JP2015203645A

JP2015203645A - Apparatus and method for testing vibration bending fatigue

Info

Publication number: JP2015203645A
Application number: JP2014083856A
Authority: JP
Inventors: 直樹大沢; Naoki Osawa; 淳司澤村; Junji Sawamura; 福彦片岡; Fukuhiko Kataoka; 中村　哲也; Tetsuya Nakamura; 哲也中村; 雄輔佐藤; Yusuke Sato
Original assignee: Daiwa Iron Works Co Ltd; Osaka University NUC; Japan Marine United Corp
Current assignee: Daiwa Iron Works Co Ltd; Osaka University NUC; Japan Marine United Corp
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2015-11-16

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for testing vibration bending fatigue, simple, small-sized and capable of adding "a damping load" simulating an excessive ship hull vibration, and a method for testing vibration bending fatigue.SOLUTION: An apparatus for testing vibration bending fatigue 100 comprises: vibration means 20 for vibrating a test piece 90; strike means 30 for striking a part 80 to be struck fixed to the test piece 90; and damping means 40 for damping a vibration generated in the test piece 90 by striking. The strike means 30 comprises: an upper arm part 32 rotated in a fixed direction; a forearm part 33 bent to the upper arm part 32 and freely placed; a strike part 34 fixed to the end part of the forearm part 33; a pressing part 35 on which a part of the forearm part 33 is pressed; and an energizing part 36 for energizing the forearm part 33 in the direction of the pressing part 35 and has "a striking twice prevention mechanism" that the strike part 34 passes a position distant from the end part 81b of the part 80 to be struck in the state that the forearm part 33 is bent by reaction force when struck.

Description

本発明は振動曲げ疲労試験装置および振動曲げ疲労試験方法、特に、重畳波形の荷重を付加する振動曲げ疲労試験装置、および該振動曲げ疲労試験装置を用いた振動曲げ疲労試験方法に関する。 The present invention relates to a vibration bending fatigue test apparatus and a vibration bending fatigue test method, and more particularly to a vibration bending fatigue test apparatus for applying a load having a superimposed waveform and a vibration bending fatigue test method using the vibration bending fatigue test apparatus.

従来、重畳波形の荷重を付加する疲労試験装置として、電気式油圧サーボ式疲労試験装置や、機械式疲労試験装置が知られている。電気式油圧サーボ式疲労試験装置には、装置自体の価格および運転費用（試験時間が長い、定期的な保守点検が必須）が高価であるという問題、また、機械式疲労試験装置（歯車機構やプーリ／ベルト機構等によって繰り返し載荷する）には、大きな試験体に対応するには装置が大型化し、装置自体の価格が高騰したり、摺動部の発熱や摩耗の問題から、高速運転が困難で、定期的な保守点検が必要であるという問題があった。
そこで、前記問題を解消するものとして、回転軸に固定された偏心錘を具備する振動モーターを試験体のみに固定し、振動モーターの回転に伴って発生する偏心錘の慣性力によって、試験体を振動させる発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a fatigue test apparatus that applies a load having a superimposed waveform, an electric hydraulic servo fatigue test apparatus and a mechanical fatigue test apparatus are known. The electric hydraulic servo type fatigue test equipment has a problem that the price and operating cost of the equipment itself (long test time, periodic maintenance and inspection are required) are expensive, and mechanical fatigue test equipment (gear mechanism and (It is repeatedly loaded by a pulley / belt mechanism, etc.) The size of the device is increased to accommodate large specimens, the price of the device itself rises, and the high temperature operation is difficult due to heat generation and wear of the sliding part. There was a problem that periodic maintenance inspections were necessary.
Therefore, as a solution to the above problem, a vibration motor having an eccentric weight fixed to a rotating shaft is fixed only to the test body, and the test body is fixed by the inertial force of the eccentric weight generated as the vibration motor rotates. An invention for vibrating is disclosed (for example, see Patent Document 1).

特開２００７−５７４２９号公報（第５−７頁、図１）JP 2007-57429 A (Page 5-7, FIG. 1)

特許文献１に開示された発明（曲げ疲労試験機および曲げ疲労試験方法）は、装置の小型化や試験方法の簡素化を可能にすると共に、複数の振動モーターを試験体に固定して、それぞれの回転数を変更することによって重畳波形の載荷を可能にしているものの、以下のような問題点があった。
すなわち、近年の超大型コンテナ船において、所謂「スプリンギング」および「ホイッピング」といった波浪中弾性応答による船体の損傷を検討し、超大型コンテナ船の適切な強度評価手法の確立が求められている。このとき、スプリンギングとは、周期的な波浪外力と船体構造との共振による定常的な船体振動（比較的穏やかな海象において発生する）であって、一方、ホイッピングとは、スラミング衝撃荷重のような衝撃的波浪外力によって誘発される過度的な船体振動（主に荒天において発生する）である。このため、スプリンギングおよびホイッピングを模した荷重条件において、鋼板や鋼板の溶接継手部の疲労試験をすることが必要になっている。
しかしながら、特許文献１に開示された曲げ疲労試験機では、偏心錘の回転半径が一定であることから、過度的な船体振動を模した「減衰する荷重」を付加することが不可能であるため、過度的な船体振動を模した荷重条件を再現することができないという問題があった。 The invention disclosed in Patent Document 1 (bending fatigue testing machine and bending fatigue testing method) enables downsizing of the apparatus and simplification of the testing method, and also fixes a plurality of vibration motors to a test body, Although the superposed waveform can be loaded by changing the number of rotations, there are the following problems.
That is, in recent large-sized container ships, the damage to the hull due to elastic response in waves such as so-called “springing” and “whipping” is examined, and establishment of an appropriate strength evaluation method for the large-sized container ships is required. At this time, the springing is a steady hull vibration (occurring in a relatively calm sea state) due to the resonance between the periodic wave external force and the hull structure, while the whipping is like a slamming impact load. This is excessive hull vibration (mainly caused by stormy weather) induced by external shock wave external force. For this reason, it is necessary to perform a fatigue test on a steel plate or a welded joint portion of the steel plate under load conditions simulating springing and whipping.
However, in the bending fatigue testing machine disclosed in Patent Document 1, since the rotation radius of the eccentric weight is constant, it is impossible to add a “damping load” that imitates excessive ship vibration. There is a problem that it is impossible to reproduce a load condition simulating excessive hull vibration.

本発明はかかる問題を解決するものであって、簡便かつ小型でありながら、過度的な船体振動を模した「減衰する荷重」を付加することができる振動曲げ疲労試験装置および振動曲げ疲労試験方法を提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem, and is a vibration bending fatigue test apparatus and a vibration bending fatigue test method capable of adding a “damping load” that mimics excessive hull vibration while being simple and small. The purpose is to provide.

（１）本発明に係る振動曲げ疲労試験装置は、試験体の一方の端部寄りの位置を固定する固定手段と、前記固定手段に固定された状態の前記試験体を振動させる振動手段と、前記固定手段に固定された状態の前記試験体の他方の端部寄りの位置を打撃する打撃手段と、該打撃手段による打撃によって前記試験体に生じる振動を減衰させる減衰手段と、前記振動手段と前記打撃手段とを制御する制御手段とを有し、
前記打撃手段は、上腕部回転モーターと、該上腕部回転モーターによって一定の方向に回転される上腕部と、該上腕部に対して折れ曲がり自在に前記上腕部に設置された前腕部と、該前腕部の端部に固定された打撃部と、前記上腕部に設置され、前記前腕部の一部が押し当てられる押し当て部と、前記前腕部を前記押し当て部の方向に付勢する付勢部とを具備し、
前記制御手段は、前記振動手段に対しては、所定の周期である振動周期で前記試験体を振動させ、前記上腕部回転モーターに対しては、前記振動周期よりも長い周期である打撃周期で、且つ、前記打撃部が前記試験体を所定の回転角速度で打撃するように前記上腕部を回転させ、
前記付勢部は、前記前腕部の一部を前記押し当て部に押し当てて、前記前腕部が前記上腕部に対して直線状になっている状態にして、前記打撃部に前記試験体を打撃させ、且つ、前記打撃の後、前記前腕部が打撃の際の反力によって前記上腕部に対して反回転方向に回転して、前記上腕部に対して折れ曲がっている状態において、前記打撃部が前記試験体の他方の端部から離れた位置を通過するようにする付勢力を有することを特徴とする。 (1) A vibration bending fatigue test apparatus according to the present invention includes a fixing unit that fixes a position near one end of a test body, a vibration unit that vibrates the test body that is fixed to the fixing unit, A striking means for striking a position near the other end of the test body in a state of being fixed to the fixing means, a damping means for attenuating vibration generated in the test body due to striking by the striking means, and the vibration means Control means for controlling the striking means,
The striking means includes an upper arm rotating motor, an upper arm rotated in a predetermined direction by the upper arm rotating motor, a forearm installed on the upper arm so as to be bent with respect to the upper arm, and the forearm A striking part fixed to the end of the part, a pressing part installed on the upper arm part and pressed against a part of the forearm part, and a biasing force for biasing the forearm part in the direction of the pressing part And comprising
The control means vibrates the test body with a vibration period that is a predetermined period for the vibration means, and a striking period that is longer than the vibration period for the upper arm rotation motor. And rotating the upper arm so that the striking part strikes the test specimen at a predetermined angular velocity,
The urging portion presses a part of the forearm portion against the pressing portion so that the forearm portion is linear with respect to the upper arm portion, and the test body is placed on the striking portion. In the state in which the forearm portion is rotated in a counter-rotating direction with respect to the upper arm portion by a reaction force at the time of hitting and is bent with respect to the upper arm portion after being hit, Has a biasing force to pass through a position away from the other end of the specimen.

