JP2000088725A - 動的載荷試験装置 - Google Patents
動的載荷試験装置Info
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- JP2000088725A JP2000088725A JP10251367A JP25136798A JP2000088725A JP 2000088725 A JP2000088725 A JP 2000088725A JP 10251367 A JP10251367 A JP 10251367A JP 25136798 A JP25136798 A JP 25136798A JP 2000088725 A JP2000088725 A JP 2000088725A
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、動的載荷試験装置に関し、力学的
な過渡応答の観測とその観測の結果に基づく多様な解析
の可能性が確保されることを目的とする。 【解決手段】 載荷板と、衝撃力をその載荷板の頂部に
伝達する緩衝手段と、載荷板の頂部の内、この衝撃力が
伝達される箇所、またはその近傍について、加速度α
(t) を時系列ｔの順に計測する加速度計測手段と、載荷
板の頂部に伝達された衝撃力Ｐ(t）を計測する荷重計測
手段と、加速度α(t) を積分して３つの時刻t0、t1、t2に
おける速度と変位とを算出する速度・変位算出手段と、
３つの時刻t0、t1、t2について、計測された加速度と衝撃
力と、算出された速度と変位と、載荷板、緩衝手段およ
び測定点からなる振動系の質量ｍ2 と、その測定点の衝
撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 とに対するこの振動系
の運動方程式の根として、衝撃緩和率ｂ2 とバネ係数ｃ
2 とを算出する測定点評価手段とを備えて構成される。
な過渡応答の観測とその観測の結果に基づく多様な解析
の可能性が確保されることを目的とする。 【解決手段】 載荷板と、衝撃力をその載荷板の頂部に
伝達する緩衝手段と、載荷板の頂部の内、この衝撃力が
伝達される箇所、またはその近傍について、加速度α
(t) を時系列ｔの順に計測する加速度計測手段と、載荷
板の頂部に伝達された衝撃力Ｐ(t）を計測する荷重計測
手段と、加速度α(t) を積分して３つの時刻t0、t1、t2に
おける速度と変位とを算出する速度・変位算出手段と、
３つの時刻t0、t1、t2について、計測された加速度と衝撃
力と、算出された速度と変位と、載荷板、緩衝手段およ
び測定点からなる振動系の質量ｍ2 と、その測定点の衝
撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 とに対するこの振動系
の運動方程式の根として、衝撃緩和率ｂ2 とバネ係数ｃ
2 とを算出する測定点評価手段とを備えて構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地盤、路床、構築
物の床面その他の面について、衝撃に対する力学的な応
答に基づいて特性の計測や評価を可能とする動的載荷試
験装置に関する。
物の床面その他の面について、衝撃に対する力学的な応
答に基づいて特性の計測や評価を可能とする動的載荷試
験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】構造物の基礎地盤や路床については、一
般に、例えば、総重量が既知であり、かつ十分であるダ
ンプトラックが静的反力として適用される平板載荷試験
やＣＢＲ試験が実施されることによって、支持力の計測
および評価が行われる。しかし、近年、加速度、歪みそ
の他の機械的な物理量についても小型、かつ軽量であっ
て感度が高いセンサが実用化され、これらのセンサに併
せて、高度に進展した電子技術および情報処理技術が適
用されることによって、動的載荷試験を簡便に実現する
動的載荷試験装置が開発され、道路舗装、土工事、建築
その他の多様な分野にも普及しつつある。
般に、例えば、総重量が既知であり、かつ十分であるダ
ンプトラックが静的反力として適用される平板載荷試験
やＣＢＲ試験が実施されることによって、支持力の計測
および評価が行われる。しかし、近年、加速度、歪みそ
の他の機械的な物理量についても小型、かつ軽量であっ
て感度が高いセンサが実用化され、これらのセンサに併
せて、高度に進展した電子技術および情報処理技術が適
用されることによって、動的載荷試験を簡便に実現する
動的載荷試験装置が開発され、道路舗装、土工事、建築
その他の多様な分野にも普及しつつある。
【０００３】図７は、動的載荷試験装置の第一の構成例
を示す図である。図において、三脚８１の頂部８１Ａに
は、両端がその頂部８１Ａを挟んで平行に対向する案内
部材８２が垂直に埋設され、その案内部材８２には、棒
状に形成されたランマ８３の先端部が三脚８１の脚部と
同じ下方に遊貫する。ランマ８３の頂部にはハンドル８
４が連結され、かつ案内部材８２の端部の内、三脚８１
の脚部に対して反対の方向に位置する端部には、ランマ
８３に適応した係止機構（図示されないが、以下では、
簡単のため、符号「８５Ａ」を付与して示すこととす
る。）と、その係止機構８５Ａに連結されたスイッチレ
バー８５と、接栓座８６とが取り付けられる。ランマ８
３の先端部には加速度センサ（図示されない。）８３Ａ
が内蔵され、その加速度センサ８３Ａはカールコード８
７を介して接栓座８６に接続される。接栓座８６には、
その接栓座８６に適合した接栓８８と、この接栓８８に
一端が接続されたインタフェースケーブル８９とを介し
て制御部９０が接続される。
を示す図である。図において、三脚８１の頂部８１Ａに
は、両端がその頂部８１Ａを挟んで平行に対向する案内
部材８２が垂直に埋設され、その案内部材８２には、棒
状に形成されたランマ８３の先端部が三脚８１の脚部と
同じ下方に遊貫する。ランマ８３の頂部にはハンドル８
４が連結され、かつ案内部材８２の端部の内、三脚８１
の脚部に対して反対の方向に位置する端部には、ランマ
８３に適応した係止機構（図示されないが、以下では、
簡単のため、符号「８５Ａ」を付与して示すこととす
る。）と、その係止機構８５Ａに連結されたスイッチレ
バー８５と、接栓座８６とが取り付けられる。ランマ８
３の先端部には加速度センサ（図示されない。）８３Ａ
が内蔵され、その加速度センサ８３Ａはカールコード８
７を介して接栓座８６に接続される。接栓座８６には、
その接栓座８６に適合した接栓８８と、この接栓８８に
一端が接続されたインタフェースケーブル８９とを介し
て制御部９０が接続される。
【０００４】なお、上述した構成要素の内、「８０」番
台の符号が付与された構成要素の組み合わせからなる部
分については、以下では、簡単のため、「載荷機構部」
と称し、符号「８０」を付与して示すこととする。
台の符号が付与された構成要素の組み合わせからなる部
分については、以下では、簡単のため、「載荷機構部」
と称し、符号「８０」を付与して示すこととする。
【０００５】制御部９０は、インタフェースケーブル８
９の他端に接続されたインタフェース部９１と、そのイ
ンタフェース部９１と共に内部バス９２に接続されたプ
ロセッサ９３、操作表示部９４およびプリンタ９５から
構成される。このような従来例では、載荷機構部８０
は、既述の計測や評価の対象となるべき地盤等（以下、
単に「計測点」という。）に三脚８１を介して設置され
る。
９の他端に接続されたインタフェース部９１と、そのイ
ンタフェース部９１と共に内部バス９２に接続されたプ
ロセッサ９３、操作表示部９４およびプリンタ９５から
構成される。このような従来例では、載荷機構部８０
は、既述の計測や評価の対象となるべき地盤等（以下、
単に「計測点」という。）に三脚８１を介して設置され
る。
【０００６】さらに、試験に際しては、ハンドル８４が
三脚８１の頂部８１Ａから隔たる方向に引き上げられる
ことによって、ランマ８３の側面の所定の箇所は係止機
構８５Ａに係止し、そのランマ８３の位置は計測点に対
して規定の高さに設定される。また、ランマ８３の先端
部は、スイッチレバー８５が操作者によって操作される
ことによって係止機構８５Ａとの係止状態が解除される
と、重力によって加速されるつつ規定の速度で測定点に
衝突する。
三脚８１の頂部８１Ａから隔たる方向に引き上げられる
ことによって、ランマ８３の側面の所定の箇所は係止機
構８５Ａに係止し、そのランマ８３の位置は計測点に対
して規定の高さに設定される。また、ランマ８３の先端
部は、スイッチレバー８５が操作者によって操作される
ことによって係止機構８５Ａとの係止状態が解除される
と、重力によって加速されるつつ規定の速度で測定点に
衝突する。
【０００７】一方、制御部９０では、プロセッサ９３
は、加速度センサ８３Ａからカールコード８７、接栓座
８６、接栓８８およびインタフェースケーブル８９を介
して時系列ｔの順に刻々と与えられる加速度α(t) をイ
ンタフェース部９１および内部バス９２を介して取り込
み、主記憶の所定の記憶領域に所望の期間に亘って蓄積
する。
は、加速度センサ８３Ａからカールコード８７、接栓座
８６、接栓８８およびインタフェースケーブル８９を介
して時系列ｔの順に刻々と与えられる加速度α(t) をイ
ンタフェース部９１および内部バス９２を介して取り込
み、主記憶の所定の記憶領域に所望の期間に亘って蓄積
する。
【０００８】さらに、プロセッサ９３は、これらの蓄積
された加速度α(t) を所定の形式の帳票として操作表示
部９４およびプリンタ９５に出力する。すなわち、ダン
プトラック等のように大きな反力が用いられることな
く、測定点にランマ８３の先端部によって与えられる規
定の衝撃に応じて、その測定点に対するランマ８３の貫
入時の応答加速度が効率的に計測される。
された加速度α(t) を所定の形式の帳票として操作表示
部９４およびプリンタ９５に出力する。すなわち、ダン
プトラック等のように大きな反力が用いられることな
く、測定点にランマ８３の先端部によって与えられる規
定の衝撃に応じて、その測定点に対するランマ８３の貫
