JP2013234942A - Impact testing machine and impact test method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an impact testing machine capable of loading equipment with impact of a desired level.SOLUTION: An impact testing machine includes: a plate-shaped member (1) on which a test specimen (3) is placed; a support member (2) for holding the plate-shaped member on the ground or an installation surface; a protection member (4) which is stuck on the plate-shaped member in order to prevent, in applying impact of a weight to the plate-shaped member, the plate-shaped member from being broken by the impact; an acceleration detector (6) installed on the plate-shaped member for detecting acceleration generated due to the impact applied by the weight; and a data totaling unit (7) for collecting results of the detection by the acceleration detector. The plate-shaped member is constituted by a laminated plate (1) in which, in order to execute an impact test with the test specimen loaded with desired level impact, design parameters of a lamination structure thereof are adjusted so as to have a resonance frequency and damping in accordance with characteristics of a prescribed impact response spectrum.

Description

本発明は、例えば、ロケットや人工衛星に搭載される機器の耐衝撃環境性を評価するために使用される衝撃試験機および衝撃試験方法に関するものである。   The present invention relates to an impact tester and an impact test method used for evaluating the impact resistance environment of equipment mounted on, for example, a rocket or an artificial satellite.

従来の衝撃試験機では、ブロックに供試体を設置し、ブロックに取り付けたプレートに対して、振り子形状のハンマを衝突させて、耐衝撃環境性を評価している(例えば、特許文献1参照)。また、ハンマでなく、錘を落下させて、衝撃を負荷する衝撃試験機がある(例えば、非特許文献1参照)。   In a conventional impact tester, a specimen is installed on a block, and a pendulum-shaped hammer is collided with a plate attached to the block to evaluate the impact resistance environment (for example, see Patent Document 1). . In addition, there is an impact tester that applies an impact by dropping a weight instead of a hammer (see, for example, Non-Patent Document 1).

特開平10−170390号公報(段落0013、図1)JP-A-10-170390 (paragraph 0013, FIG. 1)

衝撃試験ハンドブック(13頁目の12〜16行目、図4.1−4)Impact test handbook (12th to 12th lines on page 13, Fig. 4.1-4)

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
人工衛星に搭載される機器に対して負荷される衝撃は、人工衛星とロケットの分離時や、太陽電池パドルやアンテナの保持解放時に発生する衝撃であり、人工衛星の構造体を伝播して機器に負荷される。
However, the prior art has the following problems.
The impact applied to the equipment mounted on the satellite is the impact that occurs when the satellite and rocket are separated or when the solar cell paddle or antenna is held and released. To be loaded.

従来の打撃式衝撃試験機では、機器を搭載したプレートもしくはブロックにハンマや錘を衝突させ衝撃を発生させているが、プレートやブロックの減衰が小さい。このことから、低周波数帯域で所望の衝撃レベルを発生させるためには、プレートやブロックの共振周波数で過剰負荷となり、その一方で、共振周波数付近で所望の衝撃レベルを発生させるためには、振動モードの疎な帯域で過少負荷となる場合があった。このため、発生させる衝撃のレベルと周波数特性を調整可能とすることが課題であった。   In a conventional impact-type impact testing machine, a hammer or weight collides with a plate or block on which equipment is mounted to generate an impact, but the attenuation of the plate or block is small. For this reason, in order to generate a desired shock level in the low frequency band, an overload occurs at the resonance frequency of the plate or block. On the other hand, in order to generate a desired shock level near the resonance frequency, vibration is required. There was a case of underload in a sparse band. For this reason, it has been a problem to be able to adjust the level and frequency characteristics of the shock to be generated.

また、従来の火工品を用いる衝撃試験機では、人工衛星に搭載される機器に対して負荷される衝撃に近い環境を作り出すことができる。しかしながら、火工品は、高価で、かつ、再使用ができないため、試験費用が高額となる。このため、試験費用の低減が課題であった。   In addition, the conventional impact testing machine using pyrotechnics can create an environment close to the impact applied to the equipment mounted on the satellite. However, pyrotechnics are expensive and cannot be reused, resulting in high test costs. For this reason, reduction of the test cost has been an issue.

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、機器に所望の衝撃レベルを負荷することができる衝撃試験機および衝撃試験方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain an impact tester and an impact test method capable of applying a desired impact level to an apparatus.

