疲勞試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種疲勞試驗裝置，尤其涉及一種用于把握金屬、玻璃、陶瓷等板狀制品的疲勞壽命的疲勞試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車、飛機等運輸設(shè)備、工業(yè)機械等中，由于振動、重復(fù)驅(qū)動，使用的材料會承受重復(fù)應(yīng)力。為此，把握使用的材料的疲勞壽命非常重要，一般會實施疲勞試驗。
[0003]現(xiàn)有的疲勞試驗通常會通過IX 107次的重復(fù)應(yīng)力的負載來預(yù)測壽命，但近年來，期待運輸設(shè)備、工業(yè)機械的長壽命化，進行了各種研究的結(jié)果是，例如，從金屬中內(nèi)在的金屬夾雜物等的影響出發(fā)，將IX 109次的重復(fù)應(yīng)力作為疲勞極限應(yīng)力來進行評價。
[0004]現(xiàn)有的疲勞試驗，大致分為拉伸-壓縮應(yīng)力型、彎曲應(yīng)力型、以及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力型。在用圓棒等形狀的試件實施的拉伸-壓縮疲勞試驗中，除了機械驅(qū)動之外還有液壓驅(qū)動等的可施加高速負載的疲勞試驗裝置，可根據(jù)應(yīng)力進行1000Hz以上的高速試驗。近年來，開發(fā)了使用超聲波振子等的高速疲勞試驗裝置，以對應(yīng)千兆周的疲勞試驗。但是，在這些疲勞試驗裝置中，當(dāng)使試驗頻率上升時，有時會因試件的變形而引起發(fā)熱，還需要有試件的冷卻系統(tǒng)等。
[0005]另一方面，對于板狀的試件而言，因為難以進行拉伸-壓縮應(yīng)力型疲勞試驗、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力型疲勞試驗，所以一般進行彎曲應(yīng)力型疲勞試驗。作為使板狀的試件承受彎曲應(yīng)力的方法，一般進行在旋轉(zhuǎn)體上連接曲柄，將試件的兩端機械式地彎曲的交變疲勞試驗、將試件一邊的端部固定并使相反一側(cè)的端部機械式地振動的疲勞試驗。因此，試驗頻率因為受到驅(qū)動馬達等的轉(zhuǎn)速、阻熱性能的制約，所以1800spm是其極限，實施IX 107次的重復(fù)應(yīng)力的負載需要2?5天左右的試驗天數(shù)，實施IX 109次的重復(fù)應(yīng)力的負載甚至需要該試驗天數(shù)的100倍的天數(shù)。進而，為了檢測產(chǎn)生了疲勞斷裂的情況下的應(yīng)力降低，需要高精度的負載傳感器等的檢測器，疲勞試驗裝置的成本也會增大。
[0006]與此相對，在專利文獻1中，記載有能容易地在短時間內(nèi)實施千兆周的疲勞試驗的疲勞試驗裝置。該疲勞試驗裝置是對于通過固定夾具而固定了基端側(cè)的試件，通過施加由高頻馬達驅(qū)動的脈沖發(fā)生部所發(fā)出的脈沖狀的壓力波，使試件振動從而實施疲勞試驗。此時，通過將壓力波的壓力變化的頻率與試件的共振頻率調(diào)整為一致，試件的振動頻率達到共振頻率。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2012-149979號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0011]然而，由于專利文獻1記載的疲勞試驗裝置只通過將試件的基端側(cè)固定于固定夾具來使試件振動，因而在不能順利進行試件的振動頻率的調(diào)整的情況下，存在如下問題點，即、存在試件的振動的振幅過大以致施加較大的應(yīng)力從而破壞試件的隱患。
[0012]本發(fā)明就是為了解決這樣的技術(shù)問題而完成的，其目的在于，提供一種能防止對試件施加超出所需的應(yīng)力的疲勞試驗裝置。
