JP2011053014A

JP2011053014A - Impact testing machine

Info

Publication number: JP2011053014A
Application number: JP2009200335A
Authority: JP
Inventors: Hidekatsu Kanehashi; 秀豪金橋; Shinichiro Takahashi; 伸一郎高橋
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2011-03-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an impact testing machine capable of precisely and easily measuring impact strength in the case of collision of an automobile, or the like, and further, accurately and freely setting the deformation speed, when a jointing element, or the like, for composing automobile parts is loaded with impact energy. <P>SOLUTION: The impact testing machine 1 executes impact test, by allowing an impact body 3 to collide with an impact block 6. In the impact testing machine, high-pressure air supplied to inner-layer side cylinder spaces 27 is twice larger than that supplied between outer-layer side cylinder spaces 26, and the speed of the impact body 3 to be discharged can be adjusted, by adjusting at least one air pressure from among high-pressure airs supplied to the inner-layer side cylinder space 27 that constitutes a shooting machine 4 and high-pressure air supplied to the outer-layer side cylinder spaces 26. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車をはじめとする輸送車両に用いられる構造部材のうち高い衝突安全性能が要求される部品に用いられる接合体等に、衝撃荷重が負荷されたときの強度を測定し、安全性を評価するために用いられる衝撃試験装置に関するものである。 The present invention measures the strength when an impact load is applied to a joined body or the like used for a part that requires high collision safety performance among structural members used for transportation vehicles including automobiles, and safety. The present invention relates to an impact test apparatus used for evaluating the above.

従来から自動車をはじめとする輸送車両の設計に際しては、衝突安全性能を確保することが非常に重要な要件の一つとなっている。一方で、近年、炭酸ガス等の地球温暖化ガスの排出抑制のため、エンジン等の燃費改善技術に加えて、車体の軽量化が急務の課題となっている。そのため、車体を鋼板からアルミニウム板などへ材料置換する技術や、高強度鋼板開発および素材適用技術の開発が重要視されてきている。しかしながら、これら新たに開発された技術を適用した自動車等の車体は、従来の鋼板を用いて作製した車体とは、必ずしも衝突安全性能は同一ではないため、衝突安全性能を確保するために、改めて衝突エネルギー吸収部材等の衝撃試験を実施する必要がある。 Conventionally, when designing a transportation vehicle such as an automobile, it is one of the very important requirements to ensure collision safety performance. On the other hand, in recent years, in order to suppress emission of global warming gas such as carbon dioxide gas, in addition to fuel efficiency improvement technology such as an engine, weight reduction of the vehicle body has become an urgent issue. Therefore, importance has been placed on the technology for replacing the material of the vehicle body from a steel plate to an aluminum plate, the development of a high-strength steel plate and the material application technology. However, car bodies such as automobiles to which these newly developed technologies are applied do not necessarily have the same crash safety performance as that of a car body made using conventional steel plates. It is necessary to conduct an impact test on a collision energy absorbing member.

また、自動車等の衝突においては、衝撃エネルギー吸収部材は大きく変形し、その衝突時の衝撃は部分的には歪み速度で１０^３ｓ^−１以上にも達する。しかしながら、従来から衝撃試験に用いられている衝撃試験装置は、材料の高速変形特性を、一台だけで試験、評価することができるものではなく、衝撃試験は、技術的なハードルが高い試験評価技術の一つとなっていた。 Further, in the collision of an automobile or the like, the impact energy absorbing member is greatly deformed, and the impact at the time of the collision partially reaches 10 ³ s ⁻¹ or more at the strain rate. However, conventional impact test equipment used for impact tests cannot test and evaluate the high-speed deformation characteristics of materials with just one unit. Impact tests have high technical hurdles. It became one of the technologies.

従って、安定した信頼性の高い計測技術を兼ね備え、且つ種々の変形速度での強度データベースを構築することができれば、ＦＥＭによる衝突シミュレーションにおける変形速度を考慮した解析評価を高精度に行えるだけでなく、車両或いは部材設計における衝突性能を大きく向上させることができると期待することができる。 Therefore, if we have a stable and reliable measurement technology and can build a strength database at various deformation speeds, not only can we perform analysis evaluation considering deformation speed in collision simulation by FEM with high accuracy, It can be expected that the collision performance in the vehicle or member design can be greatly improved.

従来から一般的に衝撃試験装置としては、シャルピー衝撃試験装置やアイゾット衝撃試験装置が標準的な試験装置として知られている。しかしながら、これらの試験装置は、材料の破断に要した衝撃エネルギーを基に評価する試験装置であって、インパクトの速度を変化させることはできても、衝撃力が負荷された際の応力と変形量（歪み）の関係までを評価することはできない。 Conventionally, Charpy impact test devices and Izod impact test devices are generally known as standard test devices as impact test devices. However, these test devices are based on the impact energy required to break the material and can change the speed of impact, but the stress and deformation when impact force is applied. It is not possible to evaluate the relationship of quantity (distortion).

また、材料の動的・衝撃強度特性を評価することができる衝撃試験装置としては、スプリット・ホプキンソン棒法衝撃試験装置が知られている。このスプリット・ホプキンソン棒法衝撃試験装置を用いた試験では、入力棒と出力棒といった２本の応力棒の間に試験片を挿入し、その入力棒の一端に、圧縮空気などを駆動力として打撃棒を高速で衝突させて、応力棒に貼り付けた歪みゲージ出力から、一次元波動伝播理論によって、高歪み速度領域における応力と変形量（歪み）の関係を評価することができる。 As an impact test apparatus capable of evaluating the dynamic / impact strength characteristics of a material, a split-Hopkinson bar method impact test apparatus is known. In the test using this split-Hopkinson bar method impact test apparatus, a test piece is inserted between two stress bars such as an input bar and an output bar, and one end of the input bar is hit with compressed air as a driving force. The relationship between the stress and the amount of deformation (strain) in the high strain rate region can be evaluated from the strain gauge output attached to the stress rod by colliding the rod at high speed by the one-dimensional wave propagation theory.

しかしながら、このスプリット・ホプキンソン棒法衝撃試験装置を用いた試験では、打撃棒の入力速度が大きいほど衝撃弾性波挙動を長時間計測することができるが、試験片を高延性材料で形成した場合は、その試験片が破断するまでの応力と変形量（歪み）の関係を求めることは非常に困難である。すなわち、この試験装置を用いた試験では、試験評価が可能な速度域は限定されており、歪み速度が１０^３ｓ^−１程度の弾性域から甦生域に入った変形１０％程度までの評価が行えるに過ぎない。また、応力棒の一軸性が要求されるため、試験毎の精度管理が非常に困難であるという欠点もある。 However, in this test using the split-Hopkinson bar method impact test device, the impact elastic wave behavior can be measured for a longer time as the input speed of the striking bar increases, but when the test piece is made of a highly ductile material, It is very difficult to obtain the relationship between stress and deformation (strain) until the test piece breaks. That is, in the test using this test apparatus, the speed range in which the test evaluation can be performed is limited, and the evaluation from the elastic range where the strain rate is about 10 ³ s ^{−1 to} about 10% of the deformation entering the agitation range. It can only be done. In addition, since the uniaxiality of the stress bar is required, there is a drawback that it is very difficult to manage accuracy for each test.

