有限寿命の疲れ強さや長寿命疲れ強さを測定するためのバイブロフォア

バイブロフォアは-電磁共振試験機としても知られています-は、そのデザインから材料やコンポーネントの疲労強度を測定する動的な試験機として長い間使用されてきています。これは、例えば、DIN 50100(S-Nカーブ)までの高サイクル疲労試験が含まれ、引張、圧縮、振動荷重、および繰返し荷重の下で試験が行われます。

ツビックローエルの最新のバイブロフォア(高周波パルセーター)は、動的および静的材料試験機として使用できますーこのタイプのマシンとしては初めてであり、最大1000 kNの試験荷重が可能です。典型的なアプリケーションとしては、標準的な試験片や部材(例えば、ピストンロッド、クランクシャフト、及びスクリュー)の疲労評価試験、部品が寿命中に動的な荷重にさらされるコンクリートや強化スチールの品質管理向けの試験に加え、静的な引張、圧縮、CTやSEB試験片の破壊力学の試験などにも応用されます。

5kNから1000kNまでの疲労試験機バイブロフォア

キーアドバンテージと特徴

アドバンテージと特徴

  • 4つのガイドコラムを採用し試験軸に対して正確なアラインメントを保った理想的なフレーム-試験片へのメカニカルな影響を排除-正確な測定結果
  • クロスヘッドトラベルが大きく取られており、短い試験片から長い試験片まで信頼性の高い試験が可能。
  • マウントテーブルを低い位置にしているため最高の使い勝手
  • クロスヘッドトラベル測定システム搭載により再現性が高く、正確なグリップ間距離を実現
  • 消耗品がほぼ無いためメンテナンスコストは最小限
  • 追加のインフラ(油圧源、冷媒、エアー供給)が不要な簡単なインストール

Two in one

Two in one—バイブロフォアは1つの装置で動的疲労試験も静的な試験も 

バイブロフォアによる動的試験

ツビックローエルのバイブロフォアの駆動原理は電磁アクチュエーターによる機械的な共振の原理を利用しています。平均荷重はリードスクリュードライブによって上部クロスヘッド動かし決定されます。動的な荷重の発生はシステムが完全に共振し発生する振動によって加えられます。試験片が十分に高剛性の場合、285Hzでの周波数で試験を行う事も可能です。動的ドライブと静的ドライブは別々に制御されるため、あらゆる種類の応力比(R比)が可能です。試験は荷重-、変位-ひずみ制御に対応。

バイブロフォアによる静的試験

振動クロスヘッドの機械的な固定とtestXpert IIIソフトウェアの導入により、バイブロフォアは静的な材料試験機に変わります。

剛性の高いフレーム、コネクティングサーフェイス、さらに各種部材の精細な設計によって非常に高いマシーン剛性が保たれています。正確なクロスヘッドガイダンスと組み合わせることで、バイブロフォアは試験片への許容できない機械的影響を最小限に抑えます適切の試験冶具を使い、様々な試験を動的、静的問わずに様々な環境下で行えます(例えば、温度環境下、オイルバス)。バイブロフォアは捩じりや曲げ試験にもセットアップが可能です。中央のリードスクリューを無くす事で、新しいバイブロフォアの試験エリアを広げ、小さな試験片から大きな部材の評価まで使い勝手が格段に向上しました。

Two-in-One 原理のアドバンテージ

  • 高い周波数による疲労試験が可能なため、長時間の試験を短時間で行えます
  • 共振原理を利用しているためエネルギー消費量が極めて少ない(油圧サーボ疲労試験の約2%の消費量)

ビデオ

0:53

Vibrophore 1000 – connecting rod and screw tests with Vibrophores

Vibrophores with high forces are used for connecting rod and screw tests.

テクニカルオーバービュー

オーバービュー

バイブロフォアは7つバージョンが用意されています:

  • バイブロフォア25
  • バイブロフォア50
  • バイブロフォア100
  • バイブロフォア250
  • バイブロフォア500
  • バイブロフォア600
  • バイブロフォア1000

25 kN

Fmax

25

kN

平均荷重、max.

±25

kN

振幅荷重、max.

±12.5

kN

試験片弾性ひずみ(振幅変位)、max.

