JP2015114146A - Impact application device and impact application method - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、衝撃印加装置及び衝撃印加方法に関し、特に、衝撃加速度を印加して行われる衝撃加速度試験のために供試体に衝撃を加える衝撃印加装置等に関する。 The present invention relates to an impact application device and an impact application method, and more particularly to an impact application device that applies an impact to a specimen for an impact acceleration test performed by applying impact acceleration.
衝撃加速度試験は、供試体に対して衝撃加速度を印加して得られる応答を評価解析するものであり、例えば衝撃応答スペクトル（Shock Response Spectrum、ＳＲＳ）などが知られている。 The impact acceleration test evaluates and analyzes a response obtained by applying impact acceleration to a specimen. For example, a shock response spectrum (SRS) is known.
衝撃加速度試験は、例えば、宇宙機器（例えばロケットなど）の環境試験の一種として知られている。宇宙機器は、打ち上げ時に各種衝撃が印加される。特に、ロケット分離、フェアリング開頭、衛星分離等は、火工品が使用されているために衝撃が大きい。よって、宇宙機器の場所に応じて衝撃レベルが規定されており、規定値以上の衝撃を印加しても宇宙機器に影響がないことを証明する必要がある。このような衝撃加速度試験は、火工品を使用しても実現可能であるが、高価であり、実施場所も限定される。そのため、一般的に、火工品を使用しない簡易的な衝撃加速度試験が採用されている。 The impact acceleration test is known as a kind of environmental test of space equipment (for example, a rocket), for example. Various impacts are applied to space equipment during launch. In particular, rocket separation, fairing opening, satellite separation, etc. have a large impact because pyrotechnics are used. Therefore, the impact level is defined according to the location of the space equipment, and it is necessary to prove that even if an impact exceeding the specified value is applied, the space equipment is not affected. Such an impact acceleration test can be realized even by using pyrotechnics, but is expensive and places of implementation are limited. For this reason, a simple impact acceleration test that does not use pyrotechnics is generally employed.
火工品を使用しない簡易な衝撃加速度試験では、ベースプレートに供試体を載せて、人がハンマーでベースプレートをたたいたり（ハンマリング）、振り子で重力を利用してベースプレートをたたいたり（振り子式）して、ベースプレートに対して衝撃加速度を与えることが行われている（非特許文献１など参照）。また、他の簡易な衝撃加速度試験として、供試体を落下させて衝突させること（落下式）も知られている。これらは、供試体に対して、剛体移動による衝撃加速度を加えるものであった。 In a simple impact acceleration test that does not use pyrotechnics, a specimen is placed on the base plate, and a person taps the base plate with a hammer (hammering), or a baseball using the pendulum using gravity (pendulum type) The impact acceleration is applied to the base plate (see Non-Patent Document 1, etc.). In addition, as another simple impact acceleration test, it is also known that a specimen is dropped and collided (falling type). These applied impact acceleration due to rigid body movement to the specimen.
しかしながら、従来の簡易な衝撃加速度試験は、剛体運動による衝撃加速度を利用するものであった。これらは、ベースプレートを移動させたり供試体を落下させたりすることにより、剛体運動として移動する一方向によって衝撃加速度を加えるものであった。さらに、供試体に加えられる衝撃加速度は、ピーク加速度が数千Ｇ程度で、最大周波数が１０ｋＨｚ程度までとなり、比較的低い周波数であり、振幅は大きく、加速度は小さいものであった。比較的低い周波数等を対象とするため、人手や重力等を使用すれば足り、積極的に加速するための加速装置は通常使用されていない。むしろ、樹脂材等を使用して高い周波数による影響を抑制しようとしていた。その結果、例えば衛星が大型化したときには、出力が不足するものであった。さらに、剛体運動を利用するため、構造的な損耗を与える可能性が高かった。 However, the conventional simple impact acceleration test uses impact acceleration due to rigid body motion. In these methods, by moving the base plate or dropping the specimen, an impact acceleration is applied in one direction moving as a rigid body motion. Furthermore, the impact acceleration applied to the specimen was a peak acceleration of about several thousand G, a maximum frequency of up to about 10 kHz, a relatively low frequency, a large amplitude, and a small acceleration. Since a relatively low frequency is targeted, it is sufficient to use manpower, gravity, and the like, and an accelerating device for actively accelerating is not usually used. Rather, attempts were made to suppress the effects of high frequencies using resin materials and the like. As a result, for example, when the satellite is enlarged, the output is insufficient. In addition, the use of rigid body motion is likely to cause structural wear.