入時の応答加速度が効率的に計測される。
【０００９】したがって、測定点の周囲が狭小であって
も、その測定点の相対的な支持力特性値の測定が簡便に
実施される。図８は、動的載荷試験装置の第二の構成例
を示す図である。
も、その測定点の相対的な支持力特性値の測定が簡便に
実施される。図８は、動的載荷試験装置の第二の構成例
を示す図である。
【００１０】図において、載荷板１０１の頂部の中央部
には、加速度センサ１０２が内蔵されると共に、その載
荷板１０１の中心を通る仮想的な法線の上に位置すべき
中心球１０３を有する負荷吸収ケース１０４が取り付け
られる。負荷吸収ケース１０４には、その負荷吸収ケー
ス１０４の側面に係合可能であって着脱可能である横倒
し防止部材１０５と、その防止部材１０５に積層された
バネ１０６とが一端に取り付けられてなるガイドロッド
１０７が垂直に取り付けられる。ガイドロッド１０７に
は、バネ１０６に当設可能なウエイト止め部材１０８が
一体化されると共に、そのガイドロッド１０７の側面に
摺動可能であるウエイト１０９が環装される。ガイドロ
ッド１０７の他端（頂部）の近傍には、ハンドル１１０
Ａを含む係止部材１１０が取り付けられる。加速度セン
サ１０２の出力はケーブル１１１を介して制御部１２０
に接続され、載荷板１０１の頂部の内、負荷吸収ケース
１０４から所定の距離隔たった複数の箇所には、運搬用
ハンドル１１２-1〜１１２-Nが取り付けられる。
には、加速度センサ１０２が内蔵されると共に、その載
荷板１０１の中心を通る仮想的な法線の上に位置すべき
中心球１０３を有する負荷吸収ケース１０４が取り付け
られる。負荷吸収ケース１０４には、その負荷吸収ケー
ス１０４の側面に係合可能であって着脱可能である横倒
し防止部材１０５と、その防止部材１０５に積層された
バネ１０６とが一端に取り付けられてなるガイドロッド
１０７が垂直に取り付けられる。ガイドロッド１０７に
は、バネ１０６に当設可能なウエイト止め部材１０８が
一体化されると共に、そのガイドロッド１０７の側面に
摺動可能であるウエイト１０９が環装される。ガイドロ
ッド１０７の他端（頂部）の近傍には、ハンドル１１０
Ａを含む係止部材１１０が取り付けられる。加速度セン
サ１０２の出力はケーブル１１１を介して制御部１２０
に接続され、載荷板１０１の頂部の内、負荷吸収ケース
１０４から所定の距離隔たった複数の箇所には、運搬用
ハンドル１１２-1〜１１２-Nが取り付けられる。
【００１１】なお、以下では、上述した構成要素の内、
制御部１２０以外の構成要素の組み合わせからなる部分
については、簡単のため「載荷機構部」と称し、符号
「１００」を付与して示すこととする。制御部１２０
は、ケーブル１１１の他端に接続されたインタフェース
部１２１と、そのインタフェース部１２１と共に内部バ
ス１２２に接続されたプロセッサ１２３、操作表示部１
２４およびプリンタ１２５から構成される。
制御部１２０以外の構成要素の組み合わせからなる部分
については、簡単のため「載荷機構部」と称し、符号
「１００」を付与して示すこととする。制御部１２０
は、ケーブル１１１の他端に接続されたインタフェース
部１２１と、そのインタフェース部１２１と共に内部バ
ス１２２に接続されたプロセッサ１２３、操作表示部１
２４およびプリンタ１２５から構成される。
【００１２】このような従来例では、載荷機構部１００
は、載荷板１０１が所望の測定点に位置する状態で設置
される。また、試験に際しては、ウエイト１０９はガイ
ドロッド１０７に沿って引き上げられることによって係
止部材１１０に係止し、そのウエイト１０９の位置は計
測点に対して規定の高さに設定される。
は、載荷板１０１が所望の測定点に位置する状態で設置
される。また、試験に際しては、ウエイト１０９はガイ
ドロッド１０７に沿って引き上げられることによって係
止部材１１０に係止し、そのウエイト１０９の位置は計
測点に対して規定の高さに設定される。
【００１３】さらに、ハンドル１１０Ａが操作者によっ
て操作されることによって係止部材１１０との係止状態
が解除されると、ウエイト１０９は重力によって加速さ
れつつ落下して規定の速度でバネ１０６に衝突する。こ
のような衝突に際して生じた衝撃力は、ウエイト１０９
（ウエイト止め部材１０８）からバネ１０６、中心球１
０３および負荷吸収ケース１０４を介して加速度センサ
１０２に伝達される。
て操作されることによって係止部材１１０との係止状態
が解除されると、ウエイト１０９は重力によって加速さ
れつつ落下して規定の速度でバネ１０６に衝突する。こ
のような衝突に際して生じた衝撃力は、ウエイト１０９
（ウエイト止め部材１０８）からバネ１０６、中心球１
０３および負荷吸収ケース１０４を介して加速度センサ
１０２に伝達される。
【００１４】ところで、載荷機構部１００と、載荷板１
０１が設置された測定点とは、 ・ ウエイト１０９の質量ｍ0 とバネ１０６の質量の三
分の一の値との和ｍ1（以下、単に「質量ｍ1 」とい
う。）、 ・ 質量ｍ1 を有する仮想載荷板（以下、「仮想載荷板
１」という。）の変位Ｓ1 、 ・ バネ１０６のバネ係数ｃ1 、 ・ 載荷機構部１００（バネ１０６）の衝撃緩和率ｂ
1 、 ・ 仮想載荷板１によって与えられる衝撃力Ｐ1 、 ・ 載荷板１０１の質量とバネ１０６の質量の三分の二
の値とに併せて、その載荷板１０１を介して与えられる
衝撃に応じて振動する測定点の領域の質量の内、二分の
一に相当する値との和ｍ2(以下、単に「質量ｍ2 」とい
う。)、 ・ 質量ｍ2 を有する仮想載荷板（以下、「仮想載荷板
２」という。）の変位Ｓ2 、 ・ 測定点のバネ係数ｃ2 、 ・ 測定点の衝撃緩和率ｂ2 、 ・ 仮想載荷板２によって与えられる衝撃力Ｐ2 、 に対して、一般に、図９に示されるように、２つの直列
に配置された振動系を形成すると見なされる。
０１が設置された測定点とは、 ・ ウエイト１０９の質量ｍ0 とバネ１０６の質量の三
分の一の値との和ｍ1（以下、単に「質量ｍ1 」とい
う。）、 ・ 質量ｍ1 を有する仮想載荷板（以下、「仮想載荷板
１」という。）の変位Ｓ1 、 ・ バネ１０６のバネ係数ｃ1 、 ・ 載荷機構部１００（バネ１０６）の衝撃緩和率ｂ
1 、 ・ 仮想載荷板１によって与えられる衝撃力Ｐ1 、 ・ 載荷板１０１の質量とバネ１０６の質量の三分の二
の値とに併せて、その載荷板１０１を介して与えられる
衝撃に応じて振動する測定点の領域の質量の内、二分の
一に相当する値との和ｍ2(以下、単に「質量ｍ2 」とい
う。)、 ・ 質量ｍ2 を有する仮想載荷板（以下、「仮想載荷板
２」という。）の変位Ｓ2 、 ・ 測定点のバネ係数ｃ2 、 ・ 測定点の衝撃緩和率ｂ2 、 ・ 仮想載荷板２によって与えられる衝撃力Ｐ2 、 に対して、一般に、図９に示されるように、２つの直列
に配置された振動系を形成すると見なされる。
【００１５】一方、制御部１２０では、プロセッサ１２
３には、このような振動系のパラメータの内、上述した
質量ｍ0、ｍ1 、バネ係数ｃ1 、衝撃緩和率ｂ1 、ウエイ
ト１０９が係止部材１１０から離れて落下する経路の長
さ（以下、「落下距離」という。）ｈ、載荷板１０１の
半径ｒおよび測定点における重力加速度ｇが予め定数と
して与えられる。
３には、このような振動系のパラメータの内、上述した
質量ｍ0、ｍ1 、バネ係数ｃ1 、衝撃緩和率ｂ1 、ウエイ
ト１０９が係止部材１１０から離れて落下する経路の長
さ（以下、「落下距離」という。）ｈ、載荷板１０１の
半径ｒおよび測定点における重力加速度ｇが予め定数と
して与えられる。
【００１６】また、プロセッサ１２３は、 Ｖ0 ＝ｍ0(２ｇｈ)1/2／ｍ1 ・・・(1) ω01＝(ｃ1／ｍ1)1/2 ・・・(2) Ｐ0 ＝Ｖ0(ｃ1・ｍ1)1/2 ・・・(3) の各式で示される算術演算を行うことによって、仮想載
荷板１の衝突速度Ｖ0 と載荷機構部１００単体の振動数
ω01とに併せて、衝撃緩和が何ら行われない場合に仮想
載荷板１によって生じ得る最大衝撃力Ｐ0 を算出する。
荷板１の衝突速度Ｖ0 と載荷機構部１００単体の振動数
ω01とに併せて、衝撃緩和が何ら行われない場合に仮想
載荷板１によって生じ得る最大衝撃力Ｐ0 を算出する。
【００１７】なお、上式(1) は運動量保存の法則に基づ
いて導出された式であり、かつ上式(2)、(3)は基本的な
力学に基づいて与えられる式であるので、これらの式に
ついては、ここでは、詳細な説明を省略する。さらに、
プロセッサ１２３は、加速度センサ１０２からケーブル
１１１およびインタフェース部１２１を介して与えられ
る加速度を監視することによって、バネ１０６を介して
中心球１０２にウエイト１０９が衝突した時点を特定
し、その時点以降においてこの加速度の履歴をとると共
に、その加速度を積分しつつ解析することによって、時
系列の順に対応した最大振動位Ｓ01、測定点の最大変位
Ｓ 2max、測定点の最大変位速度Ｖ2max（測定点の変位Ｓ
2 の導関数として与えられる。）を求める。
いて導出された式であり、かつ上式(2)、(3)は基本的な
力学に基づいて与えられる式であるので、これらの式に
ついては、ここでは、詳細な説明を省略する。さらに、
プロセッサ１２３は、加速度センサ１０２からケーブル
１１１およびインタフェース部１２１を介して与えられ
る加速度を監視することによって、バネ１０６を介して
中心球１０２にウエイト１０９が衝突した時点を特定
し、その時点以降においてこの加速度の履歴をとると共
に、その加速度を積分しつつ解析することによって、時
系列の順に対応した最大振動位Ｓ01、測定点の最大変位
Ｓ 2max、測定点の最大変位速度Ｖ2max（測定点の変位Ｓ
2 の導関数として与えられる。）を求める。
【００１８】また、プロセッサ１２３の主記憶の特定の
記憶領域には、図９に示す振動系の運動方程式に基づい
て予め求められ、かつ測定点の振動する領域を含んでな
る仮想載荷板２の振動数ω02が未知であっても、上述し
た最大変位速度Ｖ2max、振動数ω01および最大変位Ｓ
2maxに対する関数（あるいは近似値）として振動数比ε
を与えるテーブルが配置される。なお、このような振動
数比εについては、 ε＝ω02／ω01 ・・・ (4) の式で定義される。