6 (±3)

mm

試験周波数レンジ[1]

35 ~ 300

Hz

周波数帯の数[2]

8

ガイドコラムの数

4

リードスクリュードライブの数

2

1000 mmのクロスヘッド距離時のフレーム剛性[3]

約 170

kN/ mm

ドライブ

静的試験及び平均荷重制御

ACドライブ

最小クロスヘッド速度

0.0001

mm/min

最大クロスヘッド速度

600

mm/min

最大クロスヘッド戻し速度

1000

mm/min

クロスヘッドの繰返し位置決め精度

±2

µm

モーター保持破断

Yes

動的試験

電磁アクチュエーター

フレーム寸法

H4 - 高さ

2375

mm

H3 - クランピングテーブル高さ

693

mm

H2 - 試験エリア高さ

1200

mm

H5 - 荷重測定チェーンを含んだ試験エリア高さ

1100

mm

B2 - 幅

890

mm

T3 - 奥行き

645

mm

T2 - 奥行、ベース

482

mm

重量(約)[4]

1900

kg

試験エリア寸法

試験エリア高さ、ロードセルを含まない

1200

mm

試験エリア奥行き

482

mm

コラム間はフリーアクセス可

610[5]

mm

Max. トラベル、マシーンフレーム

1099

mm

アイテムナンバー

バイブロフォア25 testControl II

1050926

オプション:two in one 静的試験

1028357

オプション:振幅変位測定

1033236

  1. 試験周波数は試験アレンジにおける剛性とマスによって決定されます。
  1. 複数の重り(マス)の起動、不起動で決定
  1. フレーム剛性:この値はクロスヘッド間(ムービングとベースクロスヘッド間)を直接、変位測定して得られていますので、ドライブやロードセルの変位は考慮されていません。
  1. 重量、グリップ、その他冶具無し
  1. ビロー無し

50 kN

Fmax

50

kN

平均荷重、max.

±50

kN

振幅荷重、max.

±25

kN

試験片弾性ひずみ(振幅変位)、max.

6 (±3)

mm

試験周波数レンジ[1]

35 ~ 300

Hz

周波数帯の数[2]

8

ガイドコラムの数

4

リードスクリュードライブの数

2

1000 mmのクロスヘッド距離時のフレーム剛性[3]

約 170

kN/ mm

ドライブ

静的試験及び平均荷重制御

ACドライブ

最小クロスヘッド速度

0.0001

mm/min

最大クロスヘッド速度

600

mm/min

最大クロスヘッド戻し速度

1000

mm/min

クロスヘッドの繰返し位置決め精度

±2

µm

モーター保持ブレーキ

Yes

動的試験

電磁アクチュエーター

フレーム寸法

H4 - 高さ

2375

mm

H3 - クランピングテーブル高さ

693

mm

H2 - 試験-エリア高さ

1200

mm

H5 - ロードセルを含む試験-エリア高さ

1100

mm

B2 - 幅

890

mm

T3 - 奥行き

645

mm

T2 - ベース奥行

482

mm

重量、約[4]

1900

kg

試験エリア寸法

試験エリア高さ、ロードセルを含まない

1200

mm

試験エリア奥行き

482

mm

コラム間はフリーアクセス可

610[5]

mm

Max. トラベル、マシーンフレーム

1099

mm

アイテムナンバー

バイブロフォア50 testControl II

1023099

オプション:Two in one 静的試験

1028360

オプション:振幅変位測定

1033326

  1. 試験周波数は試験アレンジにおける剛性とマスによって決定されます。
  1. 複数の重り(マス)の起動、不起動で決定
  1. フレーム剛性:この値はクロスヘッド間(ムービングとベースクロスヘッド間)を直接、変位測定して得られていますので、ドライブやロードセルの変位は考慮されていません。
  1. 重量、グリップ、その他冶具無し
  1. ビローカバー無し

100 kN

Description

Value

Fmax

100

kN

Mean load max.

±100

kN

Force amplitude max.

±50

kN

Specimen elastic strain (oscillation displacement) max.

6 (±3)

mm

Test frequency range[1]

30 ... 285

Hz

No. of frequency steps[2]

8

No. of guide columns

4

No. of lead-screw drives

2

Frame stiffness at 1000mm crosshead separation [3]

approx. 380

kN/mm

Drive

Static tests and for mean force control

AC drive

min. crosshead speed

0.0001

mm/min

max. crosshead speed

600

mm/min

max. crosshead return speed

1000

mm/min

repeat positioning accuracy on crosshead

±2

µm

motor holding brake

yes

Dynamic tests

wear-free electro-magnetic drive

Load-frame dimensions

H4 - height

2565

mm

H3 - clamping-table height

794

mm

H2 - test area height

1200

mm

H5 - test area height including load cell

1007

mm

B2 - width

1094

mm

T3 - depth

770

mm

T2 - base depth

553

mm

Approx. weight[4]

3200

kg

Test area dimensions

Test-area height without load cell

1200

mm

Test area depth

550

mm

Free access width between columns

626[5]

mm

Max. travel, machine frame

977.5

mm

Item No.