本発明に係る衝撃試験機は、衝撃試験対象である供試体が載置される板状部材と、板状部材を地盤または設置面上に保持する支持部材と、板状部材に対して錘による衝撃を印加する際に、板状部材が衝撃で破壊されることを防止するために板状部材に貼付される保護部材と、板状部材上に設けられ、錘により印加された衝撃に起因して発生する加速度を検出するための加速度検出器と、加速度検出器による検出結果を収集するデータ集計部とを備えた衝撃試験機であって、板状部材は、所望の衝撃レベルを供試体に負荷した衝撃試験を実施するために、規定衝撃応答スペクトラムの特性に合った共振周波数と減衰を有するように積層構造の設計パラメータが調整された積層板で構成されるものである。   The impact testing machine according to the present invention includes a plate-like member on which a specimen to be impacted is placed, a support member that holds the plate-like member on the ground or an installation surface, and a weight with respect to the plate-like member. When applying an impact, the plate-like member is prevented from being destroyed by the impact, and the protective member is attached to the plate-like member, and is provided on the plate-like member, resulting from the impact applied by the weight. The impact tester includes an acceleration detector for detecting the acceleration generated by the motor and a data totaling unit for collecting the detection results of the acceleration detector, and the plate-like member has a desired impact level on the specimen. In order to carry out a loaded impact test, it is composed of a laminated plate in which the design parameters of the laminated structure are adjusted so as to have a resonance frequency and attenuation suitable for the characteristics of the specified impact response spectrum.

また、本発明に係る衝撃試験方法は、衝撃試験対象である供試体が載置される板状部材と、板状部材を地盤または設置面上に保持する支持部材と、板状部材に対して錘による衝撃を印加する際に、板状部材が衝撃で破壊されることを防止するために板状部材に貼付される保護部材と、板状部材上に設けられ、錘により印加された衝撃に起因して発生する加速度を検出するための加速度検出器と、加速度検出器による検出結果を収集するデータ集計部とを備えた衝撃試験機による衝撃試験方法であって、板状部材として、所望の衝撃レベルを供試体に負荷した衝撃試験を実施するために、規定衝撃応答スペクトラムの特性に合った共振周波数と減衰を有するように積層構造の設計パラメータが調整された積層板を用いるものである。   Further, the impact test method according to the present invention provides a plate-like member on which a specimen to be subjected to an impact test is placed, a support member that holds the plate-like member on the ground or an installation surface, and the plate-like member. When applying an impact by a weight, a protective member attached to the plate-like member to prevent the plate-like member from being destroyed by the impact, and provided on the plate-like member, the impact applied by the weight An impact test method using an impact tester comprising an acceleration detector for detecting an acceleration generated due to an acceleration detector and a data aggregating unit for collecting detection results by the acceleration detector. In order to carry out an impact test in which an impact level is applied to a specimen, a laminate plate in which the design parameters of the laminate structure are adjusted so as to have a resonance frequency and attenuation suitable for the characteristics of a specified impact response spectrum is used.

本発明によれば、規定衝撃応答スペクトラムの特性に合った衝撃試験を実施できるように、共振周波数と減衰が調整された積層板を用いることにより、機器に所望の衝撃レベルを負荷することができる衝撃試験機および衝撃試験方法を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to load a device with a desired impact level by using a laminated plate whose resonance frequency and attenuation are adjusted so that an impact test suitable for the characteristics of a specified impact response spectrum can be performed. An impact tester and impact test method can be obtained.

本発明の実施の形態1による第1の衝撃試験機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st impact tester by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による第2の衝撃試験機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd impact tester by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による第3の衝撃試験機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd impact tester by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による規定衝撃応答スペクトラムの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the regular impact response spectrum by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるデータ収集・演算・記録装置のブロック図である。1 is a block diagram of a data collection / calculation / recording apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1による積層板の伸縮変形振動モードの模式図である。It is a schematic diagram of the expansion-contraction deformation vibration mode of the laminated board by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による第4の衝撃試験機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 4th impact test machine by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるコア層とフェイスシートと接着層を有するサンドイッチパネルの断面図である。It is sectional drawing of the sandwich panel which has a core layer by Embodiment 1 of this invention, a face sheet, and an adhesive layer. 本発明の実施の形態1による積層板を用いた衝撃試験機の試験結果を示した図である。It is the figure which showed the test result of the impact tester using the laminated sheet by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による積層板の代わりに金属板を用いた衝撃試験機の試験結果を示した図である。It is the figure which showed the test result of the impact tester using the metal plate instead of the laminated sheet by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による積層板の代わりに金属板を用い、かつ共振周波数を調整しなかった場合の衝撃試験機の試験結果を示した図である。It is the figure which showed the test result of the impact tester at the time of using a metal plate instead of the laminated sheet by Embodiment 1 of this invention, and not adjusting the resonance frequency. 本発明の実施の形態2による衝撃試験機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the impact testing machine by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による第1の衝撃試験機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st impact tester by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3による錘落下高さ調整機構を用いた衝撃試験機の試験結果の一例である。It is an example of the test result of the impact tester using the weight fall height adjustment mechanism by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3による第2の衝撃試験機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd impact tester by Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による第1の衝撃試験機を示す断面図である。本実施の形態1における第1の衝撃試験機は、積層板1、支持部材2、供試体3、保護部材4、錘5、加速度検出器6、およびデータ収集・演算・記録装置7を備えて構成されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a sectional view showing a first impact tester according to Embodiment 1 of the present invention. The first impact testing machine in the first embodiment includes a laminated plate 1, a support member 2, a specimen 3, a protection member 4, a weight 5, an acceleration detector 6, and a data collection / calculation / recording device 7. It is configured.

