両
側から挟持する2枚の押え板18A,18Bより成り、上側押
え板18Bの下面には円弧状の係止溝18B1が形成されてお
り、この係止溝18B1も前記係止溝12B1と同様に試験片S
より若干大きめの断面形状を有している。It should be noted that one end of the plate member 17 held by the support portion 15a is located in the rotation center axis L. Reference numeral 18 is a fixed-side chuck body fixed to the other end of the plate-shaped member 17.
The chuck body 18 is composed of two holding plates 18A and 18B that hold the other end of the plate member 17 from both upper and lower sides, and an arcuate locking groove 18B1 is formed on the lower surface of the upper holding plate 18B. This locking groove 18B1 also has the same test piece S as the locking groove 12B1.
It has a slightly larger cross-sectional shape.
そして、各押え板18A,18Bをねじ19にて板状部材17へ
固定することにより、係止溝18B1に嵌入させた試験片S
を係止し得るようになっている。また、前記係止溝18B1
における試験片導出口18B1はここに保持された試験片S
の中心が前記揺動軸8及び固定軸9の回動中心軸線Lと
一致する位置に形成されている。Then, each pressing plate 18A, 18B is fixed to the plate-like member 17 with the screw 19, so that the test piece S fitted in the locking groove 18B1.
Can be locked. Also, the locking groove 18B1
The test piece lead-out port 18B1 in the test piece S held here is
Is formed at a position coinciding with the rotation center axis L of the swing shaft 8 and the fixed shaft 9.
従って、この固定側チャック体18の係止溝18B1と揺動
側チャック部12の係止溝12A1とに試験片Sの両端部を係
止させた場合、第5図に示すように両チャック部12,18
間における試験片Sの直線部分S3は前記回動中心軸線L
上に保持される。なお、前記14〜18及び後述の25により
固定側チャック体20が構成されている。Therefore, when both ends of the test piece S are locked in the locking groove 18B1 of the fixed side chuck body 18 and the locking groove 12A1 of the swing side chuck portion 12, as shown in FIG. 12,18
The straight portion S3 of the test piece S in the interval is the rotation center axis L
Held on. The fixed side chuck body 20 is composed of 14 to 18 and 25 described later.
また、22は前記板状部材17のねじれ歪量を検出する歪
ゲージである(第6図(a)参照)。この歪ゲージ22
は、板状部材17の上面及び下面に貼着した2組の抵抗体
R1,R2及びR3,R4を第6図(b)に示すように接続して成
り、前記中心軸線Lを中心とした板状部材17のねじり量
の増減に伴って抵抗体R1〜R4の抵抗値が変化し、出力端
子にねじり量に対応した電圧出力を発生するようになっ
ている。Reference numeral 22 is a strain gauge for detecting the amount of twisting strain of the plate member 17 (see FIG. 6 (a)). This strain gauge 22
Are two sets of resistors attached to the upper surface and the lower surface of the plate member 17.
R1 and R2 and R3 and R4 are connected as shown in FIG. 6 (b), and the resistance of the resistors R1 to R4 increases as the amount of twist of the plate member 17 about the central axis L increases or decreases. The value changes and a voltage output corresponding to the amount of twist is generated at the output terminal.
また、23は前記回動体15の外周面に突設したウェイト
棒であり、このウェイト棒23にはその長手方向に沿って
取付位置を調整し得る初期応力設定用の錘24が取り付け
られている。25は回動体15に下方へ向けて突設したダン
パ片で、その下端部は図外のオイル収納部に収納された
高粘性オイルに浸漬させてあり、これによって試験中に
発生する回動体15の微振動を吸収し得るようになってい
る。Further, 23 is a weight rod projectingly provided on the outer peripheral surface of the rotating body 15, and a weight 24 for setting an initial stress capable of adjusting a mounting position along the longitudinal direction thereof is attached to the weight rod 23. . Reference numeral 25 denotes a damper piece protruding downward from the rotating body 15, the lower end portion of which is immersed in high-viscosity oil stored in an oil storage portion (not shown), which causes the rotating body 15 generated during the test. It is designed to absorb the slight vibration of.
また、上記歪ゲージ22の出力側には第7図に示すよう
なものが電気的に接続されている。すなわち、歪ゲージ
22の後段には、増幅器26を介してオシロスコープ27及び
破断検知センサ28が接続され、さらに破断検知センサ28
の出力側には、揺動軸8の駆動手段であるモータ1の駆
動制御回路29が接続されている。The output side of the strain gauge 22 is electrically connected to the one shown in FIG. Ie strain gauge
An oscilloscope 27 and a breakage detection sensor 28 are connected to the subsequent stage of the amplifier 22 via an amplifier 26.