[0013]用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0014]本發(fā)明的疲勞試驗裝置是使試件振動來試驗試件的疲勞壽命的疲勞試驗裝置，其具備:具有使試件以單臂狀態(tài)固定的第一固定面的第一固定夾具、使壓縮氣體脈沖狀地吹向試件并使試件振動的勵振器、以及檢測試件的振動位移的位移檢測器，試件以至少在試件被固定的部分之外的部分與第一固定面之間存在間隔的方式，被固定于第一固定面。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，由于試件以至少在試件被固定的部分之外的部分與第一固定面之間存在間隔的方式被固定于所述第一固定面，所以在試件振動時，即使試件的振動的振幅過大也能通過第一固定面抑制試件的振動，因而能防止對試件施加超出所需的應(yīng)力。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示本發(fā)明的實施方式的疲勞試驗裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0018]圖2是本實施方式的疲勞試驗裝置的下夾具的剖視圖。
[0019]圖3是本實施方式的疲勞試驗裝置的上夾具的剖視圖。
[0020]圖4是用本實施方式的疲勞試驗裝置所試驗的試件的俯視圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 以下，根據(jù)附圖就本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0022]如圖1所示，疲勞試驗裝置1具備由作為第一固定夾具的下夾具2和作為第二固定夾具的上夾具3構(gòu)成的固定構(gòu)件4。下夾具2和上夾具3通過螺釘5固定，作為試件的板狀的金屬板6以夾在下夾具2和上夾具3之間的方式以單臂狀態(tài)固定。
[0023]下夾具2具有使金屬板6固定的固定面2a (第一固定面)，固定面2a具有距離金屬板6固定在固定面2a上的部分越遠，固定面2a和金屬板6的間隔就越大的曲面形狀。上夾具3也具有使金屬板6固定的固定面3a (第二固定面)，固定面3a具有距離金屬板6固定在固定面3a上的部分越遠，固定面3a和金屬板6的間隔就越大的曲面形狀。金屬板6的未被固定的端部位于固定面2a、3a之間。
[0024]如圖2所示，下夾具2具有大致與固定面2a對置的底面2b。在下夾具2中，形成有以從底面2b直至固定面2a貫通下夾具2的方式插入螺釘5 (參照圖1)的固定用孔21、以及插入后述的接近傳感器11的傳感器部lla(參照圖1)插入的檢測用孔22 (第一貫通孔)。固定用孔21垂直于底面2b。檢測用孔22在固定面2a附近以使檢測用孔22大致垂直于固定面2a的角度相對固定用孔21傾斜。
[0025]如圖3所示，上夾具3具有與固定面3a大致對置的上表面3b。在上夾具3中，形成有以從上表面3b直至固定面3a貫通上夾具3的方式插入螺釘5 (參照圖1)的固定用孔31、以及插入后述的高速空氣閥9的噴出噴嘴9a (參照圖1)的空氣供給用孔32 (第二貫通孔)。固定用孔31以及空氣供給用孔32分別垂直于上表面3b。
[0026]如圖1所示，高速空氣閥9的噴出噴嘴9a從上表面3b側(cè)插入上夾具3的空氣供給用孔32。高速空氣閥9的供給噴嘴9b連接有空氣供給管15的一端，空氣供給管15的另一端連接有壓縮機10。高速空氣閥9電連接有信號功率電平變換接口 8，信號功率電平變換接口 8電連接有函數(shù)發(fā)生器7。由于函數(shù)發(fā)生器7、信號功率電平變換接口 8、高速空氣閥9、以及壓縮機10通過后述的動作使金屬板6振動，因而構(gòu)成使金屬板6振動的勵振器。
[0027]作為位移檢測器的接近傳感器11的傳感器部11a從底面2b側(cè)插入下夾具2的檢測用孔22。接近傳感器11電連接有計數(shù)器12，計數(shù)器12與函數(shù)發(fā)生器7電