试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及强度的试验装置。
【背景技术】
[0002]在汽车、铁路等运输机械、挖土机、翻斗机等施工机械、以及风力发电、波力发电等自然能发电系统的结构体系中，由于各种原因，在运转时会，复杂的负荷产生交变作用。该交变负荷是多轴交变负荷，负荷波形的振幅随时间而发生变化，且负荷方向也发生变化，根据情况的不同有可能引起所述机械的疲劳破坏。为了避免这样的疲劳破坏，相对于多轴交变负荷的疲劳现象的把握就非常重要。以此为目的，发明、开发了能够进行多轴交变负荷的疲劳试验的多轴强度试验装置。
[0003]最通常的多轴强度试验装置是具有如下结构的装置:其将棒状、圆筒状的试验片的一端固定，在一端施加轴向负荷(拉伸、压缩负荷)和扭转负荷的两轴负荷而进行试验。与后述的其他的多轴强度试验装置具有两轴以上的试验轴的情况相对，该类型的多轴试验装置的试验轴是一轴。该类型的多轴试验装置具有轴向负荷用的线性致动器和扭转负荷用的旋转致动器这两个致动器。通过这些致动器而使轴向负荷波形和扭转负荷波形的相位变化，能够进行多轴负荷的试验，其中，该多轴负荷是在试验片产生的多轴应力的主应力方向随时间而发生变化的多轴负荷(被称为非比例负荷)。但是，在该类型的试验装置中，仅限于能够在试验片上实现的多轴应力状态。具体而言，该装置能够在由最大主应力σ?、最小主应力σ 3求得的主应力比λ (λ = σ 3/o I)进入-1彡λ彡O的范围的多轴应力状态下进行试验。
[0004]为了实施超过该主应力比的范围的试验，开发了具有非专利文献I所述的结构的多轴试验装置。在该装置中，相对于大致十字形状的试验片，为了分别向十字的四处端部施加负荷而各自配置一个、合计配置四个线性致动器。两个致动器以相向形式配置而构成一轴试验结构，能够通过两组一轴试验结构进行两轴负荷的多轴疲劳试验。通过相向的两个致动器的轴中心的试验轴与由另一对致动器构成的试验轴相交于一点，该点与试验片中心一致。通过控制由各致动器产生的负荷，能够在包括试验片中心在内的试验片的中央区域产生多轴应力状态。在该装置中，能够在前述的主应力比处于-1 < λ < I的范围的多轴应力状态下实施试验，但关于前述的非比例负荷，只能进行一部分的非比例负荷的试验。另夕卜，由于以两个致动器构成一轴试验结构，因而为了将试验片中心维持在试验轴的交点，需要以高精度控制相向的致动器。
[0005]在专利文献I中，公开了如下装置:该装置包括三组以上的机械负荷用的一轴试验结构，且具有磁性材料的磁特性测定机构。通过该装置，能够在任意的多轴应力状态下进行磁性材料的磁特性评价。对应于三组以上的一轴试验结构而存在的三个以上的试验轴交叉于某一点，该交点存在于试验片的中央区域。根据提出的应力施加机构，能够在试验片的中央区域产生多轴应力状态。在此专利公开的装置结构中，能够实现主应力比处于-K λ < I的范围的多轴应力状态，而且能够使多轴应力的主应力朝向任意的方向。试验片的形状是与试验轴的个数、轴的方向相匹配，从试验片中央放射状地延伸出端部的形状。在此专利文献的实施例中公开了在试验片的端部设置用于使拉伸载荷及压缩载荷作用的负荷机构(配重、液压致动器)的装置结构。这意味着其与非专利文献I相同，以两个致动器构成一轴试验结构。
[0006]在专利文献2中，与专利文献I相同，公开了具备多个一轴试验结构的多轴万能试验装置。与一轴试验结构的个数相同而存在的试验轴以交叉于某一点的方式构成装置。由于在各轴的两端具备电动致动器，因而在以两个致动器构成一轴试验结构的观点中，该装置具有与非专利文献I相同的装置结构。与专利文献I相同，其能够实现主应力比处于-1 < λ < I的范围的多轴应力状态，而且能够使多轴应力的主应力朝向任意的方向。
[0007]在先技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开2012-202974号公报
[0010]专利文献2:日本特表2007-510151号公报
[0011]非专利文献
[0012]非专利文献1:《关于使用十字型试验片的高温二轴低循环疲劳的研宄》材料，第37 卷，第 414 号，ρρ340 ?346，1988 年
