技術者はどのように電線の疲労耐久性をテストするのか

エンジニアがワイヤの疲労耐久性をテストする方法

ワイヤの疲労耐久性をテストすることは、長期間使用する際の信頼性と安全性を確保するための重要なステップです。実際のアプリケーションでは、ワイヤは繰り返し曲げられたり、伸ばされたり、振動を受けたりしますので、その疲労性能を評価することは不可欠です。以下に、エンジニアが通常使用するワイヤの疲労耐久性をテストする方法と技術をいくつか紹介します。

1. 曲げ疲労試験

目的：

反復的な曲げ条件下でのワイヤの耐久性を評価する。

装置：

• 曲げ疲労試験機：異なる曲げ角度、周波数、サイクルを設定可能。

• 治具：試験中にワイヤサンプルが正しい位置と張力を維持するように固定するために使用される。

試験手順：

• サンプル準備：代表的なワイヤサンプルを選択し、標準要求（例えば温度調整）に従って前処理を行う。

• サンプル設置：試験中のスリップやシフトを防ぐために、ワイヤサンプルを試験機の治具に固定する。

• パラメータ設定：用途に応じて曲げ角度、周波数、サイクル数を設定する。例えば、ある基準では±90度の曲げで10万サイクルを要求する場合がある。

• 試験実施：試験機を起動し、各曲げサイクルのデータを記録し、ワイヤの状態を監視する。

• 結果確認：試験後、ワイヤに破損、亀裂、または他の損傷がないか確認する。必要であれば電気性能試験を行い、ワイヤが正常に機能していることを確認する。

2. 引張疲労試験

目的：

反復的な引張と解放条件でのワイヤの耐久性を評価する。

装置：

• 引張疲労試験機：異なる引張振幅、周波数、サイクルを設定可能。

• センサー：引張力の変化を監視するために使用される。

試験手順：

• サンプル準備：適切なワイヤサンプルを選択し、標準要求に従って前処理を行う。

• サンプル設置：試験中の均一な応力分布を確保するために、ワイヤサンプルを試験機の治具に固定する。

• パラメータ設定：用途に応じて引張振幅、周波数、サイクル数を設定する。例えば、ある基準では指定された引張範囲内で数万サイクルを要求する場合がある。

• 試験実施：試験機を起動し、各引張サイクルのデータを記録し、ワイヤの状態を監視する。

• 結果確認：試験後、ワイヤに破損、変形、または他の損傷がないか確認する。必要であれば電気性能試験を行い、ワイヤが正常に機能していることを確認する。

3. 振動疲労試験

目的：

長期的な振動条件下でのワイヤの耐久性を評価する。

装置：

• 振動テーブル：異なる周波数と振幅での振動をシミュレート可能。

• 加速度センサー：振動の強度と周波数を監視するために使用される。

試験手順：

• サンプル準備：適切なワイヤサンプルを選択し、標準要求に従って前処理を行う。

• サンプル設置：ワイヤサンプルを振動テーブルに固定し、試験中に移動しないようにする。

• パラメータ設定：用途に応じて振動周波数、振幅、時間設定を行う。例えば、ある基準では特定の周波数で数千時間の振動を要求する場合がある。

• 試験実施：振動テーブルを起動し、振動データを記録し、ワイヤの状態を監視する。

• 結果確認：試験後、ワイヤに破損、摩耗、または他の損傷がないか確認する。必要であれば電気性能試験を行い、ワイヤが正常に機能していることを確認する。

4. 温度サイクル疲労試験

目的：

温度変動条件でのワイヤの耐久性を評価する。

装置：

• 温度サイクルチャンバー：異なる温度範囲とサイクル数を設定可能。

• 温度湿度センサー：温度と湿度の変化を監視するために使用される。

試験手順：

• サンプル準備：適切なワイヤサンプルを選択し、標準要求に従って前処理を行う。

• サンプル設置：ワイヤサンプルを温度サイクルチャンバーに配置し、試験中の均一な加熱と冷却を確保する。

• パラメータ設定：用途に応じて温度範囲、サイクル数、時間を設定する。例えば、ある基準では-40°Cから85°Cの間で数千サイクルを要求する場合がある。

• 試験実施：温度サイクルチャンバーを起動し、温度変化データを記録し、ワイヤの状態を監視する。

• 結果確認：試験後、ワイヤに老化、脆化、または他の損傷がないか確認する。必要であれば電気性能試験を行い、ワイヤが正常に機能していることを確認する。

5. 総合環境疲労試験

目的：

実際の使用環境で同時に作用する複数のストレスをシミュレートし、ワイヤの全体的な疲労耐久性を評価する。

装置：

• 多要因環境試験チャンバー：温度、湿度、振動などの様々な環境要因を同時にシミュレート可能。

• センサーとモニタリングシステム：各種環境パラメータとワイヤの状態をリアルタイムで監視するために使用される。

試験手順：

• サンプル準備：適切なワイヤサンプルを選択し、標準要求に従って前処理を行う。

• サンプル設置：ワイヤサンプルを多要因環境試験チャンバーに配置し、試験中に複数のストレスに耐えられるようにする。

• パラメータ設定：用途に応じて温度、湿度、振動、およびそれらの組み合わせを設定する。例えば、ある基準では高温高湿条件での振動試験を要求する場合がある。

• 試験実施：試験チャンバーを起動し、試験データを記録し、ワイヤの状態を監視する。

• 結果確認：試験後、ワイヤに損傷がないか確認する。必要であれば電気性能試験を行い、ワイヤが正常に機能していることを確認する。

6. 電気性能試験

上記の機械的疲労試験を完了した後、通常は電気性能試験を行い、ワイヤの電気特性が影響を受けているかどうかを確認する必要があります。一般的な電気性能試験には以下のものがあります：

• 抵抗測定：ワイヤの抵抗値が変化していないか確認する。

• 絶縁抵抗試験：疲労によりワイヤの絶縁層が劣化していないか確認する。

• 耐電圧試験：高電圧条件下でのワイヤの絶縁性能を確認する。

結論

上記の方法を通じて、エンジニアはワイヤの疲労耐久性を包括的に評価することができます。各試験方法には固有の適用場面と標準要件があり、どの方法を使用するかは、ワイヤの実際の使用環境と期待される動作条件によって異なります。実際には、様々な作業条件下でのワイヤの信頼性を確保するため、複数の試験方法を組み合わせることがしばしば必要です。