（２）また、試験体の一方の端部寄りの位置を固定する固定手段と、前記固定手段に固定された状態の前記試験体を振動させる振動手段と、前記試験体の他方の端部寄りの位置に固定される被打撃板と、前記試験体が前記固定手段に固定された状態において、前記被打撃板の他方の端部寄りの位置を打撃する打撃手段と、該打撃手段による打撃によって前記試験体に生じる振動を減衰させる減衰手段と、前記振動手段と前記打撃手段とを制御する制御手段とを有し、
前記打撃手段は、上腕部回転モーターと、該上腕部回転モーターによって一定の方向に回転される上腕部と、該上腕部に対して折れ曲がり自在に前記上腕部に設置された前腕部と、該前腕部の端部に固定された打撃部と、前記上腕部に設置され、前記前腕部の一部が押し当てられる押し当て部と、前記前腕部を前記押し当て部の方向に付勢する付勢部とを具備し、
前記制御手段は、前記振動手段に対しては、所定の周期である振動周期で前記試験体を振動させ、前記上腕部回転モーターに対しては、前記振動周期よりも長い周期である打撃周期で、且つ、前記打撃部が前記試験体を所定の回転角速度で打撃するように前記上腕部を回転させ、
前記付勢部は、前記前腕部の一部を前記押し当て部に押し当てて、前記前腕部が前記上腕部に対して直線状になっている状態にして、前記打撃部に前記被打撃板を打撃させ、且つ、前記打撃の後、前記前腕部が打撃の際の反力によって前記上腕部に対して反回転方向に回転して、前記上腕部に対して折れ曲がっている状態において、前記打撃部が前記被打撃板の他方の端部から離れた位置を通過するようにする付勢力を有することを特徴とする。 (2) Further, a fixing means for fixing a position near one end of the test body, a vibration means for vibrating the test body fixed to the fixing means, and a position near the other end of the test body A striking plate fixed at the position, a striking means for striking a position near the other end of the striking plate in a state where the specimen is fixed to the fixing means, and a striking by the striking means Attenuating means for attenuating vibration generated in the specimen, and control means for controlling the vibrating means and the striking means,
The striking means includes an upper arm rotating motor, an upper arm rotated in a predetermined direction by the upper arm rotating motor, a forearm installed on the upper arm so as to be bent with respect to the upper arm, and the forearm A striking part fixed to the end of the part, a pressing part installed on the upper arm part and pressed against a part of the forearm part, and a biasing force for biasing the forearm part in the direction of the pressing part And comprising
The control means vibrates the test body with a vibration period that is a predetermined period for the vibration means, and a striking period that is longer than the vibration period for the upper arm rotation motor. And rotating the upper arm so that the striking part strikes the test specimen at a predetermined angular velocity,
The urging portion presses a part of the forearm portion against the pressing portion so that the forearm portion is linear with respect to the upper arm portion, and the hitting plate is placed on the hitting portion. In the state where the forearm portion is rotated in a counter-rotating direction with respect to the upper arm portion by a reaction force at the time of hitting and is bent with respect to the upper arm portion after the hitting, It has a biasing force that allows the portion to pass through a position away from the other end of the hitting plate.

（３）また、前記（１）または（２）において、前記打撃に伴う振動が前記減衰手段によって所定の割合にまで減衰した状態で、前記打撃が繰り返されることを特徴とする。
（４）また、前記（３）において、前記振動手段は、前記試験体のみに固定され、振動モーターと、該振動モーターの回転軸に固定された偏心錘とを具備し、前記振動モーターの回転に伴って発生する前記偏心錘の慣性力によって、前記試験体を振動させるものであって、
前記制御手段は、前記打撃周期が前記振動周期の整数倍で、前記偏心錘の慣性力が前記試験体に対して前記上腕部の回転方向に作用するタイミングと前記打撃のタイミングとが一致するように、前記振動モーターおよび前記上腕部回転モーターを回転することを特徴とする。 (3) Further, in the above (1) or (2), the striking is repeated in a state where the vibration accompanying the striking is attenuated to a predetermined ratio by the damping means.
(4) In the above (3), the vibration means is fixed only to the test body, and includes a vibration motor and an eccentric weight fixed to a rotation shaft of the vibration motor. The test body is vibrated by the inertial force of the eccentric weight generated along with,
The control means is configured such that the impact period is an integral multiple of the vibration period, and the timing at which the inertial force of the eccentric weight acts on the test body in the rotational direction of the upper arm portion coincides with the impact timing. Further, the vibration motor and the upper arm rotation motor are rotated.

（５）また、前記（１）〜（４）の何れかにおいて、前記押し当て部に、前記前腕部の一部が押し当てられた際の衝撃を吸収するための緩衝材が設置されていることを特徴とする。
（６）また、前記（１）〜（５）の何れかにおいて、前記減衰手段は、前記固定手段が設置されている基板に、高さ調整部を介して設置される基板側プレートと、前記試験体に設置される試験体側プレートと、前記基板側プレートと前記試験体側プレートとの間に、湾曲した状態で配置されたワイヤーロープとを具備し、
該ワイヤーロープの湾曲部の両端がそれぞれ前記基板側プレートおよび前記試験体側プレートに固定され、前記打撃に伴う前記試験体の振動によって、前記湾曲部が変形することを特徴とする。 (5) In any one of the above (1) to (4), a buffer material for absorbing an impact when a part of the forearm portion is pressed against the pressing portion is installed. It is characterized by that.
(6) In any one of the above (1) to (5), the attenuation means includes a substrate-side plate installed via a height adjustment unit on the substrate on which the fixing means is installed, and A test body side plate installed in a test body, and a wire rope arranged in a curved state between the substrate side plate and the test body side plate,
Both ends of the curved portion of the wire rope are fixed to the substrate side plate and the test body side plate, respectively, and the curved portion is deformed by the vibration of the test body accompanying the impact.

（７）本発明に係る振動曲げ疲労試験方法は、前記（４）記載の振動曲げ疲労試験装置における振動曲げ疲労試験方法であって、前記振動手段が前記試験体に付与する振動力の値および前記振動周期を決定するステップと、
前記打撃手段が前記試験体を打撃する際の打撃力の値および前記打撃周期を決定するステップと、
前記打撃力に基づいて、前記回転角速度と、前記前腕部および打撃部を合計した重量とを決定するステップと、
前記打撃周期が前記振動周期の整数倍であって、前記打撃の際、前記振動力の位相と前記打撃力の位相とが一致するように、前記偏心錘の位相と前記打撃部の位相とを調整するステップと、
前記調整するステップの後、前記振動周期で前記振動手段と、前記打撃周期で前記上腕部回転モーターとを同時に回転させるステップと、を有する。
（８）また、前記（７）において、前記打撃に伴う振動が前記減衰手段によって所定の割合にまで減衰した状態で、前記打撃が繰り返されることを特徴とする。 (7) The vibration bending fatigue test method according to the present invention is a vibration bending fatigue test method in the vibration bending fatigue test apparatus according to (4), wherein the vibration means applies a value of the vibration force applied to the specimen. Determining the vibration period;
Determining a value of a striking force when the striking means strikes the specimen and the striking cycle;
Determining the rotational angular velocity and the total weight of the forearm portion and the striking portion based on the striking force;
The striking cycle is an integral multiple of the vibration cycle, and the phase of the eccentric weight and the phase of the striking portion are set so that the phase of the vibration force and the phase of the striking force coincide with each other at the time of the striking. Adjusting steps,
After the adjusting step, the method includes the step of simultaneously rotating the vibrating means in the vibration cycle and the upper arm rotation motor in the hitting cycle.
(8) In the above (7), the striking is repeated in a state where the vibration accompanying the striking is attenuated to a predetermined ratio by the damping means.

（ｉ）本発明に係る振動曲げ疲労試験装置および振動曲げ疲労試験方法は、前記構成であって、打撃の後、前腕部が打撃の際の反力によって上腕部に対して反回転方向に回転して、上腕部に対して折れ曲がっている状態において、打撃部が試験体の他方の端部から離れた位置または被打撃板の他方の端部から離れた位置を通過するから、上腕部回転モーターが一定の方向に回転を継続しても、「二度打ち」が防止される。よって、簡素かつ小型の構造でありながら、重畳波形の繰り返し荷重による振動曲げ疲労試験が可能になる。
（ｉｉ）また、打撃に伴う振動が減衰手段によって所定の割合にまで減衰した状態で、打撃が繰り返されるから、例えば、超大型コンテナ船において発生する「ホイッピング」を伴った船体振動等の過度的な船体振動を模した「減衰する荷重」を繰り返し付加することができる。
（ｉｉｉ）振動周期および打撃周期を、適宜、比較的高い値に設定することができるから、疲労試験を比較的短時間に終了することができる。よって、例えば、スプリンギングおよびホイッピングを模した荷重条件において、多量の疲労試験を比較的短期間に実施することが可能になる。 (I) The vibration bending fatigue testing apparatus and the vibration bending fatigue testing method according to the present invention are configured as described above, and the forearm portion rotates in the counter-rotating direction with respect to the upper arm portion by a reaction force upon striking after the striking. In the bent state with respect to the upper arm portion, the striking portion passes through a position away from the other end portion of the test body or a position away from the other end portion of the hitting plate. Even if the rotation continues in a certain direction, “double strike” is prevented. Therefore, it is possible to perform a vibration bending fatigue test with a repeated load of superimposed waveforms while having a simple and small structure.
(Ii) Further, since the hitting is repeated in a state where the vibration accompanying the hitting is attenuated to a predetermined ratio by the damping means, for example, excessive vibration such as hull vibration accompanied by “whipping” that occurs in a very large container ship. It is possible to repeatedly apply “attenuating load” that imitates the hull vibration.
(Iii) Since the vibration period and the striking period can be appropriately set to relatively high values, the fatigue test can be completed in a relatively short time. Therefore, for example, a large amount of fatigue tests can be performed in a relatively short time under load conditions simulating springing and whipping.