A drive control circuit 29 of the motor 1 which is a drive means of the swing shaft 8 is connected to the output side of the.
ここで、前記破断検知センサ28とは、増幅器26にて増
幅された歪ゲージ22の出力値が所定の設定レベル以下と
なった時点でモータ駆動制御回路29へ停止信号を送出す
るものであり、この停止信号を受けてモータ駆動制御回
路29はモータ1の駆動を停止させるべく作用する。Here, the breakage detection sensor 28 is for outputting a stop signal to the motor drive control circuit 29 when the output value of the strain gauge 22 amplified by the amplifier 26 becomes equal to or lower than a predetermined set level, Upon receiving this stop signal, the motor drive control circuit 29 acts to stop the drive of the motor 1.
なお、第1図中、その他の構成は前記従来技術にて示
したものと同一である。It should be noted that, in FIG. 1, other configurations are the same as those shown in the above-mentioned prior art.
以上の構成に基づき、次に作用を説明する。 Next, the operation will be described based on the above configuration.
試験片Sがコイルばねを構成するばね材で、そのコイ
ルばねの伸縮に伴うねじり疲労を試験する場合には、ま
ず上記のように試験片Sの両端を揺動側チャック部12及
び固定側チャック部18のそれぞれの係止溝12B1,18B1に
係止させ、次いでウェエイト棒23に設けた錘24の位置を
調整して初期状態における応力設定を行う、回動体15は
錘24の取付位置に応じたモーメントによって支軸14を中
心に回転し、板状部材17及びチャック部20を介して試験
片Sにねじり応力を発生させるが、この時試験片Sのね
じれに伴って板状部材17にもねじり歪が発生し、その歪
量に応じた出力が歪ゲージ22より出力されるため、検査
者は、その出力値をオシロスコープ27にて確認しながら
正確に応力設定を行うことができる。When the test piece S is a spring material that constitutes a coil spring and the torsional fatigue due to the expansion and contraction of the coil spring is tested, first, both ends of the test piece S are moved to the swing side chuck portion 12 and the fixed side chuck as described above. The weight is locked in the respective locking grooves 12B1 and 18B1 of the portion 18, and then the position of the weight 24 provided on the weight rod 23 is adjusted to set the stress in the initial state. The moment rotates about the support shaft 14 to generate a torsional stress in the test piece S via the plate-like member 17 and the chuck portion 20. At this time, the plate-like member 17 is also twisted as the test piece S is twisted. Torsional strain is generated, and an output corresponding to the strain amount is output from the strain gauge 22, so that the inspector can accurately set the stress while checking the output value with the oscilloscope 27.
初期の応力設定を行った後、モータ1の駆動により揺
動軸8の揺動回転を開始させると、それと同時に図外の
カウンタが作動し、揺動回転数のカウントを開始する。
また、揺動軸8の揺動回転により試験片Sの一端部S1も
揺動側チャック体11と共に揺動回転するため、試験片S
にはねじれが発生し、その時発生する応力によって板状
部材17にもねじり歪が生じる。このため、歪ゲージ22か
らは、板状部材17の歪量に応じた出力が送出され、この
出力値がオシロスコープ27に映し出される。When the oscillating rotation of the oscillating shaft 8 is started by the driving of the motor 1 after the initial stress setting, the counter (not shown) is operated at the same time and the counting of the oscillating rotational speed is started.
Further, the one end portion S1 of the test piece S also swings and rotates together with the swing side chuck body 11 due to the swing rotation of the swing shaft 8.
Is twisted, and the stress generated at that time also causes torsion in the plate member 17. Therefore, the strain gauge 22 outputs an output according to the strain amount of the plate member 17, and the output value is displayed on the oscilloscope 27.
第8図に試験中における歪ゲージ22の出力波形を示
す。FIG. 8 shows the output waveform of the strain gauge 22 during the test.
図において、試験片Sに全く疲労破壊が生じていない
場合には、歪ゲージ22の出力波形はW1に示すように初期
の応力設定値H0を基準に一定の振幅値H1が得られる。In the figure, when no fatigue failure has occurred in the test piece S, the output waveform of the strain gauge 22 has a constant amplitude value H1 based on the initial stress setting value H0 as shown by W1.
これに対し、第9図に示すように試験片Sに若干亀裂
Gが発生した場合には、試験片Sに発生するねじり応力
が低下し、板状部材17のねじり歪量が減少するため、歪
ゲージ22からの出力値は低下し、オシロスコープ27に表
示される出力波形は第8図中、W2に示すようになってい
る。On the other hand, as shown in FIG. 9, when a crack G is slightly generated in the test piece S, the torsional stress generated in the test piece S is reduced and the amount of torsional strain of the plate member 17 is reduced. The output value from the strain gauge 22 decreases, and the output waveform displayed on the oscilloscope 27 is as shown by W2 in FIG.
