JP3312503B2 - ２軸載荷試験装置 - Google Patents
２軸載荷試験装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、免震ゴムなどの性能を
評価するのに好適な２軸載荷試験装置に関する。
評価するのに好適な２軸載荷試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、たとえば図９に示すような２
軸載荷試験装置が知られている。図９において、供試体
１は上下圧盤２，３により下部架台４と上押し部材５と
の間に保持されている。上押し部材５は鉛直スライドガ
イド６で上下方向に移動可能に支持枠７に保持され、下
部架台４は水平スライドベアリング８で水平方向に往復
移動可能に基台９上に設けられている。
軸載荷試験装置が知られている。図９において、供試体
１は上下圧盤２，３により下部架台４と上押し部材５と
の間に保持されている。上押し部材５は鉛直スライドガ
イド６で上下方向に移動可能に支持枠７に保持され、下
部架台４は水平スライドベアリング８で水平方向に往復
移動可能に基台９上に設けられている。
【０００３】上押し部材５を不図示の載荷アクチュエー
タで鉛直方向に押動して供試体１に圧縮荷重を負荷し、
その状態で、下部架台４を不図示の負荷アクチュエータ
で水平方向に往復移動させる。そのとき、負荷アクチュ
エータの変位量を変位計で測定するとともに、負荷アク
チュエータと下部架台４との間に介装したロードセルで
負荷荷重を測定し、横軸を水平方向移動量、縦軸をロー
ドセル出力としたエネルギ曲線を描き、そのエネルギ曲
線の面積から、供試体１の剪断変形による損失エネルギ
を評価する。
タで鉛直方向に押動して供試体１に圧縮荷重を負荷し、
その状態で、下部架台４を不図示の負荷アクチュエータ
で水平方向に往復移動させる。そのとき、負荷アクチュ
エータの変位量を変位計で測定するとともに、負荷アク
チュエータと下部架台４との間に介装したロードセルで
負荷荷重を測定し、横軸を水平方向移動量、縦軸をロー
ドセル出力としたエネルギ曲線を描き、そのエネルギ曲
線の面積から、供試体１の剪断変形による損失エネルギ
を評価する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の２軸載荷試験装置にあっては、供試体１の下部
だけが水平方向に往復動し上部位置は不動である。その
ため、２点鎖線のように変形する供試体１の弾性復元力
により上押し部材５にモーメントが作用し、鉛直スライ
ドガイド６に不所望な圧縮荷重が働きスライドガイドの
強度アップが必要となり構造が非常に複雑となってコス
トアップとなる。しかもその圧縮荷重は供試体の水平変
位量に応じて変動するため、スライドガイド６の摩擦力
も変動するとともに、水平スライドベアリング８の摩擦
力も変動してしまう。その結果、水平負荷アクチュエー
タと下部圧盤との間に介装したロードセルの出力から摩
擦分をキャンセルする補正演算が困難となり、精度の高
い試験結果が得られない。
た従来の２軸載荷試験装置にあっては、供試体１の下部
だけが水平方向に往復動し上部位置は不動である。その
ため、２点鎖線のように変形する供試体１の弾性復元力
により上押し部材５にモーメントが作用し、鉛直スライ
ドガイド６に不所望な圧縮荷重が働きスライドガイドの
強度アップが必要となり構造が非常に複雑となってコス
トアップとなる。しかもその圧縮荷重は供試体の水平変
位量に応じて変動するため、スライドガイド６の摩擦力
も変動するとともに、水平スライドベアリング８の摩擦
力も変動してしまう。その結果、水平負荷アクチュエー
タと下部圧盤との間に介装したロードセルの出力から摩
擦分をキャンセルする補正演算が困難となり、精度の高
い試験結果が得られない。
【０００５】本発明の目的は、精度の高い試験結果を得
るようにした２軸載荷試験装置を提供することにある。
るようにした２軸載荷試験装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る２軸載荷試
験装置は、上下一対の圧盤に保持された供試体に軸力を
負荷する軸力負荷手段と、前記供試体に軸力を作用させ
たまま、前記上下一対の圧盤を相対移動させて前記軸力