そこで、本願発明は、衝撃加速度試験のために供試体に衝撃加速度を印加する場合に、剛体移動により印加するときよりも高い周波数の衝撃加速度を印加することが可能な衝撃印加装置等を提案することを目的とする。 Therefore, the present invention proposes an impact application device and the like that can apply an impact acceleration with a higher frequency than when applied by a rigid body movement when applying an impact acceleration to a specimen for an impact acceleration test. For the purpose.
本願発明の第１の観点は、衝撃加速度を印加して行われる衝撃加速度試験のために供試体に衝撃を加える衝撃印加装置であって、前記供試体に接するベース部と、前記ベース部の移動を阻害する移動阻害部と、前記供試体が接する部分とは異なる部分から前記ベース部と前記供試体が接する部分に向けて衝撃を加える衝撃印加部を備え、前記衝撃印加部が前記ベース部に衝撃を加えて生じた弾性波を前記供試体に及ぼすことにより前記供試体に衝撃を加えることを特徴とするものである。 A first aspect of the present invention is an impact application device that applies an impact to a specimen for an impact acceleration test performed by applying an impact acceleration, the base portion contacting the specimen, and the movement of the base portion And an impact applying unit that applies an impact from a portion different from the portion in contact with the specimen to the portion in contact with the base portion and the specimen, and the impact applying portion is attached to the base portion. An impact is applied to the specimen by applying an elastic wave generated by applying the impact to the specimen.
本願発明の第２の観点は、第１の観点の衝撃印加装置であって、前記ベース部における弾性波を計測する複数の検出部を備え、前記各検出部は、それぞれ、前記弾性波を異なる方向から同時に計測するものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an impact applying device according to the first aspect, comprising a plurality of detection units for measuring an elastic wave in the base unit, wherein each of the detection units is different from the elastic wave. It measures simultaneously from the direction.
本願発明の第３の観点は、第１又は第２の観点の衝撃印加装置であって、前記衝撃印加部は、前記ベース部に衝撃を加える打撃部と、前記打撃部を加速させる加速部を備える。 A third aspect of the present invention is the impact application device according to the first or second aspect, wherein the impact application unit includes an impact unit that applies an impact to the base unit, and an acceleration unit that accelerates the impact unit. Prepare.
本願発明の第４の観点は、衝撃加速度を印加して行われる衝撃加速度試験のために供試体に衝撃を加える衝撃印加方法であって、前記供試体に接するベース部は、移動阻害部により移動を阻害された状態であり、衝撃印加部が、前記供試体が接する部分とは異なる部分から前記ベース部と前記供試体が接する部分に向けて衝撃を加えて生じた弾性波を前記供試体に及ぼすことにより前記供試体に衝撃を加えるステップを含む。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an impact applying method for applying an impact to a specimen for an impact acceleration test performed by applying an impact acceleration, wherein the base portion in contact with the specimen is moved by a movement inhibiting portion. The elastic wave generated by applying an impact from the part different from the part in contact with the specimen to the part in contact with the base part and the specimen is applied to the specimen. Subjecting the specimen to impact by exerting.