記憶領域には、図９に示す振動系の運動方程式に基づい
て予め求められ、かつ測定点の振動する領域を含んでな
る仮想載荷板２の振動数ω02が未知であっても、上述し
た最大変位速度Ｖ2max、振動数ω01および最大変位Ｓ
2maxに対する関数（あるいは近似値）として振動数比ε
を与えるテーブルが配置される。なお、このような振動
数比εについては、 ε＝ω02／ω01 ・・・ (4) の式で定義される。
【００１９】プロセッサ１２３は、このようなテーブル
を参照することによって振動数比εを算出すると共に、
上式(4) に基づいて振動数ω02を求め、かつ上述した運
動方程式に基づいて導出された μ＝ｍ2 ／ｍ1 ・・・(5) Ｉ2 ＝ｂ2／(２・ｍ2ω02) ・・・(6) ｃ2 ＝με2ｃ1 ・・・(7) ｂ2 ＝２・Ｉ2με(ｃ1 ・ｍ1)1/2 ・・・(8) ｃ2 ／ｃ1 ＝με2 ・・・(9) の各式が成立する値として、測定点のバネ係数ｃ2 と衝
撃緩和率ｂ2 とを算出する。
を参照することによって振動数比εを算出すると共に、
上式(4) に基づいて振動数ω02を求め、かつ上述した運
動方程式に基づいて導出された μ＝ｍ2 ／ｍ1 ・・・(5) Ｉ2 ＝ｂ2／(２・ｍ2ω02) ・・・(6) ｃ2 ＝με2ｃ1 ・・・(7) ｂ2 ＝２・Ｉ2με(ｃ1 ・ｍ1)1/2 ・・・(8) ｃ2 ／ｃ1 ＝με2 ・・・(9) の各式が成立する値として、測定点のバネ係数ｃ2 と衝
撃緩和率ｂ2 とを算出する。
【００２０】なお、上式(5)〜(8)が導出される過程につ
いては、本願発明に関係がないので、ここでは、その説
明を省略する。ところで、載荷板１０１が、文献［Zur
Theorie des Baugrundes : Der Bauingenieur (1926)］
SCHLEICHER,F著の第４８号の第９３１頁ないし第９３５
頁と、第４９号の第９４９頁ないし第９５２頁に掲載さ
れるように、既述の均等な円形の載荷板である場合に
は、その載荷板１０１の半径ｒと、測定点のバネ係数ｃ
2および衝撃緩和率ｂ2 と、ポアソン比γと、その測定
点の弾性係数Ｅおよび粘性抵抗λとの間には、一般に、 ｃ2 ／Ｅ＝ｂ2 ／λ＝３π2ｒ／｛１６・(１−γ2)｝ ・・・(10) の式が成立する。
いては、本願発明に関係がないので、ここでは、その説
明を省略する。ところで、載荷板１０１が、文献［Zur
Theorie des Baugrundes : Der Bauingenieur (1926)］
SCHLEICHER,F著の第４８号の第９３１頁ないし第９３５
頁と、第４９号の第９４９頁ないし第９５２頁に掲載さ
れるように、既述の均等な円形の載荷板である場合に
は、その載荷板１０１の半径ｒと、測定点のバネ係数ｃ
2および衝撃緩和率ｂ2 と、ポアソン比γと、その測定
点の弾性係数Ｅおよび粘性抵抗λとの間には、一般に、 ｃ2 ／Ｅ＝ｂ2 ／λ＝３π2ｒ／｛１６・(１−γ2)｝ ・・・(10) の式が成立する。
【００２１】プロセッサ１２３は、ポアソン比γに併せ
て、既知のバネ係数ｃ2 および衝撃緩和率ｂ2 を上式(1
0)に適用することによって、測定点の弾性係数Ｅおよび
粘性抵抗λを算出する。さらに、プロセッサ１２３は、
このようにして求められた測定点の弾性係数Ｅおよび粘
性抵抗λに併せて、その測定点にかかわる所望の情報
（例えば、測定点の加速度、速度、変位等々）を所定の
形式の帳票として操作表示部１２４およびプリンタ１２
５に適宜出力する。
て、既知のバネ係数ｃ2 および衝撃緩和率ｂ2 を上式(1
0)に適用することによって、測定点の弾性係数Ｅおよび
粘性抵抗λを算出する。さらに、プロセッサ１２３は、
このようにして求められた測定点の弾性係数Ｅおよび粘
性抵抗λに併せて、その測定点にかかわる所望の情報
（例えば、測定点の加速度、速度、変位等々）を所定の
形式の帳票として操作表示部１２４およびプリンタ１２
５に適宜出力する。
【００２２】すなわち、図８に示す動的載荷試験装置に
よれば、測定点が疑似的な弾性体と見なされるが、その
測定点のバネ係数ｃ2 と衝撃緩和率ｂ2 との如何にかか
わらず、ウエイト１０９によって載荷板１０１に与えら
れる衝撃力が加速度センサ１０２が時系列の順に与える
加速度に基づいて間接的に求められ、測定点の特性の確
認や評価が簡便に、かつ効率的に実現される。
よれば、測定点が疑似的な弾性体と見なされるが、その
測定点のバネ係数ｃ2 と衝撃緩和率ｂ2 との如何にかか
わらず、ウエイト１０９によって載荷板１０１に与えら
れる衝撃力が加速度センサ１０２が時系列の順に与える
加速度に基づいて間接的に求められ、測定点の特性の確
認や評価が簡便に、かつ効率的に実現される。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来例の内、図７に示す動的載荷試験装置が適用された
場合には、ランマ８３によって測定点に与えられる衝撃
力が計測されず、かつその測定点の弾性体としての特性
が何ら勘案されることなく、支持力等の計測や確認が行
われていた。
従来例の内、図７に示す動的載荷試験装置が適用された
場合には、ランマ８３によって測定点に与えられる衝撃
力が計測されず、かつその測定点の弾性体としての特性
が何ら勘案されることなく、支持力等の計測や確認が行
われていた。
【００２４】また、図８に示す動的載荷試験装置では、
測定点に与えられる衝撃力は、加速度センサ１０２によ
って与えられる加速度に基づいて行われる算術演算の結
果として間接的に求められる。したがって、このような
衝撃力がリアルタイムで求められるためには、制御部１
２０に搭載されるべきプロセッサ１２３の処理量が大き
くなってコスト高となり、あるいはコストやそのプロセ
ッサ１２３の処理量の上限に阻まれて所望の頻度では得
られない可能性が高かった。
測定点に与えられる衝撃力は、加速度センサ１０２によ
って与えられる加速度に基づいて行われる算術演算の結
果として間接的に求められる。したがって、このような
衝撃力がリアルタイムで求められるためには、制御部１
２０に搭載されるべきプロセッサ１２３の処理量が大き
くなってコスト高となり、あるいはコストやそのプロセ
ッサ１２３の処理量の上限に阻まれて所望の頻度では得
られない可能性が高かった。
【００２５】さらに、上述した算術演算および既述の手
順に基づいてプロセッサ１２３が行う一連の処理に供さ
れ得る主記憶その他の資源が有限であるために、載荷板
１０１の形状、寸法および力学的な特性に併せて、ウエ
イト１０９の質量ｍ0 や落下距離ｈの組み合わせについ
て何らかの制約が課され、かつ上述した計測や確認は必
ずしも柔軟には達成されなかった。
順に基づいてプロセッサ１２３が行う一連の処理に供さ
れ得る主記憶その他の資源が有限であるために、載荷板
１０１の形状、寸法および力学的な特性に併せて、ウエ
イト１０９の質量ｍ0 や落下距離ｈの組み合わせについ
て何らかの制約が課され、かつ上述した計測や確認は必
ずしも柔軟には達成されなかった。
【００２６】本発明は、測定点の力学的な応答の観測が
精度よく効率的に実現され、その観測の結果に基づく多
様な解析の可能性が確保される動的載荷試験装置を提供
することを目的とする。
精度よく効率的に実現され、その観測の結果に基づく多
様な解析の可能性が確保される動的載荷試験装置を提供
することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】図１は、請求項１、３に
記載の発明の原理ブロック図である。請求項１に記載の
発明は、測定点に敷設される載荷板１１と、付勢力を有
し、かつ外部から与えられる衝撃力を載荷板１１の頂部
に伝達する緩衝手段１２と、載荷板１１の頂部の内、緩
衝手段１２を介して衝撃力が伝達される箇所、あるいは
その箇所の近傍について、その伝達された衝撃力に応じ
た加速度α(t) を時系列ｔの順に計測する加速度計測手
段１３と、載荷板１１の頂部の内、衝撃力が伝達される
箇所、あるいはその箇所の近傍について、時系列ｔの順
に緩衝手段１２によって伝達された衝撃力Ｐ(t) を計測
する荷重計測手段１４と、加速度計測手段１３によって
計測された加速度α(t) を積分することによって、３つ
の時刻t0、t1、t2における速度Ｖ(t0)、Ｖ(t1)、Ｖ(t2)およ
び変位Ｓ(t0)、Ｓ(t1)、Ｓ(t2) を算出する速度・変位算
出手段１５と、３つの時刻t0、t1、t2について、加速度計
測手段１３と荷重計測手段１４とによって計測された加
速度α(t0)、α(t1)、α(t2)および衝撃力Ｐ(t0)、Ｐ
(t1)、Ｐ(t2) と、速度・変位算出手段１５によって算出
された速度Ｖ(t0)、Ｖ(t1)、Ｖ(t2)および変位Ｓ(t0)、Ｓ
(t1)、Ｓ(t2)と、載荷板１１、緩衝手段１２および測定
点からなる振動系の質量ｍ2 と、その測定点の衝撃緩和
率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 とに対してこの振動系につい
て成立する運動方程式 ｍ2・α(t0)＋ｂ2・Ｖ(t0)＋ｃ2・Ｓ(t0)−Ｐ(t0)＝０ ｍ2・α(t1)＋ｂ2・Ｖ(t1)＋ｃ2・Ｓ(t1)−Ｐ(t1)＝０ ｍ2・α(t2)＋ｂ2・Ｖ(t2)＋ｃ2・Ｓ(t2)−Ｐ(t2)＝０ の根として、これらの衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ
2 を算出する測定点評価手段１６とを備えたことを特徴
とする。
記載の発明の原理ブロック図である。請求項１に記載の
発明は、測定点に敷設される載荷板１１と、付勢力を有
し、かつ外部から与えられる衝撃力を載荷板１１の頂部
に伝達する緩衝手段１２と、載荷板１１の頂部の内、緩
衝手段１２を介して衝撃力が伝達される箇所、あるいは
その箇所の近傍について、その伝達された衝撃力に応じ
た加速度α(t) を時系列ｔの順に計測する加速度計測手
段１３と、載荷板１１の頂部の内、衝撃力が伝達される
箇所、あるいはその箇所の近傍について、時系列ｔの順
に緩衝手段１２によって伝達された衝撃力Ｐ(t) を計測
する荷重計測手段１４と、加速度計測手段１３によって