に直交する剪断力を繰返し負荷する剪断負荷手段と、前
記供試体に繰返し剪断力を負荷するときに、前記供試体
の中心点が前記軸力の軸心と一致するように前記上下圧
盤を移動させる圧盤移動手段とを具備し、この圧盤移動
手段に前記圧盤を微小振動させながら移動させる手段を
付設することにより、上記目的を達成する。
験装置は、上下一対の圧盤に保持された供試体に軸力を
負荷する軸力負荷手段と、前記供試体に軸力を作用させ
たまま、前記上下一対の圧盤を相対移動させて前記軸力
に直交する剪断力を繰返し負荷する剪断負荷手段と、前
記供試体に繰返し剪断力を負荷するときに、前記供試体
の中心点が前記軸力の軸心と一致するように前記上下圧
盤を移動させる圧盤移動手段とを具備し、この圧盤移動
手段に前記圧盤を微小振動させながら移動させる手段を
付設することにより、上記目的を達成する。
【０００７】
【作用】上下一対の圧盤に保持された供試体に軸力負荷
手段で軸力を負荷しつつ、剪断負荷手段で上下一対の圧
盤を相対移動させて供試体に剪断力を繰返し負荷する。
このとき、圧盤移動手段は前記供試体の中心点が軸力負
荷手段の軸心に対して一致するように上下圧盤を剪断力
の方向に移動する。これにより、供試体の中心点が軸力
の軸線上に一致し、軸力の偏心に伴う供試体が倒れこも
うとするモーメントを小さくすることができ、試験精度
の向上が図れる。また、微小振動させながら圧盤を移動
させるようにしたので、軸力の大きさや剪断力の大きさ
に伴って変動する圧盤の摩擦力を検出でき、測定した摩
擦力により剪断力の補正演算を高精度で行なうことがで
きる。
手段で軸力を負荷しつつ、剪断負荷手段で上下一対の圧
盤を相対移動させて供試体に剪断力を繰返し負荷する。
このとき、圧盤移動手段は前記供試体の中心点が軸力負
荷手段の軸心に対して一致するように上下圧盤を剪断力
の方向に移動する。これにより、供試体の中心点が軸力
の軸線上に一致し、軸力の偏心に伴う供試体が倒れこも
うとするモーメントを小さくすることができ、試験精度
の向上が図れる。また、微小振動させながら圧盤を移動
させるようにしたので、軸力の大きさや剪断力の大きさ
に伴って変動する圧盤の摩擦力を検出でき、測定した摩
擦力により剪断力の補正演算を高精度で行なうことがで
きる。
【０００８】
【実施例】図１〜図８により本発明を免震ゴムの剪断エ
ネルギ評価試験機に適用した場合の一実施例を説明す
る。図１〜３は免震ゴムの剪断エネルギ評価試験機の一
実施例を示す図であり、図２は正面図、図３は左側面
図、図１は図３の支柱枠を取り除いて見た図である。こ
れらの図において、左右の支柱枠１１は基部１２とクロ
スヨーク１３で負荷枠を構成し、クロスヨーク１３に垂
直荷重用の油圧シリンダ１４が設置され、油圧シリンダ
１４のラムロッド１４ａには球座１５を介して負荷ヨー
ク１６が接続されている。この負荷ヨーク１６の左右端
は支柱枠１１に鉛直スライドガイド１７を介して支持さ
れている。負荷ヨーク１６の下面には水平方向に移動可
能にスライドベアリング１８を介して上部圧盤１９が設
けられている。上部圧盤１９の下面には上面盤２０が設
けられている。基部１２には水平スライドベアリング２
１を介して下部圧盤２２が設けられ、この下部圧盤２２
の上面に下面盤２３が設けられている。供試体１は上下
面盤２０，２３にボルトナットなどで固定される。上下
圧盤１９，２２は水平スライドベアリング１８，２１に
より図１の左右方向に移動される。
ネルギ評価試験機に適用した場合の一実施例を説明す
る。図１〜３は免震ゴムの剪断エネルギ評価試験機の一
実施例を示す図であり、図２は正面図、図３は左側面
図、図１は図３の支柱枠を取り除いて見た図である。こ
れらの図において、左右の支柱枠１１は基部１２とクロ
スヨーク１３で負荷枠を構成し、クロスヨーク１３に垂
直荷重用の油圧シリンダ１４が設置され、油圧シリンダ
１４のラムロッド１４ａには球座１５を介して負荷ヨー
ク１６が接続されている。この負荷ヨーク１６の左右端
は支柱枠１１に鉛直スライドガイド１７を介して支持さ
れている。負荷ヨーク１６の下面には水平方向に移動可
能にスライドベアリング１８を介して上部圧盤１９が設
けられている。上部圧盤１９の下面には上面盤２０が設
けられている。基部１２には水平スライドベアリング２
１を介して下部圧盤２２が設けられ、この下部圧盤２２