板状部材である積層板1は、支持部材2により、地盤または設置面上に保持されている。また、積層板1上には、供試体3および、積層板1が衝撃で破壊されることを防止する保護部材4が載置される。   The laminated plate 1 which is a plate-like member is held on the ground or the installation surface by the support member 2. On the laminated plate 1, a specimen 3 and a protective member 4 for preventing the laminated plate 1 from being destroyed by impact are placed.

本実施の形態1における衝撃試験機では、錘5を保護部材4に衝突させることにより、衝撃力を発生させ、その結果、供試体3に所望の衝撃スペックを印加することができる。   In the impact tester according to the first embodiment, impact force is generated by causing the weight 5 to collide with the protective member 4, and as a result, a desired impact specification can be applied to the specimen 3.

また、積層板1には、加速度検出器6が載置されている。この加速度検出器6は、供試体3および保護部材4と同様に、積層板1に対して位置自在に載置可能である。さらに、データ収集・演算・記録装置7は、加速度検出器6と接続されており、加速度検出器6による検出結果を収集、記録することができる。   An acceleration detector 6 is placed on the laminated plate 1. Similar to the specimen 3 and the protection member 4, the acceleration detector 6 can be placed on the laminated plate 1 so as to be freely positioned. Further, the data collection / calculation / recording device 7 is connected to the acceleration detector 6 and can collect and record the detection result by the acceleration detector 6.

ここで、支持部材2は、図1のようなプレート形状に限らず、柱形状や単純支持形状であってもよい。図2は、本発明の実施の形態1による第2の衝撃試験機を示す断面図である。基本的な構成は、図1と同じであるが、この図2では、支持部材2が柱形状の例を示している。なお、積層板1と支持部材2の接触は、部分的でもよい。   Here, the support member 2 is not limited to the plate shape as shown in FIG. 1, but may be a column shape or a simple support shape. FIG. 2 is a sectional view showing a second impact tester according to Embodiment 1 of the present invention. The basic configuration is the same as that in FIG. 1, but FIG. 2 shows an example in which the support member 2 has a column shape. The contact between the laminated plate 1 and the support member 2 may be partial.

積層板1は、供試体3および保護部材4を位置自在に載置可能とするように、複数のねじ穴を有する。そして、供試体3および保護部材4は、ボルト締結で積層板1に固定される。なお、供試体3および保護部材4の固定方法は、ねじ止めに限らず、接着材による接着や、クランプ機構など、その他の保持機構であってもよい。   The laminated plate 1 has a plurality of screw holes so that the specimen 3 and the protection member 4 can be placed freely. The specimen 3 and the protection member 4 are fixed to the laminated plate 1 by bolt fastening. In addition, the fixing method of the specimen 3 and the protection member 4 is not limited to screwing, but may be other holding mechanisms such as adhesion by an adhesive or a clamp mechanism.

図3は、本発明の実施の形態1による第3の衝撃試験機を示す断面図である。基本的な構成は、図1、図2と同じであるが、図3では、錘5を剛壁から懸架して振り子構造とし、積層板1の面内方向に衝撃を負荷する構成を例示している。なお、錘5の代わりに、ハンマを衝突体としてもよい。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a third impact tester according to Embodiment 1 of the present invention. The basic configuration is the same as in FIGS. 1 and 2, but FIG. 3 illustrates a configuration in which a weight 5 is suspended from a rigid wall to form a pendulum structure and an impact is applied in the in-plane direction of the laminated plate 1. ing. Instead of the weight 5, a hammer may be used as a collision body.