本願発明によれば、ベース部が移動を阻害された状態であり、このベース部に衝撃を加えることによって生じた弾性波を供試体に及ぼすことにより、簡易な衝撃試験方法を実現することが可能になる。これは、移動を阻害された状態であるために剛体運動を利用しないものであり、新規な衝撃試験方法である。そして、本願発明によれば、材料中の弾性波を利用するため、ピーク加速度は数万Ｇで、最大周波数１００ｋＨｚの衝撃加速度を実現でき、比較的高い周波数で、振幅が小さく、加速度が大きな衝撃加速度を印加することができる。そのため、実際のロケット等の打ち上げで発生する衝撃をよりよく模擬することができる。さらに、剛体運動ではなく弾性波を利用するので、構造的な損耗を与える可能性を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a simple impact test method by applying the elastic wave generated by applying an impact to the base portion to the test piece in a state where the base portion is inhibited from moving. become. This is a novel impact test method that does not use rigid body motion because the movement is inhibited. According to the present invention, since the elastic wave in the material is used, the peak acceleration is tens of thousands G, the impact acceleration with the maximum frequency of 100 kHz can be realized, the impact is relatively high, the amplitude is small, and the acceleration is large. Acceleration can be applied. Therefore, it is possible to better simulate the impact generated by the actual launch of a rocket or the like. Furthermore, since elastic waves are used instead of rigid body motion, the possibility of structural wear can be reduced.
発明者らは、剛体運動に代えて材料中の弾性波を利用しても、宇宙機器等の衝撃加速度試験に求められる衝撃加速度の印加が可能であることを見出し、ベース部の移動を阻害して弾性波を利用した衝撃加速度試験の実現に想到したものである。従来は、このような知見がなく、ベースプレート等の剛体移動による衝撃加速度を使用するしかなかった。さらに、発明者らは、ベース部の移動を阻害して弾性波を利用することにより、比較的高い周波数等を利用して実際の環境に近いとされる状況での簡易な衝撃加速度試験を実現させた。 The inventors have found that it is possible to apply the impact acceleration required for the impact acceleration test of a space device or the like even if the elastic wave in the material is used instead of the rigid body motion, and the movement of the base portion is hindered. This has led to the realization of an impact acceleration test using elastic waves. Conventionally, there is no such knowledge, and there is no choice but to use the impact acceleration due to the rigid body movement such as the base plate. In addition, the inventors realized a simple impact acceleration test in a situation that is close to the actual environment by using a relatively high frequency etc. by inhibiting the movement of the base part and using elastic waves I let you.
さらに、本願発明によれば、材料中を球面状に伝播する弾性波を利用する。そのため、本願発明の第２の観点にあるように、例えばｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のように、弾性波を異なる方向で同時に計測することが可能になる。剛体運動は、一方向であったため、複数の軸で測定するためには、同じ回数の試験が必要であった。本願発明によれば、複数の軸での測定が一度に実現することが可能になる。 Furthermore, according to the present invention, an elastic wave propagating in a spherical shape in the material is used. Therefore, as in the second aspect of the present invention, it is possible to simultaneously measure elastic waves in different directions, such as the x-axis, y-axis, and z-axis. Since the rigid body motion was unidirectional, the same number of tests were required to measure on multiple axes. According to the present invention, measurements on a plurality of axes can be realized at a time.
さらに、本願発明の第３の観点にあるように、比較的高い周波数等を対象とするため、加速部によって打撃部を積極的に加速してもよい。これにより、大型化した場合にも対応することができる。加速部は、例えば、バネや空気圧等を使用してもよい。なお、ベース部と打撃部は、金属製であってもよい。硬質材料（セラミックス等）によるものであってもよい。 Furthermore, as in the third aspect of the present invention, in order to target a relatively high frequency or the like, the hitting portion may be positively accelerated by the acceleration portion. Thereby, it can respond also to the case where it enlarges. The acceleration unit may use, for example, a spring or air pressure. Note that the base portion and the striking portion may be made of metal. It may be made of a hard material (ceramics or the like).