一方で、高延性材料までを含む材料の破断までの動的・衝撃強度特性を測定、評価することができる衝撃試験装置としては、例えば、特許文献１に示すようなワンバー法と呼ばれる衝撃試験装置が知られている。この衝撃試験装置を用いた試験では、１本の応力棒に試験片を治具固定し、その治具を介して試験片をインパクトブロック（衝撃ブロック）に取り付けて試験を行う。詳しくは、インパクトブロックの端面にガイドレールに沿って加速されたハンマーを衝突させることにより、試験片を引っ張り、その際の応力を応力棒に貼り付けた歪みゲージ出力から検出して、高速度域における応力と変形量（歪み）の関係を測定、評価する試験法である。 On the other hand, as an impact test apparatus capable of measuring and evaluating dynamic / impact strength characteristics until breakage of materials including high ductility materials, for example, an impact test apparatus called a one bar method as shown in Patent Document 1 It has been known. In the test using this impact test apparatus, a test piece is fixed to one stress bar with a jig, and the test piece is attached to an impact block (impact block) via the jig to perform the test. Specifically, by colliding an accelerated hammer along the guide rail against the end face of the impact block, the test piece is pulled, and the stress at that time is detected from the strain gauge output affixed to the stress bar. This is a test method for measuring and evaluating the relationship between stress and deformation (strain).

しかしながら、このワンバー法では、ハンマーを加速する駆動源としてゴム繊維からなる紐を用い、人力によってそのゴム紐を一定回数巻き取って十分に引き伸ばし、一気にゴム紐を開放することによって試験を実施する。ワンバー法は、このような方法で試験を実施するため、ゴム紐を巻き取る人の技量等や試験毎によるバラツキ、また誤差が大きく、正確なデータを得ることは非常に難しく、再現性の高い高速度域における応力と変形量（歪み）の関係を測定、評価する試験としては、このワンバー法は適切な試験方法とはいえない。 However, in this one-bar method, a test is performed by using a string made of rubber fiber as a driving source for accelerating the hammer, winding the rubber string a certain number of times by human power, stretching it sufficiently, and opening the rubber string at a stretch. Since the One Bar method is used for testing in this way, the skill of the person who winds the rubber string, variations due to each test, and large errors, it is very difficult to obtain accurate data, and the reproducibility is high. As a test for measuring and evaluating the relationship between stress and deformation (strain) in the high speed range, this one-bar method is not an appropriate test method.

そこで、本発明者らは、自動車等の衝突時の衝撃強度を精度良く、且つ簡便に計測することができる衝撃試験装置として、特許文献２に示す発明を提案した。しかしながら、自動車等の衝突時に負荷される衝突エネルギーは衝突速度等の違いによって様々であり、自動車部品等を構成する接合体等に衝撃エネルギーが負荷される際の変形速度を、精度良く、且つ自在に設定することができる衝撃試験装置を開発することが新たな課題として残っていた。 Therefore, the present inventors have proposed the invention shown in Patent Document 2 as an impact test apparatus capable of accurately and easily measuring the impact strength at the time of collision of an automobile or the like. However, the collision energy loaded at the time of a car collision varies depending on the collision speed and the like, and the deformation speed when impact energy is loaded on a joined body constituting an automobile part etc. can be accurately and freely controlled. The development of an impact test device that can be set to a new problem remains.

特開２００４−４０３２号公報JP 2004-4032 A 特開２００７−２１２４１６号公報JP 2007-212416 A

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、自動車等の衝突時の衝撃強度を精度良く、且つ簡便に計測することができ、更には、試験において、自動車部品等を構成する接合体等に衝撃エネルギーが負荷される際の変形速度を、精度良く、且つ自在に設定することが可能な衝撃試験装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and can accurately and easily measure the impact strength at the time of a collision of an automobile or the like. An object of the present invention is to provide an impact test apparatus capable of accurately and freely setting a deformation speed when impact energy is applied to a body or the like.

請求項１記載の発明は、筒状の発射管内に収容された打撃体を、前記発射管の先端側に位置する衝撃ブロックに向けて、前記発射管の基端側に設けられた発射装置から噴出された高圧空気により発射させることで、前記打撃体を前記衝撃ブロックに衝突させることにより衝撃試験を実施する衝撃試験装置であって、前記発射装置は、外表面を形成する筒状体と、その筒状体の両端面を被覆する前後の蓋板と、その筒状体の内側に設けられた筒状隔壁と、その筒状隔壁の内側に設けられたピストンとから構成されており、前記筒状隔壁で仕切られた外側が外層側シリンダー空間、前記筒状隔壁で仕切られた内側が内層側シリンダー空間となっており、前記筒状隔壁の前側の蓋板寄りには、前記外層側シリンダー空間と前記内層側シリンダー空間を連通する連通孔が形成されていると共に、その前記前側の蓋板には高圧空気の噴出口が形成されており、前記発射装置は、前記内層側シリンダー空間に高圧空気を供給して前記ピストンを前進させ、前記前側の蓋板の噴出口を前記ピストンで閉塞した後、前記外層側シリンダー空間に高圧空気を供給し、更にその後、前記内層側シリンダー空間の高圧空気を瞬時に排気することで前記ピストンを後退させ、前記外層側シリンダー空間の高圧空気を前記連通孔を介して前記噴出口から噴出させて、前記打撃体を発射するように構成されており、前記内層側シリンダー空間に供給する高圧空気は、前記外層側シリンダー空間に供給する高圧空気の、２倍以上の空気圧であると共に、前記内層側シリンダー空間に供給する高圧空気と、前記外層側シリンダー空間に供給する高圧空気のうち、少なくとも一方の空気圧を調整することができるように構成されていることを特徴とする衝撃試験装置である。 According to the first aspect of the present invention, the impacting body accommodated in the cylindrical launch tube is directed from the launch device provided on the proximal end side of the launch tube toward the impact block positioned on the distal end side of the launch tube. An impact test apparatus that conducts an impact test by causing the impacting body to collide with the impact block by firing with the jetted high-pressure air, the launching apparatus comprising: a cylindrical body that forms an outer surface; The front and rear cover plates that cover both end faces of the cylindrical body, a cylindrical partition wall provided inside the cylindrical body, and a piston provided inside the cylindrical partition wall, The outside partitioned by the cylindrical partition is the outer layer side cylinder space, the inside partitioned by the cylindrical partition is the inner layer side cylinder space, and the outer layer side cylinder is located near the front cover plate of the cylindrical partition. Space and cylinder space on the inner layer side A communication hole for communication is formed, and a jet port for high-pressure air is formed in the front cover plate, and the launching device supplies the high-pressure air to the inner-layer side cylinder space so that the piston is After the forward movement, the jet port of the front lid plate is closed with the piston, high pressure air is supplied to the outer layer side cylinder space, and thereafter, the high pressure air in the inner layer side cylinder space is instantaneously exhausted. A high pressure supplied to the inner layer side cylinder space is configured to retreat a piston and eject high pressure air in the outer layer side cylinder space from the jet port through the communication hole to fire the impacting body. The air is at least twice the air pressure of the high pressure air supplied to the outer layer side cylinder space, and the high pressure air supplied to the inner layer side cylinder space and the outer layer side Among the high-pressure air supplied to Linder space, an impact test apparatus characterized by being configured to be able to adjust at least one of the air pressure.

