JPH03110437A - 載荷試験装置 - Google Patents
載荷試験装置Info
- Publication number
- JPH03110437A JPH03110437A JP1246301A JP24630189A JPH03110437A JP H03110437 A JPH03110437 A JP H03110437A JP 1246301 A JP1246301 A JP 1246301A JP 24630189 A JP24630189 A JP 24630189A JP H03110437 A JPH03110437 A JP H03110437A
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- Japan
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- vibrator
- exciter
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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、建築構造物を地震から守るための免震要素や
各種構造物の材料試験、疲労試験に好適な載荷試験装置
に関する。
各種構造物の材料試験、疲労試験に好適な載荷試験装置
に関する。
従来の装置は、例えば三菱重工技報23巻、3号(19
87−5)に記載のように、試験体に軸方向およびせん
断方向荷重を加える加圧盤を水平移動可能な夏型平行四
辺形リングで支持し、試験体が受ける軸方向の変形とせ
ん断方向の変形とを同時に許容して、かつ試験体端面の
水平を保持する機構となっていた。さらに、日本機械学
会論文集((Jl)54巻、 507号(昭63−11
) P。
87−5)に記載のように、試験体に軸方向およびせん
断方向荷重を加える加圧盤を水平移動可能な夏型平行四
辺形リングで支持し、試験体が受ける軸方向の変形とせ
ん断方向の変形とを同時に許容して、かつ試験体端面の
水平を保持する機構となっていた。さらに、日本機械学
会論文集((Jl)54巻、 507号(昭63−11
) P。
2618記載のものは、2個の試験体を同時に加力する
もので、リンク式の治具により試験体端面の水平を保持
して軸方向およびせん断方向の載荷を同時に行える機構
となっている。
もので、リンク式の治具により試験体端面の水平を保持
して軸方向およびせん断方向の載荷を同時に行える機構
となっている。
なお、この種の装置として関連するものには例えば特開
昭62−24124が挙げられる。
昭62−24124が挙げられる。
上記従来技術は、いずれもリンク機構により試験体端面
の水平を保持して、軸方向およびせん断方向に載荷する
機構となっているが、構造的にリンクの剛性を高くする
ことに限界があり、試験体のせん断方向の変形量が大と
なると試験体上下端部における曲げモーメントによって
端面が水平を保持できず載荷試験の精度が低下する問題
があった。
の水平を保持して、軸方向およびせん断方向に載荷する
機構となっているが、構造的にリンクの剛性を高くする
ことに限界があり、試験体のせん断方向の変形量が大と
なると試験体上下端部における曲げモーメントによって
端面が水平を保持できず載荷試験の精度が低下する問題
があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、試験体のせん断方向の変形量が大となるこ
とにより生ずる試験体上下端部の曲げモーメントによる
端面の回転動を拘束し、かつ加振機がいずれの状態にあ
っても試験体に目標とする軸方向およびせん断方向の荷
重を加えることができる載荷試験装置を提供することを
、その目的とするものである。
れたもので、試験体のせん断方向の変形量が大となるこ
とにより生ずる試験体上下端部の曲げモーメントによる
端面の回転動を拘束し、かつ加振機がいずれの状態にあ
っても試験体に目標とする軸方向およびせん断方向の荷
重を加えることができる載荷試験装置を提供することを
、その目的とするものである。
本発明の他の目的は、加振機がいずれの状態にあっても
試験体に加わっている軸方向およびせん断方向の荷重を
計測できる載荷試験装置を提供することにある。
試験体に加わっている軸方向およびせん断方向の荷重を
計測できる載荷試験装置を提供することにある。
上記目的は、試験体に軸方向およびせん断方向荷重を加
えるテーブルを静圧軸受で保持して回転動を拘束し、直
交する2方向の動きを許容する案内装置を備え、各加振
機に与えるべき載荷量を、各加振機のストローク中心で
の継手間長さ、変位量、目標軸方向荷重および目標せん
断方向荷重を関数として演算する指令値演算装置を設け
ることにより、達成される。
えるテーブルを静圧軸受で保持して回転動を拘束し、直
交する2方向の動きを許容する案内装置を備え、各加振