なお、材料試験として、ホプキンソン棒試験が知られている。これは、金属棒の端から入力された応力波によるひずみ（材料の変形）を計測するものである。応力波は、棒中の境界面からの影響を受けない工夫がなされている。本願発明は衝撃加速度試験であり、応力波を境界面からの影響を受けた形である点で異なる。 A Hopkinson bar test is known as a material test. This measures the strain (deformation of the material) due to the stress wave input from the end of the metal bar. The stress wave is devised so as not to be affected by the boundary surface in the rod. The present invention is an impact acceleration test, and is different in that the stress wave is in the form of being affected by the boundary surface.
また、コンクリートの損傷試験等では、弾性波が使用されている。これは、弾性波の伝播速度差によりコンクリート中の損傷を調べるためのものである。本願発明は、衝撃加速度を計測して構造の健全性を見るためのものであり、本質的に異なるものである。 In concrete damage tests and the like, elastic waves are used. This is for investigating damage in concrete from the difference in propagation speed of elastic waves. The present invention is for measuring the impact acceleration to see the soundness of the structure, and is essentially different.
以下では、図面を参照して、本願発明の実施例について説明する。なお、本願発明は、この実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
図１は、本願発明の実施の形態の一例である衝撃加速度試験システムの概略ブロック図である。衝撃加速度試験システム１は、供試体３（本願請求項の「供試体」の一例）と、ベースプレート５（本願請求項の「ベース部」の一例）と、移動阻害部７（本願請求項の「移動阻害部」の一例）と、衝撃印加部９（本願請求項の「衝撃印加部」の一例）と、第１検出部１１1と、第２検出部１１2と、第３検出部１１3（第１検出部１１1と第２検出部１１2と第３検出部１１3を併せて検出部１１という。本願請求項の「複数の検出部」の一例である。）を備える。衝撃印加部９は、打撃部１３（本願請求項の「打撃部」の一例）と、加速部１５（本願請求項の「加速部」の一例）を備える。 FIG. 1 is a schematic block diagram of an impact acceleration test system which is an example of an embodiment of the present invention. The impact acceleration test system 1 includes a specimen 3 (an example of “a specimen” in the claims of the present application), a base plate 5 (an example of a “base part” in the claims of the present application), and a movement inhibition part 7 (“ An example of “movement inhibition unit”, an impact application unit 9 (an example of “impact application unit” in the claims of the present application), a first detection unit 11 1 , a second detection unit 11 2, and a third detection unit 11 3. (The first detection unit 11 1 , the second detection unit 11 2, and the third detection unit 11 3 are collectively referred to as a detection unit 11. This is an example of “a plurality of detection units” in the claims of the present application). The impact applying unit 9 includes a striking unit 13 (an example of a “striking unit” in the claims of the present application) and an acceleration unit 15 (an example of “acceleration unit” in the claims of the present application).
供試体３は、例えば宇宙機器等のように、衝撃加速度試験のために衝撃加速度が印加されるものである。ベースプレート５は、供試体３に接する。移動阻害部７は、例えばベースプレート５を固定して、ベースプレート５の移動を阻害する。衝撃印加部９は、ベースプレート５に対して衝撃加速度を印加する。 The specimen 3 is applied with impact acceleration for the impact acceleration test, such as a space device. The base plate 5 is in contact with the specimen 3. The movement inhibition unit 7 fixes, for example, the base plate 5 and inhibits the movement of the base plate 5. The impact applying unit 9 applies impact acceleration to the base plate 5.
以下では、簡単のために、ベースプレート５は、平行な２つの面を有する板状部材とする。ベースプレート５の一方の面は、供試体３に接する。衝撃印加部９は、加速部１５により加速された打撃部１３によって他方の面から供試体３に向けて衝撃を加えることにより、供試体３に対して衝撃加速度を印加する。衝撃印加部９は、移動阻害部７がベースプレート５の移動を阻害していることから、剛体運動による衝撃加速度ではなく、ベースプレート５中の弾性波を利用して、供試体３に対して衝撃加速度を印加することとなる。剛体運動を利用していないため、構造的な損耗を与える可能性を低減させることができる。 Hereinafter, for simplicity, the base plate 5 is a plate-like member having two parallel surfaces. One surface of the base plate 5 is in contact with the specimen 3. The impact applying unit 9 applies an impact acceleration to the specimen 3 by applying an impact from the other surface toward the specimen 3 by the striking part 13 accelerated by the acceleration unit 15. Since the movement inhibiting unit 7 inhibits the movement of the base plate 5, the impact applying unit 9 uses the elastic wave in the base plate 5 instead of the impact acceleration due to the rigid body motion to the specimen 3. Will be applied. Since rigid body motion is not used, the possibility of structural wear can be reduced.