請求項２記載の発明は、前記発射管と前記発射装置は着脱自在であり、前記発射管内に収容された前記打撃体の発射前の設置位置を、前記発射管の背面側から前後に調整できるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の衝撃試験装置である。 According to a second aspect of the present invention, the launch tube and the launch device are detachable, and the installation position of the striker accommodated in the launch tube before firing can be adjusted from the back side to the front and rear of the launch tube. The impact test apparatus according to claim 1, which is configured as described above.

本発明の請求項１記載の衝撃試験装置によると、自動車等の衝突時の衝撃強度を精度良く、且つ簡便に計測することができる上に、更には、内層側シリンダー空間に供給する高圧空気の空気圧と、外層側シリンダー空間に供給する高圧空気の空気圧のうち、少なくとも一方を調整することにより、打撃体の発射時の初期の速度等を調整することができ、自動車部品等を構成する接合体等に衝撃エネルギーが負荷される際の変形速度を、精度良く、且つ自在に設定することが可能となる。また、発射装置の内部構造を、外層側シリンダー空間と内層側シリンダー空間とよりなる二層構造とすることにより、打撃体を瞬時に加速することが可能になる。 According to the impact test apparatus of claim 1 of the present invention, it is possible to accurately and easily measure the impact strength at the time of collision of an automobile or the like, and furthermore, the high pressure air supplied to the inner layer side cylinder space can be measured. By adjusting at least one of the air pressure and the air pressure of the high-pressure air supplied to the outer layer side cylinder space, the initial speed at the time of launching the impacting body can be adjusted, and the joined body constituting the automobile part etc. It is possible to set the deformation speed when impact energy is applied to the sensor accurately and freely. In addition, by making the internal structure of the launching device a two-layer structure including an outer layer side cylinder space and an inner layer side cylinder space, it is possible to instantaneously accelerate the impacting body.

また、内層側シリンダー空間に供給する高圧空気は、外層側シリンダー空間に供給する高圧空気の、２倍以上の空気圧であるため、内層側シリンダー空間に続いて、外層側シリンダー空間に高圧空気を供給した際に、外層側シリンダー空間に供給した高圧空気が、連通孔を介して内層側シリンダー空間、更には連通孔および噴出口を介して発射管内に漏れ出すことがない。 The high-pressure air supplied to the inner-layer side cylinder space is more than twice the air pressure of the high-pressure air supplied to the outer-layer side cylinder space, so high-pressure air is supplied to the outer-layer side cylinder space following the inner-layer side cylinder space. In this case, the high-pressure air supplied to the outer layer side cylinder space does not leak into the launch tube through the communication hole and the inner layer side cylinder space, and further through the communication hole and the ejection port.

本発明の請求項２記載の衝撃試験装置によると、打撃体の発射前の設置位置を発射装置とは分離させた発射管の背面側から調整することで、打撃体が衝撃ブロックに到達するまでの距離（寸法）を調整することができるため、自動車部品等を構成する接合体等に衝撃エネルギーが負荷される際の変形速度を、より精度良く、且つより自在に設定することができる。 According to the impact test apparatus of claim 2 of the present invention, by adjusting the installation position of the impacting body before launching from the back side of the launch tube separated from the launching apparatus, until the impacting body reaches the impact block Since the distance (dimension) can be adjusted, the deformation speed when impact energy is applied to a joined body or the like constituting an automobile part or the like can be set more accurately and more freely.

本発明の一実施形態を示すもので、打撃体が待機位置にある状態を示す衝撃試験装置の一部欠切側面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially cutaway side view of an impact test apparatus showing a state where an impacting body is in a standby position according to an embodiment of the present invention. 同実施形態を示すもので、打撃体が衝撃ブロックに衝突した状態を示す衝撃試験装置の一部欠切側面図である。FIG. 3 is a partially cutaway side view of an impact test apparatus showing a state where the impacting body collides with the impact block, showing the embodiment. 同実施形態を示すもので、内層側シリンダー空間に高圧空気を供給した状態を示す発射装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the launcher which shows the same embodiment and shows the state which supplied the high pressure air to the inner layer side cylinder space. 同実施形態を示すもので、外層側シリンダー空間に高圧空気を供給した状態を示す発射装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the launcher which shows the same embodiment and shows the state which supplied the high pressure air to the outer layer side cylinder space. 同実施形態を示すもので、内層側シリンダー空間から高圧空気を排気して噴出口から外層側シリンダー空間の高圧空気を噴出した状態を示す発射装置の縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the launching apparatus showing the same embodiment and showing a state in which high pressure air is exhausted from the inner layer side cylinder space and high pressure air in the outer layer side cylinder space is ejected from the ejection port. 同実施形態の試験に用いる試験体を示す平面図である。It is a top view which shows the test body used for the test of the same embodiment. 同実施形態の試験に用いる試験体を示す側面図である。It is a side view which shows the test body used for the test of the same embodiment. 同実施形態の試験に用いる試験体を示す正面図である。It is a front view which shows the test body used for the test of the embodiment. 同実施形態の試験に用いる試験体をせん断モード試験用の連結部材を用いて連結した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which connected the test body used for the test of the embodiment using the connection member for a shear mode test. 同実施形態の試験に用いる試験体を剥離モード試験用の連結部材を用いて連結した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which connected the test body used for the test of the embodiment using the connection member for peeling mode tests. 同実施形態の試験に用いる試験体をせん断−剥離混合モード試験用の連結部材を用いて連結した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which connected the test body used for the test of the embodiment using the connection member for a shearing-peeling mixed mode test. 同実施形態の衝撃試験装置を用いて衝撃試験を実施している状態を示し、（ａ）は打撃体が発射され衝撃ブロックに衝突する直前の状態を示す要部縦断面図、（ｂ）は打撃体が衝撃ブロックに衝突した状態を示す要部縦断面図、（ｃ）は打撃体が衝撃ブロックに衝突し、試験体を破壊した状態を示す要部縦断面図である。A state in which an impact test is performed using the impact test apparatus of the embodiment is shown, (a) is a main part longitudinal sectional view showing a state immediately before the impacting body is launched and collides with the impact block, and (b). FIG. 4C is a main part longitudinal cross-sectional view showing a state where the impacting body collides with the impact block, and FIG. 5C is a main part longitudinal cross-sectional view showing a state where the impacting body collides with the impact block and destroys the test body. 内層側シリンダー空間の空気圧を一定とし、外層側シリンダー空間の空気圧、打撃体の設置位置を夫々変えて、打撃体が衝撃ブロックに衝突する直前の速度を測定した実施例での試験結果を示すグラフ図である。Graph showing test results in an example in which the air pressure in the inner layer side cylinder space is constant, the air pressure in the outer layer side cylinder space, and the installation position of the impacting body are changed, and the speed immediately before the impacting body collides with the impact block is measured. FIG. 打撃体の設置位置を変えて、打撃体の初速度を測定した実施例での試験結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the test result in the Example which changed the installation position of the impacting body and measured the initial velocity of the impacting body.

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

図１および図２は本発明の一実施形態の衝撃試験装置を示し、図１は打撃体が発射前の待機位置にある状態を、図２は発射した打撃体が衝撃ブロックに衝突した状態を夫々示す。尚、図２は後述する計測系の図示を省略している。 1 and 2 show an impact test apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state where the impacting body is in a standby position before firing, and FIG. 2 shows a state where the impacted impacting body collides with the impact block. Each one is shown. Note that FIG. 2 does not show a measurement system which will be described later.