機に与えるべき載荷量を、各加振機のストローク中心で
の継手間長さ、変位量、目標軸方向荷重および目標せん
断方向荷重を関数として演算する指令値演算装置を設け
ることにより、達成される。
上記他の目的は、上述と同様の構成において、試験体に
実際に加わっている2方向の力を、各加振機のストロー
ク中心での継手間長さ、変位量および各加振機の荷重検
出器で検出する載荷量を関数どして演算する状態量演算
装置を設けることにより、達成される。
実際に加わっている2方向の力を、各加振機のストロー
ク中心での継手間長さ、変位量および各加振機の荷重検
出器で検出する載荷量を関数どして演算する状態量演算
装置を設けることにより、達成される。
上記の技術的手段によれば、試験体のせん断方向の変形
量が大となることにより生ずる試験体上下端部の曲げモ
ーメントによる端面の回転動は、案内装置の静圧軸受で
拘束し、各加振機に与えるべき指令荷重は、各加振機の
ストローク中心での継手間長さとストローク中心からの
変位量とがら各加振機のテーブル座標に対する傾き角を
求め、試験体に加える目標軸方向およびせん断方向の荷
重をこの傾き角により各加振機の軸方向成分に変換する
ことにより求まる。
量が大となることにより生ずる試験体上下端部の曲げモ
ーメントによる端面の回転動は、案内装置の静圧軸受で
拘束し、各加振機に与えるべき指令荷重は、各加振機の
ストローク中心での継手間長さとストローク中心からの
変位量とがら各加振機のテーブル座標に対する傾き角を
求め、試験体に加える目標軸方向およびせん断方向の荷
重をこの傾き角により各加振機の軸方向成分に変換する
ことにより求まる。
また、上記他の技術的手段によれば、試験体に加わって
いる軸方向およびせん断方向の荷重は、上述と同様にし
て求める各加振機のテーブル座標に対する傾き角により
、加振機に取付けた荷重検出器で検出した載荷量をテー
ブル座標に変換することにより求まる。
いる軸方向およびせん断方向の荷重は、上述と同様にし
て求める各加振機のテーブル座標に対する傾き角により
、加振機に取付けた荷重検出器で検出した載荷量をテー
ブル座標に変換することにより求まる。
以下、本発明の各実施例を第1図ないし第5図を参照し
て説明する。
て説明する。
まず、第1図は、本発明の一実施例に係る載荷試験装置
の全体構造図、第2図は、第1図に示す装置の全体制御
系統図である。各回において同一符号のものは、同一部
分である。
の全体構造図、第2図は、第1図に示す装置の全体制御
系統図である。各回において同一符号のものは、同一部
分である。
第1図において1は、試験体である免震要素で、下側の
端面が取付治具2に、上側はテーブル3に多数のボルト
により取付けられている。テーブル3は、スイベルジヨ
イント4aを介して、試験体1にせん断方向の荷重を載
荷するX軸加振機5および同様にして軸方向の荷重を載
荷するY軸加振機6と接続している。各加振機は、載荷
量を検出する荷重検出器7および変位量を検出する変位
検出器8とを内蔵し、スイベルジヨイント4bを介して
反力壁16に接続している。
端面が取付治具2に、上側はテーブル3に多数のボルト
により取付けられている。テーブル3は、スイベルジヨ
イント4aを介して、試験体1にせん断方向の荷重を載
荷するX軸加振機5および同様にして軸方向の荷重を載
荷するY軸加振機6と接続している。各加振機は、載荷
量を検出する荷重検出器7および変位量を検出する変位
検出器8とを内蔵し、スイベルジヨイント4bを介して
反力壁16に接続している。
テーブル3を直交する2方向に案内する案内装置9は、
テーブル3を支持する静圧軸受91aとこれをせん断方
向に案内するX軸ガイドロッド92およびこれら全体を
静圧軸受91bで支持して軸方向に案内するY軸ガイド
ロッド93で構成する。
テーブル3を支持する静圧軸受91aとこれをせん断方
向に案内するX軸ガイドロッド92およびこれら全体を
静圧軸受91bで支持して軸方向に案内するY軸ガイド
ロッド93で構成する。
また、第2図における10は、目標荷重に相当する電圧
信号を発生する信号発生器、11は詳細を後述する指令
値演算装置で、13は加算器、14はサーボ増幅器で、
15は詳細を後述する状態量演算装置で構成する。
信号を発生する信号発生器、11は詳細を後述する指令
値演算装置で、13は加算器、14はサーボ増幅器で、
15は詳細を後述する状態量演算装置で構成する。
第3図は、第1図に示す装置の座標系の定義を示す図で
、X軸加振機5.Y軸加振機6が共にストローク中心を
零点とし、加振機のピストンが出側を+、引例を−とじ
ている。また、各加振機のストローク中心におけるスイ
ベルジヨイントの中心間長さ(以下、継手間長さと省略
)を各々Lx。
、X軸加振機5.Y軸加振機6が共にストローク中心を
零点とし、加振機のピストンが出側を+、引例を−とじ
ている。また、各加振機のストローク中心におけるスイ
ベルジヨイントの中心間長さ(以下、継手間長さと省略
)を各々Lx。
