JP2001033371A - ２軸材料試験機 - Google Patents
２軸材料試験機Info
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- JP2001033371A JP2001033371A JP11208891A JP20889199A JP2001033371A JP 2001033371 A JP2001033371 A JP 2001033371A JP 11208891 A JP11208891 A JP 11208891A JP 20889199 A JP20889199 A JP 20889199A JP 2001033371 A JP2001033371 A JP 2001033371A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 免震ゴム等の大型で変形量の大きな供試体の
試験に際して、従来に比してより高い周波数で変動荷重
を加えても、その変動荷重を負荷するための治具の慣性
力の影響を受けることなく、正確に変動荷重を計測する
ことのできるできる２軸材料試験機を提供する。 【解決手段】 供試体Ｗに対して変動荷重を加えるため
の治具５の加速度を計測する加速度計１２を設け、その
加速度計測結果と当該治具５の質量との積を、変動荷重
計測手段９，２２による計測結果から減算する補正演算
手段２５を設けることによって、変動荷重の計測結果に
含まれる治具５の慣性力の影響を除去する。
試験に際して、従来に比してより高い周波数で変動荷重
を加えても、その変動荷重を負荷するための治具の慣性
力の影響を受けることなく、正確に変動荷重を計測する
ことのできるできる２軸材料試験機を提供する。 【解決手段】 供試体Ｗに対して変動荷重を加えるため
の治具５の加速度を計測する加速度計１２を設け、その
加速度計測結果と当該治具５の質量との積を、変動荷重
計測手段９，２２による計測結果から減算する補正演算
手段２５を設けることによって、変動荷重の計測結果に
含まれる治具５の慣性力の影響を除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、供試体に対して第
１の方向に一定荷重を加えた状態で、その供試体の端部
に、第１の方向に交わる第２の方向に変動荷重を加える
ことによって供試体のせん断試験を行う２軸材料試験機
に関し、特に免震ゴムのせん断試験等を行うのに適した
２軸材料試験機に関する。
１の方向に一定荷重を加えた状態で、その供試体の端部
に、第１の方向に交わる第２の方向に変動荷重を加える
ことによって供試体のせん断試験を行う２軸材料試験機
に関し、特に免震ゴムのせん断試験等を行うのに適した
２軸材料試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】免震ゴム等にせん断試験を行う場合、一
般に、供試体に対して第１の方向への一定荷重を加えた
状態で、第１の方向に交わる第２の方向への変動荷重が
供試体の端部に加えられる。このようなせん断試験を行
う試験機として、従来、図４にその構成例を示すような
２軸材料試験機が用いられている。
般に、供試体に対して第１の方向への一定荷重を加えた
状態で、第１の方向に交わる第２の方向への変動荷重が
供試体の端部に加えられる。このようなせん断試験を行
う試験機として、従来、図４にその構成例を示すような
２軸材料試験機が用いられている。
【０００３】この図４の試験機では、本体フレーム１
に、鉛直負荷ガイド２を介して鉛直負荷治具３を摺動自
在に支持するとともに、その下方には水平負荷ガイド４
を介して水平負荷治具５を摺動自在に支持している。供
試体Ｗは、これらの鉛直負荷治具３と水平負荷治具５の
間に装着され、鉛直負荷治具３を介して鉛直負荷用油圧
アクチュエータ６により鉛直方向に一定の荷重が加えら
れた状態で、水平負荷治具５を介して水平負荷用油圧ア
クチュエータ７によって下端部に対して水平方向への変
動荷重が加えられる。そして、供試体Ｗに作用する鉛直
方向および水平方向への各荷重は、それぞれ鉛直ロード
セル８および水平ロードセル９によって検出され、ま
た、供試体Ｗの鉛直方向および水平方向への変形は、そ
れぞれのアクチュエータ６，７のストロークを検出する
鉛直変位計１０および水平変位計１１によって検出され
るようになっている。また、各ロードセル８，９および
各変位計１０，１１の出力は、それぞれに対応して設け
られたアンプ（図示せず）によって増幅された後、鉛直
荷重計測値、水平荷重計測値、鉛直方向変位計測値およ
び水平方向変位計測値として、各アクチュエータ６，７
の制御に供され、また、試験データとして外部に出力さ
れる。
に、鉛直負荷ガイド２を介して鉛直負荷治具３を摺動自
在に支持するとともに、その下方には水平負荷ガイド４
を介して水平負荷治具５を摺動自在に支持している。供
試体Ｗは、これらの鉛直負荷治具３と水平負荷治具５の
間に装着され、鉛直負荷治具３を介して鉛直負荷用油圧
アクチュエータ６により鉛直方向に一定の荷重が加えら
れた状態で、水平負荷治具５を介して水平負荷用油圧ア
クチュエータ７によって下端部に対して水平方向への変