の上面に下面盤２３が設けられている。供試体１は上下
面盤２０，２３にボルトナットなどで固定される。上下
圧盤１９，２２は水平スライドベアリング１８，２１に
より図１の左右方向に移動される。
【０００９】図１に示されているように、上部および下
部圧盤１９，２２にはそれぞれブラケット２４，２５が
設けられ、両ブラケット２４，２５には水平負荷用油圧
シリンダ２６の両端が接続されて、油圧シリンダ２６の
伸縮により両ブラケット２４，２５間の距離が変化す
る。一方、基部１２に設けられたブラケット２７と下部
圧盤２２に設けられたブラケット２８には下部圧盤移動
用の油圧シリンダ２９の両端が接続されて、油圧シリン
ダ２９の伸縮により下部圧盤２２が水平方向に移動す
る。
部圧盤１９，２２にはそれぞれブラケット２４，２５が
設けられ、両ブラケット２４，２５には水平負荷用油圧
シリンダ２６の両端が接続されて、油圧シリンダ２６の
伸縮により両ブラケット２４，２５間の距離が変化す
る。一方、基部１２に設けられたブラケット２７と下部
圧盤２２に設けられたブラケット２８には下部圧盤移動
用の油圧シリンダ２９の両端が接続されて、油圧シリン
ダ２９の伸縮により下部圧盤２２が水平方向に移動す
る。
【００１０】図４は試験装置の制御部を示すもので、４
０はＣＰＵなどを主体に構成される制御回路、４１は垂
直負荷用油圧シリンダ１４の駆動回路、４２は水平負荷
用油圧シリンダ２６の駆動回路、４３は下部圧盤移動用
油圧シリンダ２９の駆動回路である。４４は垂直負荷荷
重を検出するロードセル、４５は上部圧盤１９の垂直変
位を検出する変位計、４６は水平負荷用油圧シリンダ２
６に作用する水平方向負荷荷重を検出するロードセル、
４７は水平負荷用油圧シリンダ２６のストロークを検出
する変位計である。また、４８は下部圧盤移動用油圧シ
リンダ２９のストロークを検出する変位計、４９は下部
圧盤移動用油圧シリンダ２９に作用する荷重を検出する
ロードセルである。５０は発振回路であり、下部圧盤移
動用油圧シリンダ２９を微小振動させながら往復動させ
るために、油圧シリンダ駆動信号に重畳させる鋸歯状波
信号を出力する。各駆動回路４１〜４３には不図示の油
圧源から油圧が供給され、制御回路４０からの制御信号
に基づいてサーボ弁などを駆動して各油圧シリンダのス
トロークを調節する。
０はＣＰＵなどを主体に構成される制御回路、４１は垂
直負荷用油圧シリンダ１４の駆動回路、４２は水平負荷
用油圧シリンダ２６の駆動回路、４３は下部圧盤移動用
油圧シリンダ２９の駆動回路である。４４は垂直負荷荷
重を検出するロードセル、４５は上部圧盤１９の垂直変
位を検出する変位計、４６は水平負荷用油圧シリンダ２
６に作用する水平方向負荷荷重を検出するロードセル、
４７は水平負荷用油圧シリンダ２６のストロークを検出
する変位計である。また、４８は下部圧盤移動用油圧シ
リンダ２９のストロークを検出する変位計、４９は下部
圧盤移動用油圧シリンダ２９に作用する荷重を検出する
ロードセルである。５０は発振回路であり、下部圧盤移
動用油圧シリンダ２９を微小振動させながら往復動させ
るために、油圧シリンダ駆動信号に重畳させる鋸歯状波
信号を出力する。各駆動回路４１〜４３には不図示の油
圧源から油圧が供給され、制御回路４０からの制御信号
に基づいてサーボ弁などを駆動して各油圧シリンダのス
トロークを調節する。
【００１１】制御回路４０は各油圧シリンダを対応する
駆動回路を介して次のように駆動制御する。 供試体１に一定垂直荷重が作用するように、ロードセ
ル４４の検出信号で垂直負荷用油圧シリンダ１４をフィ
ードバック制御する。すなわち、ロードセル４４の検出
信号を予め入力された制御信号（たとえばランプ入力信
号や周波数信号）と比較し、その偏差がゼロとなるよう
に油圧シリンダ１４をフィードバックする。
駆動回路を介して次のように駆動制御する。 供試体１に一定垂直荷重が作用するように、ロードセ
ル４４の検出信号で垂直負荷用油圧シリンダ１４をフィ
ードバック制御する。すなわち、ロードセル４４の検出
信号を予め入力された制御信号（たとえばランプ入力信
号や周波数信号）と比較し、その偏差がゼロとなるよう
に油圧シリンダ１４をフィードバックする。
【００１２】所定の周期で供試体１に剪断力が作用す