Lyとし、零点からの変位量ま、xo、yoとして変位
検出器8で検出する。この時の各加振機の載該量は、f
x、fyとして荷重検出器7で検出する。
検出器8で検出する。この時の各加振機の載該量は、f
x、fyとして荷重検出器7で検出する。
第4図は、試験体である免震要素1にせん断方向荷重W
xと軸方向荷重wyとを載荷した時の変形状態を示す、
この時、免震要素1の上部端面1aと下部端面1bとを
平行に保つ為には、機械装置側で下式で示されるモーメ
ントMOを保持する必要がある。
xと軸方向荷重wyとを載荷した時の変形状態を示す、
この時、免震要素1の上部端面1aと下部端面1bとを
平行に保つ為には、機械装置側で下式で示されるモーメ
ントMOを保持する必要がある。
M o =−(Wx−H+Wy−XI) −
(1)ここで、Wx:せん断荷重 Wy:軸方向荷重 H:試験体高さ 第5図は、第2図に示す指令値演算装置11および状態
量演算装置15の演算処理の内容をフローで示すもので
ある。指令値演算装置11は、加振機の変位量XO,y
Oを取り込み、これとあらかじめ入力される継手間長さ
Lx、Lyとで加振機が各軸と成す角度θx、Oyを求
め、これにより信号発生器10で与えられる目標せん断
方向荷重Px、軸方向荷重pyを加振機の軸方向におけ
る荷重値Fx、Fyに変換してサーボ系への指令信号と
する。はだ、状態量演算装置15は、前述と同様にして
求める角度θX、θyにより、荷重検出器7で検出する
載荷量fx、fyをX軸、Y軸方向の荷重値に変換して
せん断荷重W x 、軸方向荷重wyを求める。
(1)ここで、Wx:せん断荷重 Wy:軸方向荷重 H:試験体高さ 第5図は、第2図に示す指令値演算装置11および状態
量演算装置15の演算処理の内容をフローで示すもので
ある。指令値演算装置11は、加振機の変位量XO,y
Oを取り込み、これとあらかじめ入力される継手間長さ
Lx、Lyとで加振機が各軸と成す角度θx、Oyを求
め、これにより信号発生器10で与えられる目標せん断
方向荷重Px、軸方向荷重pyを加振機の軸方向におけ
る荷重値Fx、Fyに変換してサーボ系への指令信号と
する。はだ、状態量演算装置15は、前述と同様にして
求める角度θX、θyにより、荷重検出器7で検出する
載荷量fx、fyをX軸、Y軸方向の荷重値に変換して
せん断荷重W x 、軸方向荷重wyを求める。
次に、動作について説明する。
まず、第1図において、Y軸加振機6が押し出す側に力
を加えるとスイベルジヨイント4a、静圧軸受91aお
よびテーブル3を介して試験体1に伝達される。この時
、Y軸方向の変形量によるテーブルの動きは、案内装置
i!9の静圧軸受91bに支持されてY軸ガイドロッド
93に沿う。次に。
を加えるとスイベルジヨイント4a、静圧軸受91aお
よびテーブル3を介して試験体1に伝達される。この時
、Y軸方向の変形量によるテーブルの動きは、案内装置
i!9の静圧軸受91bに支持されてY軸ガイドロッド
93に沿う。次に。
X軸加振機5が引張力を加えるとスイベルジヨイント4
aおよびテーブル3を介して試験体1に伝達される。こ
の時のX軸方向の変形量によるテーブルの動きは、静圧
軸受91aに支持されて、X軸ガイドロッド92に沿う
。この時、試験体の1の変形状態は、第4図のように表
わされ、式(1)で示されるモーメントMOはX軸ガイ
ドロッドを支持する静圧軸受91bと反力壁1bに固定
されたY軸ガイドロッド93とで保持し、試験体1の上
部端面1aの水平を保つ。
aおよびテーブル3を介して試験体1に伝達される。こ
の時のX軸方向の変形量によるテーブルの動きは、静圧
軸受91aに支持されて、X軸ガイドロッド92に沿う
。この時、試験体の1の変形状態は、第4図のように表
わされ、式(1)で示されるモーメントMOはX軸ガイ
ドロッドを支持する静圧軸受91bと反力壁1bに固定
されたY軸ガイドロッド93とで保持し、試験体1の上
部端面1aの水平を保つ。
また、第3図に示すように、各加振機は、テーブル3の
位置に応じてX軸、Y軸と各々角度Ox。
位置に応じてX軸、Y軸と各々角度Ox。
Oyを成し、試験体1に加わっているせん断荷重Wxお
よび軸方向荷重wyは荷重検出器7で検出する各加振機
の載荷量fx、fyと一致しない。
よび軸方向荷重wyは荷重検出器7で検出する各加振機
の載荷量fx、fyと一致しない。
力のつりあい関係は次式で表わされる。
Wy=−f x 0sirl x+f x ′cos
a yまた、テーブル3の位置は、次式で求まる。
a yまた、テーブル3の位置は、次式で求まる。
X=Lx
(Lx−xo)(Lx−Lex Lx’Lex2−
(Lx”+Ly2)(Lex2−Ly2))Lxz+L
y” Lx−叉0 Y= Ly ・・・(3) ここで、 2・(Lx−xo) Lx2+Ly2 1 ・・・(5) 式(2) 次のように書換える。
(Lx”+Ly2)(Lex2−Ly2))Lxz+L