図１および図２において、１は本発明の衝撃試験装置を示し、その衝撃試験装置１は架台１１に支持され、内部に打撃体３を収容する円筒状の発射管２と、その発射管２の基端（後端）側に接続して設けられた発射装置４と、発射管２の先端（前端）側に位置する衝撃ブロック６を基に構成されている。この発射管２と発射装置４は分離させることができ、着脱自在であるように構成されている。 1 and 2, reference numeral 1 denotes an impact test apparatus according to the present invention. The impact test apparatus 1 is supported by a gantry 11 and has a cylindrical launch tube 2 that houses an impacting body 3 therein, and the launch tube 2. The launching device 4 is connected to the proximal end (rear end) side of the projecting device and the impact block 6 is located on the distal end (front end) side of the launch tube 2. The launch tube 2 and the launch device 4 can be separated from each other and are configured to be detachable.

まず、発射管２内部の詳細構成と衝撃ブロック６、並びにそれらの関係等について説明する。 First, the detailed configuration inside the launch tube 2, the impact block 6, the relationship between them, and the like will be described.

円筒状の発射管２の内部には、先に説明したように、打撃体３が収容されている。この打撃体３は略円筒形状で空洞部３ａを有しており、発射管２との間の摺動抵抗を低減するために、その前後の部位のみが他の部位と比較して大径となっている。このように、打撃体３の外周面のうち、発射管２の内周面に接触する部位を、この大径となった前後部等、打撃体３の外周面の一部だけとすることが、発射管２との間の摺動抵抗を低減することができることで好ましい。尚、この打撃体３は単なる円筒形状で、摺動抵抗が考慮されていないものであっても構わない。 As described above, the impacting body 3 is accommodated in the cylindrical launch tube 2. This striking body 3 has a substantially cylindrical shape and has a hollow portion 3a. In order to reduce sliding resistance with the launch tube 2, only the front and rear portions thereof have a larger diameter than other portions. It has become. As described above, the portion of the outer peripheral surface of the impacting body 3 that is in contact with the inner peripheral surface of the launch tube 2 may be a part of the outer peripheral surface of the impacting body 3 such as the front and rear portions having the large diameter. It is preferable that the sliding resistance with the launch tube 2 can be reduced. The striking body 3 may be a simple cylindrical shape that does not take sliding resistance into consideration.

この打撃体３の内側の空洞部３ａには、発射管２の内部にその発射管２と同心状に内蔵された円筒状のガイド５が極僅かな隙間を介して挿通している。このガイド５の長さは、発射管２の長さと略同じ長さである。打撃体３はその内周面がガイド５の外周面に極僅かな隙間を介して略接触するようにして設けられており、そのガイド５に沿って前方、すなわち、発射管２の基端側から先端側に向けて発射される。 A cylindrical guide 5 incorporated concentrically with the firing tube 2 is inserted through the hollow portion 3a inside the impacting body 3 with a very small gap. The length of the guide 5 is substantially the same as the length of the launch tube 2. The striking body 3 is provided so that the inner peripheral surface thereof is substantially in contact with the outer peripheral surface of the guide 5 through a very small gap, and forward along the guide 5, that is, the proximal end side of the launch tube 2. Is fired toward the tip side.

尚、図１に示す打撃体３の発射前の設置位置は、発射管２の内部の発射装置４寄りの位置であるが、この打撃体３の発射前の設置位置を前後の位置に調整することで、打撃体３が衝撃ブロック６に到達するまでの距離（寸法）を調整することができる。 In addition, although the installation position before launching of the impacting body 3 shown in FIG. 1 is a position near the launching device 4 inside the launching tube 2, the installation position before launching of the impacting body 3 is adjusted to the front and rear positions. Thus, the distance (dimension) until the impacting body 3 reaches the impact block 6 can be adjusted.

ガイド５の内部には、出力棒７が設けられている。この出力棒７の形状は円柱状であり、その長さは、発射管２およびガイド５の長さと略同じ長さである。この出力棒７の外径はガイド５の内径より小さく、図１２に示すように、その先端側含む複数の位置で、スペーサーの役割をなす複数個のリング状支持部材１８により支持されており、発射管２並びにガイド５と同心状に配置されている。また、この出力棒７の先端側には、歪みゲージ８が貼着されている。 An output rod 7 is provided inside the guide 5. The shape of the output rod 7 is cylindrical, and the length thereof is substantially the same as the length of the launch tube 2 and the guide 5. The outer diameter of the output rod 7 is smaller than the inner diameter of the guide 5 and is supported by a plurality of ring-shaped support members 18 serving as spacers at a plurality of positions including the tip side as shown in FIG. It is arranged concentrically with the launch tube 2 and the guide 5. A strain gauge 8 is attached to the tip end side of the output rod 7.

この出力棒７の先端と衝撃ブロック６の間には、図９〜１１に示す連結部材４３〜４５を介して試験体１０が設けられる。その構成については後ほど詳細に説明する。 A test body 10 is provided between the tip of the output rod 7 and the impact block 6 via connecting members 43 to 45 shown in FIGS. The configuration will be described in detail later.

衝撃ブロック６は、架台１１上に設けられたフリーローラ９の上に配置されている。この衝撃ブロック６は、図２に示すように、発射された打撃体３が衝突すると、フリーローラ９上を、図２に示す左側（先端側）に移動しようとし、連結部材４３〜４５を介して試験体１０に高速で引張荷重を負荷する。 The impact block 6 is disposed on a free roller 9 provided on the gantry 11. As shown in FIG. 2, the impact block 6 tries to move on the free roller 9 to the left side (tip side) shown in FIG. Then, a tensile load is applied to the test body 10 at a high speed.

打撃体３が衝撃ブロック６に衝突することにより発生する試験体１０への引張荷重は、試験体１０を連結した連結部材４３〜４５によって、出力棒７に一次元縦弾性波（歪み波）として伝播する。この歪みの時刻暦変化を、出力棒７に貼着された歪みゲージ８で検出し、図１に示すように、ホィートストンブリッジ回路１２、歪みアンプ１３を介してデジタルスコープ１４へ送信し、且つ記録する。この縦弾性波（歪み波）の時刻暦デジタルデータをパソコン（図示しない）へ転送し、校正係数を乗じることで、試験体１０に作用した衝撃荷重を求めることができる。 The tensile load applied to the test body 10 caused by the impacting body 3 colliding with the impact block 6 is applied to the output rod 7 as a one-dimensional longitudinal elastic wave (distortion wave) by the connecting members 43 to 45 connecting the test body 10. Propagate. This strain change in the time calendar is detected by a strain gauge 8 attached to the output rod 7, and transmitted to the digital scope 14 through the Wheatstone bridge circuit 12 and the strain amplifier 13 as shown in FIG. And record. By transferring the time calendar digital data of this longitudinal elastic wave (distortion wave) to a personal computer (not shown) and multiplying by a calibration coefficient, the impact load acting on the test body 10 can be obtained.