動荷重が加えられる。そして、供試体Ｗに作用する鉛直
方向および水平方向への各荷重は、それぞれ鉛直ロード
セル８および水平ロードセル９によって検出され、ま
た、供試体Ｗの鉛直方向および水平方向への変形は、そ
れぞれのアクチュエータ６，７のストロークを検出する
鉛直変位計１０および水平変位計１１によって検出され
るようになっている。また、各ロードセル８，９および
各変位計１０，１１の出力は、それぞれに対応して設け
られたアンプ（図示せず）によって増幅された後、鉛直
荷重計測値、水平荷重計測値、鉛直方向変位計測値およ
び水平方向変位計測値として、各アクチュエータ６，７
の制御に供され、また、試験データとして外部に出力さ
れる。
【０００４】ここで、鉛直負荷治具３は、加圧体３ａと
それに固着されて鉛直負荷ガイド２との間に介在するリ
ニア軸受３ｂ、および加圧体３ａと供試体Ｗとの間に介
在してこれら両者を繋ぐ取り付け具３ｃによって構成さ
れ、また、水平負荷治具５は、圧盤５ａとそれに固着さ
れて水平負荷ガイド４との間に介在するリニア軸受５
ｂ、および圧盤５ａと供試体Ｗとの間に介在してこれら
両者を繋ぐ取り付け具５ｃによって構成されている。
それに固着されて鉛直負荷ガイド２との間に介在するリ
ニア軸受３ｂ、および加圧体３ａと供試体Ｗとの間に介
在してこれら両者を繋ぐ取り付け具３ｃによって構成さ
れ、また、水平負荷治具５は、圧盤５ａとそれに固着さ
れて水平負荷ガイド４との間に介在するリニア軸受５
ｂ、および圧盤５ａと供試体Ｗとの間に介在してこれら
両者を繋ぐ取り付け具５ｃによって構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図４に例示
した構造を有する従来の２軸材料試験機を用いて免震ゴ
ムのせん断試験を行う場合、免震ゴムの供試体は一般に
大型であるため、装置全体が大型化し、供試体Ｗを装着
するための鉛直負荷治具３並びに水平負荷治具５も大型
化して重くなり、供試体にもよるが、数百ｋｇから数十
ｔｏｎにも及ぶ場合もある。一定荷重を加えるための鉛
直負荷治具３の大重量化は特に問題とはならないが、変
動荷重を加えるための水平負荷治具５の大重量化は、水
平方向への変動荷重の周波数を高くする場合、あるいは
水平方向への供試体Ｗの変形が大きい場合には、水平ロ
ードセル９の出力が水平負荷治具５の慣性力を含んだも
のとなり、正確な試験を行うことができないという問題
があった。
した構造を有する従来の２軸材料試験機を用いて免震ゴ
ムのせん断試験を行う場合、免震ゴムの供試体は一般に
大型であるため、装置全体が大型化し、供試体Ｗを装着
するための鉛直負荷治具３並びに水平負荷治具５も大型
化して重くなり、供試体にもよるが、数百ｋｇから数十
ｔｏｎにも及ぶ場合もある。一定荷重を加えるための鉛
直負荷治具３の大重量化は特に問題とはならないが、変
動荷重を加えるための水平負荷治具５の大重量化は、水
平方向への変動荷重の周波数を高くする場合、あるいは
水平方向への供試体Ｗの変形が大きい場合には、水平ロ
ードセル９の出力が水平負荷治具５の慣性力を含んだも
のとなり、正確な試験を行うことができないという問題
があった。
【０００６】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、免震ゴム等の大型で変形量の大きな供試体の試
験に際して、従来に比してより高い周波数で変動荷重を
加えても、その変動荷重を負荷するための治具の慣性力
の影響を受けることなく、正確に変動荷重を計測するこ
とのできる２軸材料試験機の提供を目的としている。
もので、免震ゴム等の大型で変形量の大きな供試体の試
験に際して、従来に比してより高い周波数で変動荷重を
加えても、その変動荷重を負荷するための治具の慣性力
の影響を受けることなく、正確に変動荷重を計測するこ
とのできる２軸材料試験機の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に係る発明の２軸材料試験機は、供試体に
対して第１の方向に一定荷重を加えた状態で、その第１
の方向に交わる第２の方向に移動可能で、かつ、供試体
の端部に装着された治具を介して供試体に当該第２の方
向に変動荷重を加えることにより供試体のせん断試験を
行う２軸材料試験機において、上記治具の加速度を計測
する加速度計を備えているとともに、上記第２の方向へ
の荷重を検出する荷重検出手段の出力から、上記加速度
計の出力と上記治具の質量との積を減算することによ
り、当該第２の方向への荷重検出結果を補正する補正演
算手段を備えていることによって特徴づけられる。
め、請求項１に係る発明の２軸材料試験機は、供試体に
対して第１の方向に一定荷重を加えた状態で、その第１
の方向に交わる第２の方向に移動可能で、かつ、供試体
の端部に装着された治具を介して供試体に当該第２の方
向に変動荷重を加えることにより供試体のせん断試験を
行う２軸材料試験機において、上記治具の加速度を計測
する加速度計を備えているとともに、上記第２の方向へ
の荷重を検出する荷重検出手段の出力から、上記加速度
計の出力と上記治具の質量との積を減算することによ