ここで、衝撃スペックは、一般的に衝撃応答スペクトラム(Shock response spectrum、以下「SRS」と称する)で規定されている。図4は、本発明の実施の形態1による規定衝撃応答スペクトラムの一例を示した図である。   Here, the impact specification is generally defined by a shock response spectrum (hereinafter referred to as “SRS”). FIG. 4 is a diagram showing an example of a specified impact response spectrum according to the first embodiment of the present invention.

図5は、本発明の実施の形態1によるデータ収集・演算・記録装置7のブロック図である。図5に示すように、本実施の形態1におけるデータ収集・演算・記録装置7は、試験条件入力部71、試験結果検索部72、試験データ収集部73、データ演算部74、データ記録部75、表示部76、および出力部77を備えて構成されている。   FIG. 5 is a block diagram of the data collection / calculation / recording apparatus 7 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the data collection / calculation / recording apparatus 7 according to the first embodiment includes a test condition input unit 71, a test result search unit 72, a test data collection unit 73, a data calculation unit 74, and a data recording unit 75. The display unit 76 and the output unit 77 are provided.

このような構成を有することで、データ収集・演算・記録装置7は、加速度検出器6で検出したデータを、試験データ収集部73で収集し、データ記録部75に記録させることができる。   By having such a configuration, the data collection / calculation / recording device 7 can collect the data detected by the acceleration detector 6 by the test data collection unit 73 and record the data in the data recording unit 75.

さらに、データ収集・演算・記録装置7は、記録した時刻歴データをもとに、データ演算部74により、四則演算、微積分演算、周波数分析、SRS解析等の演算処理を行うことができる。   Furthermore, the data collection / calculation / recording device 7 can perform arithmetic processing such as four arithmetic operations, calculus operation, frequency analysis, and SRS analysis by the data operation unit 74 based on the recorded time history data.

加速度検出器6は、振動を検出するための測定器であるが、振動の変位や速度を検出する測定器でもよい。その場合、加速度のSRSに変換する際には、データ収集・演算・記録装置7内のデータ演算部74にて、微分処理を要することとなる。   The acceleration detector 6 is a measuring device for detecting vibration, but may be a measuring device for detecting the displacement and speed of vibration. In that case, when converting to SRS of acceleration, the data calculation unit 74 in the data collection / calculation / recording apparatus 7 needs to perform differentiation processing.

また、錘5の質量、落下高さ、および材質、供試体3と保護部材4と加速度検出器6の載置位置、保護部材4の材質およびばね定数、所望の衝撃スペック等の試験諸条件は、キーボード等の試験条件入力部71を介してデータ収集・演算・記録装置7へ入力することができる。さらに、試験条件入力部71で入力されたデータは、時刻歴データおよび演算処理結果と合わせて、データ記録部75に保存することで、データベースを構築することができる。   The test conditions such as the mass of the weight 5, the drop height, and the material, the mounting position of the specimen 3, the protective member 4 and the acceleration detector 6, the material and spring constant of the protective member 4, and the desired impact specifications are as follows: The data can be input to the data collection / calculation / recording device 7 via the test condition input unit 71 such as a keyboard. Furthermore, the data input by the test condition input unit 71 is stored in the data recording unit 75 together with the time history data and the calculation processing result, so that a database can be constructed.

また、蓄積したデータベースを検索することも可能であり、試験結果検索部72は、試験条件入力部71を介して入力した新規試験の諸条件に対応する類似事例を、過去にデータ記録部75に記録したデータの中から抽出することができる。これにより、図5に示したデータ収集・演算・記録装置7は、試験結果の収集・記録だけでなく、新規試験時に効率的に試験条件を決定することができる。   It is also possible to search the stored database, and the test result search unit 72 stores similar cases corresponding to the various conditions of the new test input via the test condition input unit 71 in the data recording unit 75 in the past. It can be extracted from the recorded data. As a result, the data collection / calculation / recording apparatus 7 shown in FIG. 5 can not only collect and record test results but also can efficiently determine test conditions during a new test.

また、データ収集・演算・記録装置7は、表示部76を介して適宜情報を表示させることで、閲覧が可能となる。さらに、データ収集・演算・記録装置7は、出力部77を有することで、各種データを外部機器に対して出力することもできる。   Further, the data collection / calculation / recording device 7 can be browsed by appropriately displaying information via the display unit 76. Furthermore, the data collection / calculation / recording device 7 can output various data to an external device by including the output unit 77.