本発明の実施の形態１に係る振動曲げ疲労試験装置を説明するものであって、（ａ）は振動曲げ疲労試験装置によって試験される試験体の一例を示す正面図、（ｂ）は振動曲げ疲労試験装置によって試験される試験体の一例を示す平面図、（ｃ）は振動曲げ疲労試験装置を形成する被打撃板を示す正面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 illustrates a vibration bending fatigue test apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, in which (a) is a front view illustrating an example of a test body to be tested by a vibration bending fatigue test apparatus, and (b) is a vibration bending fatigue test apparatus. The top view which shows an example of the test body tested with a fatigue test apparatus, (c) is a front view which shows the to-be-struck board which forms a vibration bending fatigue test apparatus. 本発明の実施の形態１に係る振動曲げ疲労試験装置を示す平面図。The top view which shows the vibration bending fatigue test apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る振動曲げ疲労試験装置を示す正面図。The front view which shows the vibration bending fatigue test apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る振動曲げ疲労試験装置を示す側面図。The side view which shows the vibration bending fatigue test apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１に係る振動曲げ疲労試験装置が具備する減衰手段を説明するものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The damping means with which the vibration bending fatigue test apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention is provided is shown, Comprising: (a) is a top view, (b) is a front view, (c) is a bottom view. 本発明の実施の形態１に係る振動曲げ疲労試験装置が具備する制御手段を説明するブロック図。The block diagram explaining the control means with which the vibration bending fatigue test apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention comprises. 本発明の実施の形態１に係る振動曲げ疲労試験装置における二度打防止機構を説明する正面図であって、（ａ）は打撃直前の前腕部の状態、（ｂ）は打撃時の前腕部の状態。It is a front view explaining the double hit | damage prevention mechanism in the vibration bending fatigue test apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, (a) is the state of the forearm part just before hitting, (b) is the forearm part at the time of hitting State. 本発明の実施の形態１に係る振動曲げ疲労試験装置における二度打防止機構を説明する正面図であって、（ａ）は打撃直後の前腕部の状態、（ｂ）は打撃部が試験体から離れた位置を通過したときの状態。It is a front view explaining the double hit prevention mechanism in the vibration bending fatigue test apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, Comprising: (a) is the state of the forearm part immediately after hitting, (b) is a hit | damage part is a test body The state when passing through a position away from. 本発明の実施の形態２に係る振動曲げ疲労試験方法を説明するフローチャート。The flowchart explaining the vibration bending fatigue test method which concerns on Embodiment 2 of this invention.

［実施の形態１：振動曲げ疲労試験装置］
図１〜図４は、本発明の実施の形態１に係る振動曲げ疲労試験装置を説明するものであって、図１の（ａ）は振動曲げ疲労試験装置によって試験される試験体の一例を示す正面図、図１の（ｂ）は振動曲げ疲労試験装置によって試験される試験体の一例を示す平面図、図１の（ｃ）は振動曲げ疲労試験装置を形成する被打撃板を示す正面図、図２は振動曲げ疲労試験装置を示す平面図、図３は振動曲げ疲労試験装置を示す正面図、図４は振動曲げ疲労試験装置を示す側面図である。なお、各図は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態に限定されるものではない。 [Embodiment 1: Vibration bending fatigue test apparatus]
1 to 4 illustrate a vibration bending fatigue test apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is an example of a test body to be tested by the vibration bending fatigue test apparatus. FIG. 1B is a plan view showing an example of a test body to be tested by a vibration bending fatigue test apparatus, and FIG. 1C is a front view showing a hit plate forming the vibration bending fatigue test apparatus. FIG. 2, FIG. 2 is a plan view showing a vibration bending fatigue testing apparatus, FIG. 3 is a front view showing the vibration bending fatigue testing apparatus, and FIG. 4 is a side view showing the vibration bending fatigue testing apparatus. In addition, each figure is shown typically and this invention is not limited to the form shown in figure.

（試験体）
図１の（ａ）および（ｂ）において、試験体９０は、矩形状の水平板９１と矩形状の垂直板９２とが溶接９３によって接合された溶接継手である。垂直板９２は水平板９１の略半分の長さであって、側面９１ｃ、９１ｄに対して平行で、幅方向の中央に、一方の端部９１ａ側に配置されている。また、水平板９１の一方の端部９１ａ寄りの位置には、固定手段１０を固定するためのボルト１３（図３参照）が貫通する固定用貫通孔９４が複数形成されている。また、水平板９１の他方の端部９１ｂ寄りの位置には、振動手段２０および被打撃板８０を固定するためのボルト２６（図３参照）が貫通する振動用貫通孔９５が複数形成されている。
なお、以上は、試験体９０として溶接継手を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、平板や、より複雑な構造体であってもよい。さらに、水平板９１の表面には、垂直板９２から他方の端部９１ｂ側に僅かに離れた位置に歪みゲージ９６が貼付され、さらに、歪みゲージ９６と側面９１ｃとの中間に歪みゲージ９７ｃが、歪みゲージ９６と側面９１ｄとの中間に歪みゲージ９７ｄがそれぞれ貼付されている。そして、歪みゲージ９６、９７ｃ、９７ｄの計測結果は制御手段５０に入力される。 (Test specimen)
1A and 1B, a test body 90 is a welded joint in which a rectangular horizontal plate 91 and a rectangular vertical plate 92 are joined by welding 93. The vertical plate 92 is approximately half the length of the horizontal plate 91, is parallel to the side surfaces 91 c and 91 d, and is disposed on the one end 91 a side in the center in the width direction. Further, a plurality of fixing through holes 94 through which the bolts 13 (see FIG. 3) for fixing the fixing means 10 pass are formed at positions near the one end 91a of the horizontal plate 91. Further, a plurality of vibration through holes 95 through which the bolts 26 (see FIG. 3) for fixing the vibration means 20 and the hitting plate 80 pass are formed at a position near the other end 91b of the horizontal plate 91. Yes.
Although the above shows a welded joint as the test body 90, the present invention is not limited to this, and a flat plate or a more complicated structure may be used. Further, a strain gauge 96 is affixed to the surface of the horizontal plate 91 at a position slightly separated from the vertical plate 92 toward the other end 91b, and a strain gauge 97c is provided between the strain gauge 96 and the side surface 91c. A strain gauge 97d is affixed between the strain gauge 96 and the side surface 91d. Then, the measurement results of the strain gauges 96, 97 c and 97 d are input to the control means 50.

（被打撃板）
図１の（ｃ）において、被打撃板８０は、試験体９０の他方の端部９１ｂ寄りの位置に設置されるものであって、略矩形状であって、一方の端部８１ａ側の範囲に、試験体９０の振動用貫通孔９５と同じ配置に貫通孔８５が形成されている。また、他方の端部８１ｂには、一対の切り欠き溝８２が形成され、一対の切り欠き溝８２に挟まれた位置が被打撃位置８１になっている。なお、一対の切り欠き溝８２は後記する減衰手段４０（図３参照）の設置を容易にするためのものである。
なお、本発明は、試験体９０に被打撃板８０が設置されるものに限定するものではなく、被打撃板８０を設置することなく、試験体９０の他方の端部９１ｂ寄りの位置を直接打撃してもよい。 (Struck plate)
In FIG. 1 (c), the hitting plate 80 is installed at a position near the other end 91b of the test body 90, is substantially rectangular, and has a range on the one end 81a side. Further, a through hole 85 is formed in the same arrangement as the vibration through hole 95 of the test body 90. In addition, a pair of cutout grooves 82 is formed in the other end portion 81b, and a position between the pair of cutout grooves 82 is a hit position 81. The pair of cutout grooves 82 is for facilitating the installation of the damping means 40 (see FIG. 3) described later.
The present invention is not limited to the one in which the hit plate 80 is installed on the test body 90, and the position near the other end 91b of the test body 90 is directly set without installing the hit plate 80. You may hit.

（振動曲げ疲労試験装置）
図２〜図４において、振動曲げ疲労試験装置１００は、試験体９０の一方の端部９１ａ寄りの位置を固定する固定手段１０と、試験体９０の他方の端部９１ｂ寄りの位置に固定される被打撃板８０と、試験体９０が固定手段１０に固定された状態において、被打撃板８０の被打撃位置８１（他方の端部８１ｂ寄りの位置）を打撃する打撃手段３０と、打撃手段３０による打撃によって試験体９０に生じる振動を減衰させる減衰手段４０と、振動手段２０と打撃手段３０とを制御する制御手段５０と、振動手段２０の状況を計測する計測手段６０とを有している。以下、それぞれについて説明する。 (Vibration bending fatigue test equipment)
2 to 4, the vibration bending fatigue test apparatus 100 is fixed to a fixing means 10 that fixes a position near one end 91 a of the test body 90 and a position near the other end 91 b of the test body 90. In the state where the hitting plate 80 and the test body 90 are fixed to the fixing means 10, the hitting means 30 for hitting the hitting position 81 (position near the other end 81 b) of the hitting plate 80, and the hitting means 30 has a damping means 40 for attenuating the vibration generated in the test body 90 by striking with 30, a control means 50 for controlling the vibrating means 20 and the striking means 30, and a measuring means 60 for measuring the state of the vibrating means 20. Yes. Each will be described below.

（固定手段）
固定手段１０は、基板１に固定された固定用台２に試験体９０を設置するものであって、試験体９０の固定用貫通孔９４の配置に同じ配置の貫通孔１２が形成された固定板１１と、固定用台２の上面２ａに試験体９０の固定用貫通孔９４の配置に同じ配置に形成された複数の貫通孔２ｂと、貫通孔１２、固定用貫通孔９４および貫通孔２ｂを貫通するボルト１３と、ボルト１３に螺合するナット１４とを具備している。
したがって、試験体９０の一方の端部９１ａ寄りを、固定用台２の上面に載置して、その上に固定板１１を載置し、ボルト１３を貫通孔１２、固定用貫通孔９４および貫通孔２ｂに通して、ボルト１３にナット１４を螺合することによって、試験体９０は固定用台２に固定される。 (Fixing means)
The fixing means 10 is for mounting the test body 90 on the fixing base 2 fixed to the substrate 1, and is a fixing in which the through holes 12 having the same arrangement are formed in the arrangement of the fixing through holes 94 of the test body 90. A plurality of through holes 2b formed in the same arrangement as the arrangement of the fixing through holes 94 of the test body 90 on the upper surface 2a of the plate 11 and the fixing base 2, the through holes 12, the fixing through holes 94 and the through holes 2b And a nut 14 screwed into the bolt 13.
Therefore, one end portion 91a side of the test body 90 is placed on the upper surface of the fixing base 2, the fixing plate 11 is placed thereon, the bolt 13 is connected to the through hole 12, the fixing through hole 94, and The test body 90 is fixed to the fixing base 2 by screwing the nut 14 into the bolt 13 through the through hole 2b.