計測された加速度α(t) を積分することによって、３つ
の時刻t0、t1、t2における速度Ｖ(t0)、Ｖ(t1)、Ｖ(t2)およ
び変位Ｓ(t0)、Ｓ(t1)、Ｓ(t2) を算出する速度・変位算
出手段１５と、３つの時刻t0、t1、t2について、加速度計
測手段１３と荷重計測手段１４とによって計測された加
速度α(t0)、α(t1)、α(t2)および衝撃力Ｐ(t0)、Ｐ
(t1)、Ｐ(t2) と、速度・変位算出手段１５によって算出
された速度Ｖ(t0)、Ｖ(t1)、Ｖ(t2)および変位Ｓ(t0)、Ｓ
(t1)、Ｓ(t2)と、載荷板１１、緩衝手段１２および測定
点からなる振動系の質量ｍ2 と、その測定点の衝撃緩和
率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 とに対してこの振動系につい
て成立する運動方程式 ｍ2・α(t0)＋ｂ2・Ｖ(t0)＋ｃ2・Ｓ(t0)−Ｐ(t0)＝０ ｍ2・α(t1)＋ｂ2・Ｖ(t1)＋ｃ2・Ｓ(t1)−Ｐ(t1)＝０ ｍ2・α(t2)＋ｂ2・Ｖ(t2)＋ｃ2・Ｓ(t2)−Ｐ(t2)＝０ の根として、これらの衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ
2 を算出する測定点評価手段１６とを備えたことを特徴
とする。
【００２８】図２は、請求項２、４に記載の発明の原理
ブロック図である。請求項２に記載の発明は、測定点に
敷設される載荷板１１と、付勢力を有し、かつ外部から
与えられる衝撃力を載荷板１１の頂部に伝達する緩衝手
段１２と、載荷板１１の頂部の内、緩衝手段１２を介し
て衝撃力が伝達される箇所、あるいはその箇所の近傍に
ついて、その伝達された衝撃力に応じた加速度α(t) を
時系列ｔの順に計測する加速度計測手段１３と、載荷板
１１の頂部の内、衝撃力が伝達される箇所、あるいはそ
の箇所の近傍について、時系列ｔの順に緩衝手段１２に
よって伝達された衝撃力Ｐ(t) を計測する荷重計測手段
１４と、情報処理装置２１との間に形成された伝送路２
２に、荷重計測手段１４によって計測された衝撃力Ｐ
(t) と、加速度計測手段１３によって計測された加速度
α(t) とを送出する計測結果送出手段２３とを備えたこ
とを特徴とする。
ブロック図である。請求項２に記載の発明は、測定点に
敷設される載荷板１１と、付勢力を有し、かつ外部から
与えられる衝撃力を載荷板１１の頂部に伝達する緩衝手
段１２と、載荷板１１の頂部の内、緩衝手段１２を介し
て衝撃力が伝達される箇所、あるいはその箇所の近傍に
ついて、その伝達された衝撃力に応じた加速度α(t) を
時系列ｔの順に計測する加速度計測手段１３と、載荷板
１１の頂部の内、衝撃力が伝達される箇所、あるいはそ
の箇所の近傍について、時系列ｔの順に緩衝手段１２に
よって伝達された衝撃力Ｐ(t) を計測する荷重計測手段
１４と、情報処理装置２１との間に形成された伝送路２
２に、荷重計測手段１４によって計測された衝撃力Ｐ
(t) と、加速度計測手段１３によって計測された加速度
α(t) とを送出する計測結果送出手段２３とを備えたこ
とを特徴とする。
【００２９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の動的載荷試験装置において、衝撃力を
与える重錘３１が加速する軌道を形成し、その軌道の長
さと、この重錘３１に作用する制動力との双方あるいは
何れか一方の可変が可能である案内手段３２を備えたこ
とを特徴とする。請求項４に記載の発明は、請求項２に
記載の動的載荷試験装置において、加速度計測手段１３
によって計測された加速度α(t) を積分することによっ
て、時系列ｔの順に速度Ｖ(t) と変位Ｓ(t) とを算出す
る速度・変位算出手段４１を備え、計測結果送出手段２
３は、加速度計測手段１３によって計測された加速度α
(t) と荷重計測手段１４によって計測された衝撃力Ｐ
(t) とに併せて、速度・変位算出手段４１によって算出
された速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) を伝送路２２に送出
することを特徴とする。
請求項２に記載の動的載荷試験装置において、衝撃力を
与える重錘３１が加速する軌道を形成し、その軌道の長
さと、この重錘３１に作用する制動力との双方あるいは
何れか一方の可変が可能である案内手段３２を備えたこ
とを特徴とする。請求項４に記載の発明は、請求項２に
記載の動的載荷試験装置において、加速度計測手段１３
によって計測された加速度α(t) を積分することによっ
て、時系列ｔの順に速度Ｖ(t) と変位Ｓ(t) とを算出す
る速度・変位算出手段４１を備え、計測結果送出手段２
３は、加速度計測手段１３によって計測された加速度α
(t) と荷重計測手段１４によって計測された衝撃力Ｐ
(t) とに併せて、速度・変位算出手段４１によって算出
された速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) を伝送路２２に送出
することを特徴とする。
【００３０】（作用）請求項１に記載の発明にかかわる
動的載荷試験装置では、荷重計測手段１４は緩衝手段１
２を介して載荷板１１の頂部に時系列ｔの順に伝達され
た衝撃力Ｐ(t）を計測し、かつ加速度計測手段１３は同
様に載荷板１１の頂部に伝達された衝撃力に応じて生じ
るその載荷板１１の加速度α(t) を時系列ｔの順に計測
する。さらに、速度・変位算出手段１５は、このように
して計測された加速度α(t) を積分することによって、
３つの時刻t0、t1、t2における速度Ｖ(t0)、Ｖ(t1)、Ｖ(t2)
および変位Ｓ(t0)、Ｓ(t1)、Ｓ(t2) を算出する。
動的載荷試験装置では、荷重計測手段１４は緩衝手段１
２を介して載荷板１１の頂部に時系列ｔの順に伝達され
た衝撃力Ｐ(t）を計測し、かつ加速度計測手段１３は同
様に載荷板１１の頂部に伝達された衝撃力に応じて生じ
るその載荷板１１の加速度α(t) を時系列ｔの順に計測
する。さらに、速度・変位算出手段１５は、このように
して計測された加速度α(t) を積分することによって、
３つの時刻t0、t1、t2における速度Ｖ(t0)、Ｖ(t1)、Ｖ(t2)
および変位Ｓ(t0)、Ｓ(t1)、Ｓ(t2) を算出する。
【００３１】一方、測定点評価手段１６は、上述した３
つの時刻t0、t1、t2について、加速度計測手段１３と荷重
計測手段１４とによってそれぞれ計測された加速度α(t
0)、α(t1)、α(t2)および衝撃力Ｐ(t0)、Ｐ(t1)、Ｐ(t2)
と、速度・変位算出手段１５によって算出された速度Ｖ
(t0)、Ｖ(t1)、Ｖ(t2)および変位Ｓ(t0)、Ｓ(t1)、Ｓ(t2)
と、載荷板１１、緩衝手段１２および上述した測定点か
らなる振動系の質量ｍ2と、その測定点の衝撃緩和率ｂ2
およびバネ係数ｃ2 とに対してこの振動系について成
立する運動方程式 ｍ2・α(t0)＋ｂ2・Ｖ(t0)＋ｃ2・Ｓ(t0)−Ｐ(t0)＝０ ｍ2・α(t1)＋ｂ2・Ｖ(t1)＋ｃ2・Ｓ(t1)−Ｐ(t1)＝０ ｍ2・α(t2)＋ｂ2・Ｖ(t2)＋ｃ2・Ｓ(t2)−Ｐ(t2)＝０ の根として、これらの衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ
2 を算出する。
つの時刻t0、t1、t2について、加速度計測手段１３と荷重
計測手段１４とによってそれぞれ計測された加速度α(t
0)、α(t1)、α(t2)および衝撃力Ｐ(t0)、Ｐ(t1)、Ｐ(t2)
と、速度・変位算出手段１５によって算出された速度Ｖ
(t0)、Ｖ(t1)、Ｖ(t2)および変位Ｓ(t0)、Ｓ(t1)、Ｓ(t2)
と、載荷板１１、緩衝手段１２および上述した測定点か
らなる振動系の質量ｍ2と、その測定点の衝撃緩和率ｂ2
およびバネ係数ｃ2 とに対してこの振動系について成
立する運動方程式 ｍ2・α(t0)＋ｂ2・Ｖ(t0)＋ｃ2・Ｓ(t0)−Ｐ(t0)＝０ ｍ2・α(t1)＋ｂ2・Ｖ(t1)＋ｃ2・Ｓ(t1)−Ｐ(t1)＝０ ｍ2・α(t2)＋ｂ2・Ｖ(t2)＋ｃ2・Ｓ(t2)−Ｐ(t2)＝０ の根として、これらの衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ
2 を算出する。
【００３２】すなわち、載荷板１１、その載荷板１１に
衝撃力を与える物体あるいは媒質および緩衝手段１２か
らなる振動系について運動方程式に基づく算術演算と、
測定点に実際に与えられる衝撃力Ｐ2 の算出とが行われ
ることなく、その測定点の衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係
数ｃ2 が算出されるので、これらの衝撃緩和率ｂ2 およ
びバネ係数ｃ2 に基づく測定点の弾性係数Ｅおよび粘性
抵抗λの算出が簡便に、かつ効率的に達成される。
衝撃力を与える物体あるいは媒質および緩衝手段１２か
らなる振動系について運動方程式に基づく算術演算と、
測定点に実際に与えられる衝撃力Ｐ2 の算出とが行われ
ることなく、その測定点の衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係
数ｃ2 が算出されるので、これらの衝撃緩和率ｂ2 およ
びバネ係数ｃ2 に基づく測定点の弾性係数Ｅおよび粘性
抵抗λの算出が簡便に、かつ効率的に達成される。
【００３３】請求項２に記載の発明にかかわる動的載荷
試験装置では、荷重計測手段１４は緩衝手段１２を介し
て載荷板１１の頂部に時系列ｔの順に伝達された衝撃力
Ｐ(t）を計測し、かつ加速度計測手段１３は同様に載荷
板１１の頂部に伝達された衝撃力に応じて生じるその載
荷板１１の加速度α(t) を時系列ｔの順に計測する。ま
た、計測結果送出手段２３は、情報処理装置２１との間
に形成された伝送路２２に、上述したように荷重計測手
段１４によって計測された衝撃力Ｐ(t) と、加速度計測
手段１３によって計測された加速度α(t) とを送出す
る。
試験装置では、荷重計測手段１４は緩衝手段１２を介し
て載荷板１１の頂部に時系列ｔの順に伝達された衝撃力