り、当該第２の方向への荷重検出結果を補正する補正演
算手段を備えていることによって特徴づけられる。
【０００８】また、同じ目的を達成するため、請求項２
に係る発明の２軸材料試験機は、供試体に対して第１の
方向に一定荷重を加えた状態で、その第１の方向に交わ
る第２の方向に移動可能で、かつ、供試体の端部に装着
された治具を介して供試体に当該第２の方向に変動荷重
を加えることにより供試体のせん断試験を行う２軸材料
試験機において、２個の供試体を上記第１の方向に沿っ
て並べ、かつ、その各供試体の間に、当該各供試体の互
いに対向する端部が装着される連結治具を介在させ、そ
の連結治具を介して上記第２の方向への変動荷重が加え
られるよう構成されていることによって特徴づけられ
る。
に係る発明の２軸材料試験機は、供試体に対して第１の
方向に一定荷重を加えた状態で、その第１の方向に交わ
る第２の方向に移動可能で、かつ、供試体の端部に装着
された治具を介して供試体に当該第２の方向に変動荷重
を加えることにより供試体のせん断試験を行う２軸材料
試験機において、２個の供試体を上記第１の方向に沿っ
て並べ、かつ、その各供試体の間に、当該各供試体の互
いに対向する端部が装着される連結治具を介在させ、そ
の連結治具を介して上記第２の方向への変動荷重が加え
られるよう構成されていることによって特徴づけられ
る。
【０００９】本発明は、２軸材料試験機において変動荷
重を加えるための治具の慣性力の影響を、従来の機械的
構造を変えることなく補正演算する（請求項１）か、あ
るいは、機械的構造を変えて同治具の慣性力を少なくす
る（請求項２）ことによって、所期の目的を達成しよう
とするものである。
重を加えるための治具の慣性力の影響を、従来の機械的
構造を変えることなく補正演算する（請求項１）か、あ
るいは、機械的構造を変えて同治具の慣性力を少なくす
る（請求項２）ことによって、所期の目的を達成しよう
とするものである。
【００１０】すなわち、請求項１に係る発明では、変動
荷重を加えるための大重量の治具の加速度を加速度計に
よって計測し、その加速度計測結果と当該治具の質量と
の積を、荷重計測手段による変動荷重の計測結果から減
算する補正演算手段を設けることにより、変動荷重の計
測結果に含まれている治具の慣性力による影響をキャン
セルすることができる。
荷重を加えるための大重量の治具の加速度を加速度計に
よって計測し、その加速度計測結果と当該治具の質量と
の積を、荷重計測手段による変動荷重の計測結果から減
算する補正演算手段を設けることにより、変動荷重の計
測結果に含まれている治具の慣性力による影響をキャン
セルすることができる。
【００１１】一方、請求項２に係る発明においては、試
験機に対して２個の供試体を一定荷重の負荷方向に沿わ
せて配置し、その間に連結治具を介在させて各供試体の
端部を装着し、その連結治具を介して各供試体に対して
変動荷重を加える。この構成によると、各供試体に対し
て変動荷重を加えるための連結治具は、実質的に２個の
供試体によってガイドされ、従来の試験機のようにリニ
ア軸受を介してフレームに対して摺動自在に支持する必
要がなくなり、質量を大幅に軽くすることができ、慣性
力の影響が変動荷重の計測結果に及ぶことを少なくする
ことができる。
験機に対して２個の供試体を一定荷重の負荷方向に沿わ
せて配置し、その間に連結治具を介在させて各供試体の
端部を装着し、その連結治具を介して各供試体に対して
変動荷重を加える。この構成によると、各供試体に対し
て変動荷重を加えるための連結治具は、実質的に２個の
供試体によってガイドされ、従来の試験機のようにリニ
ア軸受を介してフレームに対して摺動自在に支持する必
要がなくなり、質量を大幅に軽くすることができ、慣性
力の影響が変動荷重の計測結果に及ぶことを少なくする
ことができる。
【００１２】ここで、本発明においては、請求項１に係
る発明の構成と請求項２に係る発明の構成とを併用して
もよく、その場合、変動荷重を加えるための治具の慣性
力に影響されることなく、従来に比して大幅に高い周波
数、長いストロークの試験が可能となる。
る発明の構成と請求項２に係る発明の構成とを併用して
もよく、その場合、変動荷重を加えるための治具の慣性
力に影響されることなく、従来に比して大幅に高い周波
数、長いストロークの試験が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について説明する。図１は請求項１に
係る発明の実施の形態の全体構成図であり、機械的構成
を表す模式図と、電気的構成を表すブロック図とを併記
して示す図である。
好適な実施の形態について説明する。図１は請求項１に
係る発明の実施の形態の全体構成図であり、機械的構成
を表す模式図と、電気的構成を表すブロック図とを併記
して示す図である。
【００１４】試験機自体の構造は図４に示した従来の構
造とほぼ同等であり、本体フレーム１に対して鉛直負荷
ガイド２を介して鉛直負荷治具３が摺動自在に支持され
ているとともに、その下方には水平負荷ガイド４を介し
て水平負荷治具５が摺動自在に支持されている。鉛直負
荷治具３および水平負荷治具５の具体的構成について
も、図３のものと同等であり、鉛直負荷治具３は加圧体