さらに、ベースプレート５と打撃部１３は、金属製とすることにより、構造材を伝わる弾性波を容易に利用することができる。また、セラミックス等の硬質材料によるものであってもよい。 Furthermore, the base plate 5 and the striking portion 13 are made of metal, so that an elastic wave transmitted through the structural material can be easily used. Moreover, you may be based on hard materials, such as ceramics.
検出部１１は、ベースプレート５中の弾性波を検出するものである。第１検出部１１1は、打撃部１３がベースプレートに対して衝撃を加えた方向について検出する。第２検出部１１2は、打撃部１３がベースプレートに対して衝撃を加えた方向とは垂直な方向について検出する。第３検出部１１3は、第１検出部１１1及び第２検出部１１2が検出する方向に垂直な方向について検出する。剛体運動を利用する場合には、移動する一方向のものを利用するため、このように複数の異なる方向を検出することができない。しかしながら、本願発明では、弾性波を利用するため、打撃点を中心として広がるように伝播することから、複数の異なる方向で同時に検出することが可能である。 The detector 11 detects an elastic wave in the base plate 5. First detector 11 1, the striking unit 13 detects the direction in which the impact was applied relative to the base plate. Second detector 11 2, the direction in which the striking part 13 is added impact with respect to the base plate for detecting the direction perpendicular. The third detection unit 11 3 detects the direction perpendicular to the direction detected by the first detection unit 11 1 and the second detection unit 11 2 . In the case of using the rigid body motion, since a moving one direction is used, a plurality of different directions cannot be detected in this way. However, in the present invention, since an elastic wave is used and propagates so as to spread around the hit point, it is possible to detect simultaneously in a plurality of different directions.
図２は、本願発明を用いたＳＲＳの試験結果の一例を示す。横軸は周波数[Hz]であり、縦軸は、ＳＲＳ[m/s2]である。加速度の時間履歴からＳＲＳを計算することができる。（ａ）は、図３の打撃装置に小型衛星を載せて得られたものである。（ｂ）は、図７の一段式ガス銃を用いた装置により得られたものである。図２（ａ）において、線Ｌ11は、フェアリング分離衝撃を示す。線Ｌ12、Ｌ13及びＬ14は、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の計測結果を示す。図２（ｂ）において、線Ｌ21は、フェアリング分離衝撃を示す。線Ｌ22及びＬ23は、それぞれ、Ｘ軸及びＹ軸の計測結果を示す。図３（ａ）及び（ｂ）にあるように、剛体運動を使用しなくとも、フェアリング分離衝撃として要求されるもの以上の衝撃を与えている。 FIG. 2 shows an example of SRS test results using the present invention. The horizontal axis is frequency [Hz], and the vertical axis is SRS [m / s 2 ]. The SRS can be calculated from the acceleration time history. (A) is obtained by placing a small satellite on the striking device of FIG. (B) is obtained by an apparatus using the single-stage gas gun of FIG. 2 (a), the line L 11 shows the fairing separation shock. Lines L 12 , L 13, and L 14 show the measurement results of the X axis, the Y axis, and the Z axis, respectively. In FIG. 2 (b), the line L 21 shows the fairing separation shock. Lines L 22 and L 23 indicate the measurement results of the X axis and the Y axis, respectively. As shown in FIGS. 3A and 3B, an impact greater than that required for a fairing separation impact is applied without using a rigid body motion.