尚、出力棒７は、試験体１０に作用する衝撃荷重による歪み範囲が弾性範囲内以上である直径、或いは強度（弾性範囲）を有する材料で形成されている。また、この出力棒７は、試験体１０の破壊に要する時間より、出力棒７の中を伝播する縦弾性波（歪み波）が、出力棒７の基端で反射して出力棒７の先端側の歪みゲージ８の位置まで戻ってくるまでの時間より長くなるだけの十分な長さを有する金属棒で形成されていることが望ましい。 The output rod 7 is formed of a material having a diameter or strength (elastic range) in which the strain range due to the impact load acting on the test body 10 is equal to or greater than the elastic range. In addition, the output bar 7 reflects the longitudinal elastic wave (distortion wave) propagating through the output bar 7 at the base end of the output bar 7 from the time required for breaking the test body 10, and the distal end of the output bar 7. It is desirable that the metal rod is formed of a metal rod having a sufficient length so as to be longer than the time required to return to the position of the strain gauge 8 on the side.

また、出力棒７の歪みゲージ８は、出力棒７の先端からその出力棒７の直径の３倍以上離れた位置に貼着されていることが望ましい。連結部材４３〜４５が連結された出力棒７の先端部付近に歪みゲージ８が貼着されている場合は、断面内の歪み分布が一様でない可能性がある。経験的な理論ではあるが、サンブナンの理論から歪みゲージ８は、出力棒７の先端からその出力棒７の直径の３倍以上離れた位置に貼着されることが望ましい。 Further, it is desirable that the strain gauge 8 of the output rod 7 is attached to a position away from the tip of the output rod 7 by three times or more the diameter of the output rod 7. When the strain gauge 8 is attached near the tip of the output rod 7 to which the connecting members 43 to 45 are connected, the strain distribution in the cross section may not be uniform. Although it is an empirical theory, it is desirable that the strain gauge 8 is attached to a position at least three times the diameter of the output rod 7 from the tip of the output rod 7 according to the Sambunan theory.

更には、この歪みゲージ８によって、試験体１０に作用する衝撃力を、出力棒７の中を伝播する一次元弾性波動による歪みとして検出し、予め求めておいた歪みと荷重との静的な関係を示す校正係数を歪み検出値に乗じることによって、衝撃荷重の時刻暦変化を測定できるように構成することが望ましい。 Further, the strain gauge 8 detects an impact force acting on the test body 10 as a strain caused by a one-dimensional elastic wave propagating through the output rod 7, and statically calculates the strain and load obtained in advance. It is desirable to be able to measure the change in time of the impact load by multiplying the distortion detection value by a calibration coefficient indicating the relationship.

このように構成することで、打撃体３の衝突によって発生する反射波の影響が及ばない範囲で、試験体１０を破壊することができる。衝撃引張荷重波形は、試験体１０の接合部が破断することによって急激に減少することから、それまでに生じた最大荷重が、試験体１０の接合部の衝撃強度として得られる。 By comprising in this way, the test body 10 can be destroyed in the range which the influence of the reflected wave which generate | occur | produces by the collision of the impact body 3 does not reach. Since the impact tensile load waveform sharply decreases when the joint portion of the test body 10 breaks, the maximum load generated so far is obtained as the impact strength of the joint portion of the test body 10.

また、図１に示すように、発射管２の先端部付近には、一定の間隔を開けて光電管１５ａ、１５ｂが取り付けられており、発射された打撃体３が夫々の光電管１５ａ、１５ｂの前を通過する時刻を検知することができるように構成されている。この検知された時刻信号が、アンプ１６を介してデジタルオシロスコープ１７に送信、記録される。 Further, as shown in FIG. 1, photoelectric tubes 15a and 15b are attached in the vicinity of the distal end portion of the firing tube 2 with a certain interval, and the fired impacting body 3 is placed in front of the respective photoelectric tubes 15a and 15b. It is comprised so that the time which passes can be detected. The detected time signal is transmitted to the digital oscilloscope 17 through the amplifier 16 and recorded.

この光電管１５ａ、１５ｂの間隔と検知された通過時刻から、打撃体３の衝撃初速度Ｖを求めることができる。詳しく説明すると、この求められた初速度Ｖと打撃体３の質量ｍから、Ｅ＝１／２ｍＶ^２という式を用いて、試験体１０に負荷される衝撃エネルギーＥを求めることができる。 From the interval between the photoelectric tubes 15a and 15b and the detected passage time, the impact initial velocity V of the impacting body 3 can be obtained. More specifically, the impact energy E applied to the test body 10 can be obtained from the obtained initial velocity V and the mass m of the impacting body 3 using the equation E = 1/2 mV ² .

次に、本発明の要点の一つでもある発射装置４の構成を、図３〜５に基づいて詳細に説明する。 Next, the configuration of the launching device 4 that is one of the essential points of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

発射装置４は、その外表面を形成する円筒状の筒状体２０と、その筒状体２０の前後両端面を被覆する蓋板２４ａ、２４ｂと、その筒状体２０の内側に筒状体２０と同心状に設けられた筒状体２０より小径の円筒状の筒状隔壁２５と、その筒状隔壁２５の内側に進退自在に設けられた円筒状のピストン２９とから構成されている。 The launcher 4 includes a cylindrical tubular body 20 that forms an outer surface thereof, lid plates 24 a and 24 b that cover both front and rear end faces of the tubular body 20, and a tubular body on the inner side of the tubular body 20. The cylindrical partition wall 25 is smaller in diameter than the cylindrical body 20 provided concentrically with the cylindrical body 20, and the cylindrical piston 29 is provided inside the cylindrical partition wall 25 so as to be movable forward and backward.

ピストン２９の外周面と、筒状隔壁２５の内周面は、気密に接触しており、その少なくとも一方が弾性材で形成されていることが好ましい。また、ピストン２９の前方側は円盤状のピストンヘッド２９ａとなっており、このピストンヘッド２９ａの前面と、前側の蓋板２４ａの内面（後面）も、ピストン２９が前進した際に、気密に接触するよう少なくとも一方が弾性材で形成されていることが好ましい。 It is preferable that the outer peripheral surface of the piston 29 and the inner peripheral surface of the cylindrical partition wall 25 are in airtight contact, and at least one of them is formed of an elastic material. The front side of the piston 29 is a disc-shaped piston head 29a, and the front surface of the piston head 29a and the inner surface (rear surface) of the front cover plate 24a are also in airtight contact when the piston 29 moves forward. It is preferable that at least one is made of an elastic material.

発射装置４の内部には、筒状体２０と筒状隔壁２５で、二層の空間が形成されており、筒状隔壁２０で仕切られた外側に形成された筒状体２０との間の空間が外層側シリンダー空間２６、筒状隔壁２０の内側が内層側シリンダー空間２７となっている。 Inside the launching device 4, a two-layer space is formed by the tubular body 20 and the tubular partition wall 25, and between the tubular body 20 formed on the outside partitioned by the tubular partition wall 20. The space is an outer layer side cylinder space 26, and the inner side of the cylindrical partition wall 20 is an inner layer side cylinder space 27.

筒状隔壁２５の前側の蓋板２４ａ寄りには、外層側シリンダー空間２６と内層側シリンダー空間２７を連通する連通孔２５が形成されており、ピストン２９が後退した状態では、この連通孔２５が開放した状態となるが、ピストン２９が前進した状態では、この連通孔２５はピストン２９の外周面で被覆され閉塞した状態となる。 A communication hole 25 communicating the outer layer side cylinder space 26 and the inner layer side cylinder space 27 is formed near the front cover plate 24a of the cylindrical partition wall 25. When the piston 29 is retracted, the communication hole 25 is formed. Although it is in an open state, when the piston 29 moves forward, the communication hole 25 is covered and closed by the outer peripheral surface of the piston 29.