y” Lx−叉0 Y= Ly ・・・(3) ここで、 2・(Lx−xo) Lx2+Ly2 1 ・・・(5) 式(2) 次のように書換える。
従って、
加振機に与える荷重指令値Fx。
y
は、
式(6)
を逆変換して次式で求まる。
第5図に示すように指令値演算装置1
1は、
加振
機の変位量xo。
yoと継手間長さLx。
Lyとか
ら式(4) 、 (5)の演算を行い、目標せん断荷重
Pxと目標軸方向荷重pyに応じて式(7)で変換した
荷重値を加振機への指令値として出力する。
Pxと目標軸方向荷重pyに応じて式(7)で変換した
荷重値を加振機への指令値として出力する。
状態量演算装置15は、同様にして荷重検出器7の出力
fx、fyを取込み、式(6)で変換した荷重値を試験
体1に加わっている荷重として出力する。
fx、fyを取込み、式(6)で変換した荷重値を試験
体1に加わっている荷重として出力する。
本実施例の載荷試験装置によれば、試験体のせん断方向
の変形に伴って増大するモーメントによる試験体上端部
の回転動を静圧軸受方式による案内装置で拘束し、かつ
テーブルの位置によって各加振機がXおよびY軸と成す
角度を加振機の変位量と継手間長さとから演算し、これ
により試験体に加える目標荷重を加振機の軸大変換して
与える為、精度の良い載荷試験が可能となり、その効果
は大なるものがある。
の変形に伴って増大するモーメントによる試験体上端部
の回転動を静圧軸受方式による案内装置で拘束し、かつ
テーブルの位置によって各加振機がXおよびY軸と成す
角度を加振機の変位量と継手間長さとから演算し、これ
により試験体に加える目標荷重を加振機の軸大変換して
与える為、精度の良い載荷試験が可能となり、その効果
は大なるものがある。
また、状態量演算装置は、同様にして各加振機に取付け
た荷重検出器で測定した載荷量を試験体の座標系に変換
して出力することにより、試験体に加っているせん断方
向および軸方向の荷重を精度良く測定することができる
。
た荷重検出器で測定した載荷量を試験体の座標系に変換
して出力することにより、試験体に加っているせん断方
向および軸方向の荷重を精度良く測定することができる
。
従って、両者を組合せて用いることにより、その効果は
、さらしこ大なるものがある。
、さらしこ大なるものがある。
以上のべたように1本発明によれば、試験体に軸方向お
よびせん断方向の荷重を載荷する試験において試験体が
受ける軸方向の変形とせん断方向の変形とを同時に許容
し、かつ回転動を拘束して試験体上端部の水平を保持す
ることができ、さらに加振機が各方向に対してどのよう
な状態にあっても目標とする荷重を正確に載荷すること
ができ、さらにその状態を監視することもできるので高
精度な載荷試験が可能である。
よびせん断方向の荷重を載荷する試験において試験体が
受ける軸方向の変形とせん断方向の変形とを同時に許容
し、かつ回転動を拘束して試験体上端部の水平を保持す
ることができ、さらに加振機が各方向に対してどのよう
な状態にあっても目標とする荷重を正確に載荷すること
ができ、さらにその状態を監視することもできるので高
精度な載荷試験が可能である。
第1図は、本発明の一実施例に係る載荷試験装置の全体
構成を示す構造図、第2図は、第1図に示す装置の制御
系統を示すブロック図、第3図は第1図に示す装置の座
標系を定義する図、第4図は、試験体に加る力と変形状
態を説明する図、第5図は本発明の指令値演算装置と状
態量演算装置の演算処理の内容を示すフロー図である。 1・・・試験体、3・・・テーブル、4a、4b・・・
スイベルジヨイント、5・・・X軸加振機、6・・・Y
軸加振機、7・・・荷重検出器、8・・・変位検出器、
9川案内装匠、91a、91b・・・静圧軸受、11・
・・指令値演算装第 4 因 ■ 図 //
構成を示す構造図、第2図は、第1図に示す装置の制御
系統を示すブロック図、第3図は第1図に示す装置の座
標系を定義する図、第4図は、試験体に加る力と変形状
態を説明する図、第5図は本発明の指令値演算装置と状
態量演算装置の演算処理の内容を示すフロー図である。 1・・・試験体、3・・・テーブル、4a、4b・・・
スイベルジヨイント、5・・・X軸加振機、6・・・Y
軸加振機、7・・・荷重検出器、8・・・変位検出器、
9川案内装匠、91a、91b・・・静圧軸受、11・
・・指令値演算装第 4 因 ■ 図 //
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、試験体を載荷するテーブルと、このテーブルを介し
て2方向の力を試験体に付加する2軸の加振機と、テー
ブルを直交する2方向に案内し回転動を拘束する案内装
置と、加振機の力を検出する荷重検出器と、加振機の変
位量を検出する変位検出器とからなる載荷試験装置にお
いて、試験体に直交する2方向の力を加えるとき上記の
各加振機に与えるべき載荷量を、各加振機のストローク
中心での継手間長さ、各加振機の変位量、目標せん断荷
重および目標軸方向荷重を関数として演算する指令値演
