JPH0141211B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0141211B2 JPH0141211B2 JP11541582A JP11541582A JPH0141211B2 JP H0141211 B2 JPH0141211 B2 JP H0141211B2 JP 11541582 A JP11541582 A JP 11541582A JP 11541582 A JP11541582 A JP 11541582A JP H0141211 B2 JPH0141211 B2 JP H0141211B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- link
- round bar
- vehicle
- length
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
- G01M5/0041—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress
- G01M5/005—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鉄道車両構体のたわみあるいは応力な
どを把握するための荷重試験方法に係り、特にモ
デル試作に当つてモデルの製作費および試験費を
軽減するのに好適な車両構体荷重試験方法に関す
るものである。
どを把握するための荷重試験方法に係り、特にモ
デル試作に当つてモデルの製作費および試験費を
軽減するのに好適な車両構体荷重試験方法に関す
るものである。
従来の構体荷重試験は、構体の全体を製作した
モデルを試験体として行なう構体荷重試験方法と
なつていたので、モデルの構体製作費用が多くか
かり、それによりモデルの大きさに合つた広さの
試験設備を必要とし、荷重の大きさもモデル全体
に必要な大きな荷重源を必要とするという欠点が
あつた。
モデルを試験体として行なう構体荷重試験方法と
なつていたので、モデルの構体製作費用が多くか
かり、それによりモデルの大きさに合つた広さの
試験設備を必要とし、荷重の大きさもモデル全体
に必要な大きな荷重源を必要とするという欠点が
あつた。
本発明の目的は、車両全長より短い構体を巧み
に支持して荷重を負荷することによつて、全長の
構体に荷重を負荷したときと同等のたわみあるい
は応力を適確に把握できる試験方法を提供するこ
とにある。
に支持して荷重を負荷することによつて、全長の
構体に荷重を負荷したときと同等のたわみあるい
は応力を適確に把握できる試験方法を提供するこ
とにある。
車両構体は、その両端下部を支持した両端支持
梁となつている。そして、両端支持梁に等分布荷
重を加えた時には、支持梁の中央を境として両側
に異符号の曲げモーメントが発生し、その絶対値
は等しい。ところで、中央境界の断面部には曲げ
モーメントは発生せず、同断面部の上半分には圧
縮力、下半分には引張力のみが発生する。勿論、
たわみは垂直方向となる。したがつて、構体の中
央断面の上部を圧縮で受け下部を引張りで受け、
かつ垂直方向に自由に摺動可能にすれば、両端支
持と等価的になる。
梁となつている。そして、両端支持梁に等分布荷
重を加えた時には、支持梁の中央を境として両側
に異符号の曲げモーメントが発生し、その絶対値
は等しい。ところで、中央境界の断面部には曲げ
モーメントは発生せず、同断面部の上半分には圧
縮力、下半分には引張力のみが発生する。勿論、
たわみは垂直方向となる。したがつて、構体の中
央断面の上部を圧縮で受け下部を引張りで受け、
かつ垂直方向に自由に摺動可能にすれば、両端支
持と等価的になる。
本発明はこの点に着目し、構体の長手方向片側
半分のモデルを製作し、中央断面部を上記のよう
に支持し、他端側を水平方向に自由な如く支持し
て荷重を負荷するようにしたものである。
半分のモデルを製作し、中央断面部を上記のよう
に支持し、他端側を水平方向に自由な如く支持し
て荷重を負荷するようにしたものである。
以下、本発明の一実施例を図面により詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明による車両構体荷重試験方法の
一実施例である。構体１は構体全長の1/2長さ、
すなわち片側半分で、図の右端が構体の中央断面
に相当し、左端は構体の端部である。構体１の中
央断面の上部は丸棒２を介して垂直面を持つた基
準面例えば堅定盤３に密着させてあり、中央断面
の下部はリンク４を介して堅定盤３に連結されて
いる。このリンク４の両端はピン５，６による支
持である。したがつて、このリンク４の機構と上
記丸棒２によつて、構体１は堅定盤３に対し垂直
方向に自由に摺動することが可能である。一方、
構体１の端部はロードセル７で支持され、ロード
セル７と床定盤８の間には丸棒９が挿入されてい
る。したがつて、後述の荷重を負荷した場合に発
生する構体１自体の伸縮は丸棒９のころがりによ
り拘束されることなく水平方向に自由である。
一実施例である。構体１は構体全長の1/2長さ、
すなわち片側半分で、図の右端が構体の中央断面
に相当し、左端は構体の端部である。構体１の中
央断面の上部は丸棒２を介して垂直面を持つた基
準面例えば堅定盤３に密着させてあり、中央断面
の下部はリンク４を介して堅定盤３に連結されて
いる。このリンク４の両端はピン５，６による支
持である。したがつて、このリンク４の機構と上
記丸棒２によつて、構体１は堅定盤３に対し垂直
方向に自由に摺動することが可能である。一方、
構体１の端部はロードセル７で支持され、ロード
セル７と床定盤８の間には丸棒９が挿入されてい
る。したがつて、後述の荷重を負荷した場合に発