３ａとリニア軸受３ｂ、および供試体Ｗと加圧体３ａと
を繋ぐ取り付け具３ｃによって構成され、水平負荷治具
５は圧盤５ａとリニア軸受５ｂ、および圧盤５ａと供試
体Ｗとを繋ぐ取り付け具５ｃによって構成されている。
造とほぼ同等であり、本体フレーム１に対して鉛直負荷
ガイド２を介して鉛直負荷治具３が摺動自在に支持され
ているとともに、その下方には水平負荷ガイド４を介し
て水平負荷治具５が摺動自在に支持されている。鉛直負
荷治具３および水平負荷治具５の具体的構成について
も、図３のものと同等であり、鉛直負荷治具３は加圧体
３ａとリニア軸受３ｂ、および供試体Ｗと加圧体３ａと
を繋ぐ取り付け具３ｃによって構成され、水平負荷治具
５は圧盤５ａとリニア軸受５ｂ、および圧盤５ａと供試
体Ｗとを繋ぐ取り付け具５ｃによって構成されている。
【００１５】鉛直負荷治具３と水平負荷治具５の間に装
着された供試体Ｗには、鉛直負荷治具３を介して鉛直負
荷用油圧アクチュエータ６により鉛直方向への一定荷重
が負荷されるとともに、その状態で水平負荷治具５を介
して水平負荷用油圧アクチュエータ７によって水平方向
への変動荷重が負荷される。また、供試体Ｗに作用する
鉛直荷重および水平荷重は、それぞれ鉛直ロードセル８
および水平ロードセル９によって検出され、その各出力
は鉛直荷重計測用アンプ２１、水平荷重計測用アンプ２
２によって増幅される。更に、供試体Ｗの鉛直方向およ
び水平方向への変形は、各油圧アクチュエータ６，７の
ストロークを検出する鉛直変位計１０および水平変位計
１１によって検出され、その各出力は鉛直変位計測用ア
ンプ２３、水平変位計測用アンプ２４によって増幅され
る。
着された供試体Ｗには、鉛直負荷治具３を介して鉛直負
荷用油圧アクチュエータ６により鉛直方向への一定荷重
が負荷されるとともに、その状態で水平負荷治具５を介
して水平負荷用油圧アクチュエータ７によって水平方向
への変動荷重が負荷される。また、供試体Ｗに作用する
鉛直荷重および水平荷重は、それぞれ鉛直ロードセル８
および水平ロードセル９によって検出され、その各出力
は鉛直荷重計測用アンプ２１、水平荷重計測用アンプ２
２によって増幅される。更に、供試体Ｗの鉛直方向およ
び水平方向への変形は、各油圧アクチュエータ６，７の
ストロークを検出する鉛直変位計１０および水平変位計
１１によって検出され、その各出力は鉛直変位計測用ア
ンプ２３、水平変位計測用アンプ２４によって増幅され
る。
【００１６】さて、この実施の形態における特徴は、変
動荷重を加えるための水平負荷治具５に当該治具５の加
速度を計測するための加速度計１２が取り付けられてい
るとともに、水平荷重計測用アンプ２２の出力ＦL はそ
のまま水平荷重計測結果とはならず、補正演算回路２５
によって補正されたうえで水平荷重計測結果ＦLOとして
水平アクチュエータ７の制御に供され、あるいは、試験
データとして出力される点である。
動荷重を加えるための水平負荷治具５に当該治具５の加
速度を計測するための加速度計１２が取り付けられてい
るとともに、水平荷重計測用アンプ２２の出力ＦL はそ
のまま水平荷重計測結果とはならず、補正演算回路２５
によって補正されたうえで水平荷重計測結果ＦLOとして
水平アクチュエータ７の制御に供され、あるいは、試験
データとして出力される点である。
【００１７】補正演算回路２５は、前記した水平荷重計
測用アンプ２２の出力ＦL と、加速度計１２の出力を増
幅する加速度アンプ２５の出力αが入力されるととも
に、あらかじめ入力された水平負荷治具５の質量ＭO を
記憶している。そして、この補正演算回路２５では、 ＦLO＝ＦL −α・ＭO ・・・・（１） の演算により、水平荷重計測用アンプ２２の出力ＦL に
含まれる水平負荷治具５の慣性力α・ＭO を除去して、
水平荷重検出結果ＦLOを算出して出力する。
測用アンプ２２の出力ＦL と、加速度計１２の出力を増
幅する加速度アンプ２５の出力αが入力されるととも
に、あらかじめ入力された水平負荷治具５の質量ＭO を
記憶している。そして、この補正演算回路２５では、 ＦLO＝ＦL −α・ＭO ・・・・（１） の演算により、水平荷重計測用アンプ２２の出力ＦL に
含まれる水平負荷治具５の慣性力α・ＭO を除去して、
水平荷重検出結果ＦLOを算出して出力する。
【００１８】この補正演算回路２５による補正演算によ
り、供試体Ｗに対して加える水平荷重の周波数を高くし
ても、あるいは水平方向へのストロークを大きくして
も、水平ロードセル９に含まれる水平負荷治具５の慣性
力による影響をキャンセルすることができ、供試体Ｗに
作用する水平方向荷重を正確に計測することができる。
図２（Ａ）は以上の本発明の実施の形態を用いて、周波
数２Ｈｚでストローク５０ｍｍの水平荷重を免震ゴムに
対して加えた場合の水平方向への荷重−変位曲線を表す
グラフであり、同図（Ｂ）は、以上の補正演算を行わな
い場合の荷重−繊維曲線を表すグラフである。こられの
グラフから明らかなように、補正演算回路２５による補
正演算を行わない場合には水平負荷治具５の慣性力によ
る影響が水平荷重計測結果に現れ、その影響をなくする
ためには０．１Ｈｚ以下の周波数とする必要があったの
