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k 5.0
Fk= k=1,2,······,N (3)
N
ここに, N : 試料数
c) ワイブルプロットを作成するためにln [−ln (1−Fk) ] 対ln ( ‰ ラフ化する。
備考 これには特別なワイブルグラフ用紙が利用できる。
d) プロットに必要な情報を付ける。
所定のゲージ長と径の場合,動的疲労ワイブルプロットは次の累積確率関数と関連がある。
Fk=1−exp [− ( (
k (P) =P・N+0.5とし,所定の確率 (P) と関連のあるランクと定義する。k (P) が整数であれば, P) =
P) をk (P) 番目のランクの破断応力とする。k (P) が整数でなければ,k1はk (P) より下の整数とし,
k2=k1+1とする。 P) = ( 一
メジアン破断応力は 0.5) である。ワイブル傾きは,次の式で与えられる。
.2457 298
md
ln f .0(85) ln f .0(15
ワイブルパラメータは,次の式で与えられる。
.0366 512 nl
0 exp f)5.0(
md
各応力負荷速度ごとにワイブルプロットをグラフ化し,各応力負荷速度ごとにメジアン破断応力 0.5)
を決定する。
10.5.3 動的疲労係数 (nd) 10.5.2に定義するメジアン破断応力 ( ‰ 一般には,次の式に基づき一定
の応力速度 ( σa ‰ 歙 動する。
log a 椀攀 攀
log f
1 nd
ここで,interceptは図11に示すように,均一の応力負荷速度における破断応力の対数グラフより,次の
式から算出できる。
intercept=Y− (slope) (6)
特に規定されていない限り,A.2のアルゴリズムを使って推定値nd,X,Yと試験の95%信頼区間を算
出する。
特に規定されていない限り,対数 σa き推定値標準誤差 (SEE) は,0.001 7未満とする。
SEEの決定については,A.2を参照すること。
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図11 動的疲労のデータ構成
10.6 結果
10.6.1 次のデータを報告する。
− 光ファイバ識別記号
− 試験日
− 動的疲労係数 (nd) (他のパラメータは検討中である。)
10.6.2 次のデータは,要求があれが,入手できるものとする。
− ひずみ速度
− ひずみ速度当たりの試料数
− 推定値標準誤差 (SEE)
− X,及びY
− ゲージ長
− 試験環境
− 試験前処理時間
− 破断応力計算法
− 光ファイバのヤング率(考慮した場合)
− 被覆のヤング率(考慮した場合)
− 全ひずみ速度のワイブル・プロット(使用した場合)
− 10.2.5と異なる場合の応力負荷速度の計算法
11. 曲げによる動的疲労係数測定法 (IEC 60793-1-B7B)
11.1 目的 この試験は,一定の平板速度による曲げによって,光ファイバの動的疲労係数を測定するも
のである。曲げ試験は,実布設の光ファイバに加わる応力が曲げから生じる場合には,引張試験よりむし
ろこの測定法で評価する。この方法は平板速度を変えることによって光ファイバの疲労特性を評価するも
のである。この試験は,光ファイバの破断応力の対数と平板速度の対数が線形となる平板速度の場合に適
用できる。
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11.2 装置 試験の概略図を図12に示す。この装置は,破断時における平板間距離を測定することによっ
て,光ファイバを破断させるのに要するひずみ応力を測定するものである。この手法は各種の試験環境に
容易に対応できる。
11.2.1 ステップモータ制御 この装置は線形的に正確で信頼性のある繰り返し可能な電子制御が行える
ものとする。1 湧Y テップ長を使用する。より高い精度には0.1 テップ長を使用できる。
11.2.2 ステップモータ駆動可動平板 ステップモータの回転を親ねじ (lead screw) によって線形並進運
動に変換された可動平板を用いる。
11.2.3 静止平板 この平板は光ファイバを保持するものである。
11.2.4 平板可動速度 光ファイバは破断するまで,規定の一定平板速度(V=定数)で電子制御のステッ
プモータによって構成されている2本の平板の間に置く。特に製品規格に規定されない限り,精度が±10%
である1,10,100,1 000, 一 源 を使用する。
11.2.5 光ファイバ破断検出の方法 光ファイバの破断を検出するには次のいずれかの手法を使用する。
11.2.5.1 方法1 音響的な検出器又はトランスジューサを使用して光ファイバの破断を検知し,コンピュ
ータに可動平板を停止させる信号を送り,破断時の平板間距離を表示する。
11.2.5.2 方法2 力(圧力)トランスジューサを静止平板に組み込み,適切な信号調節装置に接続し,試
験中に光ファイバに及ぶ力を測定する。光ファイバが破断すると,力はゼロに落ちてその破断が検出され
る。
11.2.5.3 方法3 試験中,光ファイバに光を通し,出力信号を監視することも光ファイバの破断を検出す
る別の手法である。光ファイバが破断すると,伝送は失われる。
上記すべての手法から,破断時における平板の距離(分離長) (d) を次の式から算出する。
d=平板の開始位置−平板の移動距離
11.3 被測定試料 試料は,長さが約30120mmの被覆光ファイバである。光ファイバ径は±1 柿