生する構体１自体の伸縮は丸棒９のころがりによ
り拘束されることなく水平方向に自由である。
以上のように構成した後、構体１に等分布荷重
Ｆを負荷すると、次に説明するような力学的バラ
ンスによつて荷重Ｆに相当するたわみおよび応力
が発生する。したがつて、これらのたわみおよび
応力を測定し記録するるものである。
Ｆを負荷すると、次に説明するような力学的バラ
ンスによつて荷重Ｆに相当するたわみおよび応力
が発生する。したがつて、これらのたわみおよび
応力を測定し記録するるものである。
力学的バランスは第２図に示す状態となる。な
お、説明の便宜上第１図の等分布荷重Ｆは第２図
では集中荷重F′に置きかえて示してある。また、
構体１は説明に不必要な部分は省略して両端部の
み示してある。図において、集中荷重F′が作用す
ると、構体１はロードセル７を支点として長さＬ
による回転モーメントF′Lが生じて時計方向に右
回転しようとする。ところが、構体１の上部はロ
ードセル７を支点として回転半径L′で右回転しよ
うとし下部は回転半径Ｌで右回転しようとする
が、この上部および下部の回転方向は両者共に右
回転ではあるが、その回転軌跡を見ると上部は図
の右方になり下部は左方となる。したがつて、丸
棒２およびリンク４がいかに自由に回転しようと
も、構体１の上部が縮むか下部が伸びなければ構
体１はロードセル７を支点とした回転はできない
ことになる。すなわち、与えたモーメントF′Lに
よつて構体１の上部に反力Ｐが生じ、下部には―
Ｐが生じ、丸棒２とリンク４の間の長さをｌとす
ると構体１には反対モーメントPlが生じ、F′L＝
Plによつてバランスをとることになる。
お、説明の便宜上第１図の等分布荷重Ｆは第２図
では集中荷重F′に置きかえて示してある。また、
構体１は説明に不必要な部分は省略して両端部の
み示してある。図において、集中荷重F′が作用す
ると、構体１はロードセル７を支点として長さＬ
による回転モーメントF′Lが生じて時計方向に右
回転しようとする。ところが、構体１の上部はロ
ードセル７を支点として回転半径L′で右回転しよ
うとし下部は回転半径Ｌで右回転しようとする
が、この上部および下部の回転方向は両者共に右
回転ではあるが、その回転軌跡を見ると上部は図
の右方になり下部は左方となる。したがつて、丸
棒２およびリンク４がいかに自由に回転しようと
も、構体１の上部が縮むか下部が伸びなければ構
体１はロードセル７を支点とした回転はできない
ことになる。すなわち、与えたモーメントF′Lに
よつて構体１の上部に反力Ｐが生じ、下部には―
Ｐが生じ、丸棒２とリンク４の間の長さをｌとす
ると構体１には反対モーメントPlが生じ、F′L＝
Plによつてバランスをとることになる。
さて、構体１は実際には剛体ではないからその
剛性に応じた伸縮を行ない、構体１の上部は反力
Ｐによつて圧縮ひずみを生じ、下部は引張りひず
みを生じる。この圧縮ひずみおよび引張りひずみ
が生ずれば反力Ｐおよび―Ｐは小さくなり、F′L
＞Plとなつてモーメントのバランスはとれなくな
り構体１はロードセル７を支点として右回転す
る。しかし、前述のように構体１の上部と下部の
回転軌跡は水平方向の動きが相反し、上部は堅定
盤３に近づき下部は離れることになり再び反力Ｐ
および―Ｐは増加する。このような状態を繰返す
ことになるが、実際には瞬間的に反力Ｐおよび―
Ｐは増加してF′L＝Plとなる。この時、構体１が
回転して垂直方向に移動した量εが構体の最大た
わみとなる。
剛性に応じた伸縮を行ない、構体１の上部は反力
Ｐによつて圧縮ひずみを生じ、下部は引張りひず
みを生じる。この圧縮ひずみおよび引張りひずみ
が生ずれば反力Ｐおよび―Ｐは小さくなり、F′L
＞Plとなつてモーメントのバランスはとれなくな
り構体１はロードセル７を支点として右回転す
る。しかし、前述のように構体１の上部と下部の
回転軌跡は水平方向の動きが相反し、上部は堅定
盤３に近づき下部は離れることになり再び反力Ｐ
および―Ｐは増加する。このような状態を繰返す
ことになるが、実際には瞬間的に反力Ｐおよび―
Ｐは増加してF′L＝Plとなる。この時、構体１が
回転して垂直方向に移動した量εが構体の最大た
わみとなる。
ところで、構体１が右回転するということは丸
棒２およびリンク４が図の下方に回転することで
あるが、この両者の回転にはころがり摩擦が付随
するはずであり、この摩擦による摩擦力の影響に
ついて説明しておく。丸棒２のころがり摩擦係数
およびピン５の摩擦係数をμとすると、反力Ｐに
対して生ずる摩擦力はμPである。このμPの方向
は図の上方すなわち負荷F′の反力として働き、そ
のモーメントはμPLであるる。丸棒２とピン５と
の摩擦係数を同一とみなすと摩擦力によるモーメ
ントの和は2μPLとなり、前述のモーメントバラ
ンス状態は実際にはF′L＝Pl＋μPLとなる。した
がつて、損失モーメントとしてμPLが存在するこ
とになるが、μは一般に非常に小さく無視できる
値であり、また、あらかじめ把握しておけば荷重
試験結果の補正をすることも可能であり、荷重試
験の実施には支障がない。
棒２およびリンク４が図の下方に回転することで
あるが、この両者の回転にはころがり摩擦が付随
するはずであり、この摩擦による摩擦力の影響に
ついて説明しておく。丸棒２のころがり摩擦係数
およびピン５の摩擦係数をμとすると、反力Ｐに
対して生ずる摩擦力はμPである。このμPの方向
は図の上方すなわち負荷F′の反力として働き、そ
のモーメントはμPLであるる。丸棒２とピン５と
の摩擦係数を同一とみなすと摩擦力によるモーメ
ントの和は2μPLとなり、前述のモーメントバラ
ンス状態は実際にはF′L＝Pl＋μPLとなる。した
がつて、損失モーメントとしてμPLが存在するこ