火工品を用いた従来の衝撃試験では、試験回数に応じ、火工品を調達する必要があった。これに対して、本実施の形態1における衝撃試験機の各構成要素は、繰り返し使用可能であるため、試験材料および試験費用の削減が可能となる。   In the conventional impact test using pyrotechnics, it was necessary to procure pyrotechnics according to the number of tests. On the other hand, since each component of the impact tester according to the first embodiment can be used repeatedly, it is possible to reduce test materials and test costs.

図4に例示したような、規定されたSRS折れ点周波数の近傍に、積層板1の矩形長辺方向に伸縮変形する振動モードを有するように、積層板1の共振周波数fを決定することにより、折れ点周波数の合致と、低周波数帯域のSRS振幅増大と、高周波数帯域でのSRS振幅増大防止をそれぞれ図ることができる。   By determining the resonance frequency f of the laminated plate 1 so as to have a vibration mode that stretches and deforms in the rectangular long side direction of the laminated plate 1 in the vicinity of the prescribed SRS break point frequency as illustrated in FIG. Thus, it is possible to match the breakpoint frequencies, increase the SRS amplitude in the low frequency band, and prevent the SRS amplitude increase in the high frequency band.

図6は、本発明の実施の形態1による積層板1の伸縮変形振動モードの模式図である。積層板1の共振周波数fの設計パラメータは、弾性係数E、質量密度ρ、ポアソン比ν、板厚t、長辺の長さa、短辺の長さb等である。   FIG. 6 is a schematic diagram of the stretching deformation vibration mode of the laminate 1 according to the first embodiment of the present invention. The design parameters of the resonance frequency f of the laminated plate 1 are an elastic coefficient E, mass density ρ, Poisson's ratio ν, plate thickness t, long side length a, short side length b, and the like.

積層板1は、積層構造により生じる減衰効果のため、金属板よりも減衰が大きく、SRS低周波数帯域の傾きが緩やかとなる。また、低周波数帯域のSRS振幅増大のためには、積層板1の質量密度ρを低くしたほうがよい。減衰の調整は、積層板1を構成する材料の板厚の変更、接着層の接着剤の変更により行う。   Due to the damping effect produced by the laminated structure, the laminated plate 1 is more attenuated than the metal plate, and the slope of the SRS low frequency band becomes gentle. In order to increase the SRS amplitude in the low frequency band, the mass density ρ of the laminated plate 1 should be lowered. The attenuation is adjusted by changing the thickness of the material constituting the laminated plate 1 and changing the adhesive of the adhesive layer.

さらに、ゴム等の粘弾性素材や拘束型の減衰材8を付加することにより、減衰量を調整することができる。図7は、本発明の実施の形態1による第4の衝撃試験機を示す断面図であり、積層板1に減衰材8を貼り付けた構成を備えている。なお、減衰材8の貼り付け位置は、積層板1の全面であっても、一部のみであってもよい。また、減衰材8を付加する場合には、積層板1の代わりに金属板を用いてもよく、金属板と減衰材8で構成されるものを、積層板1とみなすことができる。   Furthermore, the amount of attenuation can be adjusted by adding a viscoelastic material such as rubber or a constraining type damping material 8. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a fourth impact tester according to Embodiment 1 of the present invention, which has a configuration in which a damping material 8 is attached to the laminated plate 1. The affixing position of the damping material 8 may be the entire surface of the laminated plate 1 or only a part thereof. In addition, when the damping material 8 is added, a metal plate may be used in place of the laminated plate 1, and what is composed of the metal plate and the damping material 8 can be regarded as the laminated plate 1.

また、積層板1の構造としては、サンドイッチパネルを採用してもよい。図8は、本発明の実施の形態1によるコア層とフェイスシートと接着層を有するサンドイッチパネルの断面図である。一例として、図8に示したように、ハニカムコアや発泡コアからなるコア層9、そのコア層9を挟むフェイスシート10、およびコア層9およびフェイスシート10を結合するための接着層11から構成されるサンドイッチパネル12を採用することできる。サンドイッチパネルは、金属板よりも質量密度ρを十分に低くすることができ、減衰も大きくなる特性を持たせることができる。   As the structure of the laminated plate 1, a sandwich panel may be adopted. FIG. 8 is a cross-sectional view of a sandwich panel having a core layer, a face sheet, and an adhesive layer according to Embodiment 1 of the present invention. As an example, as shown in FIG. 8, a core layer 9 made of a honeycomb core or a foam core, a face sheet 10 sandwiching the core layer 9, and an adhesive layer 11 for bonding the core layer 9 and the face sheet 10 are configured. The sandwich panel 12 to be used can be employed. The sandwich panel can have a characteristic that the mass density ρ can be sufficiently lower than that of the metal plate and the attenuation can be increased.