すなわち、出力波形W2の振幅値H2は、疲労破壊が発生
していない状態における振幅値H1より小となる。この出
力波形W2の振幅値H2は試験片Wの亀裂Gが拡大するにつ
れて低下し、完全に試験片Wが破断された時点で振幅値
H2は0となる。That is, the amplitude value H2 of the output waveform W2 is smaller than the amplitude value H1 in the state where no fatigue fracture has occurred. The amplitude value H2 of this output waveform W2 decreases as the crack G of the test piece W expands, and when the test piece W is completely broken, the amplitude value H2 decreases.
H2 becomes 0.
このように、この実施例においてはオシロスコープ22
に映し出される歪ゲージ22の出力波形を観察することに
より、単に試験片Sが破断されたか否かだけでなく、疲
労破壊の進行状況をも確認することができる。Thus, in this embodiment, the oscilloscope 22
By observing the output waveform of the strain gauge 22 displayed on the screen, not only whether or not the test piece S is broken, but also the progress of fatigue failure can be confirmed.
そして、試験片Sが完全に破断され、増幅器26を介し
て出力される歪ゲージ22の出力値が、予め設定したレベ
ル以下となると、破断検知センサ28がモータ駆動制御回
路29へ停止信号を出力し、モータ1の駆動を停止させ
る。このため、カウンタのカウント動作は停止し、試験
片Sが破断するまでのカウント値が表示される。このカ
ウント値により試験片の疲労強度を確認することができ
る。Then, when the test piece S is completely broken and the output value of the strain gauge 22 output via the amplifier 26 becomes equal to or lower than a preset level, the break detection sensor 28 outputs a stop signal to the motor drive control circuit 29. Then, the driving of the motor 1 is stopped. Therefore, the counting operation of the counter is stopped, and the count value until the test piece S is broken is displayed. The fatigue strength of the test piece can be confirmed from this count value.
また、上記実施例では、試験片Sの両端部S1,s2を係
止溝12B1,18B1に従って湾曲させ、言わば二次元的に保
持するようにしたため、試験片Sがいかに小径であろう
とも、両端部S1,S2が両チャック部12B,18Bの中で空転す
ることはなく、揺動軸8及び回動体15の回転力は確実に
試験片Sに伝達される。In addition, in the above-described embodiment, since both end portions S1 and s2 of the test piece S are curved according to the locking grooves 12B1 and 18B1 and are two-dimensionally held, so to speak, no matter how small the diameter of the test piece S is, The parts S1 and S2 do not idle in the chuck parts 12B and 18B, and the rotational force of the swing shaft 8 and the rotating body 15 is reliably transmitted to the test piece S.
また、係止溝12B1,18B1の形状は円弧形状をなしてい
るため、ここに係止される試験片Sの両端部S1,S2に応
力集中が発生するのを防止でき、良好な係止状態を得る
ことができる。つまり、例えばL字状に折曲した係止溝
によって試験片を保持させた場合には、応力が試験片の
角部に集中し、この部分が極めて短時間で破断してしま
うため、適正な試験結果を得ることができない。In addition, since the locking grooves 12B1 and 18B1 are formed in an arc shape, it is possible to prevent stress concentration from occurring at both ends S1 and S2 of the test piece S locked here, so that a good locking state can be obtained. Can be obtained. That is, for example, when the test piece is held by the locking groove bent in an L shape, stress concentrates on a corner portion of the test piece, and this portion is broken in an extremely short time. I cannot get the test results.
ところで、ねじり試験としては、上記のように試験片
Sを正、逆両方向に繰り返し負荷、及び除荷を行う所謂
動的ねじり荷重試験と、試験片を一方向へねじる静的ね
じり試験とがあり、後者の試験を行う場合には、回動体
15を手動操作などにより回転させることで容易に実施す
ることができる。By the way, as the torsion test, there is a so-called dynamic torsion load test in which the test piece S is repeatedly loaded and unloaded in both forward and reverse directions as described above, and a static torsion test in which the test piece is twisted in one direction. , When performing the latter test, the rotating body
It can be easily carried out by rotating 15 by a manual operation or the like.
また、動的ねじり試験としても、予め初期の応力設定
を必要としない場合には、ウェイト棒23の錘り24を取り
外して行なえば良い。Further, even in the dynamic torsion test, if the initial stress setting is not required in advance, the weight 24 of the weight rod 23 may be removed.