に対し、補正演算回路２５による補正演算によって、周
波数２Ｈｚでも正確に水平荷重を計測することが可能と
なった。
り、供試体Ｗに対して加える水平荷重の周波数を高くし
ても、あるいは水平方向へのストロークを大きくして
も、水平ロードセル９に含まれる水平負荷治具５の慣性
力による影響をキャンセルすることができ、供試体Ｗに
作用する水平方向荷重を正確に計測することができる。
図２（Ａ）は以上の本発明の実施の形態を用いて、周波
数２Ｈｚでストローク５０ｍｍの水平荷重を免震ゴムに
対して加えた場合の水平方向への荷重−変位曲線を表す
グラフであり、同図（Ｂ）は、以上の補正演算を行わな
い場合の荷重−繊維曲線を表すグラフである。こられの
グラフから明らかなように、補正演算回路２５による補
正演算を行わない場合には水平負荷治具５の慣性力によ
る影響が水平荷重計測結果に現れ、その影響をなくする
ためには０．１Ｈｚ以下の周波数とする必要があったの
に対し、補正演算回路２５による補正演算によって、周
波数２Ｈｚでも正確に水平荷重を計測することが可能と
なった。
【００１９】次に、請求項２に係る発明の実施の形態に
ついて述べる。図３はその機械的構成を示す模式的図で
ある。この実施の形態は、鉛直荷重の負荷機構について
は先の実施の形態と同等であるが、１度の試験により２
個の供試体Ｗの試験を行うように構成するとともに、水
平荷重の負荷機構に軽量の連結治具５０を設けた点に特
徴がある。
ついて述べる。図３はその機械的構成を示す模式的図で
ある。この実施の形態は、鉛直荷重の負荷機構について
は先の実施の形態と同等であるが、１度の試験により２
個の供試体Ｗの試験を行うように構成するとともに、水
平荷重の負荷機構に軽量の連結治具５０を設けた点に特
徴がある。
【００２０】すなわち、本体フレーム１に、先の例と同
等の鉛直負荷ガイド２並びに鉛直負荷治具３が設けられ
ているとともに、その下方には、２個の供試体Ｗが鉛直
方向に重ねて配置されて、その各供試体Ｗの間に連結治
具５０が設けられている。連結治具５０は、本体フレー
ム１に対しては非接触であり、２個の供試体Ｗの互いに
対向する面の間に挟み込まれた状態で、その表裏両面が
取り付け具５０ａによって各供試体Ｗに対して繋がれ
る。また、下側の供試体Ｗの下端部は、本体フレーム１
に対して同様の取り付け治具５０ａを介して接続され
る。
等の鉛直負荷ガイド２並びに鉛直負荷治具３が設けられ
ているとともに、その下方には、２個の供試体Ｗが鉛直
方向に重ねて配置されて、その各供試体Ｗの間に連結治
具５０が設けられている。連結治具５０は、本体フレー
ム１に対しては非接触であり、２個の供試体Ｗの互いに
対向する面の間に挟み込まれた状態で、その表裏両面が
取り付け具５０ａによって各供試体Ｗに対して繋がれ
る。また、下側の供試体Ｗの下端部は、本体フレーム１
に対して同様の取り付け治具５０ａを介して接続され
る。
【００２１】各供試体Ｗに対する鉛直方向への一定荷重
の負荷は、先の実施の形態と同様に鉛直負荷治具３を介
して鉛直負荷用油圧アクチュエータ６によって行われ
る。一方、各供試体Ｗに対する水平方向への変動荷重
は、連結治具５０を介して水平負荷用油圧アクチュエー
タ７により負荷される。この実施の形態においては、連
結治具５０の上下方向位置が供試体Ｗの寸法によって変
化して一定とはならないため、水平負荷用油圧アクチュ
エータ７は、本体フレーム１の側方に固定された上下方
向位置決め機構７０によって上下方向位置を調節できる
ようになっている。上下方向位置決め機構７０は、位置
決め用フレーム７１に複数本のねじ棹７２を回動自在に
装着するとともに、その各ねじ棹７２に螺合するナット
７３を介して移動台７４を支持し、その移動台７４上に
水平負荷用油圧アクチュエータ７を支持した構造を有
し、各ねじ棹７２の回動によって水平負荷用油圧アクチ
ュエータ７の上下方向位置を連結治具５０に合致させ得
るようになっている。
の負荷は、先の実施の形態と同様に鉛直負荷治具３を介
して鉛直負荷用油圧アクチュエータ６によって行われ
る。一方、各供試体Ｗに対する水平方向への変動荷重
は、連結治具５０を介して水平負荷用油圧アクチュエー
タ７により負荷される。この実施の形態においては、連
結治具５０の上下方向位置が供試体Ｗの寸法によって変
化して一定とはならないため、水平負荷用油圧アクチュ
エータ７は、本体フレーム１の側方に固定された上下方
向位置決め機構７０によって上下方向位置を調節できる
ようになっている。上下方向位置決め機構７０は、位置
決め用フレーム７１に複数本のねじ棹７２を回動自在に
装着するとともに、その各ねじ棹７２に螺合するナット
７３を介して移動台７４を支持し、その移動台７４上に
水平負荷用油圧アクチュエータ７を支持した構造を有
し、各ねじ棹７２の回動によって水平負荷用油圧アクチ
ュエータ７の上下方向位置を連結治具５０に合致させ得
るようになっている。
【００２２】なお、各供試体Ｗに作用する鉛直荷重は、
これらが直列に配置されて鉛直荷重が加えられるため互
いに等しく、従って先の例と同様に鉛直負荷治具３と鉛
直負荷用アクチュエータ６の間に設けられた１個の鉛直
ロードセル８によって検出される。また、各供試体Ｗに