Ｐ(t）を計測し、かつ加速度計測手段１３は同様に載荷
板１１の頂部に伝達された衝撃力に応じて生じるその載
荷板１１の加速度α(t) を時系列ｔの順に計測する。ま
た、計測結果送出手段２３は、情報処理装置２１との間
に形成された伝送路２２に、上述したように荷重計測手
段１４によって計測された衝撃力Ｐ(t) と、加速度計測
手段１３によって計測された加速度α(t) とを送出す
る。
【００３４】すなわち、請求項１に記載の動的載荷試験
装置を構成する速度・変位算出手段１５および測定点評
価手段１６と、図８に示す従来例を構成するプロセッサ
１２３とによって行われる算術演算だけではなく、所望
の手順に基づく演算が上述した情報処理装置２１によっ
て適宜行われる環境が確保されるので、測定点につい
て、構造や特性に適応した多様な力学的な応答、解析お
よび評価の柔軟な実現が可能となる。
装置を構成する速度・変位算出手段１５および測定点評
価手段１６と、図８に示す従来例を構成するプロセッサ
１２３とによって行われる算術演算だけではなく、所望
の手順に基づく演算が上述した情報処理装置２１によっ
て適宜行われる環境が確保されるので、測定点につい
て、構造や特性に適応した多様な力学的な応答、解析お
よび評価の柔軟な実現が可能となる。
【００３５】請求項３に記載の発明にかかわる動的載荷
試験装置では、請求項１または請求項２に記載の動的載
荷試験装置において、衝撃力は、案内手段３２によって
形成された軌道を介して緩衝手段１２に衝突する重錘３
１によって与えられる。また、案内手段３２は、上述し
た軌道の長さと、重錘３１に作用する制動力との双方あ
るいは何れか一方の可変が可能である。
試験装置では、請求項１または請求項２に記載の動的載
荷試験装置において、衝撃力は、案内手段３２によって
形成された軌道を介して緩衝手段１２に衝突する重錘３
１によって与えられる。また、案内手段３２は、上述し
た軌道の長さと、重錘３１に作用する制動力との双方あ
るいは何れか一方の可変が可能である。
【００３６】すなわち、緩衝手段１２および載荷板１１
を介して測定点に与えられる衝撃力の増減がその載荷板
１１や重錘３１が交換されることなく実現され、その衝
撃力は荷重計測手段１４によって実測されるので、所望
の衝撃力に柔軟に適応した測定点の衝撃緩和率ｂ2 およ
びバネ係数ｃ2 が簡便に求められる。請求項４に記載の
発明にかかわる動的載荷試験装置では、請求項１に記載
の動的載荷試験装置において、速度・変位算出手段４１
は、加速度計測手段１３によって計測された加速度α
(t) を積分することによって、時系列ｔの順に速度Ｖ
(t）と変位Ｓ(t) とを算出する。また、計測結果送出手
段２３は、加速度計測手段１３によって計測された加速
度α(t) と荷重計測手段１４によって計測された衝撃力
Ｐ(t) とに併せて、上述したように速度・変位算出手段
４１によって算出された速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) を
伝送路２２に送出する。
を介して測定点に与えられる衝撃力の増減がその載荷板
１１や重錘３１が交換されることなく実現され、その衝
撃力は荷重計測手段１４によって実測されるので、所望
の衝撃力に柔軟に適応した測定点の衝撃緩和率ｂ2 およ
びバネ係数ｃ2 が簡便に求められる。請求項４に記載の
発明にかかわる動的載荷試験装置では、請求項１に記載
の動的載荷試験装置において、速度・変位算出手段４１
は、加速度計測手段１３によって計測された加速度α
(t) を積分することによって、時系列ｔの順に速度Ｖ
(t）と変位Ｓ(t) とを算出する。また、計測結果送出手
段２３は、加速度計測手段１３によって計測された加速
度α(t) と荷重計測手段１４によって計測された衝撃力
Ｐ(t) とに併せて、上述したように速度・変位算出手段
４１によって算出された速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) を
伝送路２２に送出する。
【００３７】すなわち、伝送路２２を介して対向する情
報処理装置２１では、上述した速度Ｖ(t) および変位Ｓ
(t) を算出する処理を省略することができるので、請求
項２に記載の動的載荷試験装置に比べて、ソフトウエア
の構成の簡略化と処理の効率化とがはかられる。
報処理装置２１では、上述した速度Ｖ(t) および変位Ｓ
(t) を算出する処理を省略することができるので、請求
項２に記載の動的載荷試験装置に比べて、ソフトウエア
の構成の簡略化と処理の効率化とがはかられる。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態について詳細に説明する。
施形態について詳細に説明する。
【００３９】図３は、請求項１〜４に記載の発明に対応
した実施形態を示す図である。図において、図８に示す
ものと機能および構成が同じものについては、同じ符号
を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。本実
施形態と図８に示す従来例との構成の相違点は、負荷吸
収ケース１０４に代えて負荷吸収ケース７０が備えら
れ、制御部１２０に代えて制御部７１が備えられた点に
ある。
した実施形態を示す図である。図において、図８に示す
ものと機能および構成が同じものについては、同じ符号
を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。本実
施形態と図８に示す従来例との構成の相違点は、負荷吸
収ケース１０４に代えて負荷吸収ケース７０が備えら
れ、制御部１２０に代えて制御部７１が備えられた点に
ある。
【００４０】また、負荷吸収ケース７０と負荷吸収ケー
ス１０４との構成の相違点は、図４に示すように、従来
例と同様に内蔵された加速度センサ１０２に併せて、内
壁に貼着されたロードセンサ７２が備えられた点にあ
る。さらに、制御部７１と制御部１２０との構成の相違
点は、プロセッサ１２３に代えてプロセッサ７３が備え
られ、かつケーブル７４を介して上述したロードセンサ
７１に接続されると共に、インタフェース部１２１と共
に内部バス１２２に接続されたインタフェース部７５が
備えられた点にある。
ス１０４との構成の相違点は、図４に示すように、従来
例と同様に内蔵された加速度センサ１０２に併せて、内
壁に貼着されたロードセンサ７２が備えられた点にあ
る。さらに、制御部７１と制御部１２０との構成の相違
点は、プロセッサ１２３に代えてプロセッサ７３が備え
られ、かつケーブル７４を介して上述したロードセンサ
７１に接続されると共に、インタフェース部１２１と共
に内部バス１２２に接続されたインタフェース部７５が
備えられた点にある。
【００４１】なお、本実施形態と図１および図２に示す
ブロック図との対応関係については、載荷板１０１は載
荷板１１に対応し、バネ１０６は緩衝手段１２に対応
し、加速度センサ１０２、ケーブル１１１、インタフェ
ース部１２１およびプロセッサ７３は加速度計測手段１
３に対応し、ロードセンサ７２、ケーブル７４、インタ
フェース部７５およびプロセッサ７３は荷重計測手段１
４に対応し、プロセッサ７３は速度・変位算出手段１
５，４１および測定点評価手段１６に対応し、ウエイト
１０９は重錘３１に対応し、ガイドロッド１０７、ウエ
イト止め部材１０８、係止部材１１０およびハンドル１
１０Ａは案内手段３２に対応する。
ブロック図との対応関係については、載荷板１０１は載
荷板１１に対応し、バネ１０６は緩衝手段１２に対応
し、加速度センサ１０２、ケーブル１１１、インタフェ
ース部１２１およびプロセッサ７３は加速度計測手段１
３に対応し、ロードセンサ７２、ケーブル７４、インタ
フェース部７５およびプロセッサ７３は荷重計測手段１
４に対応し、プロセッサ７３は速度・変位算出手段１
５，４１および測定点評価手段１６に対応し、ウエイト
１０９は重錘３１に対応し、ガイドロッド１０７、ウエ
イト止め部材１０８、係止部材１１０およびハンドル１
１０Ａは案内手段３２に対応する。
【００４２】以下、図３および図４を参照して請求項１
に記載の発明に対応した本実施形態の動作を説明する。
まず、本実施形態では、載荷機構部および測定点には、
図９に示すように、従来例と同様の振動系が形成され
る。なお、ロードセンサ７２の質量については、ここで
は、簡単のため、無視し得る程度に小さいと仮定する。
に記載の発明に対応した本実施形態の動作を説明する。
まず、本実施形態では、載荷機構部および測定点には、
図９に示すように、従来例と同様の振動系が形成され
る。なお、ロードセンサ７２の質量については、ここで
は、簡単のため、無視し得る程度に小さいと仮定する。
【００４３】ロードセンサ７２は、中心球１０３を介し
て既述の仮想載荷板１が与える衝撃力Ｐ1 を計測し、か
つインタフェース部７５を介してプロセッサ７３にその
衝撃力Ｐ1 を与える。ところで、図９に示す振動系につ
いては、このような衝撃力Ｐ1 に併せて、仮想載荷板１
の質量ｍ1 および変位Ｓ1 と、バネ１０６の衝撃緩和率
ｂ1 およびバネ係数ｃ1 と、既述の仮想載荷板２の質量
ｍ2 および変位Ｓ2 と、測定点の衝撃緩和率ｂ2 および
バネ係数ｃ2 とに対して、 ｍ1・d2Ｓ1／dt2＋Ｐ1 ＝０ ・・・(a) ｍ2・d2Ｓ2／dt2＋ｂ2・dＳ2／dt＋ｃ2・Ｓ2−Ｐ1 ＝０ ・・・(b) の運動方程式が成立する。
て既述の仮想載荷板１が与える衝撃力Ｐ1 を計測し、か
つインタフェース部７５を介してプロセッサ７３にその
衝撃力Ｐ1 を与える。ところで、図９に示す振動系につ
いては、このような衝撃力Ｐ1 に併せて、仮想載荷板１
の質量ｍ1 および変位Ｓ1 と、バネ１０６の衝撃緩和率
ｂ1 およびバネ係数ｃ1 と、既述の仮想載荷板２の質量
ｍ2 および変位Ｓ2 と、測定点の衝撃緩和率ｂ2 および
バネ係数ｃ2 とに対して、 ｍ1・d2Ｓ1／dt2＋Ｐ1 ＝０ ・・・(a) ｍ2・d2Ｓ2／dt2＋ｂ2・dＳ2／dt＋ｃ2・Ｓ2−Ｐ1 ＝０ ・・・(b) の運動方程式が成立する。
【００４４】プロセッサ７３は、加速度センサ１０２か
ら与えられる加速度α(t)(上式(b)の第一項に含まれる
