疲劳限度应力确定系统、疲劳限度应力确定装置以及疲劳限度应力确定方法制造方法及图纸

技术编号:21805238 阅读:29 留言:0更新日期:2019-08-07 12:08
疲劳限度应力确定系统具备:励振器,对测定对象物反复施加负荷;温度传感器,对测定对象物的温度变动进行测定;和信息处理装置,基于由温度传感器测定的测定对象物的温度变动,对测定对象物的疲劳限度应力进行测定。信息处理装置对温度传感器测定的温度变动进行解析,求取第二高次谐波分量的温度振幅相对于励振的基本频率分量的温度振幅的关系,通过作为二次曲线的第一近似线(L1)和作为二次曲线的第二近似线(L2)来对该关系进行拟合,基于第一近似线(L1)与第二近似线(L2)的交点来对测定对象物的疲劳限度应力进行计算。

Fatigue Limit Stress Determining System, Fatigue Limit Stress Determining Device and Fatigue Limit Stress Determining Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】疲劳限度应力确定系统、疲劳限度应力确定装置以及疲劳限度应力确定方法
本公开涉及对测定对象物的疲劳限度应力进行测定的疲劳限度应力确定系统、疲劳限度应力确定装置以及疲劳限度应力确定方法。
技术介绍
专利文献1公开了一种疲劳限度应力确定系统,使用了耗散能量测定单元,该耗散能量测定单元将反复应力振幅施加于测定对象物,利用红外线照相机来测定由于材料内部的能量耗散而产生的平均温度上升量的一定区域内的分布。专利文献1的疲劳限度应力确定系统具备:励振器、红外线照相机、信息处理装置。励振器对测定对象物反复施加负荷。红外线照相机得到测定对象物的温度图像。信息处理装置具有对从红外线照相机得到的测定对象物的温度图像进行处理的傅立叶变换单元。信息处理装置实施对耗散能量进行测定的耗散能量测定工序、和根据从耗散能量测定工序得到的测定结果来确定疲劳限度应力的疲劳限度应力确定工序。耗散能量测定工序从红外线照相机拍摄的温度图像,获取励振的基本频率分量以及第二高次谐波分量的温度振幅图像。并且,在第二高次谐波分量的温度振幅表示最大的区域内,提取负荷特性相对于基本频率分量的温度振幅的斜率为最大的像素区域的耗散能量。在疲劳限度应力确定工序中,根据自由度调整完毕决定系数以及通过Gauss-Newton法而求取的2条近似线的交点来确定疲劳限度应力。作为2条近似线,使用被表示为y=axn+b(n=2)的多项式和直线。通过专利文献1的疲劳限度应力确定装置系统,能够在不依赖于主观判断的情况下,客观并且正确地求取具有应力集中的材料、部件的疲劳限度应力。在先技术文献专利文献专利文献1:JP特开2016-24056号公报
技术实现思路
本公开提供一种能够高精度地对测定对象物的疲劳限度应力进行测定的疲劳限度应力确定系统。在本公开的第一方式中,提供一种疲劳限度应力确定系统,基于阶段性地增加负荷并且对测定对象物进行励振时产生的测定对象物的温度变动,对测定对象物的疲劳限度应力进行测定。疲劳限度应力确定系统具备励振器、温度传感器、信息处理装置。励振器对测定对象物以规定的频率反复施加各负荷。温度传感器得到表示被施加负荷的测定对象物的温度变动的温度变动。信息处理装置基于从温度传感器得到的温度图像来求取测定对象物的疲劳限度应力。信息处理装置根据从温度传感器得到的温度变动,求取与测定对象物有关的、第二高次谐波分量的温度振幅相对于励振的基本频率分量的温度振幅的关系。通过作为二次曲线的第一近似线和作为二次曲线的第二近似线,对该关系进行拟合,基于第一近似线与第二近似线的交点,求取测定对象物的疲劳限度应力。在本公开的第二方式中,提供一种疲劳限度应力确定装置,基于阶段性地增加负荷并且对测定对象物进行励振时产生的测定对象物的温度变动,对测定对象物的疲劳限度应力进行测定。疲劳限度应力确定装置具备获取部和运算部。获取部获取测定对象物的温度变动。运算部解析温度变动并对测定对象物的疲劳限度应力进行测定。运算部根据温度变动,求取第二高次谐波分量的温度振幅相对于励振的基本频率分量的温度振幅的关系,通过作为二次曲线的第一近似线和作为二次曲线的第二近似线,对该关系进行拟合,基于第一近似线与第二近似线的交点,求取测定对象物的疲劳限度应力。在本公开的第三方式中,提供一种疲劳限度应力确定方法,基于阶段性地增加负荷并且对测定对象物进行励振时产生的测定对象物的温度变动,对所述测定对象物的疲劳限度应力进行测定。疲劳限度应力确定方法阶段性地增加负荷并且以规定的频率反复施加于测定对象物。获取被施加负荷的测定对象物的温度变动,根据温度变动,求取第二高次谐波分量的温度振幅相对于励振的基本频率分量的温度振幅的关系。通过作为二次曲线的第一近似线和作为二次曲线的第二近似线,对该关系进行拟合,基于第一近似线与第二近似线的交点来求取所述测定对象物的疲劳限度应力。通过本公开,通过2个二次曲线来对第二高次谐波分量的温度振幅相对于基本频率分量的温度振幅的关系进行拟合,基于这2个二次曲线的交点,求取测定对象物的疲劳限度应力。由此,能够高精度地求取测定对象物的疲劳限度应力。附图说明图1A是表示本公开的实施方式1中的疲劳限度应力确定系统的结构的图。图1B是表示将试验片固定于励振器的状态的图。图2是表示实施方式1中的信息处理装置的结构的框图。图3是表示本公开的实施方式1中的具有曲率半径rh0的测定对象物即试验片1b的形状以及尺寸的图。图4是表示疲劳限度应力的确定处理的流程图。图5A是表示针对第二高次谐波分量的温度振幅图像分布的图。