作用する水平荷重についても、共通の連結治具５０によ
って各供試体Ｗの端部に加えられるために互いに等し
く、従って連結治具５０と水平負荷用油圧アクチュエー
タ７の間に設けられた１個の水平ロードセル９によって
検出される。更に、各供試体Ｗの鉛直方向への変形は、
各供試体Ｗが同等の部材であれば、互いに略同一となる
ため、鉛直負荷用油圧アクチュエータ６のストロークを
検出する鉛直変位計１０によって検出することができ
る。ただし、各供試体Ｗの実際の鉛直方向への変形量
は、鉛直変位計１０による検出結果の１／２となる。ま
た、各供試体Ｗの水平方向への変形は、各供試体Ｗの端
部が共通の連結治具５０に繋がれているために互いに等
しく、水平負荷用油圧アクチュエータ７のストロークを
検出する１個の水平変位計１１によって検出することが
できる。
これらが直列に配置されて鉛直荷重が加えられるため互
いに等しく、従って先の例と同様に鉛直負荷治具３と鉛
直負荷用アクチュエータ６の間に設けられた１個の鉛直
ロードセル８によって検出される。また、各供試体Ｗに
作用する水平荷重についても、共通の連結治具５０によ
って各供試体Ｗの端部に加えられるために互いに等し
く、従って連結治具５０と水平負荷用油圧アクチュエー
タ７の間に設けられた１個の水平ロードセル９によって
検出される。更に、各供試体Ｗの鉛直方向への変形は、
各供試体Ｗが同等の部材であれば、互いに略同一となる
ため、鉛直負荷用油圧アクチュエータ６のストロークを
検出する鉛直変位計１０によって検出することができ
る。ただし、各供試体Ｗの実際の鉛直方向への変形量
は、鉛直変位計１０による検出結果の１／２となる。ま
た、各供試体Ｗの水平方向への変形は、各供試体Ｗの端
部が共通の連結治具５０に繋がれているために互いに等
しく、水平負荷用油圧アクチュエータ７のストロークを
検出する１個の水平変位計１１によって検出することが
できる。
【００２３】以上の実施の形態において特に注目すべき
点は、２個の供試体Ｗに対して水平方向への変動荷重を
加えるための共通の連結治具５０が、本体フレーム１に
対してガイドされずに非接触であり、実質的に２個の供
試体Ｗによってガイドされることによって水平方向に変
位自在となっている点であり、これにより、本体フレー
ム１に対してリニア軸受を介して圧盤を摺動自在に支持
する従来の水平負荷治具に比して大幅に軽量化すること
が可能となる。従って、この水平負荷のための治具の質
量軽減分だけ、水平ロードセル９の出力に現れる治具の
慣性力の影響が軽減される結果、従来に比して高い周波
数で水平方向への変動荷重を加えても正確な試験を行う
ことが可能となる。
点は、２個の供試体Ｗに対して水平方向への変動荷重を
加えるための共通の連結治具５０が、本体フレーム１に
対してガイドされずに非接触であり、実質的に２個の供
試体Ｗによってガイドされることによって水平方向に変
位自在となっている点であり、これにより、本体フレー
ム１に対してリニア軸受を介して圧盤を摺動自在に支持
する従来の水平負荷治具に比して大幅に軽量化すること
が可能となる。従って、この水平負荷のための治具の質
量軽減分だけ、水平ロードセル９の出力に現れる治具の
慣性力の影響が軽減される結果、従来に比して高い周波
数で水平方向への変動荷重を加えても正確な試験を行う
ことが可能となる。
【００２４】ここで、この請求項２に係る発明の実施の
形態でも、水平荷重の負荷サイクルをより高い周波数と
する必要のある場合、連結治具５０の慣性力が水平ロー
ドセル９の出力に影響を及ぼすことになる。従って、そ
の影響をより厳密に除去するためには、請求項１に係る
発明の構成と併用すること、つまり、連結治具５０の加
速度を計測する加速度計を設けて、先の実施の形態と同
様な回路構成のもとに連結治具５０の慣性力を水平ロー
ドセル９による水平方向荷重検出結果から減算する構成
を採用することで、更に高い周波数での試験が可能とな
る。
形態でも、水平荷重の負荷サイクルをより高い周波数と
する必要のある場合、連結治具５０の慣性力が水平ロー
ドセル９の出力に影響を及ぼすことになる。従って、そ
の影響をより厳密に除去するためには、請求項１に係る
発明の構成と併用すること、つまり、連結治具５０の加
速度を計測する加速度計を設けて、先の実施の形態と同
様な回路構成のもとに連結治具５０の慣性力を水平ロー
ドセル９による水平方向荷重検出結果から減算する構成
を採用することで、更に高い周波数での試験が可能とな
る。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明によ
れば、供試体に変動荷重を加えるための治具の加速度を
計測するとともに、その加速度の計測結果と当該軸の質
量との積を、変動荷重の検出結果から減算する補正演算
手段を設けたので、免震ゴム等の大型の供試体の試験に
際して変動荷重負荷用の治具の質量が大きい場合におい
て、変動荷重の周波数を従来に比してより高くしても、
変動荷重負荷用の治具の慣性力の影響を除去した正確な
変動荷重の測定が可能となる。
れば、供試体に変動荷重を加えるための治具の加速度を
計測するとともに、その加速度の計測結果と当該軸の質