次に、本実施の形態1における衝撃試験機を用いた試験結果について、図を用いて説明する。図9は、本発明の実施の形態1による積層板1を用いた衝撃試験機の試験結果を示した図である。また、図10は、本発明の実施の形態1による積層板1の代わりに金属板を用いた衝撃試験機の試験結果を示した図である。さらに、図11は、本発明の実施の形態1による積層板1の代わりに金属板を用い、かつ共振周波数を調整しなかった場合の衝撃試験機の試験結果を示した図である。   Next, test results using the impact tester in the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a diagram showing a test result of an impact tester using the laminated plate 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram showing a test result of an impact tester using a metal plate instead of the laminated plate 1 according to the first embodiment of the present invention. Furthermore, FIG. 11 is a diagram showing a test result of an impact tester when a metal plate is used instead of the laminated plate 1 according to Embodiment 1 of the present invention and the resonance frequency is not adjusted.

図9に示す衝撃試験結果は、規定SRSレベルの特性に近く、かつ、SRSレベル許容下限値を下回ることのない(過少負荷となることのない)値が得られており、金属板よりも減衰が大きく、SRS低周波数帯域の傾きが緩やかな特性が得られている。このように、積層板1の積層構造の設計パラメータとして、積層板1の形状、質量密度、板厚、接着層の接着剤の材質等を変更して共振周波数fと減衰を調整することにより、所望の衝撃レベルを負荷することができることがわかる。   The impact test results shown in FIG. 9 are close to the characteristics of the prescribed SRS level, and a value that does not fall below the allowable lower limit of the SRS level (does not cause an underload) is obtained. And a characteristic in which the slope of the SRS low frequency band is gentle is obtained. Thus, by adjusting the resonance frequency f and attenuation by changing the shape, mass density, plate thickness, adhesive material of the adhesive layer, etc., as the design parameters of the laminate structure of the laminate 1, It can be seen that the desired impact level can be applied.

以上のように、実施の形態1によれば、積層板に供試体および保護部材を載置し、保護部材に対して錘による衝撃を印加することで、供試体の衝撃試験を行う構成を備えている。その際に、積層板の積層構造、質量密度、板厚、接着層の接着剤の材質等の設計パラメータを変更して、積層板の共振周波数fと減衰を調整することにより、所望の衝撃レベルの試験を実現できる衝撃試験機を得ることができる。   As described above, according to the first embodiment, the specimen and the protection member are placed on the laminated plate, and the impact test using the weight is applied to the protection member to perform the impact test of the specimen. ing. At that time, by changing design parameters such as the laminated structure, mass density, plate thickness, adhesive material of the adhesive layer of the laminated plate, and adjusting the resonance frequency f and attenuation of the laminated plate, a desired impact level is obtained. It is possible to obtain an impact tester capable of realizing the above test.

すなわち、発生させる衝撃のレベルと周波数特性を調整することが困難な問題に対して、共振周波数と減衰を調整した積層板を用いることにより、過少負荷となることを防止して所望の衝撃レベルを負荷することができる。   That is, for the problem that it is difficult to adjust the level and frequency characteristics of the generated shock, by using a laminated plate with adjusted resonance frequency and attenuation, it is possible to prevent an underload and to achieve a desired shock level. Can be loaded.

実施の形態2.
図12は、本発明の実施の形態2による衝撃試験機を示す断面図である。本実施の形態2における衝撃試験機は、先の実施の形態1における図1の構成と比較すると、錘衝突ガイド13をさらに備えている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an impact tester according to Embodiment 2 of the present invention. The impact tester in the second embodiment further includes a weight collision guide 13 as compared with the configuration of FIG. 1 in the first embodiment.

この構成によれば、錘5が保護部材4へ衝突するまでの経路を制限することで、積層板1に対する錘5の衝突位置を所望の位置に調整することができる。それにより、錘5の衝突位置が安定化し、複数試験回数において、供試体3へ印加するSRSの再現性を向上させることができる。   According to this configuration, the collision position of the weight 5 with respect to the laminated plate 1 can be adjusted to a desired position by restricting the path until the weight 5 collides with the protection member 4. Thereby, the collision position of the weight 5 is stabilized, and the reproducibility of the SRS applied to the specimen 3 can be improved in a plurality of tests.