また、前側の蓋板２４ａには、後で説明する高圧空気の噴出口２１が複数形成されており、先に説明した筒状隔壁２５の連通孔２５と同様に、ピストン２９が後退した状態では、この噴出口２１は開放した状態となるが、ピストン２９が前進した状態では、この噴出口２１はピストンヘッド２９ａの前面で被覆され閉塞した状態となる。 The front lid plate 24a is formed with a plurality of high-pressure air jets 21 to be described later. Like the communication hole 25 of the cylindrical partition wall 25 described above, the piston 29 is retracted. The jet port 21 is open, but when the piston 29 is advanced, the jet port 21 is covered with the front surface of the piston head 29a and closed.

図３〜５に示す２３は、外層側シリンダー空間２６に高圧空気を供給する給気管である。また、２８は、内層側シリンダー空間２７の内部に高圧空気を供給する給気管であり、３０は、内層側シリンダー空間２７から供給された高圧空気を瞬時に排気する排気管である。これら給気管２３、２８、および排気管３０には切替弁が設けられている。 Reference numeral 23 shown in FIGS. 3 to 5 denotes an air supply pipe for supplying high-pressure air to the outer layer side cylinder space 26. Reference numeral 28 denotes an air supply pipe for supplying high-pressure air into the inner layer-side cylinder space 27, and reference numeral 30 denotes an exhaust pipe for instantaneously exhausting the high-pressure air supplied from the inner layer-side cylinder space 27. These supply pipes 23 and 28 and the exhaust pipe 30 are provided with switching valves.

続いて、この発射装置４の動作状態について説明する。 Next, the operating state of the launcher 4 will be described.

打撃体３の発射にあたっては、まず、図３に示すように、給気管２８から内層側シリンダー空間２７の内部に高圧空気を供給する。高圧空気を供給すると、ピストン２９は筒状隔壁２５で囲まれた内層側シリンダー空間２７内を前進し、ピストンヘッド２９ａの前面が前側の蓋板２４ａの内面に圧接した状態で停止する。このとき、前側の蓋板２４ａに形成された噴出口２１は、ピストンヘッド２９ａの前面で被覆され閉塞した状態となる。 In launching the impacting body 3, first, as shown in FIG. 3, high-pressure air is supplied from the air supply pipe 28 into the inner layer side cylinder space 27. When high-pressure air is supplied, the piston 29 moves forward in the inner layer side cylinder space 27 surrounded by the cylindrical partition wall 25, and stops in a state where the front surface of the piston head 29a is in pressure contact with the inner surface of the front lid plate 24a. At this time, the ejection port 21 formed in the front lid plate 24a is covered and closed by the front surface of the piston head 29a.

続いて、図４に示すように、給気管２３から外層側シリンダー空間２６の内部に高圧空気を供給する。この外層側シリンダー空間２６の内部に供給する高圧空気の空気圧は、内層側シリンダー空間２７の内部に供給する高圧空気の空気圧より小さいことが望ましい。更には、外層側シリンダー空間２６の内部に供給する高圧空気の空気圧は、内層側シリンダー空間２７の内部に供給する高圧空気の空気圧の１／２以下であること、言い換えれば、内層側シリンダー空間に供給する高圧空気は、外層側シリンダー空間に供給する高圧空気の、２倍以上の空気圧であることがより望ましい。 Subsequently, as shown in FIG. 4, high-pressure air is supplied from the air supply pipe 23 into the outer layer side cylinder space 26. The air pressure of the high pressure air supplied to the inside of the outer layer side cylinder space 26 is preferably smaller than the air pressure of the high pressure air supplied to the inside of the inner layer side cylinder space 27. Furthermore, the air pressure of the high pressure air supplied to the inside of the outer layer side cylinder space 26 is ½ or less of the air pressure of the high pressure air supplied to the inside of the inner layer side cylinder space 27, in other words, the inner layer side cylinder space. It is more desirable that the high-pressure air to be supplied has an air pressure that is twice or more that of the high-pressure air supplied to the outer layer side cylinder space.

外層側シリンダー空間２６の高圧空気と、内層側シリンダー空間２７の高圧空気の、空気圧の関係を以上に説明したようにすることで、内層側シリンダー空間２７に続いて、外層側シリンダー空間２６に高圧空気を供給した際に、外層側シリンダー空間２６に供給した高圧空気が、連通孔２５を介して内層側シリンダー空間２７、更には連通孔２５および噴出口２１を介して発射管２内に漏れ出すことがない。 The relationship between the high pressure air in the outer layer side cylinder space 26 and the high pressure air in the inner layer side cylinder space 27 is explained above, so that the high pressure in the outer layer side cylinder space 26 is increased after the inner layer side cylinder space 27. When air is supplied, the high-pressure air supplied to the outer layer side cylinder space 26 leaks into the launch tube 2 through the communication hole 25 and further through the inner layer side cylinder space 27, and further through the communication hole 25 and the ejection port 21. There is nothing.

外層側シリンダー空間２６と内層側シリンダー空間２７に、共に高圧空気が充填された状態で、図５に示すように、内層側シリンダー空間２７側の高圧空気を瞬時に排気することで、外層側シリンダー空間２６内の高圧空気は、噴出口２１から噴出され、発射管２内の待機位置にある打撃体３を、衝撃ブロック６に向けて発射する。 As shown in FIG. 5, with the outer layer side cylinder space 26 and the inner layer side cylinder space 27 both filled with high pressure air, the high layer air on the inner layer side cylinder space 27 side is instantaneously exhausted, so that the outer layer side cylinder is exhausted. The high-pressure air in the space 26 is ejected from the ejection port 21, and the impacting body 3 at the standby position in the launch tube 2 is launched toward the impact block 6.

より詳しく説明すると、外層側シリンダー空間２６と内層側シリンダー空間２７に、共に高圧空気が充填された状態で、排気管３０の切替弁を開放すると、内層側シリンダー空間２６内の高圧空気は、排気管３０から瞬時に排気され、内層側シリンダー空間２７内のピストン２９は後退する。ピストン２９の後退により、連通孔２５並びに噴出口２１は開放するので、外層側シリンダー空間２６内の高圧空気は、連通孔２５を通って噴出口２１から勢いよく噴出し、打撃体３の背面に衝撃力を負荷する。この衝撃力が負荷された打撃体３は瞬時に加速され、衝撃ブロック６に向けて発射される。 More specifically, when the switching valve of the exhaust pipe 30 is opened in a state where both the outer layer side cylinder space 26 and the inner layer side cylinder space 27 are filled with high pressure air, the high pressure air in the inner layer side cylinder space 26 is exhausted. The pipe 30 is exhausted instantaneously, and the piston 29 in the inner layer side cylinder space 27 moves backward. Since the communication hole 25 and the ejection port 21 are opened by the retreat of the piston 29, the high-pressure air in the outer layer side cylinder space 26 is expelled from the ejection port 21 through the communication hole 25, and reaches the back surface of the impacting body 3. Apply impact force. The impacting body 3 loaded with the impact force is instantaneously accelerated and fired toward the impact block 6.