量との積を、変動荷重の検出結果から減算する補正演算
手段を設けたので、免震ゴム等の大型の供試体の試験に
際して変動荷重負荷用の治具の質量が大きい場合におい
て、変動荷重の周波数を従来に比してより高くしても、
変動荷重負荷用の治具の慣性力の影響を除去した正確な
変動荷重の測定が可能となる。
【００２６】また、請求項２に係る発明によると、２個
の供試体を一定荷重の負荷方向に沿わせて並べるととも
に、その間に連結治具を介在させて各供試体に接続し、
その連結治具を介して各供試体に変動荷重を加えるか
ら、変動荷重を加えるための治具を従来のようにリニア
軸受等を介してフレームに対して摺動自在に支持する必
要がなくなり、変動荷重負荷用の治具の質量を従来に比
して大幅に軽くすることが可能となり、変動荷重の周波
数を従来に比してより高くしても、治具の慣性力による
影響が変動荷重の計測結果に及ぼす影響を軽減すること
が可能となる。
の供試体を一定荷重の負荷方向に沿わせて並べるととも
に、その間に連結治具を介在させて各供試体に接続し、
その連結治具を介して各供試体に変動荷重を加えるか
ら、変動荷重を加えるための治具を従来のようにリニア
軸受等を介してフレームに対して摺動自在に支持する必
要がなくなり、変動荷重負荷用の治具の質量を従来に比
して大幅に軽くすることが可能となり、変動荷重の周波
数を従来に比してより高くしても、治具の慣性力による
影響が変動荷重の計測結果に及ぼす影響を軽減すること
が可能となる。
【図１】請求項１に係る発明の実施の形態の全体構成図
で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロッ
ク図を併記して示す図である。
で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロッ
ク図を併記して示す図である。
【図２】図１の実施の形態の作用説明図で、（Ａ）は図
１の実施の形態を用いた場合の水平方向への荷重−変位
曲線の実測結果を表すグラフで、（Ｂ）はその補正演算
回路２５による補正演算を施さない状態での水平方向へ
の荷重−変位曲線の実測結果を表すグラフである。
１の実施の形態を用いた場合の水平方向への荷重−変位
曲線の実測結果を表すグラフで、（Ｂ）はその補正演算
回路２５による補正演算を施さない状態での水平方向へ
の荷重−変位曲線の実測結果を表すグラフである。
【図３】請求項２に係る発明の実施の形態の機械的構成
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図４】従来の２軸材料試験機の構成例を示す模式図で
ある。
ある。
１ 本体フレーム ２ 鉛直負荷ガイド ３ 鉛直負荷治具 ４ 水平負荷ガイド ５ 水平負荷治具 ６ 鉛直負荷用油圧アクチュエータ ７ 水平負荷用油圧アクチュエータ ８ 鉛直ロードセル ９ 水平ロードセル １０ 鉛直変位計 １１ 水平変位計 １２ 加速度計 ２１ 鉛直荷重計測用アンプ ２２ 水平荷重計測用アンプ ２３ 鉛直変位計測用アンプ ２４ 水平変位計測用アンプ ２５ 補正演算回路 ２６ 加速度アンプ ５０ 連結治具 ５０ａ 取り付け具 ７０ 上下方向位置決め機構 Ｗ 供試体
Claims (2)
- 【請求項１】 供試体に対して第１の方向に一定荷重を
加えた状態で、その第１の方向に交わる第２の方向に移
動可能で、かつ、供試体の端部に装着された治具を介し
て供試体に当該第２の方向に変動荷重を加えることによ
り供試体のせん断試験を行う２軸材料試験機において、 上記治具の加速度を検出する加速度計を備えているとと
もに、上記第２の方向への荷重を検出する荷重検出手段
の出力から、上記加速度計の出力と上記治具の質量との
積を減算することにより、当該第２の方向への荷重検出
結果を補正する補正演算手段を備えていることを特徴と
する２軸材料試験機。 - 【請求項２】 供試体に対して第１の方向に一定荷重を
加えた状態で、その第１の方向に交わる第２の方向に移
動可能で、かつ、供試体の端部に装着された治具を介し
て供試体に当該第２の方向に変動荷重を加えることによ
り供試体のせん断試験を行う２軸材料試験機において、 ２個の供試体を上記第１の方向に沿って並べ、かつ、そ
の各供試体の間に、当該各供試体の互いに対向する端部
が装着される連結治具を介在させ、その連結治具を介し
て上記第２の方向への変動荷重が加えられるよう構成さ
れていることを特徴とする２軸材料試験機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11208891A JP2001033371A (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | ２軸材料試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11208891A JP2001033371A (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | ２軸材料試験機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001033371A true JP2001033371A (ja) | 2001-02-09 |