以上のように、実施の形態2によれば、錘の衝突位置を安定化させる構造を備えることで、先の実施の形態1の効果に加え、供試体へ印加するSRSの再現性を向上させた衝撃試験機を得ることができる。   As described above, according to the second embodiment, by providing a structure that stabilizes the collision position of the weight, in addition to the effects of the first embodiment, the reproducibility of the SRS applied to the specimen is improved. Impact tester can be obtained.

実施の形態3.
図13は、本発明の実施の形態3による第1の衝撃試験機を示す断面図である。本実施の形態3における衝撃試験機は、先の実施の形態1における図1の構成と比較すると、錘落下高さ調整機構14をさらに備えている。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a first impact tester according to Embodiment 3 of the present invention. The impact tester in the third embodiment further includes a weight drop height adjusting mechanism 14 as compared with the configuration of FIG. 1 in the first embodiment.

この構成によれば、錘5を自由落下させた場合、錘5の落下高さをhからhへ変更することで、錘5の衝突エネルギーを定量的に変更させることができる。図14は、本発明の実施の形態3による錘落下高さ調整機構14を用いた衝撃試験機の試験結果の一例である。図14に示すように、錘落下高さ調整機構14を用いることで、供試体3に印加されるSRSの大きさを所望の比率で変更することが可能となる。 According to this configuration, when the weight 5 is freely dropped, the collision energy of the weight 5 can be quantitatively changed by changing the falling height of the weight 5 from h 1 to h 2 . FIG. 14 is an example of a test result of an impact tester using the weight drop height adjusting mechanism 14 according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, by using the weight drop height adjustment mechanism 14, it is possible to change the size of the SRS applied to the specimen 3 at a desired ratio.

また、図15は、本発明の実施の形態3による第2の衝撃試験機を示す断面図である。この図15においては、錘落下高さ調整機構14を、ポンプ15、吸い込み口16、モータ17、チェーン18、スプロケット19、アーム20、およびフレーム21で構成した場合を例示している。   FIG. 15 is a cross-sectional view showing a second impact tester according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 15 illustrates a case where the weight drop height adjusting mechanism 14 includes a pump 15, a suction port 16, a motor 17, a chain 18, a sprocket 19, an arm 20, and a frame 21.

地盤に固定されたフレーム21に対して、スプロケット19が取り付けられており、スプロケット19にチェーン18が張られている。チェーン18には、吸い込み口16を取り付けるアーム20が連結されている。   A sprocket 19 is attached to the frame 21 fixed to the ground, and a chain 18 is stretched on the sprocket 19. An arm 20 to which the suction port 16 is attached is connected to the chain 18.

このような構成において、モータ17によりスプロケット19を回転させることで、吸い込み口16の高さを自在に制御することができる。吸い込み口16は、ポンプ15と連結されており、錘5を吸引することができる。吸い込み口16を錘5に密着させ、ポンプ15により吸引することで、錘5を保持することができ、吸引を解放してやることで、錘5を自由落下させることができる。   In such a configuration, the height of the suction port 16 can be freely controlled by rotating the sprocket 19 by the motor 17. The suction port 16 is connected to the pump 15 and can suck the weight 5. The suction port 16 is brought into close contact with the weight 5 and sucked by the pump 15 so that the weight 5 can be held. By releasing the suction, the weight 5 can be freely dropped.

以上のように、実施の形態3によれば、錘の落下高さを所望の高さに変更させる構造を備えることで、先の実施の形態1の効果に加え、所望の衝突エネルギーに対する衝撃試験を再現性よく実施することが可能となる。   As described above, according to the third embodiment, by providing a structure for changing the falling height of the weight to a desired height, in addition to the effect of the first embodiment, the impact test for the desired collision energy. Can be carried out with good reproducibility.

