JPH0626982A - 免震要素試験装置 - Google Patents
免震要素試験装置Info
- Publication number
- JPH0626982A JPH0626982A JP4183422A JP18342292A JPH0626982A JP H0626982 A JPH0626982 A JP H0626982A JP 4183422 A JP4183422 A JP 4183422A JP 18342292 A JP18342292 A JP 18342292A JP H0626982 A JPH0626982 A JP H0626982A
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- JP
- Japan
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- force
- test body
- vertical
- horizontal
- vertical guide
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- Pending
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】試験体１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の上下端部１の回転動を水平ガ
イド３，鉛直ガイド４の各々の静圧軸受３ａ，３ｂおよ
び４ａ，４ｂで拘束し、かつ、鉛直ガイド軸５に取付け
た２分力計で試験体１に加わるせん断力と軸力とを検出
し、これから水平ガイド３および鉛直ガイド４に加わる
モーメント力を求め、試験装置に過大な力を加えない
で、高精度に加力する。 【効果】高精度で安全な免震要素の加力試験ができる。
モーメントによる試験体の上下端部１の回転動を水平ガ
イド３，鉛直ガイド４の各々の静圧軸受３ａ，３ｂおよ
び４ａ，４ｂで拘束し、かつ、鉛直ガイド軸５に取付け
た２分力計で試験体１に加わるせん断力と軸力とを検出
し、これから水平ガイド３および鉛直ガイド４に加わる
モーメント力を求め、試験装置に過大な力を加えない
で、高精度に加力する。 【効果】高精度で安全な免震要素の加力試験ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉格納容器や建築
構造物を地震から守るための免震要素の特性や信頼性を
試験評価するための試験装置に関する。
構造物を地震から守るための免震要素の特性や信頼性を
試験評価するための試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の装置は、日本機械学会論文集（Ｃ
編）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。
編）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。
【０００３】なお、この種の装置として関連するもの
に、例えば、特公昭54−44461 号公報が挙げられる。
に、例えば、特公昭54−44461 号公報が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】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加力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。
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加力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。
【０００５】本発明の目的は、試験体のせん断方向の変
形量が大きくなることにより生じ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、水平動と上
下動だけを許容して回転動を発生させず、かつ過大なモ
ーメント力が試験装置に加わるのを防いだ免震要素の試
験装置を提供することにある。
形量が大きくなることにより生じ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、水平動と上
下動だけを許容して回転動を発生させず、かつ過大なモ
ーメント力が試験装置に加わるのを防いだ免震要素の試
験装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、試験体を搭
載した振動テーブルを静圧軸受で水平方向に案内し回転
動を拘束し、試験体に上下方向に力を加える鉛直ガイド
軸を静圧軸受で上下方向に案内し回転動を拘束すること
により達成される。静圧軸受は、軸受と軸とがギャップ
２０〜５０μｍの油膜を介して接合し、その場合の力を
100,000kg とすれば 100,000kg÷０.００５cm＝２.００×１０7kg／cm と非常に高い剛性が得られる。
載した振動テーブルを静圧軸受で水平方向に案内し回転
動を拘束し、試験体に上下方向に力を加える鉛直ガイド
軸を静圧軸受で上下方向に案内し回転動を拘束すること
により達成される。静圧軸受は、軸受と軸とがギャップ