Family
ID=16563847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11208891A Pending JP2001033371A (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | ２軸材料試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001033371A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100679138B1 (ko) | 2005-11-03 | 2007-02-05 | 국방과학연구소 | 6축 하중 교정장치 |
| KR100928017B1 (ko) | 2008-01-11 | 2009-11-24 | 평화산업주식회사 | 방진고무를 2방향에서 시험하기 위한 지그 |
| KR101133561B1 (ko) * | 2009-10-23 | 2012-04-05 | 주식회사 대한항공 | 2축 재료 시험기 |
| CN102539225A (zh) * | 2011-12-28 | 2012-07-04 | 河海大学 | 位移和力双控制柱压弯性能自平衡测试装置及测试方法 |
| CN102539240A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-07-04 | 河海大学 | 水平和竖向荷载耦合作用下柱性能测试装置及方法 |
| WO2016004778A1 (zh) * | 2014-07-08 | 2016-01-14 | 长沙达永川机电科技有限公司 | 一种同时域多频段液压试验系统及其控制方法 |
| CN107036883A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-11 | 西南交通大学 | 道床纵向阻力滞回性能测试模型建立装置、方法及系统 |
| KR20180058567A (ko) * | 2016-11-24 | 2018-06-01 | (재)한국건설생활환경시험연구원 | 전자 유압 제어를 이용한 2축 역학 시험 시스템 |
| KR101925783B1 (ko) | 2018-06-26 | 2018-12-06 | 성균관대학교산학협력단 | 용접 이음부의 피로 내구성능 평가를 위한 시편 지그장치 |
| JP2020046186A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | カヤバ システム マシナリー株式会社 | 振動試験機 |
-
1999
- 1999-07-23 JP JP11208891A patent/JP2001033371A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100679138B1 (ko) | 2005-11-03 | 2007-02-05 | 국방과학연구소 | 6축 하중 교정장치 |
| KR100928017B1 (ko) | 2008-01-11 | 2009-11-24 | 평화산업주식회사 | 방진고무를 2방향에서 시험하기 위한 지그 |
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| KR101866275B1 (ko) * | 2016-11-24 | 2018-06-11 | (재)한국건설생활환경시험연구원 | 전자 유압 제어를 이용한 2축 역학 시험 시스템 |
| KR20180058567A (ko) * | 2016-11-24 | 2018-06-01 | (재)한국건설생활환경시험연구원 | 전자 유압 제어를 이용한 2축 역학 시험 시스템 |
| CN107036883A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-08-11 | 西南交通大学 | 道床纵向阻力滞回性能测试模型建立装置、方法及系统 |
| CN107036883B (zh) * | 2017-05-15 | 2019-12-03 | 西南交通大学 | 道床纵向阻力滞回性能测试模型建立装置、方法及系统 |
| KR101925783B1 (ko) | 2018-06-26 | 2018-12-06 | 성균관대학교산학협력단 | 용접 이음부의 피로 내구성능 평가를 위한 시편 지그장치 |
| JP2020046186A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | カヤバ システム マシナリー株式会社 | 振動試験機 |
| JP7148336B2 (ja) | 2018-09-14 | 2022-10-05 | Ｋｙｂ株式会社 | 振動試験機 |
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