1 積層板、2 支持部材、3 供試体、4 保護部材、5 錘、6 加速度検出器、7 データ収集・演算・記録装置(データ集計部)、8 減衰材、9 コア層、10 フェイスシート、11 接着層、12 サンドイッチパネル、13 錘衝突ガイド、14 錘落下高さ調整機構、15 ポンプ、16 吸い込み口、17 モータ、18 チェーン、19 スプロケット、20 アーム、21 フレーム、71 試験条件入力部、72 試験結果検索部、73 試験データ収集部、74 データ演算部、75 データ記録部、76 表示部、77 出力部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laminated board, 2 Support member, 3 Specimen, 4 Protection member, 5 Weight, 6 Accelerometer, 7 Data collection, calculation, and recording device (data totaling part), 8 Attenuating material, 9 Core layer, 10 Face sheet 11 Adhesive layer, 12 Sandwich panel, 13 Weight collision guide, 14 Weight drop height adjustment mechanism, 15 Pump, 16 Suction port, 17 Motor, 18 Chain, 19 Sprocket, 20 Arm, 21 Frame, 71 Test condition input section, 72 Test result search unit, 73 Test data collection unit, 74 data calculation unit, 75 data recording unit, 76 display unit, 77 output unit.

Claims (4)

衝撃試験対象である供試体が載置される板状部材と、
前記板状部材を地盤または設置面上に保持する支持部材と、
前記板状部材に対して錘による衝撃を印加する際に、前記板状部材が衝撃で破壊されることを防止するために前記板状部材に貼付される保護部材と、
前記板状部材上に設けられ、前記錘により印加された前記衝撃に起因して発生する加速度を検出するための加速度検出器と、
前記加速度検出器による検出結果を収集するデータ集計部と
を備えた衝撃試験機であって、
前記板状部材は、所望の衝撃レベルを前記供試体に負荷した衝撃試験を実施するために、規定衝撃応答スペクトラムの特性に合った共振周波数と減衰を有するように積層構造の設計パラメータが調整された積層板で構成される
ことを特徴とする衝撃試験機。
A plate-like member on which a specimen to be impacted is placed;
A support member for holding the plate-like member on the ground or the installation surface;
A protective member affixed to the plate member in order to prevent the plate member from being destroyed by the impact when applying an impact by a weight to the plate member;
An acceleration detector provided on the plate-like member for detecting an acceleration caused by the impact applied by the weight;
An impact tester comprising: a data tabulation unit for collecting detection results by the acceleration detector;
In order to perform an impact test in which the desired impact level is loaded on the specimen, the plate-like member is adjusted in design parameters of the laminated structure so as to have a resonance frequency and attenuation suitable for the characteristics of a specified impact response spectrum. An impact tester characterized by comprising laminated plates.
請求項1に記載の衝撃試験機において、
前記保護部材を介して前記積層板の所望の位置に対して前記錘による衝撃を印加できるように設けられた錘衝突ガイド
をさらに備えることを特徴とする衝撃試験機。
The impact tester according to claim 1,
An impact testing machine further comprising: a weight collision guide provided so that an impact by the weight can be applied to a desired position of the laminated plate via the protective member.
請求項1に記載の衝撃試験機において、
前記保護部材を介して前記積層板に対して所望の高さから前記錘による衝撃を印加できるように設けられた錘落下高さ調整機構
をさらに備えることを特徴とする衝撃試験機。
The impact tester according to claim 1,
An impact tester further comprising: a weight drop height adjustment mechanism provided so that an impact by the weight can be applied from a desired height to the laminated plate via the protective member.
衝撃試験対象である供試体が載置される板状部材と、
前記板状部材を地盤または設置面上に保持する支持部材と、
前記板状部材に対して錘による衝撃を印加する際に、前記板状部材が衝撃で破壊されることを防止するために前記板状部材に貼付される保護部材と、
前記板状部材上に設けられ、前記錘により印加された前記衝撃に起因して発生する加速度を検出するための加速度検出器と、
前記加速度検出器による検出結果を収集するデータ集計部と
を備えた衝撃試験機による衝撃試験方法であって、
前記板状部材として、所望の衝撃レベルを前記供試体に負荷した衝撃試験を実施するために、規定衝撃応答スペクトラムの特性に合った共振周波数と減衰を有するように積層構造の設計パラメータが調整された積層板を用いる
ことを特徴とする衝撃試験方法。
A plate-like member on which a specimen to be impacted is placed;
A support member for holding the plate-like member on the ground or the installation surface;
A protective member affixed to the plate member in order to prevent the plate member from being destroyed by the impact when applying an impact by a weight to the plate member;
An acceleration detector provided on the plate-like member for detecting an acceleration caused by the impact applied by the weight;
An impact test method using an impact tester equipped with a data totaling unit for collecting detection results by the acceleration detector,
In order to perform an impact test in which a desired impact level is applied to the specimen as the plate member, the design parameters of the laminated structure are adjusted so as to have a resonance frequency and attenuation suitable for the characteristics of the specified impact response spectrum. An impact test method characterized by using a laminated board.
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