（振動手段）
振動手段２０は、試験体９０のみに固定されるものであって、振動モーター２１と、振動モーター２１の回転軸２１ａに固定された偏心錘２２と、振動モーター２１に一体的に設けられた複数の支持脚２３を具備している。複数の支持脚２３にはそれぞれ貫通孔２５が形成され、複数の貫通孔２５の配置は、試験体９０の複数の振動用貫通孔９５および被打撃板８０の貫通孔８５の配置に同じである。
そして、試験体９０の他方の端部９１ｂ寄りに被打撃板８０を載置し、さらに、被打撃板８０に振動モーター２１を載置し、ボルト２６を貫通孔２５、貫通孔８５および振動用貫通孔９５に通し、ボルト２６にナット２７を螺合することによって、振動モーター２１および被打撃板８０は試験体９０に設置される。
したがって、固定用台２に固定された状態の試験体９０に被打撃板８０を介して振動モーター２１が設置されるから、振動モーター２１を回転すると、該回転に伴って発生する偏心錘２２の慣性力によって、試験体９０を振動させることができる。 (Vibration means)
The vibration means 20 is fixed only to the test body 90, and includes a vibration motor 21, an eccentric weight 22 fixed to the rotation shaft 21 a of the vibration motor 21, and a plurality of integrally provided in the vibration motor 21. The supporting leg 23 is provided. Through holes 25 are respectively formed in the plurality of support legs 23, and the arrangement of the plurality of through holes 25 is the same as the arrangement of the plurality of vibration through holes 95 of the test body 90 and the through holes 85 of the hit plate 80. .
The hit plate 80 is placed near the other end 91b of the test body 90, the vibration motor 21 is placed on the hit plate 80, and the bolts 26 are connected to the through holes 25, the through holes 85, and the vibration. The vibration motor 21 and the hit plate 80 are installed in the test body 90 by passing the nut 27 into the bolt 26 through the through hole 95.
Therefore, since the vibration motor 21 is installed on the test body 90 fixed to the fixing base 2 via the hitting plate 80, when the vibration motor 21 is rotated, the eccentric weight 22 generated along with the rotation is detected. The specimen 90 can be vibrated by the inertial force.

（計測手段）
また、計測手段６０は、基板１に固定された計測手段用台６に設置されたエンコーダー６１を具備している。すなわち、振動モーター２１の回転軸２１ａの一方の端部は延長され、回転軸延長部２１ｂが形成されている。そして、回転軸延長部２１ｂに、自在継手（フレキシブルジョント）６２ａ、中間軸６３および自在継手（フレキシブルジョント）６２ｂを介してエンコーダー６１が接続されている。
したがって、振動モーター２１（回転軸延長部２１ｂに同じ）は試験体９０の振動によって上下方向に振動（移動）するものの、かかる振動（移動）は自在継手６２ａ、６２ｂによって吸収されるから、回転軸２１ａが回転する際の位相は、エンコーダー６１によって計測される。また、計測手段用台６には、図示しないフォトセンサーが設置され、振動モーター２１の回転数（回転開始から回転停止までの回転数）を計測している。そして、エンコーダー６１およびフォトセンサーの計測結果は制御手段５０に入力される。 (Measurement means)
The measuring means 60 includes an encoder 61 installed on a measuring means base 6 fixed to the substrate 1. That is, one end of the rotation shaft 21a of the vibration motor 21 is extended to form a rotation shaft extension 21b. The encoder 61 is connected to the rotary shaft extension 21b via a universal joint (flexible joint) 62a, an intermediate shaft 63, and a universal joint (flexible joint) 62b.
Therefore, although the vibration motor 21 (same as the rotation shaft extension 21b) vibrates (moves) in the vertical direction by the vibration of the test body 90, the vibration (movement) is absorbed by the universal joints 62a and 62b. The phase when 21 a rotates is measured by the encoder 61. In addition, a photo sensor (not shown) is installed on the measurement means base 6 and measures the number of rotations of the vibration motor 21 (the number of rotations from the rotation start to the rotation stop). Then, the measurement results of the encoder 61 and the photo sensor are input to the control means 50.

（打撃手段）
打撃手段３０は、基板１に固定された打撃手段用台３に設置された上腕部回転モーター３１と、上腕部回転モーター３１の回転軸３１ａに固定された上腕部３２と、上腕部３２に設けられた上腕部軸３２ａに前腕部軸受け３３ａにおいて回動自在に設置され、上腕部３２に対して折れ曲がり自在な前腕部３３と、前腕部３３の端部（前腕部軸受け３３ａとは反対側の端部）に一体的に形成された打撃部３４と、上腕部３２に設置され、前腕部３３の一部が押し当てられる押し当て部３５と、両端がそれぞれ上腕部３２および前腕部３３に設置され、前腕部３３を押し当て部３５の方向に付勢するコイルスプリング（付勢部に同じ）３６と、上腕部３２の上腕部軸３２ａとは反対の端部に平衡錘（カウンターウエイト）３７が設置されている。 (Blowing means)
The hitting means 30 is provided on the upper arm portion 32, an upper arm rotation motor 31 installed on the hitting means base 3 fixed to the substrate 1, an upper arm portion 32 fixed to the rotation shaft 31 a of the upper arm rotation motor 31, and the upper arm portion 32. A forearm portion 33 which is rotatably mounted on the upper arm portion shaft 32a at the forearm portion bearing 33a and can be bent with respect to the upper arm portion 32, and an end portion of the forearm portion 33 (an end opposite to the forearm portion bearing 33a) Are formed integrally with the upper arm portion 32, a pressing portion 35 to which a part of the forearm portion 33 is pressed, and both ends are respectively installed on the upper arm portion 32 and the forearm portion 33. A coil spring (same as the urging portion) 36 that urges the forearm portion 33 in the direction of the pressing portion 35, and a counterweight 37 is provided at the end opposite to the upper arm shaft 32a of the upper arm portion 32. is set up.

打撃手段３０は、上腕部回転モーター３１の回転によって、上腕部３２および前腕部３３を回転し、打撃部３４において、被打撃板８０の被打撃位置８１を打撃するものである。そして、打撃の際の反力によって前腕部３３が反回転方向に折れ曲がり、被打撃板８０の他方の端部８１ｂと、打撃部３４の端部３４ａ（正確には、端部３４ａの回転軸３１ａから最も遠い位置）との間に隙間が生じている状態で、被打撃板８０の他方の端部８１ｂの近くを打撃部３４の端部３４ａが通過するように、コイルスプリング３６の張力（付勢力に同じ）が調整されている（これについては「二度打防止機構」として、別途詳細に説明する）。 The hitting means 30 rotates the upper arm portion 32 and the forearm portion 33 by the rotation of the upper arm portion rotation motor 31, and hits the hit position 81 of the hit plate 80 at the hitting portion 34. Then, the forearm portion 33 is bent in the anti-rotation direction by the reaction force at the time of hitting, and the other end portion 81b of the hitting plate 80 and the end portion 34a of the hitting portion 34 (more precisely, the rotating shaft 31a of the end portion 34a). The coil spring 36 has a tension (applied) so that the end portion 34a of the striking portion 34 passes near the other end portion 81b of the striking plate 80 in a state where a gap is formed between the striking plate 80 and the farthest position). (This is the same as the power).

押し当て部３５は、上腕部３２に移動自在に設置された押し当てピン３５ａ、緩衝スプリング３５ｂおよび緩衝スプリング３５ｃを具備している。そして、押し当てピン３５ａに前腕部３３の一部が押し当てられた状態で、打撃部３４は被打撃位置８１を打撃し、緩衝スプリング３５ｂは、押し当てピン３５ａに前腕部３３の一部が押し当てられた際の衝撃を緩和する。また、緩衝スプリング３５ｃには前腕部３３の一部が直接押し当てられ、押し当てピン３５ａに作用する衝撃を緩和している。
このとき、押し当てピン３５ａは上腕部３２の回転方向（反回転方向に同じ）に移動自在であって、緩衝スプリング３５ｂは、押し当てピン３５ａを上腕部３２の反回転方向（図３において時計回りの方向）に付勢している。また、緩衝スプリング３５ｃの一方の端部は上腕部３２に設置され、緩衝スプリング３５ｃの他方の端部に前腕部３３の一部が当接したり離れたりする。 The pressing portion 35 includes a pressing pin 35a, a buffer spring 35b, and a buffer spring 35c that are movably installed on the upper arm portion 32. Then, in a state in which a part of the forearm portion 33 is pressed against the pressing pin 35a, the hitting portion 34 hits the hit position 81, and the buffer spring 35b has a portion of the forearm portion 33 at the pressing pin 35a. Mitigates impact when pressed. Further, a part of the forearm portion 33 is directly pressed against the buffer spring 35c, so that the impact acting on the pressing pin 35a is mitigated.
At this time, the pressing pin 35a is movable in the rotational direction of the upper arm portion 32 (the same as the counter-rotating direction), and the buffer spring 35b is configured to move the pressing pin 35a in the counter-rotating direction of the upper arm portion 32 (in FIG. (Direction of rotation). One end of the buffer spring 35c is installed on the upper arm 32, and a part of the forearm 33 abuts or separates from the other end of the buffer spring 35c.

（減衰手段）
図５は、本発明の実施の形態１に係る振動曲げ疲労試験装置が具備する減衰手段を説明するものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。
図５において、減衰手段４０は、打撃部３４が試験体９０を打撃した際に発生する試験体９０の振動を減衰させるものであって、超大型コンテナ船に発生するスプリンギングおよびホイッピングに対応して、過度的な船体振動を模した「減衰する荷重条件」において、鋼板や鋼板の溶接継手部の疲労試験を可能にするものである。
減衰手段４０は、基板１に固定された減衰手段用台４に固定された高さ調整部４５（図３参照）を介して設置される基板側プレート４１と、試験体９０に設置される試験体側プレート４２と、基板側プレート４１と試験体側プレート４２との間に、湾曲した状態で配置されたワイヤーロープ４３とを具備している。そして、ワイヤーロープ４３の複数の湾曲部４４の両端がそれぞれ基板側プレート４１および試験体側プレート４２に固定されている。 (Attenuation means)
FIGS. 5A and 5B illustrate damping means provided in the vibration bending fatigue test apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, where FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a front view, and FIG. 5C is a bottom view. FIG.
In FIG. 5, the damping means 40 attenuates the vibration of the test body 90 generated when the hitting unit 34 hits the test body 90, and corresponds to the springing and whipping generated in the super-large container ship. Thus, fatigue tests of steel plates and welded joints of steel plates are made possible under “damping load conditions” that simulate excessive hull vibration.
The attenuating means 40 includes a substrate-side plate 41 installed via a height adjusting unit 45 (see FIG. 3) fixed to the attenuating means base 4 fixed to the substrate 1, and a test installed on the test body 90. A body side plate 42 and a wire rope 43 disposed in a curved state are provided between the substrate side plate 41 and the test body side plate 42. Then, both ends of the plurality of curved portions 44 of the wire rope 43 are fixed to the substrate side plate 41 and the test body side plate 42, respectively.