[0013]在具有两轴以上的试验轴，且试验轴以交叉于某一点的方式构成装置的情况下，在试验轴的交点配置试验片的中央区域，在其中央区域产生多轴应力状态。因此，为了在试验轴的交点配置试验片的中央区域，需要将试验片固定于装置，并施加载荷。非专利文献1、专利文献I及2记载的试验装置，为了得到一轴试验结构而相向配置两个载荷负荷装置(致动器等)。在采用这样的一轴试验结构的情况下，如果相向的载荷负荷装置的负荷的平衡被破坏，则会在试验片中央区域与试验轴的交点产生位置偏离。如专利文献I所述，在以产生多轴应力状态为目的的情况下，试验片中央区域与试验轴的交点的稍微的位置偏离不是问题。但是，为了明确由多轴负荷导致的疲劳现象，必须在试验片的中央区域产生交变多轴应力，使试验片的中央区域发生疲劳破坏。当试验片是从试验片中央放射状地延伸出端部的形状(在试验轴为两轴时是十字形状)的试验片时，从装夹在装置的试验片端部开始直到中央的部分被称为臂部，如果试验片中央区域与试验轴的交点产生位置偏离，则弯曲载荷作用于臂部。由于该弯曲载荷，有可能在试验片的中央区域产生疲劳破坏前在臂部的根部产生疲劳破坏。为了避免在试验片的不希望产生疲劳破坏的部位产生的疲劳破坏，在非专利文献1、专利文献I及2记载的试验装置中，必须以试验轴的交点始终被包含于试验片中央区域的方式严密地控制相向的载荷负荷装置的负荷。
[0014]另外，本来，为了实现一轴试验结构，如采用通常的单轴的强度试验装置那样，采用沙漏型、哑铃型等试验片的一端固定、在另一端配置施加载荷的致动器的装置结构即可。即，为了构成一轴试验结构，最低只要具有一个载荷负荷装置即可。与此相对，在非专利文献1、专利文献I及2记载的装置中，一轴试验结构包括两个载荷负荷装置，若试验轴的个数增加，则导致装置非常高价。
【发明内容】
[0015]本发明是鉴于上述现有技术中存在的相关问题而作出的，更具体而言，其目的在于，提供一种强度的试验装置，在具有多个试验轴的试验装置中，载荷负荷装置个数少而廉价，且在试验过程中试验轴的交点被自动调整到试验片的中央区域。
[0016]用于解决课题的方案
[0017]在本发明中，为了解决上述课题，例如，采用在技术方案中记载的结构。在本发明中，包括多个解决上述课题的手段，举其中一例而言，提出了一种试验装置，该试验装置包括多组一轴试验结构，该一轴试验结构由以下构件构成:致动器，该致动器能够直线移动，并向试验体施加负荷；致动器固定台，该致动器固定台将该致动器保持在规定位置；反力台，该反力台具备设置在该致动器的端部的夹具和成对地夹住试验片的另一夹具；以及底座，该底座连结该致动器固定台与该反力台，将该一轴试验结构配置成，通过各致动器的大致轴中心的试验轴全部相交于一点，且被包含在同一平面中。
[0018]此外，在试验过程中，试验轴的交点被自动地配置在试验片的中央区域，为了从试验片的中央区域产生疲劳破坏，各一轴试验结构被配置成，能够与包括全部试验轴在内的平面平行地移动或者位置固定，该试验轴通过各致动器的大致轴中心，在未安装试验片的状态下，其他的一轴试验结构不会妨碍能够移动的一轴试验结构的动作。
[0019]发明效果
[0020]根据本发明，由于一轴试验结构中包含一个载荷负荷装置，所以即使准备三组一轴试验结构，所需的致动器的个数也是三个，因此，能够提供廉价而稳定地进行试验的多轴强度试验装置。另外，对于除上述内容以外的课题、结构及效果，能够根据以下的实施方式的说明而明确。
【附图说明】
[0021]图1是表示强度试验装置的整体的示意图。
[0022]图2是表示第一实施方式的强度试验装置的第一结构例的立体图。
[0023]图3是表示第一实施方式的强度试验装置的第一结构例的俯视图。
[0024]图4是在第一实施方式的强度试验装置的第一结构例之中只抽出45。轴的试验结构而表示的立体图。
[0025]图5是在第一实施方式的强度试验装置的第一结构例之中只抽出O。轴的试验结构而表示的立体图。
[0026]图6是表示第一实施方式的强度试验装置的第一结构例的主视图。
[0027]图7是在第一实施方式的强度试验装置的第一结构例中安装了试验片的情况的立