図３は、図１の衝撃加速度試験システム１の一例を示す打撃装置を示す図である。（ａ）は、ベースプレート５と移動阻害部７と衝撃印加部９の具体的な例を示す。（ｂ）は、検査時の一例を示す。移動阻害部２３は、一方端がベースプレート２１に固定されており、衝撃印加部２５がベースプレート２１を打撃しても自重により動かない状態である。これにより、ベースプレート２１の移動を阻害する。なお、移動阻害部２３の他方端は、図３（ｂ）にあるように、板に固定してもよい。衝撃印加部２５は、バネを駆動力としてベースプレート２１に打撃を印加する。すなわち、衝撃印加部２５の下部を下げることによってバネを引き絞り、これを解放して上方に移動させることによって、衝撃印加部２５は、ベースプレート２１を打撃する。これによりクレーン等の大掛かりな装置は必要とならない。また、３つの計測点で同時に計測することが可能である。図３（ｂ）の計測点２７1は、長辺で計測するためのものである。以下では、計測点２７1で得られた計測結果をＸ軸の計測結果という。図３（ｂ）の計測点２７2は、短辺で計測するためのものである。計測点２７2で得られた計測結果をＹ軸の計測結果という。さらに、図３（ｂ）中では見えないものの、置かれている物体の後ろ側において面での計測点で計測することができる。以下では、この計測点で得られたものをＺ軸の計測結果という。 FIG. 3 is a view showing a striking device showing an example of the impact acceleration test system 1 of FIG. (A) shows the specific example of the base plate 5, the movement inhibition part 7, and the impact application part 9. FIG. (B) shows an example at the time of inspection. The movement hindering part 23 is fixed to the base plate 21 at one end, and does not move due to its own weight even when the impact applying part 25 strikes the base plate 21. Thereby, the movement of the base plate 21 is inhibited. In addition, you may fix the other end of the movement inhibition part 23 to a board, as it exists in FIG.3 (b). The impact application unit 25 applies an impact to the base plate 21 using a spring as a driving force. That is, by lowering the lower part of the impact applying unit 25, the spring is pulled and released, and then released and moved upward, so that the impact applying unit 25 strikes the base plate 21. This eliminates the need for large equipment such as cranes. Moreover, it is possible to measure simultaneously at three measurement points. The measurement point 27 1 in FIG. 3B is for measuring at the long side. Hereinafter, the measurement result obtained at the measurement point 27 1 is referred to as an X-axis measurement result. The measurement point 27 2 in FIG. 3B is for measuring at the short side. The measurement result obtained at the measurement point 27 2 is referred to as a Y-axis measurement result. Furthermore, although it cannot be seen in FIG. 3B, it can be measured at a measurement point on the surface behind the placed object. Hereinafter, what is obtained at this measurement point is referred to as a Z-axis measurement result.
図４は、図３の打撃装置において、何も載置しない状態での衝撃加速度を計測したものである。横軸は、時間[msec]であり、縦軸は加速度[kG]である。最大加速度は、およそ３０ｋＧである。よって、数万Ｇもの比較的高い衝撃加速度を得ることができる。 FIG. 4 shows the impact acceleration measured in a state where nothing is placed in the striking device of FIG. The horizontal axis is time [msec], and the vertical axis is acceleration [kG]. The maximum acceleration is approximately 30 kG. Therefore, a relatively high impact acceleration of tens of thousands of G can be obtained.
図５は、図３の打撃装置で小型衛星を載せた場合の試験結果を示す。（ａ）はＸ軸、（ｂ）はＹ軸、（ｃ）はＺ軸である。横軸は時間[sec]、縦軸は衝撃加速度[G]である。最大２５ｋＧ程度が得られており、Ｚ軸が比較的大きい。また、図６は、図３の打撃装置で他の小型衛星を載せた場合の試験結果を示す。（ａ）はＸ軸、（ｂ）はＹ軸、（ｃ）はＺ軸である。横軸は時間[sec]、縦軸は衝撃加速度[G]である。最大２０ｋＧ程度が得られており、Ｚ軸が比較的大きい。 FIG. 5 shows a test result when a small satellite is mounted using the striking device of FIG. (A) is the X axis, (b) is the Y axis, and (c) is the Z axis. The horizontal axis is time [sec], and the vertical axis is impact acceleration [G]. A maximum of about 25 kG is obtained, and the Z axis is relatively large. FIG. 6 shows a test result when another small satellite is mounted on the striking device of FIG. (A) is the X axis, (b) is the Y axis, and (c) is the Z axis. The horizontal axis is time [sec], and the vertical axis is impact acceleration [G]. A maximum of about 20 kG is obtained, and the Z axis is relatively large.