Vibrophore 100 including testControl II

084142

Optional: two in one for static tests

1009579

Optional: oscillation displacement measurement

1001259

  1. The testing frequency is determined by the stiffness and mass of the test arrangement.
  1. via activation / deactivation of weights
  1. Load frame stiffness: this value is obtained via direct deformation measurement between the crossheads (moving and base crossheads) and does not take into account deformation of the drive and load cell.
  1. Weight without specimen grips or fixtures
  1. without bellows boot

250 kN

Description

Value

Fmax

250

kN

Mean load max.

±250

kN

Force amplitude max.

±125

kN

Specimen elastic strain (oscillation displacement) max.

6 (±3)

mm

Test frequency range[1]

30 ... 285

Hz

No. of frequency steps[2]

8

No. of guide columns

4

No. of lead-screw drives

2

Frame stiffness at 1000mm crosshead separation [3]

approx. 380

kN/mm

Drive

Static tests and for mean force control

AC drive

min. crosshead speed

0.0001

mm/min

max. crosshead speed

600

mm/min

max. crosshead return speed

1000

mm/min

repeat positioning accuracy on crosshead

±2

µm

motor holding brake

yes

Dynamic tests

wear-free electro-magnetic drive

Load-frame dimensions

H4 - height

2565

mm

H3 - clamping-table height

794

mm

H2 - test area height

1200

mm

H5 - test area height including load cell

915

mm

B2 - width

1094

mm

T3 - depth

770

mm

T2 - base depth

553

mm

Approx. weight[4]

3200

kg

Test area dimensions

Test-area height without load cell

1200

mm

Test area depth

550

mm

Free access width between columns

626[5]

mm

Max. travel, machine frame

925

mm

Item No.

Vibrophore 250 including testControl II

1001253

Optional: two in one for static tests

1009581

Optional: oscillation displacement measurement

1001259

  1. The testing frequency is determined by the stiffness and mass of the test arrangement.
  1. via activation / deactivation of weights
  1. Load frame stiffness: this value is obtained via direct deformation measurement between the crossheads (moving and base crossheads) and does not take into account deformation of the drive and load cell.
  1. Weight without specimen grips or fixtures
  1. without bellows boot

500 kN

Fmax

500

kN

平均荷重、max.

±500

kN

振幅荷重、max.

±250

kN

試験片弾性ひずみ(振幅変位)、max.

4 (±2)

mm

試験周波数レンジ[1]

35 ~ 285

Hz

周波数帯の数[2]

8

ガイドコラムの数

4

リードスクリュードライブの数

2

1000 mmのクロスヘッド距離時のフレーム剛性[3]

約 960

kN/ mm

ドライブ

静的試験及び平均荷重制御

ACドライブ

最小クロスヘッド速度

0.0001

mm/min

最大クロスヘッド速度

250

mm/min

最大クロスヘッド戻し速度

1000

mm/min

クロスヘッドの繰返し位置決め精度

±2

µm

モーター保持ブレーキ

Yes

動的試験

電磁アクチュエーター

フレーム寸法

H4 - 高さ

3465

mm

H3 - クランピングテーブル高さ

930

mm

H2 - 試験エリア高さ

1680

mm

H5 - ロードセルを含む試験エリア高さ

1347

mm

B2 - 幅

1220

mm

T1 - 奥行き

1369

mm

重量(約)[4]

9000

kg

試験エリア寸法

試験エリア高さ、ロードセルを含まない

1700

mm

試験エリア奥行き

640

mm

コラム間はフリーアクセス可

780[5]

mm

Max. トラベル、マシーンフレーム

1700

mm

アイテムナンバー

バイブロフォア500 testControl II

1011633

オプション:two in one 静的試験

1012275

オプション:振幅変位測定

1012273

  1. 試験周波数は試験アレンジにおける剛性とマスによって決定されます。
  1. 複数の重り(マス)の起動、不起動で決定
  1. フレーム剛性:この値はクロスヘッド間(ムービングとベースクロスヘッド間)を直接、変位測定して得られていますので、ドライブやロードセルの変位は考慮されていません。
  1. 重量、グリップ、その他冶具無し
  1. ベローズカバー無し

600 kN

Fmax

±600

kN

平均荷重、max.

±600

kN

振幅荷重、max.

±300

kN

試験片弾性ひずみ(振幅変位)、max.