したがって、前記打撃に伴う試験体９０の振動によって、湾曲部４４は変形し、振動は減衰する。すなわち、湾曲部４４の数を増したり、湾曲部４４の剛性を高くしたりする（曲率半径を小さくしたり、ワイヤーロープ４３自体の剛性を高くする）と、試験体９０の振動は早期に減衰し、反対に、湾曲部４４の数を減らしたり剛性を小さくしたりすると、試験体９０の振動が減衰するのに長い時間を要する。
なお、高さ調整部４５は平板を減衰手段用台４に固定したものであって、湾曲部４４が所望の剛性を有するように、調整された厚さの平板を固定している。このとき、平板の固定に代えて昇降機構を減衰手段用台４に設置するようにしてもよい。
また、以上は、減衰手段４０としてワイヤーロープ式を示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、油圧ダンパーや空気圧ダンパー、あるいは樹脂等の粘弾性体等であってもよい。 Therefore, the bending portion 44 is deformed and the vibration is attenuated by the vibration of the test body 90 accompanying the impact. That is, when the number of the bending portions 44 is increased or the rigidity of the bending portions 44 is increased (the radius of curvature is reduced or the rigidity of the wire rope 43 itself is increased), the vibration of the test body 90 is attenuated early. On the other hand, if the number of the curved portions 44 is reduced or the rigidity is reduced, it takes a long time for the vibration of the test body 90 to attenuate.
In addition, the height adjustment part 45 fixes the flat plate to the base 4 for attenuation means, Comprising: The flat plate of the adjusted thickness is fixed so that the bending part 44 may have desired rigidity. At this time, instead of fixing the flat plate, an elevating mechanism may be installed on the attenuation means base 4.
Although the wire rope type is shown as the damping means 40 in the above, the present invention is not limited to this, and may be a hydraulic damper, a pneumatic damper, a viscoelastic body such as a resin, or the like.

（制御手段）
図６は、本発明の実施の形態１に係る振動曲げ疲労試験装置が具備する制御手段を説明するブロック図である。
制御手段５０は、振動モーター２１および上腕部回転モーター３１を制御するものであって、それぞれを、予め決められたそれぞれの周期（以下、それぞれを「振動周期」および「打撃周期」と称す）で、それぞれを同時に回転開始させ、同時に回転停止させるものである。
すなわち、所定の振動周期（Ｔｓ）で試験体９０を振動させるため、振動モーター２１を振動周期（Ｔｓ）に同じ周期で回転し、一方、所定の打撃周期（Ｔｗ）で試験体９０を打撃するため、上腕部回転モーター３１を打撃周期（Ｔｗ）に同じ周期で回転する。
このとき、打撃周期（Ｔｗ）を振動周期（Ｔｓ）の整数倍にし、さらに、試験体９０に作用する振動力（偏心錘２２の慣性力）が鉛直下方（打撃時の上腕部３２の回転方向に同じ）に作用するタイミングと、打撃のタイミングとが一致するように、予め（回転を開始する前に）、打撃部３４が被打撃位置８１に当接した状態で、振動モーター２１の位相（偏心錘２２の位相に同じ）および上腕部回転モーター３１の位相のそれぞれを調整する。 (Control means)
FIG. 6 is a block diagram illustrating the control means provided in the vibration bending fatigue test apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
The control means 50 controls the vibration motor 21 and the upper arm rotation motor 31, and each of them has a predetermined period (hereinafter, referred to as “vibration period” and “hitting period”, respectively). , Start rotation at the same time, and stop rotation at the same time.
That is, in order to vibrate the specimen 90 with a predetermined vibration period (Ts), the vibration motor 21 is rotated at the same period as the vibration period (Ts), while the specimen 90 is hit with a predetermined striking period (Tw). Therefore, the upper arm rotation motor 31 is rotated at the same cycle as the striking cycle (Tw).
At this time, the striking cycle (Tw) is set to an integral multiple of the vibration cycle (Ts), and the vibration force (inertial force of the eccentric weight 22) acting on the test body 90 is vertically downward (the rotation direction of the upper arm portion 32 at the time of striking). In the state where the hitting portion 34 is in contact with the hit position 81 (before starting the rotation), the phase of the vibration motor 21 And the phase of the upper arm rotation motor 31 are adjusted.

また、試験体９０の振動によって、試験体に付加される力（本発明において「振動力」と称している）は、偏心錘２２の重心の偏心量および重量と、打撃時の回転角速度とによって決まるため、被打撃板８０を打撃する力（本発明において「打撃力」と称している）を所定の値（試験条件によって決定される）にするために、打撃部３４および前腕部３３の合計重量と共に、打撃部３４が試験体９０を打撃する際の回転角速度が調整される。
すなわち、回転位相に関わらず一定の回転角速度で回転した場合の打撃周期（Ｔｗ）において、打撃力を所定の値にするために、打撃部３４および前腕部３３の合計重量（Ｗ）を調整したり、あるいは、予め決められた打撃部３４および前腕部３３の合計の重量および打撃周期（Ｔｗ）のもとで、打撃力を所定の値にするために、回転位相によって回転角速度を変更しながら上腕部回転モーター３１を回転するようにしたりする。 Further, the force applied to the specimen by the vibration of the specimen 90 (referred to as “vibration force” in the present invention) depends on the eccentric amount and weight of the center of gravity of the eccentric weight 22 and the rotational angular velocity at the time of impact. Therefore, the total of the striking portion 34 and the forearm portion 33 is used to set a force for hitting the hitting plate 80 (referred to as “blowing force” in the present invention) to a predetermined value (determined by test conditions). Along with the weight, the rotational angular velocity when the striking part 34 strikes the specimen 90 is adjusted.
That is, the total weight (W) of the striking portion 34 and the forearm portion 33 is adjusted in order to make the striking force a predetermined value in the striking cycle (Tw) when rotating at a constant angular velocity regardless of the rotational phase. Or, while changing the rotational angular velocity according to the rotation phase in order to set the striking force to a predetermined value under the total weight and striking cycle (Tw) of the striking portion 34 and the forearm portion 33 determined in advance. The upper arm rotation motor 31 is rotated.

図６において、制御手段５０は、サーボパック５１と、サーボパック５１に制御パラメータを入力する専用コントローラー５２と、上腕部回転モーター３１を不均一な回転角速度で回転させるための電子カム５３とを有している。
また、専用コントローラー５２に、振動モーター２１の振動周期（Ｔｓ）を入力すると共に、打撃周期（Ｔｗ）が振動周期（Ｔｓ）の何倍であるのかを入力する（Ｔｗ＝ｎ・Ｔｓのときに、整数「ｎ」を入力する）入力部５４と、歪みゲージ９６、９７ｃ、９７ｄの計測結果等を表示する表示部５５と、振動モーター２１および上腕部回転モーター３１の回転を開始または停止させる運転釦５６とを具備している（図３参照）。
そして、サーボパック５１からの信号によって、振動モーター２１および上腕部回転モーター３１が制御され、振動モーター２１の回転状況は、エンコーダー６１の計測結果としてサーボパック５１に入力される。なお、上腕部回転モーター３１を回転位相に関わらず一定の回転角速度で回転する場合には、電子カム５３は不要になるから、この場合には、電子カム５３を撤去してもよい。 In FIG. 6, the control means 50 includes a servo pack 51, a dedicated controller 52 for inputting control parameters to the servo pack 51, and an electronic cam 53 for rotating the upper arm rotation motor 31 at a nonuniform rotation angular velocity. doing.
Further, the vibration period (Ts) of the vibration motor 21 is input to the dedicated controller 52 and the number of times the striking period (Tw) is the vibration period (Ts) is input (when Tw = n · Ts) , Input an integer “n”), an input unit 54, a display unit 55 that displays measurement results of strain gauges 96, 97 c, and 97 d, and an operation for starting or stopping the rotation of the vibration motor 21 and the upper arm rotation motor 31. And a button 56 (see FIG. 3).
Then, the vibration motor 21 and the upper arm rotation motor 31 are controlled by a signal from the servo pack 51, and the rotation state of the vibration motor 21 is input to the servo pack 51 as a measurement result of the encoder 61. Note that when the upper arm rotation motor 31 is rotated at a constant rotational angular velocity regardless of the rotation phase, the electronic cam 53 is not necessary. In this case, the electronic cam 53 may be removed.

（二度打防止機構）
図７および図８は、本発明の実施の形態１に係る振動曲げ疲労試験装置における二度打防止機構を説明する正面図であって、図７の（ａ）は打撃直前の前腕部の状態、図７の（ｂ）は打撃時の前腕部の状態、図８の（ａ）は打撃直後の前腕部の状態、図８の（ｂ）は打撃部が試験体から離れた位置を通過したときの状態である。
図７の（ａ）および（ｂ）において、上腕部３２は一定の回転方向（図７、８において、反時計回りの方向）に回転され、打撃部３４が被打撃板８０の被打撃位置８１を打撃する少なくとも直前および打撃の際、前腕部３３の一部は押し当て部３５に押し当てられ、前腕部３３が上腕部３２に対して直線状になっている。このとき、上腕部回転モーター３１の回転軸３１ａと打撃部３４の回転軸３１ａから最も離れた位置との距離「Ｒ１」は、回転軸３１ａと被打撃板８０の他方の端部８１ｂとの距離「Ｒ０」より大きくなっている（Ｒ１＞Ｒ０）。 (Double strike prevention mechanism)
7 and 8 are front views for explaining the double hit prevention mechanism in the vibration bending fatigue test apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 7 (a) shows the state of the forearm immediately before hitting. 7 (b) shows the state of the forearm at the time of hitting, FIG. 8 (a) shows the state of the forearm immediately after hitting, and FIG. 8 (b) shows that the hitting part has passed a position away from the specimen. Is the state of time.
7 (a) and 7 (b), the upper arm portion 32 is rotated in a fixed rotation direction (counterclockwise direction in FIGS. 7 and 8), and the hitting portion 34 is hit by the hit position 81 of the hitting plate 80. At least immediately before hitting and at the time of hitting, a part of the forearm portion 33 is pressed against the pressing portion 35, and the forearm portion 33 is linear with respect to the upper arm portion 32. At this time, the distance “R1” between the rotation shaft 31a of the upper arm rotation motor 31 and the position of the striking portion 34 farthest from the rotation shaft 31a is the distance between the rotation shaft 31a and the other end portion 81b of the hit plate 80. It is larger than “R0” (R1> R0).