被覆径は±5 7 しているものとする。特に製品規格に規定されない限り,各速度の試料数は最低
15とする。
11.4 手順
11.4.1 校正手順の一例を次に示す。平板の面が完全に接触しているときは,平板間の距離をゼロに設定す
る。接触が行われているとき,ステップモータコントローラ上の読みはゼロである。光ファイバが破断す
るときの平板の分離長dはゲージブロックで距離を調べれば確認できる。ゼロの位置は±5 赳
ある。
注 平板を接触させる前に,その表面を清掃すること。
11.4.2 特に製品規格に規定されない限り,溝の深さを含め,平板の初期開口ギャップを12.00mmに設定
する。
11.4.3 所定の平板速度についての光ファイバ母集団を評価するときは,同一母集団からの同じ光ファイバ
を破断させて,破断時における平板の分離長を決定する。この平板の分離長 (d) を使って,式(7)(9)によ
り破断応力を算出する。初期(開始)平板の分離長は応力の値が破断応力の50%に等しい値を使って式(7)
(10)から決定できる。これによって,試験期間を短縮でき,最高平板速度を達成できることになる。こ
れは,最大ステップモータ速度が最大達成可能平板速度を制限できるからである。
曲げ応力が小さいときは,より速い平板速度を使用すれば,試験期間を最小限に抑えることができる。
例えば,1 一 を指定する場合,次に早い速度 (10一 ‰杞 暈 して破断
力の範囲を設定する。そこで,1一 では,次に早い速度 (10 一 ‰ 期試行試料に
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する最も低い破断応力の80%以下のレベルまで予備荷重を加えることができる。
11.4.4 試料の両端を慎重につかみ,試料を慎重に曲げて平板間に挿入し,上に引っ張り,図13に示すよ
うに位置づける。光ファイバを取り扱うときや装着するときには,曲げた光ファイバ(ゲージ長)を指で
触れないようにする。光ファイバの頂点は常に取付具と同じ位置にあるものとする。これによって,非並
列平板の影響が最小となる。上か下かの光ファイバ方向は重要ではない。
11.4.5 試料が破断したら,ステップモータにブレーキをかけ,停止させて破断時の平板の分離長を記録す
る。
11.4.6 各試料について規定の平板速度でステップ11.4.1から11.4.5を繰り返し,すべての試料について他
の規定平板速度で前記ステップを繰り返す。
11.4.7 11.5.1の式を使用して,各破断について光ファイバ破断応力 ( ‰侮
11.4.8 11.5.2の式を使用して,必要な母集団の統計計算を完了する。
11.5 計算
11.5.1 破断応力 各光ファイバの破断応力は次の式から算出する。
替 E0× 攀 1+0.5 愀 攀
df
f .1198 (8)
d dc 2dg
愀 0.75× 懿 0.25 (9)
ここに,
替 破断応力 (GPa)
E0 : ヤング率 (72GPa)
攀替 光ファイバの頂点における破断ひずみ
懿 非線形応力/ひずみ特性の修正パラメータ( 湎 表的な値
は,6である。)
df : 光ファイバ径 (
d : 光ファイバ破断時における平板間の距離 (
dc : 被覆を含む全体の光ファイバ径 (
2dg : 両方の溝の全体の深さ ( 図13参照)
11.5.2 一定平板速度での破断応力 13.5.2を参照すること。
11.5.3 曲げによる動的疲労係数 (nd)一般に,メジアン破断応力 ( ‰ 湟 侮 [騰
(V) とともに変動する。
1 V
log f log +intercept (10)
nd 1 r
ここに, r : 光ファイバの半径
interceptは図14に示すように,一定の平板速度における破断応力の対数である。
interceptは次の式から算出できる。
intercept=Y− (slope) ・X (11)
特に規定されない限り,附属書AのA.2のアルゴリズムを使って推定値 (nd), X,Yと試験の95%信頼
区間を算出する。特に規定されていない限り,対数 き推定値標準誤差 (SEE) は,0.001 7
未満とする。SEEの決定については,A.2を参照すること。
11.6 結果
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11.6.1 次のデータを報告する。
− 光ファイバ識別記号
− 試験日
− 曲げによる動的疲労係数 (nd) (他のパラメータは検討中である)
11.6.2 次のデータは,要求があれば,入手できるものとする。
− 平板速度
− 各平板速度ごとの試料数
− 推定値標準誤差 (SEE)
− 試験環境
− 試験前処理時間
− 光ファイバのヤング率(A.3に示す以外のものを想定した場合)
− 適合パラメータ;メジアン破断応力 (md) 及びワイブルパラメータ (
− すべての平板速度に関するワイブルプロット
− X及びY
− 光ファイバ径
図12 曲げによる動的疲労係数の測定概略図
図13 平板の構造図
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JIS C 6821:1999の引用国際規格 ISO 一覧
- IEC 60793-1-3:1995(MOD)
JIS C 6821:1999の国際規格 ICS 分類一覧
- 33 : 電気通信工学.オーディオ及びビデオ工学 > 33.180 : 光ファイバ通信 > 33.180.01 : 光ファイバシステム一般