るように、変位計４７の検出信号で水平負荷用油圧シリ
ンダ２６をフィードバック制御する。すなわち、変位計
４７の検出信号を予め入力された制御信号（周波数信
号）と比較し、その偏差がゼロとなるように油圧シリン
ダ２６をフィードバックする。
るように、変位計４７の検出信号で水平負荷用油圧シリ
ンダ２６をフィードバック制御する。すなわち、変位計
４７の検出信号を予め入力された制御信号（周波数信
号）と比較し、その偏差がゼロとなるように油圧シリン
ダ２６をフィードバックする。
【００１３】油圧シリンダ２６の動作により供試体１
が所定周期で水平方向に往復動するとき、供試体１の中
心点が垂直負荷用油圧シリンダ１４の軸心と常時一致す
るように、上記往復動と逆の位相で１／２だけ下部圧盤
２２を水平方向に往復動させる。すなわち、変位計４９
の検出信号を予め入力された制御信号（周波数信号）と
比較し、その偏差がゼロとなるように油圧シリンダ２９
をフィードバックする。この場合、油圧シリンダ２６の
動作と同期をとるのが好ましい。フィードバック信号に
は、発振回路５０から出力される鋸歯状波信号が重畳さ
れ、油圧シリンダ２９を微小振動させながら往復動させ
る。
が所定周期で水平方向に往復動するとき、供試体１の中
心点が垂直負荷用油圧シリンダ１４の軸心と常時一致す
るように、上記往復動と逆の位相で１／２だけ下部圧盤
２２を水平方向に往復動させる。すなわち、変位計４９
の検出信号を予め入力された制御信号（周波数信号）と
比較し、その偏差がゼロとなるように油圧シリンダ２９
をフィードバックする。この場合、油圧シリンダ２６の
動作と同期をとるのが好ましい。フィードバック信号に
は、発振回路５０から出力される鋸歯状波信号が重畳さ
れ、油圧シリンダ２９を微小振動させながら往復動させ
る。
【００１４】このように構成された２軸載荷試験装置の
動作を図５〜図８も参照して説明する。まず不図示の試
験条件入力操作部材により垂直負荷荷重および、水平方
向の変位量と周波数を設定する。試験が開始されると、
垂直負荷用油圧シリンダ１４に圧油が供給され、上部圧
盤１９が供試体を押圧する。垂直荷重検出用ロードセル
４４は垂直荷重を検出し、制御回路４０は設定された垂
直荷重となるように駆動回路４１を介して油圧シリンダ
１４を駆動制御する。
動作を図５〜図８も参照して説明する。まず不図示の試
験条件入力操作部材により垂直負荷荷重および、水平方
向の変位量と周波数を設定する。試験が開始されると、
垂直負荷用油圧シリンダ１４に圧油が供給され、上部圧
盤１９が供試体を押圧する。垂直荷重検出用ロードセル
４４は垂直荷重を検出し、制御回路４０は設定された垂
直荷重となるように駆動回路４１を介して油圧シリンダ
１４を駆動制御する。
【００１５】一方、水平負荷用油圧シリンダ２６の駆動
回路４２には図５の（ａ）で示されるような正弦波信号
が印加されて、油圧シリンダ２６は所定の量だけ所定の
周波数で伸縮する。これにより上下圧盤１９，２２のブ
ラケット２４，２５の間隔が変更されて供試体１に周期
的に大きさの異なる剪断力が負荷される。
回路４２には図５の（ａ）で示されるような正弦波信号
が印加されて、油圧シリンダ２６は所定の量だけ所定の
周波数で伸縮する。これにより上下圧盤１９，２２のブ
ラケット２４，２５の間隔が変更されて供試体１に周期
的に大きさの異なる剪断力が負荷される。
【００１６】このとき、下圧盤移動用油圧シリンダ２９
の駆動回路４３には図５の（ｂ）に示すような鋸歯状波
が重畳された正弦波信号が入力される。この正弦波信号
は図５（ａ）の正弦波信号に対して、逆位相で１／２の
振幅を有する。下圧盤移動用油圧シリンダ２９にも駆動
回路４３を介して圧油が供給される。
の駆動回路４３には図５の（ｂ）に示すような鋸歯状波
が重畳された正弦波信号が入力される。この正弦波信号
は図５（ａ）の正弦波信号に対して、逆位相で１／２の
振幅を有する。下圧盤移動用油圧シリンダ２９にも駆動
回路４３を介して圧油が供給される。
【００１７】このようにして供試体１の軸方向に所定の
荷重を負荷しつつ水平方向に繰り返し変動する剪断力を
負荷する際、水平負荷用油圧シリンダ２６の負荷変動が
ロードセル４６で、変位量が変位計４７でそれぞれ検出
される。図７の曲線ａはロードセル４６で検出した水平
