JPH02176534A - 動的遠心力載荷実験装置 - Google Patents
動的遠心力載荷実験装置Info
- Publication number
- JPH02176534A JPH02176534A JP63334023A JP33402388A JPH02176534A JP H02176534 A JPH02176534 A JP H02176534A JP 63334023 A JP63334023 A JP 63334023A JP 33402388 A JP33402388 A JP 33402388A JP H02176534 A JPH02176534 A JP H02176534A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample support
- centrifugal force
- piston rod
- experimental device
- actuator
- Prior art date
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- Granted
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- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、地盤、構造物等の縮尺モデルに遠心加速度と
振動加速度とを同時に与えて試験を行う動的遠心力載荷
実験装置に係り、特に高い周波数領域までの安定した加
振による耐震試験を行うために好適な動的遠心力載荷実
験装置に関する。
振動加速度とを同時に与えて試験を行う動的遠心力載荷
実験装置に係り、特に高い周波数領域までの安定した加
振による耐震試験を行うために好適な動的遠心力載荷実
験装置に関する。
縮尺モデルを作成して実験を行う場合４通常の重力場で
試験を行うと、供試体の自重による応力を再現すること
は困難である。遠心力載荷実験装置は、基本的には回転
腕の先端部に供試体である、地盤、構造物等の縮尺モデ
ルを取り付け１回転腕を水平面内で高速で回転させるこ
とにより、供試体に大きな遠心加速度を与えて、１／Ｎ
の縮尺モデルに対してＮ倍の重力加速度を与えたのと等
価の状態を作り出すものである。この種の装置に関連す
る技術としては、例えば実公昭６１−４６４３９号公報
に記載の技術が挙げられる。
試験を行うと、供試体の自重による応力を再現すること
は困難である。遠心力載荷実験装置は、基本的には回転
腕の先端部に供試体である、地盤、構造物等の縮尺モデ
ルを取り付け１回転腕を水平面内で高速で回転させるこ
とにより、供試体に大きな遠心加速度を与えて、１／Ｎ
の縮尺モデルに対してＮ倍の重力加速度を与えたのと等
価の状態を作り出すものである。この種の装置に関連す
る技術としては、例えば実公昭６１−４６４３９号公報
に記載の技術が挙げられる。
上記のような遠心力載荷実験装置において、加振機構を
設けて、供試体に遠心加速度と振動加速度を同時に与え
、供試体の耐震試験をしようとする場合、加振機構とし
ては、水平面内で回転する回転腕の先端部に設けた軸に
試料支持具を一対の板ばねで吊り下げ、試料支持具と共
に揺動する軸に加振用アクチュエータを取り付け、試料
支持具の中に供試体を入れて、試料支持具を加振する機
構が一般的に考えられる。前記軸は、ハウジング。
設けて、供試体に遠心加速度と振動加速度を同時に与え
、供試体の耐震試験をしようとする場合、加振機構とし
ては、水平面内で回転する回転腕の先端部に設けた軸に
試料支持具を一対の板ばねで吊り下げ、試料支持具と共
に揺動する軸に加振用アクチュエータを取り付け、試料
支持具の中に供試体を入れて、試料支持具を加振する機
構が一般的に考えられる。前記軸は、ハウジング。
回転板、すべり板からなるスラスト軸受と２箇所の球面
軸受で支えられており、回転腕の回転による遠心力で試
料支持具が揺動し、水平姿勢となる。
軸受で支えられており、回転腕の回転による遠心力で試
料支持具が揺動し、水平姿勢となる。
この機構に代表様れるように、一般に回転腕の先端部で
揺動する物を加振する場合には、揺動する部分に加振用
アクチュエータを取り付けて試料支持具を加振する構造
となっている。
揺動する物を加振する場合には、揺動する部分に加振用
アクチュエータを取り付けて試料支持具を加振する構造
となっている。
この構造によれば、加振用アクチュエータによる加振反
力を、揺動部を結合するすベリ板等の軸受機構で支持し
なければならないため、加振用アクチュエータの取り付
は部の剛性の弱さやガタ等により加振反力による変形が
発生し、加振性能に悪影響を及ぼす問題があった６ 本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、加振用
アクチュエータの取り付は部の剛性を強くし、かつ試料
支持具に安定して振動を与え得るようにし、高い周波数
領域まで安定した加振試験を行い得る動的遠心力載荷実
験装置を提供することにある。