２０〜５０μｍの油膜を介して接合し、その場合の力を
100,000kg とすれば 100,000kg÷０.００５cm＝２.００×１０7kg／cm と非常に高い剛性が得られる。
【０００７】試験体に加わるせん断力，軸力およびモー
メント力は、４台の２分力計で測定する水平荷重信号と
上下荷重信号とを演算処理することにより求め、この力
と水平方向，上下方向の位置の情報から水平ガイドおよ
び鉛直ガイドに加わるモーメント力を演算することによ
り得られる。
メント力は、４台の２分力計で測定する水平荷重信号と
上下荷重信号とを演算処理することにより求め、この力
と水平方向，上下方向の位置の情報から水平ガイドおよ
び鉛直ガイドに加わるモーメント力を演算することによ
り得られる。
【０００８】
【作用】上記の技術的手段によれば、試験体は上部を鉛
直ガイド軸に固定されており、下部は振動テーブルに固
定されている。上下加振機は、鉛直ガイド軸を介して軸
方向荷重を試験体に加える。この状態で水平加振機は、
振動テーブルを水平方向に移動させ試験体にせん断荷重
を加える。試験体のせん断方向の変形量が大となること
により生じ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、振動テーブルを水平方向に案内する静圧
軸受と鉛直ガイドを上下方向に案内する静圧軸受とで拘
束する。
直ガイド軸に固定されており、下部は振動テーブルに固
定されている。上下加振機は、鉛直ガイド軸を介して軸
方向荷重を試験体に加える。この状態で水平加振機は、
振動テーブルを水平方向に移動させ試験体にせん断荷重
を加える。試験体のせん断方向の変形量が大となること
により生じ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、振動テーブルを水平方向に案内する静圧
軸受と鉛直ガイドを上下方向に案内する静圧軸受とで拘
束する。
【０００９】水平ガイドおよび鉛直ガイドに加わるモー
メント力は、４台の２分力計で計測される力と加振機の
変位量とから演算で求まるため、各々の上限値を監視す
ることにより過大な力が加わることを防止できる。
メント力は、４台の２分力計で計測される力と加振機の
変位量とから演算で求まるため、各々の上限値を監視す
ることにより過大な力が加わることを防止できる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図１から図４を参
照して説明する。
照して説明する。
【００１１】まず、図１は、本発明の一実施例に係る載
荷試験装置の全体構造図。図２は、２分力計と試験体の
取付関係を示す図で、図３は図１に示す装置の制御ブロ
ック図で、図４は試験体に加わる力と変形状態を説明す
る図である。
荷試験装置の全体構造図。図２は、２分力計と試験体の
取付関係を示す図で、図３は図１に示す装置の制御ブロ
ック図で、図４は試験体に加わる力と変形状態を説明す
る図である。
【００１２】図１で１は、試験体である免震要素で、下
側の端面が振動テーブル２に、上側は鉛直ガイド軸５に
固定される。振動テーブル２は、スイベルジョイント４
ａを介して、試験体１にせん断荷重を加える水平加振機
４と接続し、水平ガイド３の静圧軸受３ａ，３ｂで支持
される。水平加振機４は、スイベルジョイント４ｂを介
して反力壁９ａに固定される。鉛直ガイド軸５は、スイ
ベルジョイント７ａを介して、試験体１に軸荷重を加え
る上下加振機７と接続し、鉛直ガイド６の静圧軸受６
ａ，６ｂで支持される。上下加振機７は、反力フレーム
９ｂに固定される。４ｃ，７ｃは、それぞれ加振機４，
７への圧油の流量と方向とを制御するサーボ弁、１０は
その油圧源である。１１，１２は、それぞれ水平ガイド
３の静圧軸受３ａ，３ｂおよび鉛直ガイド６の静圧軸受
６ａ，６ｂに絞り１３，１４を介して圧油を供給する油
圧源である。水平ガイド３のスライドバー３ｃ，３ｄ
は、静圧軸受３ａ，３ｂで微小な油膜により浮上支持さ
れる。同様に、鉛直ガイド軸５は、鉛直ガイド６の静圧
軸受６ａ，６ｂで微小な油膜により浮上支持される。
側の端面が振動テーブル２に、上側は鉛直ガイド軸５に
固定される。振動テーブル２は、スイベルジョイント４
ａを介して、試験体１にせん断荷重を加える水平加振機
４と接続し、水平ガイド３の静圧軸受３ａ，３ｂで支持
される。水平加振機４は、スイベルジョイント４ｂを介
して反力壁９ａに固定される。鉛直ガイド軸５は、スイ
ベルジョイント７ａを介して、試験体１に軸荷重を加え
る上下加振機７と接続し、鉛直ガイド６の静圧軸受６
ａ，６ｂで支持される。上下加振機７は、反力フレーム
９ｂに固定される。４ｃ，７ｃは、それぞれ加振機４，
７への圧油の流量と方向とを制御するサーボ弁、１０は
その油圧源である。１１，１２は、それぞれ水平ガイド
３の静圧軸受３ａ，３ｂおよび鉛直ガイド６の静圧軸受
６ａ，６ｂに絞り１３，１４を介して圧油を供給する油
圧源である。水平ガイド３のスライドバー３ｃ，３ｄ
は、静圧軸受３ａ，３ｂで微小な油膜により浮上支持さ
れる。同様に、鉛直ガイド軸５は、鉛直ガイド６の静圧
軸受６ａ，６ｂで微小な油膜により浮上支持される。
【００１３】また、図２における８ａ，８ｂ，８ｃ，８
ｄは、試験体１に加わる水平方向の力（＝せん断力）と
鉛直方向の力（＝軸力）とを同時に検出する２分力計