荷重を、曲線ｂは変位計４７で検出した水平変位をそれ
ぞれ示す。
荷重を負荷しつつ水平方向に繰り返し変動する剪断力を
負荷する際、水平負荷用油圧シリンダ２６の負荷変動が
ロードセル４６で、変位量が変位計４７でそれぞれ検出
される。図７の曲線ａはロードセル４６で検出した水平
荷重を、曲線ｂは変位計４７で検出した水平変位をそれ
ぞれ示す。
【００１８】図６により動作を詳細に説明する。図６に
おいて、下圧盤２２を固定した状態でブラケット２４，
２５間に設けた水平負荷用油圧シリンダ２６（図６では
図示を省略）をＳだけ伸ばすと、上部圧盤１９が左にＳ
だけ移動して供試体１に剪断力が働く。このとき、供試
体１の中心点ＯはＯ’で示すように左にＳ／２だけずれ
る。そこで、水平負荷用油圧シリンダ２６をＳ伸ばすの
と同期させて、水平移動用油圧シリンダ２９をＳ／２だ
け収縮して下部圧盤２２を右にＳ／２だけ移動させる
と、供試体１は２点鎖線で示すように変形しその中心点
が常にＯ点に位置して垂直負荷軸心ＶＸに一致する。こ
れにより、軸力の偏心に伴う供試体が倒れこもうとする
モーメントが負荷ヨーク１６に働かないようにできる。
おいて、下圧盤２２を固定した状態でブラケット２４，
２５間に設けた水平負荷用油圧シリンダ２６（図６では
図示を省略）をＳだけ伸ばすと、上部圧盤１９が左にＳ
だけ移動して供試体１に剪断力が働く。このとき、供試
体１の中心点ＯはＯ’で示すように左にＳ／２だけずれ
る。そこで、水平負荷用油圧シリンダ２６をＳ伸ばすの
と同期させて、水平移動用油圧シリンダ２９をＳ／２だ
け収縮して下部圧盤２２を右にＳ／２だけ移動させる
と、供試体１は２点鎖線で示すように変形しその中心点
が常にＯ点に位置して垂直負荷軸心ＶＸに一致する。こ
れにより、軸力の偏心に伴う供試体が倒れこもうとする
モーメントが負荷ヨーク１６に働かないようにできる。
【００１９】また、下圧盤２２を微小振動させながら往
復動させると、上下圧盤１９，２２の動作方向が変更さ
れるたびに、水平スライドべアリング１８，２１の摩擦
力がロードセル４９で検出できる。すなわち、図７の曲
線ａ中の微小振動に応じた負荷変動ＬＶがベアリング１
８，２１の摩擦力成分を示している。そして、検出され
た摩擦力の１／２の値をロードセル４６で検出した水平
負荷荷重から差引くことにより、供試体１の変位量に応
じてスライドベアリング１８，２１の摩擦力が変動して
も、供試体１の水平負荷荷重が正確に検出できる。
復動させると、上下圧盤１９，２２の動作方向が変更さ
れるたびに、水平スライドべアリング１８，２１の摩擦
力がロードセル４９で検出できる。すなわち、図７の曲
線ａ中の微小振動に応じた負荷変動ＬＶがベアリング１
８，２１の摩擦力成分を示している。そして、検出され
た摩擦力の１／２の値をロードセル４６で検出した水平
負荷荷重から差引くことにより、供試体１の変位量に応
じてスライドベアリング１８，２１の摩擦力が変動して
も、供試体１の水平負荷荷重が正確に検出できる。
【００２０】ここで、測定された摩擦力の１／２を差し
引くようにしたのは次の理由による。ロードセル４６で
検出される水平荷重に含まれる摩擦力分は上スライドベ
アリング１８の摩擦力であり、一方、水平移動油圧シリ
ンダ２９で下部圧盤２２を微小振動させながら移動する
際にロードセル４９で検出される摩擦力は上下スライド
ベアリング１８，２１の摩擦力である。そこで、上述し
たように、水平移動にともなってロードセル４９で検出
される摩擦力の１／２をロードセル４６の検出結果から
差し引くようにした。図８がエネルギ曲線であり、この
閉曲線内の面積が供試体１の持つ剪断における損失エネ
ルギを表す。
引くようにしたのは次の理由による。ロードセル４６で
検出される水平荷重に含まれる摩擦力分は上スライドベ
アリング１８の摩擦力であり、一方、水平移動油圧シリ
ンダ２９で下部圧盤２２を微小振動させながら移動する
際にロードセル４９で検出される摩擦力は上下スライド
ベアリング１８，２１の摩擦力である。そこで、上述し
たように、水平移動にともなってロードセル４９で検出
される摩擦力の１／２をロードセル４６の検出結果から
差し引くようにした。図８がエネルギ曲線であり、この
閉曲線内の面積が供試体１の持つ剪断における損失エネ
ルギを表す。
【００２１】このように、軸力をかけながら上下圧盤１