衝撃加速度を調整する方法としては、ベースプレートや打撃子（衝撃印加部がベースプレートに衝撃を加える部分）を調整したり、モーメンタムトラップ板等を使用したりすることが考えられる。ベースプレートの調整は、材質、サイズ、形状（穴や突起等）等により行うことができる。打撃子の調整は、材質、サイズ（打撃面積）、質量、打撃速度等により行うことができる。また、モーメンタムトラップ板は、ベースプレートの端面から衝撃で飛翔させることにより弾性波を低減させるためのものである。 As a method of adjusting the impact acceleration, it is conceivable to adjust a base plate or a striker (a portion where the impact applying unit applies an impact to the base plate), or to use a momentum trap plate or the like. The base plate can be adjusted by the material, size, shape (holes, protrusions, etc.) and the like. The striker can be adjusted by the material, size (hitting area), mass, hitting speed, and the like. The momentum trap plate is for reducing elastic waves by flying from the end face of the base plate by impact.
図７は、加速部１５としてガス銃を使用した場合の具体例を示す図である。（ａ）では、Inner diameterが19.4mm、長さが1,100〜4,000mmであり、高圧タンクの容量は2.06×10-2ｍ3である。（ｂ）は、実際の試験の一例を示す図である。図８は、飛翔体の一例を示す。（ａ）は、基本部であり、ポリエチレンで作られている。（ｂ）は、衝突部であり、ステンレス製である。（ｃ）は、基本部と衝突部を併せたものである。飛翔体の速度は、650m/s程度まで実現することが可能である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a specific example when a gas gun is used as the acceleration unit 15. In (a), the inner diameter is 19.4 mm, the length is 1,100 to 4,000 mm, and the capacity of the high-pressure tank is 2.06 × 10 −2 m 3 . (B) is a figure which shows an example of an actual test. FIG. 8 shows an example of a flying object. (A) is a basic part and is made of polyethylene. (B) is a collision part and is made of stainless steel. (C) is a combination of the basic part and the collision part. The speed of the flying object can be realized up to about 650 m / s.
図９は、図７（ｂ）により得られた衝撃加速度の検出結果を示す。横軸は時間[msec]であり、縦軸は加速度[kG]である。最大加速度は、およそ４０ｋＧとなっている。 FIG. 9 shows the detection result of the impact acceleration obtained from FIG. The horizontal axis is time [msec], and the vertical axis is acceleration [kG]. The maximum acceleration is about 40 kG.
図１０は、ガス銃を用いた他の試験結果を示す。横軸は時間[sec]、縦軸は衝撃加速度[G]である。これは、ＥＭに対する試験結果である。このときは、最大加速度が１００ｋＧ程度となり、衝撃（減衰）時間が長くなった。そのため、図１１は、ＦＭに対する試験結果を示す。図１０と比較して、飛翔体条件は同じであり、衝突部にアルミ板（3mm）を１枚追加した。これは、ベースプレートの端面から動かずに打撃子を受け止め、変形や材料差等を利用してベースプレートに衝撃を加える調整板である。アルミ板を使用することにより、最大加速度が８０ｋＧ程度となり、衝撃（減衰）時間が短くなった。 FIG. 10 shows another test result using a gas gun. The horizontal axis is time [sec], and the vertical axis is impact acceleration [G]. This is the test result for EM. At this time, the maximum acceleration was about 100 kG, and the impact (attenuation) time was long. Therefore, FIG. 11 shows the test results for FM. Compared to FIG. 10, the flying object conditions were the same, and one aluminum plate (3 mm) was added to the collision part. This is an adjusting plate that receives the striker without moving from the end face of the base plate and applies an impact to the base plate by utilizing deformation, material difference, or the like. By using an aluminum plate, the maximum acceleration was about 80 kG, and the impact (attenuation) time was shortened.