なお、上記実施例においては、チャック体12における
板状部材17の保持部分を揺動軸8及び回動体15の回動中
心軸線Lに対して線対称となるよう設定し、試験片Sの
ねじれに伴い板状部材17にもねじれを発生させ、その歪
量を測定するようにしたが、第10図に示すように、板状
部材17を回動中心軸線Lから外れた位置で保持させるよ
うにしても、試験片Sのねじり応力を測定することがで
きる。In the above embodiment, the holding portion of the plate member 17 in the chuck body 12 is set to be line-symmetric with respect to the rotation center axis L of the swing shaft 8 and the rotating body 15, and the test piece S is twisted. Along with this, the plate-like member 17 is also twisted, and the amount of strain is measured. However, as shown in FIG. 10, the plate-like member 17 is held at a position deviated from the rotation center axis L. However, the torsional stress of the test piece S can be measured.
すなわち、この場合には、試験片Sのねじり応力に応
じて板状部材17が保持部15Aを支点として上下方向へた
わみ、その時のたわみ量を歪ゲージ22にて検出すること
により、試験片Sに付加された荷重を測定することがで
きる。That is, in this case, the plate-shaped member 17 bends in the up-down direction with the holding portion 15A as a fulcrum in accordance with the torsional stress of the test piece S, and the amount of bending at that time is detected by the strain gauge 22, whereby the test piece S The load applied to can be measured.
また、上記実施例では、抵抗体R1〜R4を第6図(b)
に示すよう接続して成るひずみゲージ22を用いたが、板
状部材17の歪を検出する歪ゲージとしては、その他の構
成を有するものも適用可能である。さらに、歪ゲージ22
の出力を紙面などに記録させるようにすることも可能で
あり、歪ゲージ22の出力表示手段としては特にオシロス
コープに限定されない。Further, in the above embodiment, the resistors R1 to R4 are connected to each other as shown in FIG.
Although the strain gauge 22 formed by connecting as shown in is used, as the strain gauge for detecting the strain of the plate-shaped member 17, those having other configurations are also applicable. In addition, strain gauge 22
The output of the strain gauge 22 can be recorded on a paper surface, and the output display means of the strain gauge 22 is not particularly limited to an oscilloscope.
[発明の効果] 以上説明しとおり、この発明に係るねじり試験機によ
れば、揺動軸に固定した揺動側チャック体と固定軸に対
し回動可能な揺動側チャック体とに形成した曲線状の係
止溝に、試験片の両端部を係止させるようにしたため、
小径の試験片であっても両チャック体の回転力を確実に
試験片に伝達することができ、しかも、試験片の両端部
に発生する応力は係止溝の曲線形状に従って均等に分散
されるため、両端部が破断する虞れもなく、良好な保持
状態を得ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the torsion tester of the present invention, the swing-side chuck body fixed to the swing shaft and the swing-side chuck body rotatable with respect to the fixed shaft are formed. Since both ends of the test piece are locked in the curved locking groove,
Even with a small-diameter test piece, the rotational force of both chuck bodies can be reliably transmitted to the test piece, and the stress generated at both ends of the test piece is evenly distributed according to the curved shape of the locking groove. Therefore, it is possible to obtain a good holding state without fear of breaking the both ends.
さらに、試験片に発生する応力値を歪ゲージの出力に
よって確認することができるため、初期状態における応
力設定を正確に行うことができると共に、疲労強度の測
定に加え、疲労破壊の進行状況の確認も可能となり、正
確かつ十分な試験データを得ることができる。Furthermore, since the stress value generated in the test piece can be confirmed by the output of the strain gauge, the stress can be set accurately in the initial state, and in addition to the measurement of fatigue strength, the progress of fatigue fracture can be confirmed. It is also possible to obtain accurate and sufficient test data.