算装置を設け、その演算結果の各載荷量を前記2軸の加
振機に指令荷重信号として入力するように制御回路を構
成しことを特徴とする載荷試験装置。 2、請求項1記載のものにおいて、試験体に実際に加わ
っている2方向の力を、各加振機のストローク中心での
継手間長さ、各加振機の変位量および各加振機の荷重検
出器で検出する載荷量を関数として演算する状態量演算
装置を設け、その演算結果のせん断荷重および軸方向荷
重を計測信号として出力するように制御回路を構成した
ことを特徴とする載荷試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1246301A JP2810146B2 (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | 載荷試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1246301A JP2810146B2 (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | 載荷試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03110437A true JPH03110437A (ja) | 1991-05-10 |
| JP2810146B2 JP2810146B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=17146524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1246301A Expired - Fee Related JP2810146B2 (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | 載荷試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2810146B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999014570A1 (fr) * | 1997-09-12 | 1999-03-25 | Hitachi, Ltd. | Oscillateur multi-axial et procede de commande dudit oscillateur |
| CN104634527A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-05-20 | 天津大学 | 一种动力模型试验加载装置 |
| CN107490476A (zh) * | 2017-09-30 | 2017-12-19 | 苏州奔机电有限公司 | 一种人行道踏板静载试验工装 |
| CN113879560A (zh) * | 2021-11-13 | 2022-01-04 | 四川凌峰航空液压机械有限公司 | 飞机作动筒内锁活动间隙测量方法 |
| CN114720099A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-07-08 | 中国农业大学 | 一种全工况单杆加载的电主轴可靠性试验装置 |
-
1989
- 1989-09-25 JP JP1246301A patent/JP2810146B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999014570A1 (fr) * | 1997-09-12 | 1999-03-25 | Hitachi, Ltd. | Oscillateur multi-axial et procede de commande dudit oscillateur |
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| CN113879560A (zh) * | 2021-11-13 | 2022-01-04 | 四川凌峰航空液压机械有限公司 | 飞机作动筒内锁活动间隙测量方法 |
| CN113879560B (zh) * | 2021-11-13 | 2023-09-26 | 四川凌峰航空液压机械有限公司 | 飞机作动筒内锁活动间隙测量方法 |
| CN114720099A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-07-08 | 中国农业大学 | 一种全工况单杆加载的电主轴可靠性试验装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2810146B2 (ja) | 1998-10-15 |
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