4 (±2)

mm

試験周波数レンジ[1]

30 ...265

Hz

周波数帯の数[2]

8

ガイドコラムの数

4

リードスクリュードライブの数

2

1000 mmのクロスヘッド距離時のフレーム剛性[3]

約 880

kN/ mm

ドライブ

静的試験及び平均荷重制御

ACドライブ

最小クロスヘッド速度

0.0001

mm/min

最大クロスヘッド速度

250

mm/min

max. 戻り速度

1000

mm/min

クロスヘッドの繰返し位置決め精度

±2

µm

モーター保持ブレーキ

Yes

動的試験

電磁アクチュエーター

フレーム寸法

H4 - 高さ

3465

mm

H3 - クランピングテーブル高さ

930

mm

H2 - 試験エリア高さ

1680

mm

H5 - ロードセルを含む試験エリア高さ

1347

mm

B2 - 幅

1220

mm

T2 - 奥行き

1369

mm

重量、約[4]

9000

kg

試験エリア寸法

試験エリア高さ、ロードセルを含まない

1700

mm

試験エリア奥行き

640

mm

コラム間はフリーアクセス可

780[5]

mm

Max. トラベル、マシーンフレーム

1700

mm

アイテムナンバー

バイブロフォア600 testControl II

1030616

オプション:two in one 静的試験

1012275

オプション:振幅変位測定

1012273

  1. 試験周波数は試験アレンジにおける剛性とマスによって決定されます。
  1. 複数の重り(マス)の起動、不起動で決定
  1. ロードフレーム剛性:この値はクロスヘッド間(ムービングとベースクロスヘッド間)を直接、変位測定して得られていますので、ドライブやロードセルの変位は考慮されていません。
  1. 重量、グリップ、その他冶具無し
  1. ベローズカバー無し

1000 kN

Fmax

±1000

kN

平均荷重、max.

±1000

kN

振幅荷重、max.

±500

kN

試験片弾性ひずみ(振幅変位)、max.

4 (±2)

mm

試験周波数レンジ[1]

30 ...285

Hz

周波数帯の数[2]

8

ガイドコラムの数

4

リードスクリュードライブの数

2

1000 mmのクロスヘッド距離時のフレーム剛性[3]

約 880

kN/ mm

ドライブ

静的試験及び平均荷重制御

ACドライブ

最小クロスヘッド速度

0.0001

mm/min

最大クロスヘッド速度

250

mm/min

最大クロスヘッド戻し速度

1000

mm/min

クロスヘッドの繰返し位置決め精度

±2

µm

モーター保持ブレーキ

Yes

動的試験

電磁アクチュエーター

フレーム寸法

H4 - 高さ

4538

mm

H3 - クランピングテーブル高さ

1058

mm

H2 - 試験エリア高さ

2320

mm

H5 - ロードセルを含む試験エリア高さ

2005

mm

B2 - 幅

1620

mm

T2 奥行き

1445

mm

重量、約[4]

17500

kg

試験エリア寸法

試験エリア高さ、ロードセルを含まない

2310

mm

試験エリア奥行き

1995

mm

コラム間はフリーアクセス可

982[5]

mm

Max. トラベル、マシーンフレーム

mm

アイテムナンバー

オプション:Two in one 静的試験

1017257

オプション:振幅変位測定

1012273

  1. 試験周波数は試験アレンジにおける剛性とマスによって決定されます。
  1. 複数の重り(マス)の起動、不起動で決定
  1. ロードフレーム剛性:この値はクロスヘッド間(ムービングとベースクロスヘッド間)を直接、変位測定して得られていますので、ドライブやロードセルの変位は考慮されていません。
  1. 重量、グリップ、その他冶具無し
  1. ベローズカバー無し

レイアウト

バイブロフォア(電磁共振試験機)のレイアウト

testControl II 制御装置

testControl II 測定及び制御装置

周波数制御

10 kHz

データ取得速度

10 kHz, 24 bits

スロット

5 x モジュールバス (2つはデフォルトで使用)

PCインターフェイス

GigaBit Ethernet

ビルトインセーフティーコンセプト

安全を考慮した2-チャンネル仕様

インターロック付き安全カバー用インターフェイス

緊急停止ループ用インターフェイス

ディスプレイ付きのリモートコントローラー

セットアップと試験モード

非常停止ボタン

セットアップと試験モード切替用キースイッチ

寸法、testControl II 測定及び制御装置

H1-高さ、テーブルプレート無し

1000

mm

B1-幅

600

mm

T1-奥行き

600

mm

重量、約

135

kg

バイブロフォアケーブル長さーtestControl II

5

m

付属品

ユニバーサルアンプ (029443)

AC/DC サプライの選択

ひずみゲージ、ハーフとフル

4 / 6-コンダクターテクノロジー

I/O card (029448)

1 analog ± 10V input (controllable)

2 analog ± 10V outputs

4 digital inputs, 24V

3 digital outputs, 24V

1 relay output, potential-free

Russian research center relies on testing technology from ZwickRoell

The Central Institute of Aviation Motors (CIAM) is the leading Russian research institute in the field of aeronautical engine development. In order to further advance the development of energy-efficient drive technologies, the institute chose a fatigue testing machine from ZwickRoell.
ツビックローエルバイブロフォア100
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