第1図はこの発明に係る一実施例の全体構成を示す平面
図、第2図は同実施例の要部拡大図であり、同図(a)
は平面図を、同図(b)は側面図をそれぞれ示す。第3
図(a)は第1図に示した揺動側チャック部を示す分解
平面図、同図(b)は同図(a)に示したものの組立て
状態を示す側面図、第4図(a)は固定チャックの分解
平面図、同図(b)は同図(a)に示したものの組立状
態を示す側面図、第5図は試験片の保持状態を示す平面
図、第6図(a)は歪ゲージの取付状態を示す平面図、
同図(b)は歪ゲージにおける抵抗体の接続状態を示す
電気的接続図、第7図は歪ゲージの後段における電気的
接続状態を示すブロック図、第8図はオシロスコープに
表示される歪ゲージの出力波形を示す波形図、第9図は
試験片の亀裂発生状態を示す側面図、第10図はこの発明
の他の実施例を示す要部拡大平面図、第11図(a)は従
来のねじり試験機を示す平面図、同図(b)は同図
(a)に示したものの側面図、第12図(a)は第11図に
示したものにおける試験片装着状態を示す拡大平面図、
同図(b)は同図(a)に示したものの側面図である。 図において、 1……モータ(駆動手段) 8……揺動軸 9……固定軸 11……揺動側チャック体 12……チャック部 12B1……係止溝 15……回動体 17……板状部材 18……チャック部 18B1……係止溝 20……固定側チャック体 22……歪ゲージ L……回動中心軸線 S……試験片FIG. 1 is a plan view showing the overall construction of an embodiment according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the main parts of the embodiment, and FIG.
Shows a plan view and FIG. 2B shows a side view. Third
FIG. 4A is an exploded plan view showing the swing-side chuck portion shown in FIG. 1, FIG. 4B is a side view showing an assembled state of the one shown in FIG. 1A, and FIG. Is an exploded plan view of the fixed chuck, FIG. 6B is a side view showing the assembled state of the one shown in FIG. 6A, FIG. 5 is a plan view showing the holding state of the test piece, and FIG. 6A. Is a plan view showing the mounting state of the strain gauge,
FIG. 7B is an electrical connection diagram showing the connection state of the resistors in the strain gauge, FIG. 7 is a block diagram showing the electrical connection state in the latter stage of the strain gauge, and FIG. 8 is the strain gauge displayed on the oscilloscope. Fig. 9 is a waveform diagram showing an output waveform of Fig. 9, Fig. 9 is a side view showing a crack generation state of a test piece, Fig. 10 is an enlarged plan view of an essential part of another embodiment of the present invention, and Fig. 11 (a) is a conventional diagram. Fig. 12 (a) is a side view of Fig. 12 (a), and Fig. 12 (a) is an enlarged plan view showing the test piece mounting state of Fig. 11 (a). Figure,
FIG. 2B is a side view of what is shown in FIG. In the figure, 1 ... motor (driving means) 8 ... swinging shaft 9 ... fixed shaft 11 ... swinging side chuck body 12 ... chuck portion 12B1 ... locking groove 15 ... rotating body 17 ... plate -Shaped member 18 …… Chuck part 18B1 …… Locking groove 20 …… Fixed side chuck body 22 …… Strain gauge L …… Rotation center axis S …… Test piece
Claims (1)
を中心に揺動する揺動軸と、 この揺動軸に一端を固定すると共に、線状をなす被試験
片の一端を係止するチャック部を設けて成る揺動側チャ
ック体と、 前記揺動軸に対向して設けられた固定軸と、 前記固定軸の一端に揺動軸と同一の回動中心軸線を中心
として回動自在に支持された回動体と、 前記回動体に一端部が保持され、他端部に前記試験片の
一端を係止するチャック部を板状部材を介して設けた固
定側チャック体と、 前記板上部材に貼着したひずみゲージと、を備え、 前記被試験片とひずみゲージ間を支持部材なしで支持し
た構成とすると共に、 前記両チャック体の各チャック部を、これに保持される
被試験片の長手方向が前記回動中心軸線と一致するよう
配設すると共に、 前記各チャック体には、前記被試験片の両端部を嵌入、
係止させる係止溝を形成したことを特徴とするねじり試
験機。1. A swing shaft swinging around a predetermined rotation center axis by a predetermined driving means, and one end fixed to this swing shaft and one end of a linear test piece locked. And a fixed shaft provided to face the swing shaft, and swings around one end of the fixed shaft about the same rotation center axis as the swing shaft. A rotatably supported body, a fixed-side chuck body having one end held by the rotator, and a chuck part for locking one end of the test piece provided at the other end via a plate member, A strain gauge adhered to the plate member, and a structure in which the test piece and the strain gauge are supported without a supporting member, and each chuck portion of both chuck bodies is held by the chuck member. Arranged so that the longitudinal direction of the test piece coincides with the central axis of rotation, Both ends of the test piece are fitted into the chuck bodies,
A torsion tester having a locking groove for locking.
Priority Applications (1)
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| JP2085496A JPH0820349B2 (en) | 1990-03-31 | 1990-03-31 | Torsion tester |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPH04164229A JPH04164229A (en) | 1992-06-09 |
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ID=13860544
Family Applications (1)
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1990
- 1990-03-31 JP JP2085496A patent/JPH0820349B2/en not_active Expired - Lifetime
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