（d2Ｓ2／dt2）に相当する。）を実時間で積分すること
によって、上式(b) の第二項と第三項とそれぞれに含ま
れる速度Ｖ(t)(＝dＳ2／dt）と変位Ｓ(t)(＝Ｓ2)とを算
出すると共に、これらの加速度α(t)、速度Ｖ(t) および
変位Ｓ(t) を主記憶の特定の記憶領域に蓄積する。
ら与えられる加速度α(t)(上式(b)の第一項に含まれる
（d2Ｓ2／dt2）に相当する。）を実時間で積分すること
によって、上式(b) の第二項と第三項とそれぞれに含ま
れる速度Ｖ(t)(＝dＳ2／dt）と変位Ｓ(t)(＝Ｓ2)とを算
出すると共に、これらの加速度α(t)、速度Ｖ(t) および
変位Ｓ(t) を主記憶の特定の記憶領域に蓄積する。
【００４５】また、プロセッサ７３は、上述した処理の
過程では、これらの加速度α(t)、速度Ｖ(t) および変位
Ｓ(t)がそれぞれ極大値をとる時点ｔ0、ｔ1、ｔ2を特定す
ると共に、これらの時点ｔ0、ｔ1、ｔ2における加速度
α(t)、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) の値であるα(t0)、
Ｖ(t0)、Ｓ(t0)、α(t1)、Ｖ(t1)、Ｓ(t1)、α(t2)、Ｖ(t2)、
Ｓ(t2)と、ロードセンサ７２から与えられる衝撃力Ｐ
1(t0)、Ｐ1(t1)、Ｐ1(t2) とを得る。
過程では、これらの加速度α(t)、速度Ｖ(t) および変位
Ｓ(t)がそれぞれ極大値をとる時点ｔ0、ｔ1、ｔ2を特定す
ると共に、これらの時点ｔ0、ｔ1、ｔ2における加速度
α(t)、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) の値であるα(t0)、
Ｖ(t0)、Ｓ(t0)、α(t1)、Ｖ(t1)、Ｓ(t1)、α(t2)、Ｖ(t2)、
Ｓ(t2)と、ロードセンサ７２から与えられる衝撃力Ｐ
1(t0)、Ｐ1(t1)、Ｐ1(t2) とを得る。
【００４６】さらに、プロセッサ７３は、このようにし
て得られた値が上式(b) に適用されてなる ｍ2・α(t0)＋ｂ2・Ｖ(t0)＋ｃ2・Ｓ(t0)−Ｐ1(t0)＝０ ｍ2・α(t1)＋ｂ2・Ｖ(t1)＋ｃ2・Ｓ(t1)−Ｐ1(t1)＝０ ｍ2・α(t2)＋ｂ2・Ｖ(t2)＋ｃ2・Ｓ(t2)−Ｐ1(t2)＝０ の連立方程式の根として、測定点の衝撃緩和率ｂ2 およ
びバネ係数ｃ2 を算出する。
て得られた値が上式(b) に適用されてなる ｍ2・α(t0)＋ｂ2・Ｖ(t0)＋ｃ2・Ｓ(t0)−Ｐ1(t0)＝０ ｍ2・α(t1)＋ｂ2・Ｖ(t1)＋ｃ2・Ｓ(t1)−Ｐ1(t1)＝０ ｍ2・α(t2)＋ｂ2・Ｖ(t2)＋ｃ2・Ｓ(t2)−Ｐ1(t2)＝０ の連立方程式の根として、測定点の衝撃緩和率ｂ2 およ
びバネ係数ｃ2 を算出する。
【００４７】また、プロセッサ７３は、この衝撃緩和率
ｂ2 およびバネ係数ｃ2 を既述の式(10)に代入すること
によって、測定点の弾性係数Ｅおよび粘性抵抗λを算出
する。このように本実施形態によれば、載荷機構部にロ
ードセンサ７２が付加され、かつプロセッサ７３が上述
した手順に基づいて処理を行うことによって、測定点の
衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 が図８に示す従来例
に比べて大幅に効率的に求められる。
ｂ2 およびバネ係数ｃ2 を既述の式(10)に代入すること
によって、測定点の弾性係数Ｅおよび粘性抵抗λを算出
する。このように本実施形態によれば、載荷機構部にロ
ードセンサ７２が付加され、かつプロセッサ７３が上述
した手順に基づいて処理を行うことによって、測定点の
衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 が図８に示す従来例
に比べて大幅に効率的に求められる。
【００４８】したがって、プロセッサ７３について要求
される処理量およびソフトウエアのサイズの大幅な削減
が可能となり、かつ応答性が高められる。なお、本実施
形態では、既述の時点ｔ0、ｔ1、ｔ2 について成立する連
立方程式の根として、測定点の衝撃緩和率ｂ2 およびバ
ネ係数ｃ2 が算出されているが、所望の応答性や精度が
得られるならば、ウエイト１０９の落下に応じて衝撃力
Ｐ 1 が発生した時点以降の如何なる時点がこれらの時点
ｔ0、ｔ1、ｔ2 に代えて適用されてもよい。
される処理量およびソフトウエアのサイズの大幅な削減
が可能となり、かつ応答性が高められる。なお、本実施
形態では、既述の時点ｔ0、ｔ1、ｔ2 について成立する連
立方程式の根として、測定点の衝撃緩和率ｂ2 およびバ
ネ係数ｃ2 が算出されているが、所望の応答性や精度が
得られるならば、ウエイト１０９の落下に応じて衝撃力
Ｐ 1 が発生した時点以降の如何なる時点がこれらの時点
ｔ0、ｔ1、ｔ2 に代えて適用されてもよい。
【００４９】また、本実施形態では、３つの時点ｔ0、ｔ
1、ｔ2 のみにおける加速度α(t)、速度Ｖ(t) および変位
Ｓ(t) の値が適用されてなる単一の連立方程式に基づい
て、測定点の衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 が算出
されているが、その測定点の弾性体としての特性が衝撃
力に応じて生じた変形や破壊、あるいは本来的な構造に
起因して刻々と変化する可能性がある場合には、これら
の衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 については、時間
軸上で先行する２つ以上の時点を含む新たな３つの時点
における加速度α(t)、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) に対
して成立する連立方程式の解として、順次更新されても
よい。
1、ｔ2 のみにおける加速度α(t)、速度Ｖ(t) および変位
Ｓ(t) の値が適用されてなる単一の連立方程式に基づい
て、測定点の衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 が算出
されているが、その測定点の弾性体としての特性が衝撃
力に応じて生じた変形や破壊、あるいは本来的な構造に
起因して刻々と変化する可能性がある場合には、これら
の衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 については、時間
軸上で先行する２つ以上の時点を含む新たな３つの時点
における加速度α(t)、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) に対
して成立する連立方程式の解として、順次更新されても
よい。
【００５０】さらに、このような３つ時点については、
操作表示部１２４を介して操作者によって与えられる指
示に応じて適宜設定あるいは更新されることによって、
測定点の属性、環境条件その他に対する柔軟な適応性が
確保されてもよい。また、本実施形態では、上式(10)で
示される算術演算が行われることによって測定点の弾性
係数Ｅおよび粘性抵抗λが算出されているが、このよう
な算術演算については、その測定点の衝撃緩和率ｂ2 お
よびバネ係数ｃ2 が算出された時点で行われることが要
求されない場合には、例えば、外部に接続された情報端
末や別体のカリキュレータを介して適宜行われてもよ
い。
操作表示部１２４を介して操作者によって与えられる指
示に応じて適宜設定あるいは更新されることによって、
測定点の属性、環境条件その他に対する柔軟な適応性が
確保されてもよい。また、本実施形態では、上式(10)で
示される算術演算が行われることによって測定点の弾性
係数Ｅおよび粘性抵抗λが算出されているが、このよう
な算術演算については、その測定点の衝撃緩和率ｂ2 お
よびバネ係数ｃ2 が算出された時点で行われることが要
求されない場合には、例えば、外部に接続された情報端
末や別体のカリキュレータを介して適宜行われてもよ
い。
【００５１】以下、請求項２、４に記載の発明に対応し
た実施形態について説明する。本実施形態と請求項１に
記載の発明に対応した実施形態との構成の相違点は、通
信ポート７７と、その通信ポート７７と内部バス１２２
とに接続された通信インタフェース部（ＣＩ）７８とが
備えられ、かつプロセッサ７３に代えてプロセッサ７９
が備えられてなる制御部７１Ａが制御部７１に代えて備
えられた点にある。
た実施形態について説明する。本実施形態と請求項１に
記載の発明に対応した実施形態との構成の相違点は、通
信ポート７７と、その通信ポート７７と内部バス１２２
とに接続された通信インタフェース部（ＣＩ）７８とが
備えられ、かつプロセッサ７３に代えてプロセッサ７９
が備えられてなる制御部７１Ａが制御部７１に代えて備
えられた点にある。
【００５２】なお、本実施形態と図２に示すブロック図
との対応関係については、後述する情報端末（図示され
ない。）は情報処理装置２１に対応し、通信ポート７７
および通信インタフェース部７８は伝送路２２に対応
し、プロセッサ７９および通信インタフェース部７８は
計測結果送出手段２３に対応する。以下、図３を参照し
て請求項２、４に記載の発明に対応した本実施形態の動
作を説明する。
との対応関係については、後述する情報端末（図示され
ない。）は情報処理装置２１に対応し、通信ポート７７
および通信インタフェース部７８は伝送路２２に対応
し、プロセッサ７９および通信インタフェース部７８は
計測結果送出手段２３に対応する。以下、図３を参照し
て請求項２、４に記載の発明に対応した本実施形態の動
作を説明する。
【００５３】プロセッサ７９は、加速度センサ１０２か
ら与えられる加速度α(t) を実時間で積分することによ
って、速度Ｖ(t) と変位Ｓ(t) とを算出すると共に、こ
れらの加速度α(t) 、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) を主
記憶の特定の記憶領域に蓄積する。
ら与えられる加速度α(t) を実時間で積分することによ
って、速度Ｖ(t) と変位Ｓ(t) とを算出すると共に、こ
