JIS Z 3147:2017 アルミニウム合金及びマグネシウム合金の高速負荷回転曲げ疲労試験方法 | ページ 2

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Z 3147 : 2017
a)   IS Z 2274:1978で原則としている毎分5 000回以下の少なくとも一つの繰返し速度,及びこの規格で
    規定する毎分5 000回を超え8 000回以下の範囲の少なくとも一つの繰返し速度で試験を行ったとき,
    同等の試験結果が得られるものでなければならない。ここで,同等の試験結果とは,S-N線図又は所
    定の応力振幅若しくは繰返し数におけるデータが,同じであることをいう。
b) 試験の開始時及び試験片の破断直前を除く定常運転時において,試験片の振れによって生じる荷重変
    動が,試験荷重の±20 %であることが望ましい。
  なお,a) 及びb) を満たす試験機として,片持ち式にするのがよい。

6.2 高速試験の方法

6.2.1  試験片の取付け
  試験片の取付けは,次による。
a) 試験片は,試験中に緩むことのないよう強固に試験機に取り付ける。
b) 試験片は,試験部に負荷される応力以外の応力が作用しないように,また,曲げによるひずみが生じ
    ないように取り付けなければならない。
c) 試験片の取付け後に偏心があってはならない。片持ち式の試験では,取り付けた試験片を手で緩やか
    に回転したとき,負荷側の端部において心振れが,試験片の中心軸に対して±0.02 mmでなければな
    らない。
6.2.2  負荷
  負荷の方法は,次による。
a) 片持ち式の試験では,アダプタを介しておもり(錘)を取り付ける(図2参照)。
      注記 試験開始時の試験片の振れを避けるため[6.2.3 b) 参照],試験機の形式によっては,所定の
            繰返し速度に到達してから負荷する方法が採られることがある。
     L :  つかみ部先端から負荷点までの長さ
     x :  つかみ部先端から最小直径部までの距離
    W :  負荷する質量
                                   図2−試験片の取付け(例)

――――― [JIS Z 3147 pdf 6] ―――――

                                                                                              5
                                                                                   Z 3147 : 2017
b) 片持ち式の試験では,試験部に負荷される応力は,式(1)による。
                                     W(L   x)
                            32  8.9
                                       πd3
                                  W(L   x)
                            314       3

(pdf 一覧ページ番号 )

                                    πd
                      ここに,          σ :  試験部に負荷される応力(MPa)
                                        α :  応力集中係数
                                       W :  試験片に負荷する質量(kg)
                                        L :  つかみ部先端から負荷点までの長さ(mm)
                                        x :  つかみ部先端から最小直径部までの距離(mm)
                                        d :  試験部の最小直径(mm)
6.2.3  試験の実施
  高速試験は,次によって行う。
a) 繰返し速度は,毎分5 000回を超え8 000回以下の速度とする。
b) 試験中,異常な振動又は試験片の振れがあってはならない。
c) 試験片の温度測定を行う場合は,箇条7による。温度は,連続して計測し記録することが望ましい。
d) 試験は,試験片が破断するか,所定の繰返し数(例えば107回又は108回)に到達するまで継続して行
    う。やむを得ない理由によって試験を途中で休止し,再開した場合には,休止までの繰返し数,休止
    時間及び休止時間中の負荷条件を記録する。

7 温度測定

7.1 一般事項

  温度測定は,試験の等級がクラスI及びクラスIIで,必要な場合に行う(表1参照)。クラスIIIでは行
わない。

7.2 温度測定装置

  高速試験中の試験片の温度を測定する装置は,次による。
a) 試験の開始から終了まで連続的に±5 ℃の精度で測定できるものでなければならない。
b)   ) を満足するためには,回転曲げ疲労試験用無線温度測定器を用いることが望ましい。同測定器の例
    を,図3に示す。

――――― [JIS Z 3147 pdf 7] ―――――

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注記 ホルダ内のA/D変換部で,熱電対のアナログ信号をデジタル信号に変換する。演算処理したデータを無線で送
     信し,受信機に接続されたパソコンに,計測結果をリアルタイムで表示し記録する。
       なお,アダプタはスピンドル(図2参照)に接続され,測定器全体が試験片と同期して回転する。
                          図3−回転曲げ疲労試験用無線温度測定器(例)

7.3 熱電対の設置

  7.2 b) の測定器を使用するために熱電対を試験片に設置する方法を,標準形試験片を例として,図4に
示す。試験片の一方のつかみ部端から,最小直径部から2 mmの位置まで,中心軸に沿って約0.5 mmの穴
をあけ,穴の先端に熱電対の先端を設置する。
                               図4−試験片への熱電対の設置(例)

8 S-N線図の作成

  高速試験のデータは,JIS Z 2273:1978によってS-N線図としてまとめるのが望ましい。
  疲労限度は,S-N線図が繰返し数の多い領域で水平になる材料では107回での応力とし,水平にならない
材料では108回での応力とすることが望ましい(ISO 1143参照)。

9 試験結果の報告

  高速試験結果の報告には,次の事項を含まなければならない。ただし,b) 3),d) 2) 及びe) 2) は,受渡
当事者間の協定によって,省略してもよい。
a) 試験の等級
b) 試験材
  1) 合金の種類,質別及び製品形状

――――― [JIS Z 3147 pdf 8] ―――――

                                                                                              7
                                                                                   Z 3147 : 2017
  2) 適合する規格
  3) 製造業者,及び溶解番号又はロット番号
  4) 化学成分
  5) 機械的性質
c) 試験片
  1) 試験材からの採取位置
  2) 形状及び寸法
  3) 応力集中係数
  4) 表面仕上げ
d) 疲労試験機
  1) 名称,形式及びひょう量
  2) 製造メーカ
e) 温度測定装置(必要な場合)
  1) 測定方式及び精度
  2) 測定装置のメーカ
f)  試験の実施
  1) 繰返し速度
  2) 試験環境条件(温度,湿度など)
  3) 試験片の到達温度(温度測定を行った場合)
  4) 温度上昇の防止対策(適用した場合)
  5) 定常状態からの逸脱又は異常発生(有無及びその内容)
  6) 試験実施年月日,試験場所及び試験者名
g) 測定データ
  1) 各試験での負荷応力,繰返し数及び破断の有無
  2) 破断位置(接合材の場合)
参考文献
[1] JIS B 0601 製品の幾何特性仕様(GPS)−表面性状 : 輪郭曲線方式−用語,定義及び表面性状パラメ
    ータ
[2] ISO 1143,Metallic materials−Rotating bar bending fatigue testing