力を、揺動部を結合するすベリ板等の軸受機構で支持し
なければならないため、加振用アクチュエータの取り付
は部の剛性の弱さやガタ等により加振反力による変形が
発生し、加振性能に悪影響を及ぼす問題があった６ 本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、加振用
アクチュエータの取り付は部の剛性を強くし、かつ試料
支持具に安定して振動を与え得るようにし、高い周波数
領域まで安定した加振試験を行い得る動的遠心力載荷実
験装置を提供することにある。
前記目的を達成するため１本発明は回転腕に加振用アク
チュエータを直接取り付け、この加振用アクチュエータ
のピストンロッドの中心軸を試料支持具の揺動運動の中
心軸に一致させて設け、かつ前記ピストンロッドを試料
支持具に直接結合したものである。
チュエータを直接取り付け、この加振用アクチュエータ
のピストンロッドの中心軸を試料支持具の揺動運動の中
心軸に一致させて設け、かつ前記ピストンロッドを試料
支持具に直接結合したものである。
本発明の動的遠心力載荷実験装置では１回転腕の回転に
より受ける遠心力で試料支持具が揺動して振り上がり、
水平姿勢となった時に、ピストンロッドの中心軸を揺動
運動の中心軸と一致させることにより、ピストンロッド
は振り上がりと同時に回転運動し、加振用アクチュエー
タのピストンロッドと試料支持具の位置関係は変わらな
いため、ピストンロッドを試料支持具に直接結合して、
試料支持具を加振することが可能となる。
より受ける遠心力で試料支持具が揺動して振り上がり、
水平姿勢となった時に、ピストンロッドの中心軸を揺動
運動の中心軸と一致させることにより、ピストンロッド
は振り上がりと同時に回転運動し、加振用アクチュエー
タのピストンロッドと試料支持具の位置関係は変わらな
いため、ピストンロッドを試料支持具に直接結合して、
試料支持具を加振することが可能となる。
この機構により、回転腕に取り付けた加振用アクチュエ
ータによって試料支持具を安定に加振することができ、
かつ加振用アクチュエータ取り付は部の剛性を強くする
ことが可能となり、したがって高い周波数領域までの高
性能が加振を実現することができる。
ータによって試料支持具を安定に加振することができ、
かつ加振用アクチュエータ取り付は部の剛性を強くする
ことが可能となり、したがって高い周波数領域までの高
性能が加振を実現することができる。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は本発明に係る動的遠心力載荷実験装置の概要を
示す正面図である。
示す正面図である。
電動機１は、ベベル変速機２を介して垂直に設けられた
回転軸３を回転させるようになっている。
回転軸３を回転させるようになっている。
前記回転軸３には、回転腕４が取り付けられており、こ
の回転腕４は水平面内で回転するようになっている。
の回転腕４は水平面内で回転するようになっている。
前記回転腕４の先端部には、試料支持具１５が吊持され
ていて、この試料支持具１５は回転腕４が回転すると、
矢印方向の遠心力Ｆ１を受けて図の左側に示す垂直姿勢
から図の右側に示す水平姿勢に変わるようになっている
。
ていて、この試料支持具１５は回転腕４が回転すると、
矢印方向の遠心力Ｆ１を受けて図の左側に示す垂直姿勢
から図の右側に示す水平姿勢に変わるようになっている
。
第２図は本発明の要部である加振用アクチュエータと、
試料支持具の揺動機構部を示す拡大縦断側面図である。
試料支持具の揺動機構部を示す拡大縦断側面図である。
回転腕４の先端部には、軸８が支持され、この軸８には
すベリ軸受７を介して板ばね１４が取り付けられている
。前記板はね１４の先端部には、試料支持具１５が吊持
されている。
すベリ軸受７を介して板ばね１４が取り付けられている
。前記板はね１４の先端部には、試料支持具１５が吊持
されている。
また、前記回転腕４の一方の側部には、流体圧を利用し
て試料支持具１５を加振する加振用アクチュエータ９が
直接取り付けられている。前記加振用アクチュエータ９
は、シリンダ室を有しかつ回転腕４に固定されたアクチ
ュエータハウジング１０と、これに軸方向の両端部にす
べり軸受１８を介して支持されたピストンロッド６とを
備えて構成されている。
て試料支持具１５を加振する加振用アクチュエータ９が
直接取り付けられている。前記加振用アクチュエータ９
は、シリンダ室を有しかつ回転腕４に固定されたアクチ
ュエータハウジング１０と、これに軸方向の両端部にす
べり軸受１８を介して支持されたピストンロッド６とを
備えて構成されている。
前記加振用アクチュエータ９のピストンロッド６は、そ
の中心軸が試料支持具１５の揺動運動の中心軸ｏ−ｏと
一致するように、アクチュエータハウジング１０に支持
され、しかもこのピストンロッド６は前記軸８の内部を
貫通して試料支持具１５に直接結合されている。
の中心軸が試料支持具１５の揺動運動の中心軸ｏ−ｏと
一致するように、アクチュエータハウジング１０に支持
され、しかもこのピストンロッド６は前記軸８の内部を