で、下面を試験体１，上面を鉛直ガイド軸５に固定され
る。
ｄは、試験体１に加わる水平方向の力（＝せん断力）と
鉛直方向の力（＝軸力）とを同時に検出する２分力計
で、下面を試験体１，上面を鉛直ガイド軸５に固定され
る。
【００１４】また、図３における２０は、目標荷重に相
当する電圧信号を発生する信号発生器、２１は加算器、
２２はサーボ増幅器で、２３は詳細を後述する荷重演算
装置、２４は保安装置で構成する。
当する電圧信号を発生する信号発生器、２１は加算器、
２２はサーボ増幅器で、２３は詳細を後述する荷重演算
装置、２４は保安装置で構成する。
【００１５】次に、動作について説明する。
【００１６】まず、図１において、上下加振機７が押し
出す側に力を加えるとスイベルジョイント７ａ，鉛直ガ
イド軸５を介して試験体１に圧縮方向の軸荷重が加わ
る。次に、水平加振機４が押し出す側に力を加えるとス
イベルジョイント４ａを介して振動テーブル２が押し出
され試験体１にせん断荷重が加わる。この時、試験体１
の変形状態は、図４のように表わされ、試験体である免
震要素１の上部端面１ａと下部端面１ｂとを平行に保つ
には、機械装置側で下式で示されるモーメントＭy を保
持する必要がある。
出す側に力を加えるとスイベルジョイント７ａ，鉛直ガ
イド軸５を介して試験体１に圧縮方向の軸荷重が加わ
る。次に、水平加振機４が押し出す側に力を加えるとス
イベルジョイント４ａを介して振動テーブル２が押し出
され試験体１にせん断荷重が加わる。この時、試験体１
の変形状態は、図４のように表わされ、試験体である免
震要素１の上部端面１ａと下部端面１ｂとを平行に保つ
には、機械装置側で下式で示されるモーメントＭy を保
持する必要がある。
【００１７】
【数１】
【００１８】ここで、Ｆx ：せん断力 Ｆz ：軸力 Ｈ ：試験体高さ Ｘ1 ：水平方向の変形量 Ｚ1 ：上下方向の変形量 数１で示されるモーメントＭは、水平ガイド３のスライ
ドバー３ｃ，３ｄを支持する静圧軸受３ａ，３ｂおよび
鉛直ガイド軸５を支持する鉛直ガイド６の静圧軸受６
ａ，６ｂとで保持し、各々案内する方向の変形を許容し
つつ試験体１の端面１ａ，１ｂを水平に保つ。
ドバー３ｃ，３ｄを支持する静圧軸受３ａ，３ｂおよび
鉛直ガイド軸５を支持する鉛直ガイド６の静圧軸受６
ａ，６ｂとで保持し、各々案内する方向の変形を許容し
つつ試験体１の端面１ａ，１ｂを水平に保つ。
【００１９】図３に示す荷重演算装置２３は、４台の２
分力計８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄで検出する水平方向の力
Ｆx1，Ｆx2，Ｆx3，Ｆx4および鉛直方向の力Ｆz1，
Ｆz2，Ｆz3，Ｆz4から、せん断力Ｆx，軸力Ｆzおよびモ
ーメント力Ｍy を次のように求める。
分力計８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄで検出する水平方向の力
Ｆx1，Ｆx2，Ｆx3，Ｆx4および鉛直方向の力Ｆz1，
Ｆz2，Ｆz3，Ｆz4から、せん断力Ｆx，軸力Ｆzおよびモ
ーメント力Ｍy を次のように求める。
【００２０】
【数２】
【００２１】
【数３】
【００２２】
【数４】
【００２３】ここで、図１および図４に示される力の関
係にある時に鉛直ガイド６に加わるモーメント力Ｍ1
は、次式で表される。
係にある時に鉛直ガイド６に加わるモーメント力Ｍ1
は、次式で表される。
【００２４】
【数５】
【００２５】従って、保安装置２４は、数５で求まるモ
ーメント力Ｍ1 が許容値を超えた時点で信号発生器２０
の出力を停止し、試験装置に過大な力が加わるのを防止
する。なお、水平ガイド３についても同様となるので説
明は、省略する。
ーメント力Ｍ1 が許容値を超えた時点で信号発生器２０
の出力を停止し、試験装置に過大な力が加わるのを防止
する。なお、水平ガイド３についても同様となるので説
明は、省略する。
【００２６】本実施例の免震要素試験装置によれば、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
よる試験体上下端部の回転動を静圧軸受方式による案内
装置で拘束することにより、水平動と上下動だけを許容
して回転動を発生させず精度の良い載荷試験が可能とな
り、試験装置に過大な力が加わるのを防止し、その効果
は大なるものがある。
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
よる試験体上下端部の回転動を静圧軸受方式による案内
装置で拘束することにより、水平動と上下動だけを許容
して回転動を発生させず精度の良い載荷試験が可能とな
り、試験装置に過大な力が加わるのを防止し、その効果
は大なるものがある。
【００２７】
【発明の効果】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下端部の水平を保持する
ことができ、さらに試験装置に過大な力が加わるのを防
止し、高精度で安全な載荷試験が可能となる。
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下端部の水平を保持する
ことができ、さらに試験装置に過大な力が加わるのを防