图5B是图4A的区域R1的部分的放大图。图6A是表示励振时的试验片的温度变动的图。图6B是将图6A中的虚线区域放大的图。图7A是表示温度变动的频谱的图。图7B是将图7A中的虚线区域放大的图。图8A是表示负荷振幅与基波振幅的关系的图。图8B是表示负荷振幅与第二高次谐波振幅的关系的图。图8C是表示基波振幅与第二高次谐波振幅的关系的图。图9是用于对第一近似线以及第二近似线的求法进行说明的图。图10是表示第一近似线以及第二近似线的计算处理的流程图。图11A是表示基波振幅与第二高次谐波振幅的关系的图。图11B是表示按照每个边界编号求出的残差平方和的图。图12A是对负荷振幅较大的情况下测定的不适当的数据进行说明的图。图12B是对负荷振幅较大的情况下测定的不适当的数据进行说明的图。图12C是表示自由度调整完毕决定系数的计算式的图。图13A是对针对N个数据范围的拟合结果进行说明的图。图13B是对针对N-1个数据范围的拟合结果进行说明的图。图13C是对针对N-2个数据范围的拟合结果进行说明的图。图13D是对针对N-3个数据范围的拟合结果进行说明的图。图13E是对针对N-4个数据范围的拟合结果进行说明的图。图13F是对针对N-5个数据范围的拟合结果进行说明的图。图13G是对针对N-6个数据范围的拟合结果进行说明的图。图13H是对针对N-7个数据范围的拟合结果进行说明的图。图14A是表示基波振幅与第二高次谐波振幅的关系的图。图14B是用于对基于图14A所示的数据来计算疲劳限度的方法进行说明的图。图15是表示通过实施方式1的方法而求出的疲劳限度应力与通过现有的方法而求出的疲劳限度应力的比较的图(试验片的切口半径:5.0mm)。图16是表示通过实施方式1的方法而求出的疲劳限度应力与通过现有的方法而求出的疲劳限度应力的比较的图(试验片的切口半径:2.0mm)。图17是表示通过实施方式1的方法而求出的疲劳限度应力与通过现有的方法而求出的疲劳限度应力的比较的图。具体实施方式以下,适当地参照附图,对实施方式详细进行说明。其中,可能省略非必要详细的说明。例如,可能省略针对已知事项的详细说明、实质相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明变得不必要地冗长,使本领域技术人员容易理解。另外,专利技术人为了本领域技术人员充分理解本公开而提供附图以及以下的说明,并不意图通过这些来限定权利要求书所述的主题。(实施方式1)[1-1.结构]以下,参照附图来对本公开所涉及的疲劳限度应力确定系统的实施方式进行说明。以下的实施方式中说明的疲劳限度应力确定系统是计算试验片的疲劳限度应力的系统。图1A是表示本公开的实施方式中的疲劳限度应力确定系统的图。疲劳限度应力确定系统10本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种疲劳限度应力确定系统,基于阶段性地增加负荷并且对测定对象物进行励振时产生的测定对象物的温度变动,对所述测定对象物的疲劳限度应力进行测定,所述疲劳限度应力确定系统具备:励振器,对测定对象物以规定的频率反复施加各负荷;温度传感器,获取被施加负荷的测定对象物的温度变动;和信息处理装置,基于从所述温度传感器获取的所述温度变动,求取所述测定对象物的疲劳限度应力,所述信息处理装置根据从所述温度传感器获取的温度变动,求取与所述测定对象物有关的、第二高次谐波分量的温度振幅相对于励振的基本频率分量的温度振幅的关系,所述信息处理装置通过作为二次曲线的第一近似线和作为二次曲线的第二近似线,对所述关系进行拟合,所述信息处理装置基于所述第一近似线与所述第二近似线的交点,求取所述测定对象物的疲劳限度应力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.26 JP 2016-2518851.一种疲劳限度应力确定系统,基于阶段性地增加负荷并且对测定对象物进行励振时产生的测定对象物的温度变动,对所述测定对象物的疲劳限度应力进行测定,所述疲劳限度应力确定系统具备:励振器,对测定对象物以规定的频率反复施加各负荷;温度传感器,获取被施加负荷的测定对象物的温度变动;和信息处理装置,基于从所述温度传感器获取的所述温度变动,求取所述测定对象物的疲劳限度应力,所述信息处理装置根据从所述温度传感器获取的温度变动,求取与所述测定对象物有关的、第二高次谐波分量的温度振幅相对于励振的基本频率分量的温度振幅的关系,所述信息处理装置通过作为二次曲线的第一近似线和作为二次曲线的第二近似线,对所述关系进行拟合,所述信息处理装置基于所述第一近似线与所述第二近似线的交点,求取所述测定对象物的疲劳限度应力。2.根据权利要求1所述的疲劳限度应力确定系统,其中,所述第一近似线被用于针对所述基本频率分量的温度振幅为规定值以下的范围的数据的拟合,所述第二近似线被用于针对所述基本频率分量的温度振幅为所述规定值以上的范围的数据的拟合。3.根据权利要求2所述的疲劳限度应力确定系统,其中,所述第一近似线由y=ax2+b表示,所述第二近似线由y=ax2+cx+d表示,x是所述基本频率分量的温度振幅,y是所述第二高次谐波分量的温度振幅,a、b、c、d是系数。4.根据权利要求1至3的任意一项所述的疲劳...

【专利技术属性】
技术研发人员:入江庸介井上裕嗣河合亮悟
申请(专利权)人:松下知识产权经营株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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