貫通して試料支持具１５に直接結合されている。
この実施例における加振用アクチュエータと。
試料支持具の揺動機構部とは、次のように作用する。
すなわち、前述した遠心力Ｆｓが作用した時に、軸８が
すべり軸受７に対して回転し、板ばね１４で吊持された
試料支持具１５が水平に振り上げられる。そして、加振
用アクチュエータ９のピストンロッド６の先端部は、試
料支持具１５に直接結合され、またアクチュエータハウ
ジング１０に対しては回転方向、軸方向共に自由に摺動
するすベリ軸受１８によって支持されているため、前述
の揺動運動に追従してピストンロッド６も回転する。
すべり軸受７に対して回転し、板ばね１４で吊持された
試料支持具１５が水平に振り上げられる。そして、加振
用アクチュエータ９のピストンロッド６の先端部は、試
料支持具１５に直接結合され、またアクチュエータハウ
ジング１０に対しては回転方向、軸方向共に自由に摺動
するすベリ軸受１８によって支持されているため、前述
の揺動運動に追従してピストンロッド６も回転する。
ここで、ピストンロッド６の中心軸と揺動運動の中心軸
Ｏ−０が一致していれば、振り上げ時も振り下げ時もピ
ストンロッド６と試料支持具１５の関係は同じであり、
アクチュエータハウジング１０のシリンダ内のピストン
ロッド６で分割された両側の室に交互の流体圧を供給す
ることによって、安定的に試料支持具１５を加振するこ
とができる。
Ｏ−０が一致していれば、振り上げ時も振り下げ時もピ
ストンロッド６と試料支持具１５の関係は同じであり、
アクチュエータハウジング１０のシリンダ内のピストン
ロッド６で分割された両側の室に交互の流体圧を供給す
ることによって、安定的に試料支持具１５を加振するこ
とができる。
次に、第３図は本発明の他の実施例を示すもので、加振
用アクチュエータと、試料支持具の揺動機構部の抑大縦
断側面図である。
用アクチュエータと、試料支持具の揺動機構部の抑大縦
断側面図である。
この第３図に示す実施例では、板ばねの代わりに、外側
フレーム１１と、スライドガイド１６と、圧縮ばね１７
とで試料支持具１５を支持している。
フレーム１１と、スライドガイド１６と、圧縮ばね１７
とで試料支持具１５を支持している。
この場合も、前述した作動原理により１回転腕４に直接
取り付けられた加振用アクチュエータ９によって試料支
持具１５を加振することが可能である。
取り付けられた加振用アクチュエータ９によって試料支
持具１５を加振することが可能である。
ここで、前記圧縮ばね１７は遠心力がかからない状態に
おいて、予めＦｏの力で圧縮しておく。
おいて、予めＦｏの力で圧縮しておく。
また、この圧縮ばね１７には、加振方向にも弾性がある
ものを使用する。そして、前記遠心力Ｆ１と力Ｆｏとを
等しい値にセットすることによって、遠心力Ｆ１が加わ
った時に試料支持具１５に加わる力と圧縮ばね１７の反
力とがつり合い、遠心力Ｆ工が加わった時に試料支持具
１５とスライドガイド１６間に発生する力をゼロにし、
スライドガイド１６に発生して加振に悪影響を及ぼすス
ライドガイド１６の摩擦力をゼロにすることが可能であ
る。
ものを使用する。そして、前記遠心力Ｆ１と力Ｆｏとを
等しい値にセットすることによって、遠心力Ｆ１が加わ
った時に試料支持具１５に加わる力と圧縮ばね１７の反
力とがつり合い、遠心力Ｆ工が加わった時に試料支持具
１５とスライドガイド１６間に発生する力をゼロにし、
スライドガイド１６に発生して加振に悪影響を及ぼすス
ライドガイド１６の摩擦力をゼロにすることが可能であ
る。
前記各実施例とも、加振用アクチュエータ９を剛性の強
い回転腕４に取り付け、また加振用アクチュエータ９の
ピストンロッド６を直接試料支持具１５に結合し、前記
ピストンロッド６の中心軸と試料支持具１５の揺動運動
の中心軸〇−〇とを一致させ、試料支持具１５を加振す
るようにしているので、試料支持具１５の揺動機構部か
らガタや弱い部分を取り除いて加振性能を向上させるこ
とができ、高い周波数領域まで安定した加振試験を行う
ことが可能となる。
い回転腕４に取り付け、また加振用アクチュエータ９の
ピストンロッド６を直接試料支持具１５に結合し、前記
ピストンロッド６の中心軸と試料支持具１５の揺動運動
の中心軸〇−〇とを一致させ、試料支持具１５を加振す
るようにしているので、試料支持具１５の揺動機構部か
らガタや弱い部分を取り除いて加振性能を向上させるこ
とができ、高い周波数領域まで安定した加振試験を行う
ことが可能となる。
以上説明した本発明によれば、剛性の強い回転腕に加振
用アクチュエータを直接取り付けており。
用アクチュエータを直接取り付けており。
また加振用アクチュエータのピストンロッドの中心軸を
試料支持具の揺ａＭ動の中心軸に一致させて設け、かつ
前記ピストンロッドを試料支持具に直接結合しており、
加振用アクチュエータの取り付は部から剛性の弱い部分
やガタ等をなくすことができるので、高い周波数領域ま
で安定した加振試験を行い得る効果がある。
試料支持具の揺ａＭ動の中心軸に一致させて設け、かつ
前記ピストンロッドを試料支持具に直接結合しており、