なお、本願発明において、加速部として、例えばオートポンチ（穴あけ加工のためにポンチを自動的にたたくためのもの）やタッカー（木工作業のために針を拘束で打ち出すもの）のように、従来ある機器を応用してもよい。 In the present invention, there are conventional acceleration parts such as an auto punch (for automatically hitting a punch for drilling) and a tucker (for punching a needle for woodworking). Equipment may be applied.
本願発明は、宇宙機器等の衝撃加速度試験に限定されるものではない。金属や硬質材質のものが高速に衝突することによる衝撃現象が発生する製品であれば応用可能である。 The present invention is not limited to the impact acceleration test for space equipment and the like. It can be applied to any product that generates an impact phenomenon due to high-speed collision of metal or hard material.
１ 衝撃加速度試験システム、３ 供試体、５ ベースプレート、７ 移動阻害部、９ 衝撃印加部、１１ 検出部、１３ 打撃部、１５ 加速部、２１ ベースプレート、２３ 移動阻害部、２５ 衝撃印加部、２７ 検出点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Impact acceleration test system, 3 Specimen, 5 Base plate, 7 Movement inhibition part, 9 Impact application part, 11 Detection part, 13 Strike part, 15 Acceleration part, 21 Base plate, 23 Movement inhibition part, 25 Impact application part, 27 Detection point
Claims (4)
前記供試体に接するベース部と、
前記ベース部の移動を阻害する移動阻害部と、
前記供試体が接する部分とは異なる部分から前記ベース部と前記供試体が接する部分に向けて衝撃を加える衝撃印加部を備え、
前記衝撃印加部が前記ベース部に衝撃を加えて生じた弾性波を前記供試体に及ぼすことにより前記供試体に衝撃を加えることを特徴とする衝撃印加装置。 An impact application device that applies an impact to a specimen for an impact acceleration test performed by applying an impact acceleration,
A base portion in contact with the specimen;
A movement inhibiting part that inhibits movement of the base part;
An impact application unit that applies an impact from a portion different from the portion in contact with the specimen to the portion in contact with the base portion and the specimen;
An impact applying apparatus, wherein the impact applying unit applies an impact to the specimen by applying an elastic wave generated by applying an impact to the base part to the specimen.
前記各検出部は、それぞれ、前記弾性波を異なる方向から同時に計測する、請求項１記載の衝撃印加装置。 A plurality of detection units for measuring elastic waves in the base unit;
The impact applying apparatus according to claim 1, wherein each of the detection units simultaneously measures the elastic wave from different directions.
前記ベース部に衝撃を加える打撃部と、
前記打撃部を加速させる加速部を備える、請求項１又は２に記載の衝撃印加装置。 The impact applying unit is
A striking portion for applying an impact to the base portion;
The impact application apparatus according to claim 1, further comprising an acceleration unit that accelerates the hitting unit.
前記供試体に接するベース部は、移動阻害部により移動を阻害された状態であり、
衝撃印加部が、前記供試体が接する部分とは異なる部分から前記ベース部と前記供試体が接する部分に向けて衝撃を加えて生じた弾性波を前記供試体に及ぼすことにより前記供試体に衝撃を加えるステップを含む衝撃印加方法。 An impact application method for applying an impact to a specimen for an impact acceleration test performed by applying an impact acceleration,
The base part in contact with the specimen is in a state where movement is inhibited by the movement inhibition part,
The impact applying unit impacts the specimen by applying an elastic wave to the specimen from a part different from the part in contact with the specimen to the part in contact with the base and the specimen. An impact applying method including the step of adding.
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