９，２２を互いに反対方向に移動させて、供試体１に軸
力と剪断力とを同時に作用させる２軸載荷試験を行なう
際、供試体１の中心点が垂直負荷用油圧シリンダ１４の
軸心と常時一致させるような操作を行なうことにより、
鉛直スライドガイド１７に不所望な圧縮荷重を発生させ
ずに試験を行なうことが可能となり、測定精度が向上す
る。また、下圧盤を微小振動させながら水平移動させ、
そのときロードセル４９で検出される摩擦力の１／２を
ロードセル４６の垂直荷重検出結果から差し引くように
したから、次のような効果も得られる。
９，２２を互いに反対方向に移動させて、供試体１に軸
力と剪断力とを同時に作用させる２軸載荷試験を行なう
際、供試体１の中心点が垂直負荷用油圧シリンダ１４の
軸心と常時一致させるような操作を行なうことにより、
鉛直スライドガイド１７に不所望な圧縮荷重を発生させ
ずに試験を行なうことが可能となり、測定精度が向上す
る。また、下圧盤を微小振動させながら水平移動させ、
そのときロードセル４９で検出される摩擦力の１／２を
ロードセル４６の垂直荷重検出結果から差し引くように
したから、次のような効果も得られる。
【００２２】この種の２軸載荷試験機では、スラストベ
アリングの摩擦力による影響を測定された剪断力から差
引く必要があるが、垂直荷重の大きさによって水平スラ
イドベアリングの摩擦力が変動するため、複数の垂直負
荷ごとに水平スライドベアリングの摩擦力を予め測定す
る必要があり、操作性が悪い。また、上述した水平スラ
イドベアリング１８，２１の摩擦力は、供試体１に剪断
負荷を加えた場合と加えない場合とで大きさが異なる。
つまり、剪断負荷を加えた場合には供試体１の水平変位
により荷重分布が変動し、摩擦力もそれに応じて変動す
る。したがって、上述のように剪断力を加えずに事前に
計測した摩擦力を一律に差引いたのでは試験結果に誤差
が含まれることになる。
アリングの摩擦力による影響を測定された剪断力から差
引く必要があるが、垂直荷重の大きさによって水平スラ
イドベアリングの摩擦力が変動するため、複数の垂直負
荷ごとに水平スライドベアリングの摩擦力を予め測定す
る必要があり、操作性が悪い。また、上述した水平スラ
イドベアリング１８，２１の摩擦力は、供試体１に剪断
負荷を加えた場合と加えない場合とで大きさが異なる。
つまり、剪断負荷を加えた場合には供試体１の水平変位
により荷重分布が変動し、摩擦力もそれに応じて変動す
る。したがって、上述のように剪断力を加えずに事前に
計測した摩擦力を一律に差引いたのでは試験結果に誤差
が含まれることになる。
【００２３】そこで、上述したように供試体１の剪断負
荷を与えると同時に上下圧盤１９，２２に微小振動を与
え、水平スライドベアリング１８，２１の摩擦力を逐次
測定し、剪断力にともなって変動する水平スライドベア
リングの摩擦力成分を正確にキャンセルしてより精度の
高い試験が可能となる。
荷を与えると同時に上下圧盤１９，２２に微小振動を与
え、水平スライドベアリング１８，２１の摩擦力を逐次
測定し、剪断力にともなって変動する水平スライドベア
リングの摩擦力成分を正確にキャンセルしてより精度の
高い試験が可能となる。
【００２４】なお、図７の曲線ａに見られる摩擦力をキ
ャンセルする方式としては、リアルタイムにキャンセル
する方式や、データサンプルの終了後にキャンセルする
方式など、いずれの方式でもよい。
ャンセルする方式としては、リアルタイムにキャンセル
する方式や、データサンプルの終了後にキャンセルする
方式など、いずれの方式でもよい。
【００２５】以上の実施例の構成において、垂直負荷用
油圧シリンダ１４が軸力負荷手段を、水平負荷用油圧シ
リンダ２６が水平負荷手段を、下部圧盤移動用油圧シリ
ンダ２９，発振回路５０および制御回路４０が圧盤移動
手段をそれぞれ構成する。
油圧シリンダ１４が軸力負荷手段を、水平負荷用油圧シ
リンダ２６が水平負荷手段を、下部圧盤移動用油圧シリ
ンダ２９，発振回路５０および制御回路４０が圧盤移動
手段をそれぞれ構成する。
【００２６】なお、試験機本体の構成は実施例に限定さ
れない。とくに、油圧シリンダ１４と油圧シリンダ２６
や油圧シリンダ２９を一体の試験機本体に組込んでいる
が、軸力負荷機構と水平負荷機構を別々の機構としても
よい。