このように、発射装置４を、外層側シリンダー空間２６と内層側シリンダー空間２７とよりなる二層構造とすることにより、打撃体３を瞬時に加速することが可能になる。一層構造とする場合は、電磁バルブを用いることが考えられるが、このように構成しても噴出口の開放には秒オーダーの時間を要し、打撃体３を瞬時に加速することはできない。 Thus, by making the launching device 4 into a two-layer structure including the outer layer side cylinder space 26 and the inner layer side cylinder space 27, the impacting body 3 can be accelerated instantaneously. In the case of a single-layer structure, it is conceivable to use an electromagnetic valve. However, even if configured in this way, it takes time on the order of seconds to open the ejection port, and the impacting body 3 cannot be accelerated instantaneously.

以上説明したように、この発射装置４は、外層側シリンダー空間２６と内層側シリンダー空間２７とよりなる二層構造とすることにより、高圧空気噴出機構２２を構成している。 As described above, the launching device 4 constitutes the high-pressure air ejection mechanism 22 by adopting a two-layer structure including the outer layer side cylinder space 26 and the inner layer side cylinder space 27.

次に、本発明の衝撃試験装置１で用いる試験体１０並びに連結部材４３〜４５の構成について、詳細に説明する。尚、試験体１０並びに連結部材４３〜４５の大きさ（縦横の幅）は、打撃体３の空洞部３ａの径より小さい必要があり、試験体１０並びに連結部材４３〜４５をこのような大きさとすることで、打撃体３は、試験体１０並びに連結部材４３〜４５の周囲を通過して衝撃ブロック６に衝突することができる。 Next, the structure of the test body 10 and the connection members 43 to 45 used in the impact test apparatus 1 of the present invention will be described in detail. In addition, the magnitude | size (length and width) of the test body 10 and the connection members 43-45 needs to be smaller than the diameter of the cavity part 3a of the impact body 3, and the test body 10 and the connection members 43-45 are such a magnitude | size. By doing so, the impacting body 3 can pass around the test body 10 and the connection members 43 to 45 and collide with the impact block 6.

この試験体１０は、図６〜８に示すように、ニ体の溝形材４０ａ、４０ｂのウエブ（接合面）を背中合わせとし、スポット溶接４１で接合することにより構成されている。また、夫々の溝形材４０ａ、４０ｂの片側或いは両側のフランジには連結孔４２ａ、４２ｂが形成されており、図９〜１１に示すように、これら連結孔４２ａ、４２ｂを介して、ピンやボルト（図示せず）で両側の連結部材４３〜４５と連結される。この両側の連結部材４３〜４５は、夫々出力棒７の先端と、衝撃ブロック６に連結される。 As shown in FIGS. 6 to 8, the test body 10 is configured by joining the webs (joint surfaces) of the two channel members 40 a and 40 b back to back and joining them by spot welding 41. Further, connecting holes 42a and 42b are formed in the flanges on one side or both sides of the respective groove members 40a and 40b. As shown in FIGS. 9 to 11, via these connecting holes 42a and 42b, pins and It connects with the connection members 43-45 of both sides with a volt | bolt (not shown). The connecting members 43 to 45 on both sides are connected to the tip of the output rod 7 and the impact block 6, respectively.

連結部材４３〜４５としては、図９に示す試験体１０のせん断モード試験用の連結部材４３、図１０に示す試験体１０の剥離モード試験用の連結部材４４、図１１に示す試験体１０のせん断−剥離混合モード試験用の連結部材４５等、複数種の連結部材がある。 As the connection members 43 to 45, the connection member 43 for the shear mode test of the test body 10 shown in FIG. 9, the connection member 44 for the peeling mode test of the test body 10 shown in FIG. 10, and the test body 10 shown in FIG. There are a plurality of types of connecting members such as a connecting member 45 for a shear-peeling mixed mode test.

図９に示す試験体１０のせん断モード試験用の連結部材４３を用いて試験体１０を連結した試験では、衝撃ブロック６に打撃体３が衝突すると、矢印方向に作用する引張荷重が作用し、試験体１０の接合面にはせん断方向の引張力が働き、結果として試験体１０のスポット溶接４１された部位にせん断力が作用する。 In the test in which the test body 10 is connected using the connection member 43 for the shear mode test of the test body 10 shown in FIG. 9, when the impacting body 3 collides with the impact block 6, a tensile load acting in the direction of the arrow acts, A tensile force in the shearing direction acts on the joint surface of the test body 10, and as a result, a shearing force acts on the spot welded portion 41 of the test body 10.

図１０に示す試験体１０の剥離モード試験用の連結部材４４を用いて試験体１０を連結した試験では、衝撃ブロック６に打撃体３が衝突すると、矢印方向に作用する引張荷重が作用し、試験体１０の接合面には直交する方向の引張力が働き、結果として試験体１０のスポット溶接４１を引き剥がそうとする剥離力が作用する。 In the test in which the test body 10 is connected using the connection member 44 for the peeling mode test of the test body 10 shown in FIG. 10, when the impacting body 3 collides with the impact block 6, a tensile load acting in the direction of the arrow acts, A tensile force in a direction orthogonal to the joint surface of the test body 10 acts, and as a result, a peeling force that tries to peel off the spot weld 41 of the test body 10 acts.

図１１に示す試験体１０のせん断−剥離混合モード試験用の連結部材４５を用いて試験体１０を連結した試験では、衝撃ブロック６に打撃体３が衝突すると、矢印方向に作用する引張荷重が作用し、試験体１０の接合面には前記引張荷重に傾斜した角度の引張力が働き、結果として試験体１０のスポット溶接４１された部位には、せん断力と剥離力が同時に負荷されるせん断−剥離混合力が作用する。 In the test in which the test body 10 is connected using the connection member 45 for the shear-peeling mixed mode test of the test body 10 shown in FIG. 11, when the impacting body 3 collides with the impact block 6, a tensile load acting in the arrow direction is applied. The tensile force of the angle inclined to the said tensile load acts on the joint surface of the test body 10, and as a result, the shearing force and the peeling force are simultaneously applied to the spot welded portion 41 of the test body 10 -A peeling mixing force acts.

以上に示したような複数種の連結部材４３〜４５を用いて衝撃試験を行うことで、試験体１０に高速で引張応力を負荷させて、せん断モードや剥離モード等任意の負荷モードにおける試験体１０の衝撃接合強度を測定できるので、剥離力とせん断力が複合された様々な条件の荷重下での接合体（試験体１０）の強度特性を評価することが可能となる。 By performing an impact test using a plurality of types of connecting members 43 to 45 as described above, a tensile stress is applied to the test body 10 at a high speed, and the test body in an arbitrary load mode such as a shear mode or a peeling mode. Since the impact bonding strength of 10 can be measured, it is possible to evaluate the strength characteristics of the bonded body (test body 10) under loads under various conditions in which the peeling force and the shearing force are combined.

次に、本発明の衝撃試験装置１を用い、試験体１０を連結部材４４で夫々出力棒７の先端と衝撃ブロック６に連結して、衝撃試験を実施した際の状況を、図１２（ａ）〜（ｃ）に基づき説明する。 Next, using the impact test apparatus 1 of the present invention, the test body 10 is connected to the tip of the output rod 7 and the impact block 6 by the connecting member 44, and the situation when the impact test is performed is shown in FIG. ) To (c).

