疲労試験/耐久試験

車両や機械装置部品の軽量設計を証明するために、静的/動的な疲労試験/耐久試験が必要です。HBMのひずみゲージ、力、変位センサおよびアンプとデータソフトウェアからなる完全な計測チェーンはこうした試験に最適化されています。

材料や構造の疲労試験-材料試験、構造試験

車両や装置のエネルギー効率をめざし、現行の材料や新素材を利用した軽量建築材や部品はその疲労の限界近くまで必要とされます。しかしながら、安全にかかわる基幹部品(車軸や車輪など)の動作中の疲労破壊は絶対に排除されなければなりません。また同様に、クランクシャフトやコネクティングロッドのような機能性コンポーネントの疲労破壊は車両や装置そのものの欠陥につながるため回避しなければなりません。

軽量コンポーネントの疲労試験は、シミュレーションと実測の両方を組み合わせて行われます。疲労試験ではウェーラ曲線 (Woehler curves) やガスナー曲線(Gassner curves)を使用して材料の寿命を判断します。こうした材料の特性は、疲労解析モデルでは重要なデータになります。FEM解析モデルは一般的に初期段階で代替設計の評価や、構造上のクリティカルなスポットの特定に使われます。

テストラボで行われる疲労試験の第一段階では、物理的なパーツやコンポーネントの試作品を作ります。最初の疲労試験では簡単なブロックプログラムを使って、設計のバリエーションを比較します。後半には、フィールドで収録された実負荷データをテストベンチで再生しながら、選択した構造体の絶対寿命を判定します。

被計測体の疲労寿命を判断する際には、長期のダイナミック疲労試験に加え、耐久試験が行われます。静的な負荷試験により、被計測体が耐久できる静的な最大力や負荷が確認されます。引張強度、圧縮強度、曲げ強度、ねじり強度などの試験が含まれます。特性テストにおいては、構造体上の負荷分散をみることでFEM解析の結果を実証します。

HBM製品のメリット

HBMが提供する計測器には次のようなメリットがあります。

  • ひずみゲージ、アンプ、データ収集ソフトウェアからなる完全な計測チェーンを提供
  • プログラミング不要で使いやすいソフトウェア
  • 搬送波周波数技術、分散型アンプ、チャンネルの自動調整機能により、電磁ノイズや温度ドリフトに強い
  • HBMが特許を取得している4、5、6線式ケーブルによるアンプ技術を使ったケーブル影響補正
  • すぐに使える配線済みひずみゲージなど、豊富な電気式ひずみゲージラインナップ
  •  光ファイバ式ひずみゲージ/インテロゲータによる複合材の大ひずみ応力試験

Screenshots of HBM's catman data acquisition software

レインフローサイクルカウント

負荷のオンラインでのポスプロレインフローサイクルカウントを、レンジ平均マトリックスや位置指定マトリックスとして提供できる

トレンドプロット

全サイクルにおいて、stimulusに対する応答性のピーク値を可視化し(例:力対変位)、許容値を超えた場合のアラームも含め、計測体への損傷発生を予知できる。

スパンペアサイクルカウンティング

スパンペアサイクルカウンティング方式による、オンラインおよびポスプロでの総負荷のサイクルカウントができる(総負荷のビジュアル比較など)

チャンネルの簡単設定

センサデータベースから各チャンネルに適切なゲージを選びドラッグ&ドロップで設定できる

予想しないイベントが発生した場合のアラーム

メールや視覚、音声アラートとログメッセージでユーザに異常を通知できる

ひずみ解析

オンラインでプリセットしたり、主要なひずみやロゼットゲージによる負荷のポスプロ演算が行える

ひずみ入力チャンネルの動作確認

ひずみ入力チャンネルが正しく配線されているかを、シャント抵抗によるブリッジバランスの期待値と実測値の比較により確認できる

選択したサイクルだけを記録

長期にわたる疲労試験では、選択サイクルだけを記録するシーケンスを設定できる

Zqick材料テスト装置への統合

完全なひずみ計測チェーン(ひずみゲージ式プローブ付)をZwick材料試験装置に統合できる(プローブホルダの位置調整用、および複合材の衝撃試験(CAI)用)

光ファイバ式ひずみ計測

FBG光ファイバ式ひずみゲージ用のインテロゲータに、計測ピーク値(in nm)のひずみ値(in µm/m)への自動変換を統合できる

ピークバレー値だけの記録

長期的な試験で、自動サイクル検出も含め、全サイクルのピークバレー値のみを記録するシーケンスを設定できる(全サイクル、または10サイクルに1回など)

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