とになるが、μは一般に非常に小さく無視できる
値であり、また、あらかじめ把握しておけば荷重
試験結果の補正をすることも可能であり、荷重試
験の実施には支障がない。
上述の説明では、リンク４の回転による影響も
省略しているが、この影響を説明しておく。リン
ク４の回転の軌跡は図の右方となり、この水平方
向の移動量を△γとすると構体１の下部の伸び量
が△γだけ減少した状態と同一となる。すなわ
ち、構体１の見かけ上の剛性が高くなり、構体１
の右回転の量が減少する。したがつて、構体１の
最大たわみεは見かけ上少なくなる。ところが、
リンク４にも反力Ｐが作用してリンク４は反力Ｐ
に応じて伸びることになり、リンク長さをγにし
ておくとγに比例した伸び量となる。この伸び量
と上記移動量△γとが同等の値となるように予め
リンク長さγを定めておけば、リンク４の回転軌
跡はほぼ垂直方向となり最大たわみεへの影響が
軽微となり、構体荷重試験が可能となる。
省略しているが、この影響を説明しておく。リン
ク４の回転の軌跡は図の右方となり、この水平方
向の移動量を△γとすると構体１の下部の伸び量
が△γだけ減少した状態と同一となる。すなわ
ち、構体１の見かけ上の剛性が高くなり、構体１
の右回転の量が減少する。したがつて、構体１の
最大たわみεは見かけ上少なくなる。ところが、
リンク４にも反力Ｐが作用してリンク４は反力Ｐ
に応じて伸びることになり、リンク長さをγにし
ておくとγに比例した伸び量となる。この伸び量
と上記移動量△γとが同等の値となるように予め
リンク長さγを定めておけば、リンク４の回転軌
跡はほぼ垂直方向となり最大たわみεへの影響が
軽微となり、構体荷重試験が可能となる。
本発明によれば、車両全長より短い部分モデル
により全体モデルに対する場合と同等の荷重試験
ができ、それにより製作費および試験費を大巾に
軽減することができるという効果がある。
により全体モデルに対する場合と同等の荷重試験
ができ、それにより製作費および試験費を大巾に
軽減することができるという効果がある。
第１図は本発明による車両構体荷重試験方法の
一実施例の側面図、第２図は力学的バランス状態
を示す説明図である。 １……構体、２……丸棒、３……堅定盤、４…
…リンク、５，６……ピン、７……ロードセル、
８……床定盤、９……丸棒。
一実施例の側面図、第２図は力学的バランス状態
を示す説明図である。 １……構体、２……丸棒、３……堅定盤、４…
…リンク、５，６……ピン、７……ロードセル、
８……床定盤、９……丸棒。
Claims (1)
- １ 車両の長手方向片側半分の長さにモデル製作
した構体の中央断面側を垂直面を持つた基準面に
直角に当て、基準面との垂直方向の摺動は自由に
できるようにし、基準面と直角方向は拘束支持と
し、構体の他端側の下部を垂直に受けかつ水平方
向には自由に摺動できるようにし、その後構体に
垂直荷重を負荷するようにしたことを特徴とする
車両構体荷重試験方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11541582A JPS597238A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 車両構体荷重試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11541582A JPS597238A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 車両構体荷重試験方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS597238A JPS597238A (ja) | 1984-01-14 |
| JPH0141211B2 true JPH0141211B2 (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=14662001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11541582A Granted JPS597238A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 車両構体荷重試験方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597238A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4752537B2 (ja) * | 2006-02-22 | 2011-08-17 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 車両の衝突試験装置 |
| JP5307564B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2013-10-02 | 株式会社総合車両製作所 | 鉄道車両構体の荷重試験方法 |
| JP5307563B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2013-10-02 | 株式会社総合車両製作所 | 鉄道車両構体の荷重試験方法 |
-
1982
- 1982-07-05 JP JP11541582A patent/JPS597238A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS597238A (ja) | 1984-01-14 |
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