れない。とくに、油圧シリンダ１４と油圧シリンダ２６
や油圧シリンダ２９を一体の試験機本体に組込んでいる
が、軸力負荷機構と水平負荷機構を別々の機構としても
よい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、供
試体の弾性復元力により不所望なモーメントが軸力負荷
機構に作用しないようにしたので、剪断力負荷中でも鉛
直スライドガイドの圧縮力をほぼ一定にでき、それにと
もなう水平スライドベアリングの摩擦力の変動を抑制で
きるから、従来よりも精度よく試験を行なうことができ
る。さらに加えて、垂直負荷荷重の大きさに伴って、あ
るいは剪断力の変動に伴って変動する水平スライドベア
リングの摩擦力を正確に検出できるから、予め種々の垂
直負荷荷重ごとに水平スライドベアリングの摩擦力を測
定することなく、より精度の高い試験が可能となる。
試体の弾性復元力により不所望なモーメントが軸力負荷
機構に作用しないようにしたので、剪断力負荷中でも鉛
直スライドガイドの圧縮力をほぼ一定にでき、それにと
もなう水平スライドベアリングの摩擦力の変動を抑制で
きるから、従来よりも精度よく試験を行なうことができ
る。さらに加えて、垂直負荷荷重の大きさに伴って、あ
るいは剪断力の変動に伴って変動する水平スライドベア
リングの摩擦力を正確に検出できるから、予め種々の垂
直負荷荷重ごとに水平スライドベアリングの摩擦力を測
定することなく、より精度の高い試験が可能となる。
【図１】本発明に係る２軸載荷試験装置を免震ゴムの評
価試験機に適用した場合の一実施例を示すもので、図３
の支柱を除いて示す図である。
価試験機に適用した場合の一実施例を示すもので、図３
の支柱を除いて示す図である。
【図２】本発明の一実施例を示す免震ゴムの評価試験機
の正面図である。
の正面図である。
【図３】図２の右側面図である。
【図４】本発明の一実施例を示す免震ゴムの評価試験機
の制御系を示すブロック図である。
の制御系を示すブロック図である。
【図５】水平変位を示す図であり、（ａ）は水平負荷用
油圧シリンダの変位を示し、（ｂ）は微小振動を重畳さ
せた水平移動用油圧シリンダの変位を示す。
油圧シリンダの変位を示し、（ｂ）は微小振動を重畳さ
せた水平移動用油圧シリンダの変位を示す。
【図６】供試体のセンタリングを説明する図
【図７】微小振動を重畳させた場合の水平負荷と水平変
位を示すグラフである。
位を示すグラフである。
【図８】エネルギ曲線を示す図である。
【図９】従来の２軸載荷試験機を示す図である。
１１ 支柱 １２ 基部 １３ クロスヨーク １４ 垂直負荷用油圧シリンダ １６ 負荷ヨーク １７ 鉛直スライドガイド １８，２１ 水平スライドベアリング １９ 上部圧盤 ２２ 下部圧盤 ２６ 水平負荷用油圧シリンダ ２９ 水平移動用油圧シリンダ ４０ 制御回路 ４４，４６，４９ ロードセル ４５，４７，４８ 変位計 ５０ 発振回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芥川 誠 京都市北区紫野西御所田町１番地 株式 会社島津製作所紫野工場内 (72)発明者 藤野 譲 京都市北区紫野西御所田町１番地 株式 会社島津製作所紫野工場内 (56)参考文献 特開 平７−218408（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−126704（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−134540（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−61746（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 3/24 G01M 7/00 G01N 3/08 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 上下一対の圧盤に保持された供試体に軸
力を負荷する軸力負荷手段と、前記供試体に軸力を作用
させたまま、前記上下一対の圧盤を相対移動させて前記
軸力に直交する剪断力を繰返し負荷する剪断負荷手段
と、前記供試体に繰返し剪断力を負荷するときに、前記