図８の（ａ）において、打撃部３４が被打撃板８０を打撃すると、打撃の際の反力によって前腕部３３は上腕部３２に対して反回転方向（時計回りの方向）に回転して、上腕部３２に対して折れ曲がった状態になる。そうすると、上腕部回転モーター３１の回転軸３１ａと打撃部３４の回転軸３１ａから最も離れた位置との距離「Ｒ２」は、距離「Ｒ０」より小さくなる（Ｒ２＜Ｒ０）。
図８の（ｂ）において、前腕部３３が上腕部３２に対して折れ曲がった状態のまま、すなわち、上腕部回転モーター３１の回転軸３１ａと打撃部３４の回転軸３１ａから最も離れた位置との距離「Ｒ３」が、距離「Ｒ０」より小さい間に（Ｒ３＜Ｒ０）、打撃部３４が被打撃板８０の他方の端部８１ｂから離れた位置を通過している。 In FIG. 8A, when the hitting portion 34 hits the hitting plate 80, the forearm portion 33 rotates in the counter-rotating direction (clockwise direction) with respect to the upper arm portion 32 by the reaction force at the time of hitting. In this state, the upper arm 32 is bent. Then, the distance “R2” between the rotation shaft 31a of the upper arm rotation motor 31 and the position farthest from the rotation shaft 31a of the hitting portion 34 is smaller than the distance “R0” (R2 <R0).
In FIG. 8B, the forearm 33 is bent with respect to the upper arm 32, that is, between the rotation shaft 31a of the upper arm rotation motor 31 and the position farthest from the rotation shaft 31a of the striking portion 34. While the distance “R3” is smaller than the distance “R0” (R3 <R0), the hitting portion 34 passes through a position away from the other end portion 81b of the hitting plate 80.

このとき、距離「Ｒ２」と距離「Ｒ３」とはどちらが大きくてもよく、押し当てピン３５ａに作用する衝撃を緩和するための緩衝スプリング３５ｂおよび緩衝スプリング３５ｃの付勢力（反発力）が比較的大きく、コイルスプリング３６の付勢力（引張力）が比較的小さい場合は、より大きく折り曲げられながら、打撃部３４が被打撃板８０の他方の端部８１ｂから離れた位置を通過するから、距離「Ｒ２」の方が距離「Ｒ３」より小さくなる（Ｒ２＜Ｒ３）。反対に、緩衝スプリング３５ｂおよび緩衝スプリング３５ｃの付勢力（反発力）が比較的小さく、コイルスプリング３６の付勢力（引張力）が比較的大きい場合は、折り曲げられた状態から直線状に戻りながら、打撃部３４が被打撃板８０の他方の端部８１ｂから離れた位置を通過するから、距離「Ｒ２」の方が距離「Ｒ３」より大きくなる（Ｒ２＞Ｒ３）。 At this time, either the distance “R2” or the distance “R3” may be larger, and the urging force (repulsive force) of the buffer spring 35b and the buffer spring 35c for reducing the impact acting on the pressing pin 35a is relatively large. If the biasing force (tensile force) of the coil spring 36 is large and relatively small, the striking portion 34 passes through a position away from the other end portion 81b of the hit plate 80 while being bent more greatly. R2 "is smaller than distance" R3 "(R2 <R3). On the contrary, when the urging force (repulsive force) of the buffer spring 35b and the buffer spring 35c is relatively small and the urging force (tensile force) of the coil spring 36 is relatively large, while returning from the bent state to the linear shape, Since the hitting portion 34 passes through a position away from the other end 81b of the hitting plate 80, the distance “R2” is larger than the distance “R3” (R2> R3).

なお、以上は、試験体９０に被打撃板８０が設置された状態で、被打撃板８０が打撃されているが、本発明はこれに限定するものではなく、被打撃板８０が設置されない試験体９０の他方の端部９１ｂに近い位置を、打撃部３４が直接打撃するようにしてもよい。
このとき、前腕部３３が上腕部３２に対して折れ曲がった状態のまま、すなわち、上腕部回転モーター３１の回転軸３１ａと打撃部３４の回転軸３１ａから最も離れた位置との距離「Ｒ３」が、回転軸３１ａと試験体９０の他方の端部９１ｂとの距離より小さい間に、打撃部３４が試験体９０の他方の端部９１ｂから離れた位置を通過する。 In the above, the hitting plate 80 is hit with the hitting plate 80 installed on the test body 90, but the present invention is not limited to this, and the hitting plate 80 is not installed. You may make it the striking part 34 hit directly in the position close | similar to the other edge part 91b of the body 90. FIG.
At this time, the distance “R3” between the rotation shaft 31a of the upper arm rotation motor 31 and the position farthest from the rotation shaft 31a of the striking portion 34 remains in a state where the forearm portion 33 is bent with respect to the upper arm portion 32. While the distance between the rotation shaft 31a and the other end 91b of the test body 90 is smaller than the distance, the striking part 34 passes through a position away from the other end 91b of the test body 90.

［実施の形態２：振動曲げ疲労試験方法］
図９は、本発明の実施の形態２に係る振動曲げ疲労試験方法を説明するフローチャートである。
図９において、振動曲げ疲労試験方法２００は、振動曲げ疲労試験装置１００を用いるものであって、振動曲げ疲労試験における制御パラメーターを決定する第１ステップ（Ｓ１）と、振動曲げ疲労試験装置１００に試験体９０を固定して、試験体９０に被打撃板８０および振動手段２０を設置する第２ステップ（Ｓ２）と、振動曲げ疲労試験装置１００を調整する第３ステップ（Ｓ３）と、振動曲げ疲労試験装置１００の運転を開始する第４ステップ（Ｓ４）と、振動曲げ疲労試験装置１００の運転を停止する第５ステップ（Ｓ５）とを有している。 [Embodiment 2: Vibration bending fatigue test method]
FIG. 9 is a flowchart for explaining a vibration bending fatigue test method according to Embodiment 2 of the present invention.
In FIG. 9, the vibration bending fatigue test method 200 uses the vibration bending fatigue test apparatus 100. The vibration bending fatigue test apparatus 100 includes a first step (S1) for determining control parameters in the vibration bending fatigue test and the vibration bending fatigue test apparatus 100. A second step (S2) of fixing the test body 90 and installing the hitting plate 80 and the vibration means 20 on the test body 90, a third step (S3) of adjusting the vibration bending fatigue test apparatus 100, and vibration bending A fourth step (S4) for starting the operation of the fatigue test apparatus 100 and a fifth step (S5) for stopping the operation of the vibration bending fatigue test apparatus 100 are included.

（第１ステップ）
第１ステップ（Ｓ１）において、振動手段２０が試験体９０に付与する振動力の値（ＱＨ）および振動周期（Ｔｓ）を決定する。このとき、偏心錘２２の偏心量および重量が予め決まっているときは振動周期（Ｔｓ）を決定し、反対に、振動周期（Ｔｓ）が予め決まっているときは、偏心錘２２の偏心量および重力を決定する。
そして、打撃手段３０が試験体９０を打撃する際の打撃力の値（Ｑｗ）および打撃周期（Ｔｗ）を決定し、打撃力の値（Ｑｗ）に基づいて、打撃する際の回転角速度および打撃部３４と前腕部３３との合計重量を決定する。このとき、打撃周期（Ｔｗ）が振動周期（Ｔｓ）の整数倍（ｎ倍、Ｔｗ＝ｎ・Ｔｓ）であるようにする。
なお、上腕部回転モーター３１が一定の回転角速度で回転したのでは、打撃力の値（Ｑｗ）を確保することができないときは、上腕部回転モーター３１を回転位相に応じて変動する回転角速度で回転し、打撃の際の回転角速度と打撃周期（Ｔｗ）とを確保するようにしてもよい。 (First step)
In the first step (S1), the value (QH) and the vibration period (Ts) of the vibration force applied by the vibration means 20 to the test body 90 are determined. At this time, when the eccentric amount and weight of the eccentric weight 22 are determined in advance, the vibration period (Ts) is determined. Conversely, when the vibration period (Ts) is determined in advance, the eccentric amount of the eccentric weight 22 and Determine gravity.
Then, the striking force value (Qw) and the striking cycle (Tw) when the striking means 30 strikes the specimen 90 are determined, and the rotational angular velocity and striking when striking are determined based on the striking force value (Qw). The total weight of the portion 34 and the forearm portion 33 is determined. At this time, the striking cycle (Tw) is set to be an integral multiple (n times, Tw = n · Ts) of the vibration cycle (Ts).
If the upper arm rotation motor 31 rotates at a constant rotation angular velocity and the striking force value (Qw) cannot be secured, the upper arm rotation motor 31 is rotated at a rotation angular velocity that varies according to the rotation phase. The rotation angular velocity and the striking cycle (Tw) at the time of striking may be ensured.

（第２ステップ）
第２ステップにおいて、ボルト１３およびナット１４によって試験体９０を固定用台２に固定し、固定用台２に固定された状態の試験体９０に被打撃板８０を載置し、さらに、被打撃板８０に振動手段２０を載置して、ボルト２６およびナット２７によって、被打撃板８０および振動手段２０を試験体９０に固定する。 (Second step)
In the second step, the test body 90 is fixed to the fixing base 2 with the bolt 13 and the nut 14, the hitting plate 80 is placed on the test body 90 fixed to the fixing base 2, and the hit target The vibration means 20 is placed on the plate 80, and the hit plate 80 and the vibration means 20 are fixed to the test body 90 with the bolts 26 and the nuts 27.