加振用アクチュエータの取り付は部から剛性の弱い部分
やガタ等をなくすことができるので、高い周波数領域ま
で安定した加振試験を行い得る効果がある。
第１図は本発明を適用した動的遠心力載荷実験装置の概
要を示す正面図、第２図および第３図はそれぞれ本発明
の要部である加振用アクチュエータと、試料支持具の揺
動機構部の実施例を示す拡大縦断側面である。 １・・・電動機、２・・・ベベル変速機、３・・・回転
軸、４・・・回転腕、６・・・ピストンロッド、８・・
・軸、９・・・加振用アクチュエータ、１０・・・アク
チュエータハウジング、１４・・・仮ばね、１５・・・
試料支持具、１６・・・スライドガイド、１７・・・圧
縮ばね、○−Ｏ・・・試料支持具の揺動運動の中心軸４ ４、回転颯 ６ 、ピストンロッド １０ 了り子１エータハウシ゛ンク゛／４ 板１τ
塩 の ６ ピストンロッド ア す＼り軸受 ８ ＠ ソ 加羽に話了りナユーータ Ｌ・−ア２÷工１−タＩ＼ウシン７ １１ 外１１ｊ＋１７１４
要を示す正面図、第２図および第３図はそれぞれ本発明
の要部である加振用アクチュエータと、試料支持具の揺
動機構部の実施例を示す拡大縦断側面である。 １・・・電動機、２・・・ベベル変速機、３・・・回転
軸、４・・・回転腕、６・・・ピストンロッド、８・・
・軸、９・・・加振用アクチュエータ、１０・・・アク
チュエータハウジング、１４・・・仮ばね、１５・・・
試料支持具、１６・・・スライドガイド、１７・・・圧
縮ばね、○−Ｏ・・・試料支持具の揺動運動の中心軸４ ４、回転颯 ６ 、ピストンロッド １０ 了り子１エータハウシ゛ンク゛／４ 板１τ
塩 の ６ ピストンロッド ア す＼り軸受 ８ ＠ ソ 加羽に話了りナユーータ Ｌ・−ア２÷工１−タＩ＼ウシン７ １１ 外１１ｊ＋１７１４
Claims (1)
- １、垂直に取り付けられた回転軸に、水平面内で回転自
在に回転腕を設け、この回転腕の先端部に、試料支持具
を遠心力で揺動可能に吊持するとともに、前記回転腕に
、流体圧を利用して前記試料支持具を加振する加振用ア
クチュエータを取り付けた動的遠心力載荷実験装置にお
いて、前記回転腕に加振用アクチュエータを直接取り付
け、この加振用アクチュエータのピストンロッドの中心
軸を試料支持具の揺動運動の中心軸に一致させて設け、
かつ前記ピストンロッドを試料支持具に直接結合したこ
とを特徴とする動的遠心力載荷実験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63334023A JP2781577B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 動的遠心力載荷実験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63334023A JP2781577B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 動的遠心力載荷実験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02176534A true JPH02176534A (ja) | 1990-07-09 |
| JP2781577B2 JP2781577B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=18272637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63334023A Expired - Fee Related JP2781577B2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 動的遠心力載荷実験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2781577B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0886134A3 (de) * | 1993-12-08 | 2000-05-31 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Rollenträger |
-
1988
- 1988-12-28 JP JP63334023A patent/JP2781577B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0886134A3 (de) * | 1993-12-08 | 2000-05-31 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Rollenträger |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2781577B2 (ja) | 1998-07-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |