JP2020085710A - Compression bending tester and compression bending test method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、中空柱状部材の圧縮曲げ試験機および圧縮曲げ試験方法に関する。 The present invention relates to a compression bending tester and a compression bending test method for hollow columnar members.
自動車の骨格部材の衝突性能を評価する試験として、部材の軸方向に圧縮力を付与して部材に曲げ変形を生じさせる圧縮曲げ試験がある。特許文献1および特許文献2、ならびに非特許文献1には圧縮曲げ試験の方法について開示されている。
As a test for evaluating the collision performance of an automobile skeletal member, there is a compression bending test in which a compressive force is applied in the axial direction of the member to cause bending deformation of the member.
圧縮曲げ試験で所望の性能評価(例えば衝突性能評価)をより正確に行うためには、実際の製品に取り付けられた部材に生じる変形モードと同様の変形モードを再現できることが好ましい。一方、試験機の仕様や試験体の形状、試験体の固定方法等によっては、試験体の端部で折れが発生することがある。また、試験機の治具に対して例えばアーク溶接で試験体が接合されている場合、試験体の曲げ変形時に生じる試験体の曲げ外側の大きな引張力により、溶接部が破断することがある。圧縮曲げ試験時に試験体の端部の折れまたは破断が生じた場合には、試験体の適切な性能評価ができないため、試験体の固定方法を変更する等の対応をした後、再度試験を行う必要がある。 In order to more accurately perform a desired performance evaluation (e.g., collision performance evaluation) in the compression bending test, it is preferable to be able to reproduce a deformation mode similar to the deformation mode that occurs in a member attached to an actual product. On the other hand, depending on the specifications of the testing machine, the shape of the test piece, the method of fixing the test piece, and the like, breakage may occur at the end of the test piece. Further, when the test body is joined to the jig of the tester by, for example, arc welding, the welded portion may be broken due to a large tensile force on the outside of the bending of the test body, which is generated when the test body is bent and deformed. If the end of the test piece breaks or breaks during the compression bending test, proper performance evaluation of the test piece cannot be performed.Therefore, change the fixing method of the test piece, and then perform the test again. There is a need.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、圧縮曲げ試験において、試験体の端部での折れまたは破断を生じにくくすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make it difficult to cause breakage or breakage at an end portion of a test body in a compression bending test.
上記課題を解決する本発明の一態様は、圧縮曲げ試験機であって、中空柱状部材からなる試験体の端部を固定するための一対の治具と、前記治具に固定され、互いに対向するように配置された一対の中実部材と、を備えたことを特徴としている。 One aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is a compression bending tester, which is a pair of jigs for fixing an end portion of a test body formed of a hollow columnar member, and is fixed to the jigs and faces each other. And a pair of solid members arranged so as to perform.
別の観点における本発明の一態様は、圧縮曲げ試験方法であって、中空柱状部材からなる試験体の端部を固定するための一対の治具に対して、互いに対向するように配置した一対の中実部材を固定し、前記試験体を前記中実部材に被せるようにして前記試験体の端部の内方空間に前記中実部材が位置した状態で該試験体と該中実部材を固定して、前記試験体の圧縮曲げ試験を行うことを特徴としている。 One aspect of the present invention in another aspect is a compression bending test method, wherein a pair of jigs for fixing an end portion of a test body formed of a hollow columnar member are arranged so as to face each other. The solid member is fixed, and the test body and the solid member are placed in the inner space of the end portion of the test body such that the solid body is covered with the test body. The test piece is fixed and a compression bending test is performed on the test piece.
圧縮曲げ試験において、試験体の端部での折れまたは破断を生じにくくすることができる。 In the compression bending test, it is possible to make it difficult for the end portion of the test body to be broken or fractured.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present specification and the drawings, elements having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
図1は本実施形態における圧縮曲げ試験機1の概略構成を示す図である。圧縮曲げ試験機1は、試験体Sに圧縮力を付与する可動部の一例であるクロスヘッド2と、クロスヘッド2に対向して配置された固定部の一例であるテーブル3と、試験体Sの端部を固定するための一対の治具4を備えている。図1〜図3に示されるように、本実施形態の治具4は、試験体Sの端面に接する端面プレート5と、端面プレート5の、試験体Sに接する面と反対側の面において間隔を空けて取り付けられた一対のブラケット6を有している。各ブラケット6にはピン穴が形成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
対向して配置された一対の治具4のうち、一方の治具4aは、クロスヘッド2に対して回転可能に接続されている。詳述すると、クロスヘッド2に固定された柱部7が一対のブラケット6間に位置した状態で、柱部7と一対のブラケット6とがピン8で固定されている。また、一対の治具4のうちの他方の治具4bは、テーブル3に対して回転可能に接続されている。詳述すると、テーブル3に固定された柱部7が一対のブラケット6間に位置した状態で、柱部7と一対のブラケット6とがピン8で固定されている。本実施形態の圧縮曲げ試験機1は、このように治具4が取り付けられていることにより、試験体Sに曲げ変形が生じたとしても、治具4が試験体Sの端部に追従して回転するため、試験体Sの端部をより強固に固定することができる。なお、治具4の構成は、本実施形態で説明した構成に限定されず、圧縮力付与時に試験体Sに曲げ変形を生じさせることが可能な構成であればよい。
Of the pair of
圧縮曲げ試験の対象となる試験体Sは中空柱状部材であり、図4に示されるように試験体Sの内側には空間が形成されている。本実施形態の圧縮曲げ試験機1は、試験体Sの端部の内方空間を埋めるような一対の中実部材9を備えている。中実部材9とは、中空状の部材と異なり、内方に空間を有しない中身が詰まった部材である。本実施形態の中実部材9の側面には、ボルトが挿入されるボルト穴が形成されている。中実部材9の形状は、試験体Sの形状に応じて適宜変更されるものであり、圧縮曲げ試験の際に使用される中実部材9は、試験体Sの形状に応じて適宜交換される。また、中実部材9は、例えば金属からなるが、中実部材9の材料は、試験体Sに圧縮力を付与した際に、試験体Sの端部において見かけ上、剛体として機能するような材料であればよい。
The test body S to be subjected to the compression bending test is a hollow columnar member, and a space is formed inside the test body S as shown in FIG. The
中実部材9は治具4に対して固定されており、一対の中実部材9は、互いに対向するように配置されている。本実施形態の場合、中実部材9が直方体状に形成され、中実部材9と治具4は、中実部材9が治具4の端面プレート5に接した状態でボルト締結されることで固定されている。なお、中実部材9と治具4の固定方法は特に限定されず、圧縮曲げ試験時において治具4から中実部材9が外れない固定方法であればよい。例えば中実部材9と治具4は、接着剤やリベットによって固定されていてもよい。また、中実部材9と治具4は一体成形されていてもよい。この場合、圧縮曲げ試験を行う際には試験体Sの形状に適した治具4が適宜使用される。
The
なお、本実施形態の圧縮曲げ試験機1においては、一対の治具4に固定された試験体SのY方向における位置が、クロスヘッド2の柱部7およびテーブル3の柱部7のY方向における位置と一致していないが、これらの位置は一致していてもよい。試験体Sの固定位置は、試験の目的や評価項目等に応じて適宜変更される。
In the
本実施形態の圧縮曲げ試験機1は以上のように構成されている。この圧縮曲げ試験機1を用いて試験体Sの圧縮曲げ試験を行う際には、まず、治具4に固定された中実部材9に、試験体Sを被せるようにして試験体Sを配置する。そして、試験体Sの内方空間に中実部材9が位置した状態で、試験体Sと中実部材9とをボルト締結する。これにより、試験体Sの端部においては内方空間が埋められたような状態となる。なお、試験体Sと中実部材9の固定方法は、ボルト固定に限定されず、例えば接着剤やリベットを用いた固定方法やアーク溶接による固定方法等であってもよい。また、試験体Sと中実部材9が固定されている場合、試験体Sが治具4に対して例えばアーク溶接等で固定されていてもよい。
The
上記のように試験体Sを固定した状態で、クロスヘッド2をテーブル3側に移動させると、試験体Sが圧縮され、図6に示されるように試験体Sに曲げ変形が生じる。このとき、治具4に固定された試験体Sの端部においては、内方空間に中実部材9が存在しているために折れが生じにくくなっている。さらに、治具4と中実部材9は溶接されていない。このため、試験体Sの曲げ変形時に溶接部が破断するといったようなことは起こらない。したがって、本実施形態のような圧縮曲げ試験方法によれば、試験体Sの端部以外の領域で曲げ変形が生じやすくなり、圧縮曲げ試験における所望の性能評価をより正確に行うことが可能となる。
When the
特に、近年は電気自動車の普及が加速しており、搭載する電池の重量増加分をカバーするために車体への軽量化の要求も高まっている。そのため、より高強度、かつ、より薄い材料の適用が進んでいる。治具4と試験体Sが例えばアーク溶接で接合されている場合、試験体Sが高強度材料であると、試験体Sの治具4との溶接箇所が軟化し、圧縮曲げ試験時に軟化した箇所が折れ起点となりやすくなることが懸念される。さらに、試験体Sの板厚が薄いと、試験体Sの端部において折れ起点となる面外変形が生じやすくなることが懸念される。このような課題は、電気自動車の開発が進むことによって生じると考えられる新たな課題である。一方で、中実部材9を用いた圧縮曲げ試験機1においては、熱による材料軟化が生じないことに加え、試験体Sの内方空間を埋めるように中実部材9が配置されていることにより、板厚が薄くても試験体Sの端部における面外変形が生じにくくなり、適用材料による部材性能の変化を良好に評価しやすくなる。
In particular, in recent years, the spread of electric vehicles has accelerated, and there is an increasing demand for weight reduction of the vehicle body to cover the increased weight of the battery to be mounted. Therefore, the application of higher strength and thinner materials is being advanced. When the
なお、試験体Sと中実部材9をボルトで固定する場合、本実施形態のように試験体Sの外側面に接するようにプレート10を配置し、プレート10と、試験体Sと、中実部材9とをボルト締結することが好ましい。この場合、プレート10によって試験体Sの外側を面で押さえることができ、試験体Sの端部をより剛体に近づけることができる。この結果、試験体Sの端部における折れまたは破断をより生じにくくすることができ、圧縮曲げ試験における所望の性能評価をより正確に行うことができる。試験体Sの端部の折れまたは破断をさらに抑制する観点においては、図7に示されるようにプレート10が試験体Sの全ての側面に対してそれぞれ配置されていることが好ましい。
In addition, when fixing the test body S and the
また、図2〜図4に示されるように、試験体Sの端部の折れまたは破断をさらに抑制する観点においては、試験体Sの、中実部材9が配置されていない領域に、曲げ変形を誘起させる曲げ誘起部11が形成されていることが好ましい。“曲げ誘起部”とは、例えば凹部、凸部、穴などの形状を有する部分であり、試験体に圧縮力を付与した際に、この曲げ誘起部11を起点として曲げ変形が生じやすくなる。
In addition, as shown in FIGS. 2 to 4, from the viewpoint of further suppressing bending or breaking of the end portion of the test body S, bending deformation occurs in a region of the test body S where the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this example. It is obvious to those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and of course, the technical scope of the present invention is also applicable to them. Be understood to belong to.
本発明は、中空柱状部材の圧縮曲げ試験に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the compression bending test of a hollow columnar member.
1 圧縮曲げ試験機
2 クロスヘッド
3 テーブル
4 治具
5 端面プレート
6 ブラケット
7 柱部
8 ピン
9 中実部材
10 プレート
11 曲げ誘起部
S 試験体
1 Compression
Claims (7)
前記治具に固定され、互いに対向するように配置された一対の中実部材と、を備えた、圧縮曲げ試験機。 A pair of jigs for fixing the end portion of the test body made of a hollow columnar member,
A compression bending tester, comprising: a pair of solid members fixed to the jig and arranged to face each other.
前記試験体を前記中実部材に被せるようにして前記試験体の端部の内方空間に前記中実部材が位置した状態で該試験体と該中実部材を固定して、前記試験体の圧縮曲げ試験を行う、圧縮曲げ試験方法。 For a pair of jigs for fixing the end portion of the test body made of a hollow columnar member, a pair of solid members arranged so as to face each other is fixed,
By fixing the test body and the solid member in a state in which the solid member is located in the inner space of the end portion of the test body so as to cover the solid body with the test body, A compression bending test method for performing a compression bending test.
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