（第３ステップ）
また、第３ステップ（Ｓ３）において、まず、緩衝スプリング３５ｂの付勢力（反発力）およびコイルスプリング３６の付勢力（引張力）と、減衰手段４０の減衰特性とを調整する。
すなわち、上腕部３２が回転方向に回転されて打撃部３４が被打撃板８０の被打撃位置８１を打撃した後、前腕部３３が打撃の際の反力によって上腕部３２に対して反回転方向に回転して、上腕部に対して折れ曲がっている状態において、打撃部３４が被打撃板８０の他方の端部８１ｂから離れた位置を通過するようにする。
例えば、緩衝スプリング３５ｂ、３５ｃの反発力が強く、コイルスプリング３６の引張力が弱い場合、前腕部３３が上腕部に対して大きく折れ曲がり、次に打撃するまでに、前腕部３３の一部が押し当て部３５に押し付けられないで、確実な打撃をすることができない。一方、緩衝スプリング３５ｂの反発力が弱く、コイルスプリング３６の付勢力が強い場合、前腕部３３が上腕部に対する折れ曲がりが少なく、打撃直後に、前腕部３３が上腕部に対して直線状に近い状態を呈し、二度打ちが生じる。 (Third step)
In the third step (S3), first, the biasing force (repulsive force) of the buffer spring 35b, the biasing force (tensile force) of the coil spring 36, and the damping characteristic of the damping means 40 are adjusted.
That is, after the upper arm portion 32 is rotated in the rotation direction and the hitting portion 34 hits the hit position 81 of the hitting plate 80, the forearm portion 33 is counterrotated with respect to the upper arm portion 32 by the reaction force at the time of hitting. The striking portion 34 passes through a position away from the other end portion 81b of the hit plate 80 in a state where it is bent with respect to the upper arm portion.
For example, when the repulsive force of the buffer springs 35b and 35c is strong and the tensile force of the coil spring 36 is weak, the forearm portion 33 is greatly bent with respect to the upper arm portion, and a part of the forearm portion 33 is pushed until the next hit. Since it is not pressed against the abutting part 35, it cannot hit reliably. On the other hand, when the repelling force of the buffer spring 35b is weak and the urging force of the coil spring 36 is strong, the forearm 33 is less bent with respect to the upper arm, and the forearm 33 is almost linear with the upper arm immediately after hitting. Presents a double strike.

また、第３ステップ（Ｓ３）において、減衰手段４０の減衰特性を調整する。すなわち、ワイヤーロープ４３自体の剛性（太さ等）を選定し、高さ調整部４５を調整して湾曲部４４の曲率半径を調整する。
さらに、第３ステップ（Ｓ３）において、振動力の位相と打撃力の位相とが、振動モーター２１が整数回（ｎ回）の振動をする度に一致するように、偏心錘２２の位相と打撃部３４の位相とを調整する。 In the third step (S3), the attenuation characteristic of the attenuation means 40 is adjusted. That is, the rigidity (thickness, etc.) of the wire rope 43 itself is selected, and the height adjusting portion 45 is adjusted to adjust the curvature radius of the bending portion 44.
Further, in the third step (S3), the phase of the eccentric weight 22 and the striking are made so that the phase of the vibration force and the phase of the striking force match each time the vibration motor 21 vibrates an integer number (n times). The phase of the unit 34 is adjusted.

（第４ステップ）
そして、第４ステップ（Ｓ４）において振動曲げ疲労試験装置１００の運転を開始する。すなわち、前記調整をするステップの後、振動周期（Ｔｓ）での振動モーター２１の回転と打撃周期（Ｔｗ）での上腕部回転モーター３１の回転とを同時に開始させる。このとき、振動モーター２１と上腕部回転モーター３１とは完全比例の関係で位置制御されている。 (4th step)
Then, in the fourth step (S4), the operation of the vibration bending fatigue test apparatus 100 is started. That is, after the adjustment step, the rotation of the vibration motor 21 at the vibration cycle (Ts) and the rotation of the upper arm rotation motor 31 at the striking cycle (Tw) are started simultaneously. At this time, the position of the vibration motor 21 and the upper arm rotation motor 31 is controlled in a completely proportional relationship.

（第５ステップ）
さらに、第５ステップ（Ｓ５）において振動曲げ疲労試験装置１００の運転を停止する。すなわち、疲労試験の目的との関係で、振動モーター２１および上腕部回転モーター３１を同時に停止する。
例えば、試験体９０に疲労亀裂が発生して伝播することによって、歪みゲージ９６が計測した計測結果（歪みゲージ９６が貼付された位置の歪みの値）が減少した場合、計測結果が、試験開始直後の値に対して所定の割合（例えば、６５％）にまで減少したときに、試験を終了する。なお、試験終了の条件は、限定されるものではなく、歪みゲージ９６の値に代えて、疲労亀裂の発生タイミングや、疲労亀裂が伝播して所定の長さになったタイミング等であってもよい。
なお、歪みゲージ９７ｃ、９７ｄが計測した計測結果（歪みゲージ９７ｃ、９７ｄが貼付された位置の歪みの値）は、歪みゲージ９６が計測した計測結果と同様に、試験中は常時モニターされ、これによって、実際に試験体９０に作用している荷重を知ることができる。 (5th step)
Furthermore, the operation of the vibration bending fatigue test apparatus 100 is stopped in the fifth step (S5). That is, the vibration motor 21 and the upper arm rotation motor 31 are stopped simultaneously in relation to the purpose of the fatigue test.
For example, when a fatigue crack is generated and propagated in the specimen 90 and the measurement result measured by the strain gauge 96 (the strain value at the position where the strain gauge 96 is attached) decreases, the measurement result indicates that the test is started. The test is terminated when the value decreases to a predetermined ratio (for example, 65%) with respect to the immediately following value. The test termination condition is not limited, and instead of the value of the strain gauge 96, a fatigue crack generation timing, a timing at which the fatigue crack propagates to a predetermined length, or the like may be used. Good.
Note that the measurement results measured by the strain gauges 97c and 97d (the strain values at the positions where the strain gauges 97c and 97d are attached) are constantly monitored during the test, similar to the measurement results measured by the strain gauge 96. Thus, the load actually acting on the test body 90 can be known.

本発明によれば、振動荷重と所定の間隔で負荷される衝撃荷重との重畳荷重条件における曲げ疲労試験を可能にするから、各種超大型コンテナ船に限定されることなく、同様の重畳荷重条件に晒される各種構造物の振動曲げ疲労特性を試験する振動曲げ疲労試験装置および振動曲げ疲労試験方法として、広く利用することができる。 According to the present invention, since the bending fatigue test can be performed under the superimposed load condition of the vibration load and the impact load loaded at a predetermined interval, the same superimposed load condition is not limited to various super large container ships. It can be widely used as a vibration bending fatigue test apparatus and a vibration bending fatigue test method for testing vibration bending fatigue characteristics of various structures exposed to water.

１：基板
２：固定用台
２ａ：上面
２ｂ：貫通孔
３：打撃手段用台
４：減衰手段用台Ａ
６：計測手段用台
１０：固定手段
１１：固定板
１２：貫通孔
１３：ボルト
１４：ナット
２０：振動手段
２１：振動モーター
２１ａ：回転軸
２１ｂ：回転軸延長部
２２：偏心錘
２３：支持脚
２５：貫通孔
２６：ボルト
２７：ナット
３０：打撃手段
３１：上腕部回転モーター
３１ａ：回転軸
３２：上腕部
３２ａ：上腕部軸
３３：前腕部
３３ａ：前腕部軸受け
３４：打撃部
３４ａ：端部
３５：押し当て部
３５ａ：押し当てピン
３５ｂ：緩衝スプリング
３５ｃ：緩衝スプリング
３６：コイルスプリング
４０：減衰手段
４１：基板側プレート
４２：試験体側プレート
４３：ワイヤーロープ
４４：湾曲部
４５：高さ調整部
５０：制御手段
５１：サーボパック
５２：専用コントローラー
５３：電子カム
５４：入力部
５５：表示部
５６：運転釦
６０：計測手段
６１：エンコーダー
６２ａ：自在継手
６２ｂ：自在継手
６３：中間軸
８０：被打撃板
８１：被打撃位置
８１ａ：端部
８１ｂ：端部
８２：切り欠き溝
８５：貫通孔
９０：試験体
９１：水平板
９１ａ：端部
９１ｂ：端部
９１ｃ：側面
９１ｄ：側面
９２：垂直板
９３：溶接
９４：固定用貫通孔
９５：振動用貫通孔
９６：歪みゲージ
９６ｃ：歪みゲージ
９６ｄ：歪みゲージ
１００：振動曲げ疲労試験装置
２００：振動曲げ疲労試験方法
Ｔｓ：振動周期
Ｔｗ：打撃周期 1: Substrate 2: Fixing base 2a: Upper surface 2b: Through hole 3: Blowing means base 4: Damping means base A
6: Measuring means base 10: Fixing means 11: Fixing plate 12: Through hole 13: Bolt 14: Nut 20: Vibration means 21: Vibration motor 21a: Rotating shaft 21b: Rotating shaft extension 22: Eccentric weight 23: Support leg 25: Through-hole 26: Bolt 27: Nut 30: Blowing means 31: Upper arm rotation motor 31a: Rotating shaft 32: Upper arm 32a: Upper arm shaft 33: Forearm 33a: Forearm bearing 34: Blow 34a: End 35: Pushing portion 35a: Pushing pin 35b: Buffer spring 35c: Buffer spring 36: Coil spring 40: Damping means 41: Substrate side plate 42: Specimen side plate 43: Wire rope 44: Curved portion 45: Height adjusting portion 50: Control means 51: Servo pack 52: Dedicated controller 53: Electronic cam 54: Input unit 55: Display unit 56 Operation button 60: measuring means 61: encoder 62a: universal joint 62b: universal joint 63: intermediate shaft 80: hitting plate 81: hitting position 81a: end 81b: end 82: notch groove 85: through hole 90: Specimen 91: Horizontal plate 91a: End portion 91b: End portion 91c: Side surface 91d: Side surface 92: Vertical plate 93: Welding 94: Fixing through hole 95: Vibration through hole 96: Strain gauge 96c: Strain gauge 96d: Strain Gauge 100: Vibration bending fatigue test apparatus 200: Vibration bending fatigue test method Ts: Vibration cycle Tw: Stroke cycle