供試体の中心点が前記軸力の軸心と一致するように前記
上下圧盤を移動させる圧盤移動手段とを具備した装置に
おいて、この圧盤移動手段は前記圧盤を微小振動させな
がら移動させる手段を有することを特徴とする２軸載荷
試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23751194A JP3312503B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | ２軸載荷試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23751194A JP3312503B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | ２軸載荷試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08101108A JPH08101108A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3312503B2 true JP3312503B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=17016411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23751194A Expired - Fee Related JP3312503B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | ２軸載荷試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312503B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN102478473A (zh) * | 2010-11-25 | 2012-05-30 | 天水红山试验机有限公司 | 一种微机控制电液伺服大型双向直剪仪 |
| CN102866075B (zh) * | 2012-09-03 | 2014-10-15 | 中国石油大学(北京) | 软摩擦模拟试验装置 |
| CN103308298A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-09-18 | 长春新试验机有限责任公司 | 动态压剪试验机 |
| CN104034654B (zh) * | 2014-06-03 | 2016-05-18 | 同济大学 | 一种可变倾角的土工合成材料界面振动台模型试验装置 |
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| CN104198300B (zh) * | 2014-08-13 | 2017-06-27 | 苏州筑邦测控科技有限公司 | 一种土木工程阵列加载试验系统 |
| CN106153476B (zh) * | 2016-08-09 | 2018-09-11 | 宁波中加低碳新技术研究院有限公司 | 木材滚动剪切模量和强度的测试方法 |
| CN107687957A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-02-13 | 南通力威机械有限公司 | 一种新型绞车静载试验装置 |
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| CN111272583B (zh) * | 2020-03-31 | 2023-05-23 | 河南牛帕力学工程研究院 | 一种压剪试验机 |
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-
1994
- 1994-09-30 JP JP23751194A patent/JP3312503B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH08101108A (ja) | 1996-04-16 |
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