図１２（ａ）は、打撃体３が発射され衝撃ブロック６に衝突する直前の状態を示す。この状態から打撃体３は更に前方に進み、図１２（ｂ）に示すように、衝撃ブロック６に衝突するが、打撃体３には、試験体１０並びに連結部材４４の大きさより大きな径の空洞部３ａが形成されているため、打撃体３は、試験体１０並びに連結部材４４の周囲を通過し、衝撃ブロック６に確実に衝突する。 FIG. 12A shows a state immediately before the impacting body 3 is fired and collides with the impact block 6. From this state, the impacting body 3 further moves forward and collides with the impact block 6 as shown in FIG. 12B. However, the impacting body 3 has a cavity with a diameter larger than the size of the test body 10 and the connecting member 44. Since the portion 3 a is formed, the impacting body 3 passes around the test body 10 and the connecting member 44 and reliably collides with the impact block 6.

打撃体３が衝突した衝撃ブロック６は、図２に示すように、フリーローラ９上を左側（前側）に移動しようとし、連結部材４４に高速の引張荷重が付与され、また、試験体１０には高速で剥離力が作用する。その際、出力棒７に貼着された歪みゲージ８によって、引張荷重により出力棒７に作用した高速歪みを検出することができる。更に、衝撃ブロック６に衝突した打撃体３は、慣性により衝撃ブロック６を左側（前側）に移動させるので、図１２（ｃ）に示すように、試験体１０は破壊に至る。 As shown in FIG. 2, the impact block 6 with which the impacting body 3 has collided tries to move to the left side (front side) on the free roller 9, and a high-speed tensile load is applied to the connecting member 44. The peeling force acts at high speed. At that time, the strain gauge 8 attached to the output rod 7 can detect the high-speed strain applied to the output rod 7 due to the tensile load. Furthermore, since the impacting body 3 that collided with the impact block 6 moves the impact block 6 to the left (front side) due to inertia, the test body 10 is destroyed as shown in FIG.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and the present invention is implemented with appropriate modifications within a range that can meet the gist of the present invention. These are all included in the technical scope of the present invention.

図１示す本発明の衝撃試験装置を用いて衝撃試験を実施した。この試験では、発射装置の内層側シリンダーに供給する高圧空気の空気圧を１２．５ＫＰａで固定し、外層側シリンダーに供給する高圧空気の空気圧を図１３に示すように変化させた。また、打撃体の発射前の発射管内での設置位置を変化させた。尚、打撃体の設置位置は図１に示す設置位置を０ｍｍとして発射管内で前後に移動させた。図１に示す設置位置より発射装置に近づけた場合についても試験を実施した（「−」でその設置位置を示す）。この試験で使用した打撃体はＳＵＳ６３０鋼製とし、材料強度や耐久性などを考慮して熱処理を施した。 An impact test was performed using the impact test apparatus of the present invention shown in FIG. In this test, the air pressure of the high pressure air supplied to the inner layer side cylinder of the launcher was fixed at 12.5 KPa, and the air pressure of the high pressure air supplied to the outer layer side cylinder was changed as shown in FIG. Also, the installation position in the launch tube before the impactor was launched was changed. The installation position of the impacting body was moved back and forth within the launch tube with the installation position shown in FIG. A test was also conducted in the case of approaching the launching device from the installation position shown in FIG. 1 ("-" indicates the installation position). The impact body used in this test was made of SUS630 steel, and was heat treated in consideration of material strength, durability, and the like.

試験では、打撃体が衝撃ブロックに衝突する直前の速度を、光電管を用いて測定した。試験結果を図１３に示す。試験結果から、内層側シリンダー空間および／または外層側シリンダー空間に供給する高圧空気の空気圧を調整すること、また、発射管内に収容された打撃体の発射前の設置位置を調整することで、打撃体が衝撃ブロックに衝突する直前の速度を調整できることが分かる。 In the test, the speed immediately before the impacting body collides with the impact block was measured using a phototube. The test results are shown in FIG. By adjusting the air pressure of the high-pressure air supplied to the inner layer side cylinder space and / or the outer layer side cylinder space from the test results, and adjusting the installation position of the impacting body accommodated in the launch tube before firing. It can be seen that the speed immediately before the body collides with the impact block can be adjusted.

また、打撃体の設置位置を先に示した試験での設置位置より更に多くの位置とし、試験を実施した試験結果を図１４に示す。この試験では、打撃体が衝撃ブロックに衝突する直前の速度ではなく、打撃体の初速度を測定した。この試験結果によると、発射管内に収容された前記打撃体の発射前の設置位置を調整することで、打撃体の初速度を調整できることが分かる。 Further, FIG. 14 shows a test result obtained by performing the test by setting the impacting body installation position to be more positions than the installation position in the test shown above. In this test, the initial speed of the impacting body was measured, not the speed immediately before the impacting body collided with the impact block. According to this test result, it can be seen that the initial velocity of the impacting body can be adjusted by adjusting the installation position of the impacting body accommodated in the launch tube before firing.

１…衝撃試験装置
２…発射管
３…打撃体
６…衝撃ブロック
２０…筒状体
２１…噴出口
２４ａ、２４ｂ…蓋板
２５…筒状隔壁
２５ａ…連通孔
２６…外層側シリンダー空間
２７…内層側シリンダー空間
２９…ピストン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Impact test apparatus 2 ... Launch pipe 3 ... Impacting body 6 ... Impact block 20 ... Cylindrical body 21 ... Jet port 24a, 24b ... Cover plate 25 ... Cylindrical partition wall 25a ... Communication hole 26 ... Outer layer side cylinder space 27 ... Inner layer Side cylinder space 29 ... Piston

Claims

A striking body accommodated in a cylindrical launch tube is fired by high-pressure air ejected from a launch device provided on the proximal end side of the launch tube toward an impact block located on the distal end side of the launch tube Thus, an impact test apparatus for performing an impact test by causing the impacting body to collide with the impact block,
The firing device includes a cylindrical body that forms an outer surface, front and rear cover plates that cover both end faces of the cylindrical body, a cylindrical partition provided inside the cylindrical body, and the cylindrical partition And the outer side partitioned by the cylindrical partition wall is an outer layer side cylinder space, and the inner side partitioned by the cylindrical partition wall is an inner layer side cylinder space. A communication hole that connects the outer layer side cylinder space and the inner layer side cylinder space is formed near the front cover plate of the cylindrical partition wall, and a high pressure air jet is formed in the front cover plate. And
The launching device supplies high-pressure air to the inner layer side cylinder space to advance the piston, closes the jet port of the front lid plate with the piston, and then supplies high pressure air to the outer layer side cylinder space. Further, after that, the high pressure air in the inner layer side cylinder space is instantaneously exhausted to retract the piston, and the high pressure air in the outer layer side cylinder space is ejected from the jet port through the communication hole, and the impact Configured to fire the body,
The high pressure air supplied to the inner layer side cylinder space is at least twice the air pressure of the high pressure air supplied to the outer layer side cylinder space, and the high pressure air supplied to the inner layer side cylinder space and the outer layer side cylinder space An impact test apparatus configured to be capable of adjusting an air pressure of at least one of the high-pressure air supplied to.

The launch tube and the launch device are detachable, and are configured such that the installation position of the striker accommodated in the launch tube before launch can be adjusted back and forth from the back side of the launch tube. The impact test apparatus according to claim 1, wherein