れらの加速度α(t) 、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) を主
記憶の特定の記憶領域に蓄積する。
【００５４】さらに、プロセッサ７９は、通信インタフ
ェース部７８を物理的に駆動することによって、通信ポ
ート７７を介して接続された情報端末（パーソナルコン
ピュータ等）との間に、例えば、ＲＳ−２３２Ｃに準拠
した通信リンクを形成し、かつ上述したように蓄積され
た加速度α(t) 、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) を所定の
形式でその通信リンクに送出する。
ェース部７８を物理的に駆動することによって、通信ポ
ート７７を介して接続された情報端末（パーソナルコン
ピュータ等）との間に、例えば、ＲＳ−２３２Ｃに準拠
した通信リンクを形成し、かつ上述したように蓄積され
た加速度α(t) 、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) を所定の
形式でその通信リンクに送出する。
【００５５】したがって、本実施形態によれば、上述し
た通信リンクが確実に形成される限り、請求項１に記載
の発明に対応した実施形態や図８に示す従来例において
プロセッサ７９、１２３によって行われる演算だけでは
なく、その通信リンクを介して接続された所望の情報端
末の処理量の限りにおいて、測定点の多様な力学的特性
にかかわる柔軟な解析や評価が可能となる。
た通信リンクが確実に形成される限り、請求項１に記載
の発明に対応した実施形態や図８に示す従来例において
プロセッサ７９、１２３によって行われる演算だけでは
なく、その通信リンクを介して接続された所望の情報端
末の処理量の限りにおいて、測定点の多様な力学的特性
にかかわる柔軟な解析や評価が可能となる。
【００５６】なお、本実施形態では、上述した解析や評
価の具体例が何ら示されていないが、図５および図６に
示すように、図８に示す従来例や請求項１に記載の発明
に対応した実施形態と同様にして求められた物理量の
内、 ・ 所望の物理量の自己相関、 ・ 載荷機構部および測定点に個別に形成される振動系
について求められた単一または複数の物理量の相関（例
えば、図５および図６に示される。）、 ・ 所望の複数の複数の物理量の相互相関、 等々として定義される特徴量の算出と、所定の評価基準
に基づくこのような特徴量の評価とが行われてもよい。
価の具体例が何ら示されていないが、図５および図６に
示すように、図８に示す従来例や請求項１に記載の発明
に対応した実施形態と同様にして求められた物理量の
内、 ・ 所望の物理量の自己相関、 ・ 載荷機構部および測定点に個別に形成される振動系
について求められた単一または複数の物理量の相関（例
えば、図５および図６に示される。）、 ・ 所望の複数の複数の物理量の相互相関、 等々として定義される特徴量の算出と、所定の評価基準
に基づくこのような特徴量の評価とが行われてもよい。
【００５７】また、このような特徴量については、測定
点となり得る地盤や路床等について予め実測され、ある
いはこれらの地盤や路床のモデルとして既知の特性を有
する疑似弾性体について理論的に求められると共に、か
つ体系的に蓄積された測定点の構造、媒質、力学的な特
性等々のデータベースを基準とすることによって、実際
に算出された特徴との相関に基づく測定点の構造その他
の予測に供されてもよい。
点となり得る地盤や路床等について予め実測され、ある
いはこれらの地盤や路床のモデルとして既知の特性を有
する疑似弾性体について理論的に求められると共に、か
つ体系的に蓄積された測定点の構造、媒質、力学的な特
性等々のデータベースを基準とすることによって、実際
に算出された特徴との相関に基づく測定点の構造その他
の予測に供されてもよい。
【００５８】さらに、本実施形態では、ＲＳ−２３２Ｃ
に準拠した通信ポート７７を介して上述した加速度α
(t) 、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) が所望の情報端末宛
に送出されているが、このような通信ポート７７には、
このようなＤＴＥ／ＤＣＥインタフェースに限定され
ず、例えば、ＳＣＳＩ、ＳＡＳＩ等々の標準的なバス、
あるいはセントロニクス規格に準拠したパラレルインタ
フェース方式が適用されてもよい。
に準拠した通信ポート７７を介して上述した加速度α
(t) 、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) が所望の情報端末宛
に送出されているが、このような通信ポート７７には、
このようなＤＴＥ／ＤＣＥインタフェースに限定され
ず、例えば、ＳＣＳＩ、ＳＡＳＩ等々の標準的なバス、
あるいはセントロニクス規格に準拠したパラレルインタ
フェース方式が適用されてもよい。
【００５９】また、本実施形態では、上述した加速度α
(t) 、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t)の送出に際して適用
される通信手順、上述した情報端末と対向して行われる
ハンドシェーク（対話）の有無および方式については、
如何なるものが適用されてもよい。さらに、本実施形態
では、プロセッサ７９は通信ポート７７を介して上述し
た加速度α(t) 、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) を送出す
る処理のみを行っているが、例えば、請求項１に記載の
発明に対応した実施形態や図８に示す従来例と同様の演
算が並行して行われてもよい。
(t) 、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t)の送出に際して適用
される通信手順、上述した情報端末と対向して行われる
ハンドシェーク（対話）の有無および方式については、
如何なるものが適用されてもよい。さらに、本実施形態
では、プロセッサ７９は通信ポート７７を介して上述し
た加速度α(t) 、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t) を送出す
る処理のみを行っているが、例えば、請求項１に記載の
発明に対応した実施形態や図８に示す従来例と同様の演
算が並行して行われてもよい。
【００６０】また、本実施形態では、上述した加速度α
(t) 、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t)のみが通信ポート７
７を介して送出されているが、その通信ポート７７のビ
ットレートあるいは適用された通信手順に適応して遅滞
なく送出され、または情報端末が行う処理の課程で対応
関係が保証されるならば、これらの加速度α(t) 、速度
Ｖ(t) および変位Ｓ(t) と共に、並行して求められた如
何なる物理量が併せて送出されてもよい。
(t) 、速度Ｖ(t) および変位Ｓ(t)のみが通信ポート７
７を介して送出されているが、その通信ポート７７のビ
ットレートあるいは適用された通信手順に適応して遅滞
なく送出され、または情報端末が行う処理の課程で対応
関係が保証されるならば、これらの加速度α(t) 、速度
Ｖ(t) および変位Ｓ(t) と共に、並行して求められた如
何なる物理量が併せて送出されてもよい。
【００６１】以下、請求項３に記載の発明に対応した実
施形態について説明する。本実施形態と請求項１に記載
の発明に対応した実施形態との構成の相違点は、係止部
材１１０に代えて係止部材７６が備えられた点にある。
以下、図３を参照して請求項３に記載の発明に対応した
本実施形態の動作を説明する。
施形態について説明する。本実施形態と請求項１に記載
の発明に対応した実施形態との構成の相違点は、係止部
材１１０に代えて係止部材７６が備えられた点にある。
以下、図３を参照して請求項３に記載の発明に対応した
本実施形態の動作を説明する。
【００６２】係止部材７６は、ガイドロッド１０７の内
部に配置され、かつウエイト１０９がこのガイドロッド
１０７の外周側面の何れの箇所に位置する状態であって
も、ハンドル１１０Ａに対して操作者によって行われる
操作に応じてそのウエイト１０９との係止状態を維持
し、あるいは解除する機構を有する。したがって、ウエ
イト１０９がガイドロッド１０７に沿って実際に落下す
る区間の長さｈは、上述したようにハンドル１１０Ａに
対して操作者が行う操作に応じて自在に設定される。
部に配置され、かつウエイト１０９がこのガイドロッド
１０７の外周側面の何れの箇所に位置する状態であって
も、ハンドル１１０Ａに対して操作者によって行われる
操作に応じてそのウエイト１０９との係止状態を維持
し、あるいは解除する機構を有する。したがって、ウエ
イト１０９がガイドロッド１０７に沿って実際に落下す
る区間の長さｈは、上述したようにハンドル１１０Ａに
対して操作者が行う操作に応じて自在に設定される。
【００６３】すなわち、係止部材７６との係止状態が解
除されたウエイト１０９が落下することによって測定点
に与えられる衝撃力は、そのウエイト１０９や載荷板１
０１が交換されることなく、自在に可変される。したが
って、本実施形態によれば、ウエイト１０９によって与
えられる衝撃力に応じて衝撃緩和率ｂ2 やバネ係数ｃ2
の値が異なった値となる地盤、路床その他の多様な測定
点について、支持力等の確認や評価が柔軟に達成され
る。
除されたウエイト１０９が落下することによって測定点
に与えられる衝撃力は、そのウエイト１０９や載荷板１
０１が交換されることなく、自在に可変される。したが
って、本実施形態によれば、ウエイト１０９によって与
えられる衝撃力に応じて衝撃緩和率ｂ2 やバネ係数ｃ2
の値が異なった値となる地盤、路床その他の多様な測定
点について、支持力等の確認や評価が柔軟に達成され
る。
【００６４】なお、上述した各実施形態では、ウエイト
１０９が備えられているが、このようなウエイト１０９
については、衝撃力が所望の精度で確度高く与えられる
ならば、着脱可能な物体で適宜代用されてもよく、必ず
しも専用の部材として備えられなくてもよい。また、上