Claims

試験体の一方の端部寄りの位置を固定する固定手段と、前記固定手段に固定された状態の前記試験体を振動させる振動手段と、前記固定手段に固定された状態の前記試験体の他方の端部寄りの位置を打撃する打撃手段と、該打撃手段による打撃によって前記試験体に生じる振動を減衰させる減衰手段と、前記振動手段と前記打撃手段とを制御する制御手段とを有し、
前記打撃手段は、上腕部回転モーターと、該上腕部回転モーターによって一定の方向に回転される上腕部と、該上腕部に対して折れ曲がり自在に前記上腕部に設置された前腕部と、該前腕部の端部に固定された打撃部と、前記上腕部に設置され、前記前腕部の一部が押し当てられる押し当て部と、前記前腕部を前記押し当て部の方向に付勢する付勢部とを具備し、
前記制御手段は、前記振動手段に対しては、所定の周期である振動周期で前記試験体を振動させ、前記上腕部回転モーターに対しては、前記振動周期よりも長い周期である打撃周期で、且つ、前記打撃部が前記試験体を所定の回転角速度で打撃するように前記上腕部を回転させ、
前記付勢部は、前記前腕部の一部を前記押し当て部に押し当てて、前記前腕部が前記上腕部に対して直線状になっている状態にして、前記打撃部に前記試験体を打撃させ、且つ、前記打撃の後、前記前腕部が打撃の際の反力によって前記上腕部に対して反回転方向に回転して、前記上腕部に対して折れ曲がっている状態において、前記打撃部が前記試験体の他方の端部から離れた位置を通過するようにする付勢力を有することを特徴とする振動曲げ疲労試験装置。 A fixing means for fixing a position near one end of the test body, a vibration means for vibrating the test body fixed to the fixing means, and the other of the test body fixed to the fixing means A striking means for striking a position near the end of the head, a damping means for attenuating vibration generated in the test body by striking by the striking means, and a control means for controlling the vibration means and the striking means,
The striking means includes an upper arm rotating motor, an upper arm rotated in a predetermined direction by the upper arm rotating motor, a forearm installed on the upper arm so as to be bent with respect to the upper arm, and the forearm A striking part fixed to the end of the part, a pressing part installed on the upper arm part and pressed against a part of the forearm part, and a biasing force for biasing the forearm part in the direction of the pressing part And comprising
The control means vibrates the test body with a vibration period that is a predetermined period for the vibration means, and a striking period that is longer than the vibration period for the upper arm rotation motor. And rotating the upper arm so that the striking part strikes the test specimen at a predetermined angular velocity,
The urging portion presses a part of the forearm portion against the pressing portion so that the forearm portion is linear with respect to the upper arm portion, and the test body is placed on the striking portion. In the state in which the forearm portion is rotated in a counter-rotating direction with respect to the upper arm portion by a reaction force at the time of hitting and is bent with respect to the upper arm portion after being hit, Has a biasing force to pass through a position away from the other end of the test body.

試験体の一方の端部寄りの位置を固定する固定手段と、前記固定手段に固定された状態の前記試験体を振動させる振動手段と、前記試験体の他方の端部寄りの位置に固定される被打撃板と、前記試験体が前記固定手段に固定された状態において、前記被打撃板の他方の端部寄りの位置を打撃する打撃手段と、該打撃手段による打撃によって前記試験体に生じる振動を減衰させる減衰手段と、前記振動手段と前記打撃手段とを制御する制御手段とを有し、
前記打撃手段は、上腕部回転モーターと、該上腕部回転モーターによって一定の方向に回転される上腕部と、該上腕部に対して折れ曲がり自在に前記上腕部に設置された前腕部と、該前腕部の端部に固定された打撃部と、前記上腕部に設置され、前記前腕部の一部が押し当てられる押し当て部と、前記前腕部を前記押し当て部の方向に付勢する付勢部とを具備し、
前記制御手段は、前記振動手段に対しては、所定の周期である振動周期で前記試験体を振動させ、前記上腕部回転モーターに対しては、前記振動周期よりも長い周期である打撃周期で、且つ、前記打撃部が前記試験体を所定の回転角速度で打撃するように前記上腕部を回転させ、
前記付勢部は、前記前腕部の一部を前記押し当て部に押し当てて、前記前腕部が前記上腕部に対して直線状になっている状態にして、前記打撃部に前記被打撃板を打撃させ、且つ、前記打撃の後、前記前腕部が打撃の際の反力によって前記上腕部に対して反回転方向に回転して、前記上腕部に対して折れ曲がっている状態において、前記打撃部が前記被打撃板の他方の端部から離れた位置を通過するようにする付勢力を有することを特徴とする振動曲げ疲労試験装置。 A fixing means for fixing the position near one end of the test body, a vibration means for vibrating the test body fixed to the fixing means, and a position near the other end of the test body. A striking plate, a striking means for striking a position near the other end of the striking plate in a state in which the test body is fixed to the fixing means, and a striking by the striking means generates the test body. A damping means for damping vibration, and a control means for controlling the vibrating means and the striking means,
The striking means includes an upper arm rotating motor, an upper arm rotated in a predetermined direction by the upper arm rotating motor, a forearm installed on the upper arm so as to be bent with respect to the upper arm, and the forearm A striking part fixed to the end of the part, a pressing part installed on the upper arm part and pressed against a part of the forearm part, and a biasing force for biasing the forearm part in the direction of the pressing part And comprising
The control means vibrates the test body with a vibration period that is a predetermined period for the vibration means, and a striking period that is longer than the vibration period for the upper arm rotation motor. And rotating the upper arm so that the striking part strikes the test specimen at a predetermined angular velocity,
The urging portion presses a part of the forearm portion against the pressing portion so that the forearm portion is linear with respect to the upper arm portion, and the hitting plate is placed on the hitting portion. In the state where the forearm portion is rotated in a counter-rotating direction with respect to the upper arm portion by a reaction force at the time of hitting and is bent with respect to the upper arm portion after the hitting, A vibration bending fatigue test apparatus characterized by having an urging force that allows a portion to pass a position away from the other end of the hitting plate.

前記打撃に伴う振動が前記減衰手段によって所定の割合にまで減衰した状態で、前記打撃が繰り返されることを特徴とする請求項１または２記載の振動曲げ疲労試験装置。 3. The vibration bending fatigue testing apparatus according to claim 1, wherein the impact is repeated in a state where the vibration associated with the impact is attenuated to a predetermined ratio by the damping means.

前記振動手段は、前記試験体のみに固定され、振動モーターと、該振動モーターの回転軸に固定された偏心錘とを具備し、前記振動モーターの回転に伴って発生する前記偏心錘の慣性力によって、前記試験体を振動させるものであって、
前記制御手段は、前記打撃周期が前記振動周期の整数倍で、前記偏心錘の慣性力が前記試験体に対して前記上腕部の回転方向に作用するタイミングと前記打撃のタイミングとが一致するように、前記振動モーターおよび前記上腕部回転モーターを回転することを特徴とする請求項３記載の振動曲げ疲労試験装置。 The vibration means is fixed only to the test body, and includes a vibration motor and an eccentric weight fixed to a rotation shaft of the vibration motor, and an inertial force of the eccentric weight generated as the vibration motor rotates. To vibrate the specimen,
The control means is configured such that the impact period is an integral multiple of the vibration period, and the timing at which the inertial force of the eccentric weight acts on the test body in the rotational direction of the upper arm portion coincides with the impact timing. 4. The vibration bending fatigue testing apparatus according to claim 3, wherein the vibration motor and the upper arm rotation motor are rotated.

前記押し当て部に、前記前腕部の一部が押し当てられた際の衝撃を吸収するための緩衝材が設置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の振動曲げ疲労試験装置。 The cushioning material for absorbing the impact at the time of a part of the said forearm part being pressed by the said pressing part is installed, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Vibration bending fatigue testing equipment.

前記減衰手段は、前記固定手段が設置されている基板に、高さ調整部を介して設置される基板側プレートと、前記試験体に設置される試験体側プレートと、前記基板側プレートと前記試験体側プレートとの間に、湾曲した状態で配置されたワイヤーロープとを具備し、
該ワイヤーロープの湾曲部の両端がそれぞれ前記基板側プレートおよび前記試験体側プレートに固定され、前記打撃に伴う前記試験体の振動によって、前記湾曲部が変形することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の振動曲げ疲労試験装置。 The attenuating means includes a substrate side plate installed via a height adjustment unit on the substrate on which the fixing means is installed, a test body side plate installed on the test body, the substrate side plate, and the test. A wire rope arranged in a curved state between the body side plate and
6. Both ends of the curved portion of the wire rope are fixed to the substrate side plate and the test body side plate, respectively, and the curved portion is deformed by vibration of the test body accompanying the impact. The vibration bending fatigue test apparatus according to any one of the above.

請求項４記載の振動曲げ疲労試験装置における振動曲げ疲労試験方法であって、
前記振動手段が前記試験体に付与する振動力の値および前記振動周期を決定するステップと、
前記打撃手段が前記試験体を打撃する際の打撃力の値および前記打撃周期を決定するステップと、
前記打撃力に基づいて、前記回転角速度と、前記前腕部および打撃部を合計した重量とを決定するステップと、
前記打撃周期が前記振動周期の整数倍であって、前記打撃の際、前記振動力の位相と前記打撃力の位相とが一致するように、前記偏心錘の位相と前記打撃部の位相とを調整するステップと、
前記調整するステップの後、前記振動周期で前記振動手段と、前記打撃周期で前記上腕部回転モーターとを同時に回転させるステップと、
を有する振動曲げ疲労試験方法。 A vibration bending fatigue test method in the vibration bending fatigue test apparatus according to claim 4,
Determining the value of the vibration force applied to the specimen by the vibration means and the vibration period;
Determining a value of a striking force when the striking means strikes the specimen and the striking cycle;
Determining the rotational angular velocity and the total weight of the forearm portion and the striking portion based on the striking force;
The striking cycle is an integral multiple of the vibration cycle, and the phase of the eccentric weight and the phase of the striking portion are set so that the phase of the vibration force and the phase of the striking force coincide with each other at the time of the striking. Adjusting steps,
After the adjusting step, simultaneously rotating the vibration means in the vibration cycle and the upper arm rotation motor in the hitting cycle;
A vibration bending fatigue test method comprising:

前記打撃に伴う振動が前記減衰手段によって所定の割合にまで減衰した状態で、前記打撃が繰り返されることを特徴とする請求項７記載の振動曲げ疲労試験方法。 The vibration bending fatigue test method according to claim 7, wherein the striking is repeated in a state where the vibration accompanying the striking is attenuated to a predetermined ratio by the damping means.