止し、高精度で安全な載荷試験が可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係る免震要素試験機の全体
構成を示す説明図。
構成を示す説明図。
【図２】２分力計と試験体の取付関係を示す説明図。
【図３】図１の制御ブロック図。
【図４】試験体に加わる力と変形状態の説明図。
１…試験体、２…振動テーブル、３…水平ガイド、４…
水平加振機、５…鉛直ガイド軸、６…鉛直ガイド、７…
上下加振機、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…２分力計、２０
…信号発生器、２３…荷重演算装置、２４…保安装置。
水平加振機、５…鉛直ガイド軸、６…鉛直ガイド、７…
上下加振機、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…２分力計、２０
…信号発生器、２３…荷重演算装置、２４…保安装置。
Claims (1)
- 【請求項１】試験体を搭載する振動テーブルと、前記振
動テーブルを微小な摩擦力で水平方向に案内し回転動を
拘束する静圧継手、前記振動テーブルを継手を介して加
振する水平加振機、前記振動テーブルに搭載した試験体
に上下方向に力を加える鉛直ガイド軸、前記鉛直ガイド
軸を微小な摩擦力で上下方向に案内し回転動を拘束する
静圧軸受、前記鉛直ガイド軸を継手を介して加振する上
下加振機とからなり、前記試験体に水平単独，上下単
独、もしくは水平−上下同時に加振力を与える免震要素
の試験装置において、 前記振動テーブルに搭載した前記試験体と前記鉛直ガイ
ドとの間に、水平−上下２方向の力を検出する２分力計
を４台備え、その水平荷重信号と上下荷重信号とから前
記試験体に加わるせん断力，軸力およびモーメント力を
求める荷重演算装置と、この求めた力から水平ガイドお
よび鉛直ガイドに加わるモーメント力を演算し、それぞ
れの上限値を監視してこれを超える場合は加力を停止す
る保安装置とからなることを特徴とする免震要素試験装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4183422A JPH0626982A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 免震要素試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4183422A JPH0626982A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 免震要素試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626982A true JPH0626982A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16135508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4183422A Pending JPH0626982A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 免震要素試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626982A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012233839A (ja) * | 2011-05-09 | 2012-11-29 | Railway Technical Research Institute | 空気ばねを用いた磁気浮上式鉄道車両の振動模擬実験装置 |
| CN105241622A (zh) * | 2014-07-09 | 2016-01-13 | 天津航天瑞莱科技有限公司 | 一种带静力预载的振动试验系统 |
| CN113432817A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-09-24 | 中国航空规划设计研究总院有限公司 | 一种机械式检测文物防震装置力学参数的设备及检测方法 |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP4183422A patent/JPH0626982A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012233839A (ja) * | 2011-05-09 | 2012-11-29 | Railway Technical Research Institute | 空気ばねを用いた磁気浮上式鉄道車両の振動模擬実験装置 |
| CN105241622A (zh) * | 2014-07-09 | 2016-01-13 | 天津航天瑞莱科技有限公司 | 一种带静力预载的振动试验系统 |
| CN113432817A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-09-24 | 中国航空规划设计研究总院有限公司 | 一种机械式检测文物防震装置力学参数的设备及检测方法 |
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