述した各実施形態では、ウエイト１０９が重力加速度の
みに応じて加速されつつ中心球１０３に向かって落下し
ているが、このようなウエイト１０９には、ガイドロッ
ド１０７その他の部材によって適宜制動力が作用しても
よく、あるいは油圧、空気圧その他が利用されてなる加
速機構を介して強制的な加速がはかられてもよい。
１０９が備えられているが、このようなウエイト１０９
については、衝撃力が所望の精度で確度高く与えられる
ならば、着脱可能な物体で適宜代用されてもよく、必ず
しも専用の部材として備えられなくてもよい。また、上
述した各実施形態では、ウエイト１０９が重力加速度の
みに応じて加速されつつ中心球１０３に向かって落下し
ているが、このようなウエイト１０９には、ガイドロッ
ド１０７その他の部材によって適宜制動力が作用しても
よく、あるいは油圧、空気圧その他が利用されてなる加
速機構を介して強制的な加速がはかられてもよい。
【００６５】さらに、上述した各実施形態では、ウエイ
ト１０９が落下する経路がガイドロッド１０７によって
決定されているが、そのウエイト１０９について所望の
加速あるいは制動がはかられるならば、このような経路
は直線状の鉛直な経路でなくてもよく、かつガイドロッ
ド１０７のようにその経路を維持する部材は何ら備えら
れなくてもよい。
ト１０９が落下する経路がガイドロッド１０７によって
決定されているが、そのウエイト１０９について所望の
加速あるいは制動がはかられるならば、このような経路
は直線状の鉛直な経路でなくてもよく、かつガイドロッ
ド１０７のようにその経路を維持する部材は何ら備えら
れなくてもよい。
【００６６】
【発明の効果】上述したように請求項１に記載の発明で
は、所望の測定点の衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2
と、これらの衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 に基づ
くその測定点の弾性係数Ｅおよび粘性抵抗λの算出が簡
便に、かつ効率的に達成される。
は、所望の測定点の衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2
と、これらの衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 に基づ
くその測定点の弾性係数Ｅおよび粘性抵抗λの算出が簡
便に、かつ効率的に達成される。
【００６７】また、請求項２に記載の発明では、測定点
について、構造や特性に適応した多様な力学的な応答、
解析および評価の柔軟な実現が可能となる。さらに、請
求項３に記載の発明では、所望の衝撃力に柔軟に適応し
て測定点の衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 が簡便に
求められる。また、請求項４に記載の発明では、請求項
２に記載の発明に比べて、ソフトウエアの構成の簡略化
と処理の効率化とがはかられる。
について、構造や特性に適応した多様な力学的な応答、
解析および評価の柔軟な実現が可能となる。さらに、請
求項３に記載の発明では、所望の衝撃力に柔軟に適応し
て測定点の衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ2 が簡便に
求められる。また、請求項４に記載の発明では、請求項
２に記載の発明に比べて、ソフトウエアの構成の簡略化
と処理の効率化とがはかられる。
【００６８】したがって、これらの発明によれば、動的
載荷試験が測定点の環境に適応して迅速に、かつ確度高
く達成され、広範な分野に対するその動的載荷試験の適
用と、個々の分野における多様なニーズに対する柔軟な
適応とが可能となる。
載荷試験が測定点の環境に適応して迅速に、かつ確度高
く達成され、広範な分野に対するその動的載荷試験の適
用と、個々の分野における多様なニーズに対する柔軟な
適応とが可能となる。
【図１】請求項１、３に記載の発明の原理ブロック図で
ある。
ある。
【図２】請求項２、４に記載の発明の原理ブロック図で
ある。
ある。
【図３】請求項１〜４に記載の発明に対応した実施形態
を示す図である。
を示す図である。
【図４】負荷吸収ケースの構造を示す図である。
【図５】特徴量の具体例を示す図(1) である。
【図６】特徴量の具体例を示す図(2) である。
【図７】動的載荷試験装置の第一の構成例を示す図であ
る。
る。
【図８】動的載荷試験装置の第二の構成例を示す図であ
る。
る。
【図９】載荷機構部および測定点に形成される振動系を
示す図である。
示す図である。
１１，１０１ 載荷板 １２ 緩衝手段 １３ 加速度計測手段 １４ 荷重計測手段 １５，４１ 速度・変位算出手段 １６ 測定点評価手段 ２１ 情報処理装置 ２２ 伝送路 ２３ 計測結果送出手段 ３１ 重錘 ３２ 案内手段 ７０，１０４ 負荷吸収ケース ７１，７１Ａ，９０，１２０ 制御部 ７２ ロードセンサ ７３，７９，９３，１２３ プロセッサ ７４ ケーブル ７５，９１，１２１ インタフェース部（ＩＦ） ７６，１１０ 係止部材 ７７ 通信ポート ７８ 通信インタフェース部（ＣＩ） ８０，１００ 載荷機構部 ８１ 三脚 ８１Ａ 頂部 ８２ 案内部材 ８３ ランマ ８３Ａ，１０２ 加速度センサ ８４，１１０Ａ ハンドル ８５ スイッチレバー ８６ 接栓座 ８７ カールコード ８８ 接栓 ８９ インタフェースケーブル ９２，１２２ 内部バス ９４，１２４ 操作表示部 ９５，１２５ プリンタ １０３ 中心球 １０５ 横倒し防止部材 １０６ バネ １０７ ガイドロッド １０８ ウエイト止め部材 １０９ ウエイト １１０ 係止部材 １１１ ケーブル １１２ 運搬用ハンドル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルント・ツォーン 独国、ヘメルテン 39590、エルブリック ３ (72)発明者 ヴォルフガング・ヴァインガルト 独国、エーベルスドルフ 39179、バーレ ベル シュトラッセ ７ａ (72)発明者 鷹野 昭治 神奈川県横浜市神奈川区松見町４丁目1110 番地５ Ｆターム(参考） 2G061 AA13 AB04 BA06 BA19 BA20 CA06 CA20 EA01 EA09 EB05 EC02
Claims (4)
- 【請求項１】 測定点に敷設される載荷板と、 付勢力を有し、かつ外部から与えられる衝撃力を前記載
荷板の頂部に伝達する緩衝手段と、 前記載荷板の頂部の内、前記緩衝手段を介して前記衝撃
力が伝達される箇所、あるいはその箇所の近傍につい
て、その伝達された衝撃力に応じた加速度α(t)を時系
列ｔの順に計測する加速度計測手段と、 前記載荷板の頂部の内、前記衝撃力が伝達される箇所、
あるいはその箇所の近傍について、前記時系列ｔの順に
前記緩衝手段によって伝達された衝撃力Ｐ(t)を計測す
る荷重計測手段と、 前記加速度計測手段によって計測された加速度α(t) を
積分することによって、３つの時刻t0、t1、t2における速
度Ｖ(t0)、Ｖ(t1)、Ｖ(t2)および変位Ｓ(t0)、Ｓ(t1)、Ｓ
(t2) を算出する速度・変位算出手段と、 前記３つの時刻t0、t1、t2について、前記加速度計測手段
と前記荷重計測手段とによって計測された加速度α
(t0)、α(t1)、α(t2)および衝撃力Ｐ(t0)、Ｐ(t1)、Ｐ(t2)
と、前記速度・変位算出手段によって算出された速度
Ｖ(t0)、Ｖ(t1)、Ｖ(t2）および変位Ｓ(t0)、Ｓ(t1)、Ｓ
(t2)と、前記載荷板、前記緩衝手段および前記測定点か
らなる振動系の質量ｍ2 と、その測定点の衝撃緩和率ｂ
2 およびバネ係数ｃ2 とに対してこの振動系について成
立する運動方程式 ｍ2・α(t0)＋ｂ2・Ｖ(t0)＋ｃ2・Ｓ(t0)−Ｐ(t0)＝０ ｍ2・α(t1)＋ｂ2・Ｖ(t1)＋ｃ2・Ｓ(t1)−Ｐ(t1)＝０ ｍ2・α(t2)＋ｂ2・Ｖ(t2)＋ｃ2・Ｓ(t2)−Ｐ(t2)＝０ の根として、これらの衝撃緩和率ｂ2 およびバネ係数ｃ
2 を算出する測定点評価手段とを備えたことを特徴とす
る動的載荷試験装置。 - 【請求項２】 測定点に敷設される載荷板と、 付勢力を有し、かつ外部から与えられる衝撃力を前記載
荷板の頂部に伝達する緩衝手段と、 前記載荷板の頂部の内、前記緩衝手段を介して前記衝撃
力が伝達される箇所、あるいはその箇所の近傍につい
て、その伝達された衝撃力に応じた加速度α(t)を時系
列ｔの順に計測する加速度計測手段と、 前記載荷板の頂部の内、前記衝撃力が伝達される箇所、
あるいはその箇所の近傍について、前記時系列ｔの順に
前記緩衝手段によって伝達された衝撃力Ｐ(t)を計測す
る荷重計測手段と、 情報処理装置との間に形成された伝送路に、前記荷重計
測手段によって計測された衝撃力Ｐ(t) と、前記加速度
計測手段によって計測された加速度α(t) とを送出する
計測結果送出手段とを備えたことを特徴とする動的載荷
試験装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の動的載
荷試験装置において、 衝撃力を与える重錘が加速する軌道を形成し、その軌道
の長さと、この重錘に作用する制動力との双方あるいは
何れか一方の可変が可能である案内手段を備えたことを
特徴とする動的載荷試験装置。 - 【請求項４】 請求項２に記載の動的載荷試験装置にお
いて、 加速度計測手段によって計測された加速度α(t) を積分
することによって、前記時系列ｔの順に速度Ｖ(t) と変
位Ｓ(t) とを算出する速度・変位算出手段を備え、 計測結果送出手段は、 前記加速度計測手段によって計測された加速度α(t) と
荷重計測手段によって計測された衝撃力Ｐ(t) とに併せ
て、前記速度・変位算出手段によって算出された速度Ｖ
(t) および変位Ｓ(t) を伝送路に送出することを特徴と
する動的載荷試験装置。
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1998
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