JP6826494B2 - Creep prediction method for laminated elastic bodies - Google Patents
Creep prediction method for laminated elastic bodies Download PDFInfo
- Publication number
- JP6826494B2 JP6826494B2 JP2017109422A JP2017109422A JP6826494B2 JP 6826494 B2 JP6826494 B2 JP 6826494B2 JP 2017109422 A JP2017109422 A JP 2017109422A JP 2017109422 A JP2017109422 A JP 2017109422A JP 6826494 B2 JP6826494 B2 JP 6826494B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- creep
- elastic body
- aging
- laminated elastic
- transient
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 64
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 167
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 88
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 74
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 32
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 21
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 114
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 39
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 18
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229920005558 epichlorohydrin rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
本発明は、積層弾性体のクリープ予測方法に関する。 The present invention relates to a method for predicting creep of a laminated elastic body.
材料の長期的な耐久性を判断するための要素の１つにクリープがある。クリープとは、ある部材に対して一定の温度及び雰囲気の下、一定の圧力を負荷したときに、時間の経過と共に当該部材の変形（クリープひずみ）が進行する現象をいう。クリープは、例えば、剛性部材では、高温使用下のボルト余寿命の診断のために利用されている（例えば、特許文献１参照。）。またクリープは、例えば、弾性部材では、合成樹脂材料の試験片の長期性能の評価に利用されている（例えば、特許文献２参照。）。こうしたクリープは、例えば、弾性部材と剛性部材とが交互に配列された積層弾性体では、積層ゴムの試験によって予測することができる（例えば、非特許文献１参照。）。 Creep is one of the factors that determine the long-term durability of a material. Creep refers to a phenomenon in which deformation (creep strain) of a member progresses with the passage of time when a constant pressure is applied to a member under a constant temperature and atmosphere. Creep is used, for example, in rigid members for diagnosing the remaining life of bolts under high temperature use (see, for example, Patent Document 1). Further, creep is used, for example, in an elastic member for evaluating the long-term performance of a test piece of a synthetic resin material (see, for example, Patent Document 2). Such creep can be predicted, for example, by testing a laminated rubber in a laminated elastic body in which elastic members and rigid members are alternately arranged (see, for example, Non-Patent Document 1).
しかしながら、従来のクリープ予測方法は、積層弾性体の経年劣化の影響を考慮したものではない。このため、従来のクリープ予測方法では、時間の経過に伴う、クリープひずみの変化の減少量を正確に見積もることが困難である。従って、従来のクリープ予測方法では、到達経年年次のクリープひずみの予測精度に改善の余地があった。特にゴム一層あたりの厚さが大きい厚肉積層ゴムでは、クリープひずみ量が大きいため、クリープひずみ予測精度の改善効果が大きい。 However, the conventional creep prediction method does not consider the influence of aging deterioration of the laminated elastic body. Therefore, with the conventional creep prediction method, it is difficult to accurately estimate the amount of decrease in the change in creep strain with the passage of time. Therefore, in the conventional creep prediction method, there is room for improvement in the prediction accuracy of creep strain in the years reached. In particular, in the case of thick laminated rubber having a large thickness per rubber layer, the creep strain amount is large, so that the effect of improving the creep strain prediction accuracy is large.
本発明の目的は、積層弾性体の経年劣化を加味した精度の高いクリープひずみの予測が可能な、積層弾性体のクリープ予測方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a creep prediction method for a laminated elastic body, which can predict creep strain with high accuracy in consideration of aging deterioration of the laminated elastic body.
本発明に係る、積層弾性体のクリープ予測方法は、弾性部材と剛性部材とが交互に配列された積層弾性体の、到達経年までのクリープひずみを予測する、積層弾性体のクリープ予測方法であって、熱老化されていない基準積層弾性体を用い、当該基準積層弾性体に対して常温雰囲気の下で面圧を負荷し、初期クリープデータを測定する、初期クリープデータ測定ステップと、前記到達経年の前の少なくとも１つの過渡経年に対応するように熱老化された、少なくとも１つの熱老化積層弾性体を用い、当該熱老化積層弾性体に対して常温雰囲気の下で面圧を負荷し、過渡クリープデータを測定する、過渡クリープデータ測定ステップと、前記初期クリープデータを使用して、当該初期クリープデータの測定時間に対するクリープひずみの変化が実質的に安定となる所定の領域での、前記測定時間に対するクリープひずみの傾きを求める、初期クリープデータの傾き算出ステップと、前記過渡クリープデータを使用して、当該過渡クリープデータの測定時間に対するクリープひずみの変化が実質的に安定となる所定の領域での、前記測定時間に対するクリープひずみの傾きを求める、過渡クリープデータの傾き算出ステップと、新品の状態から最初の過渡経年の状態までは、前記初期クリープデータから求めた前記傾きを用い、前記最初の過渡経年以降は、前記過渡クリープデータから求めた前記傾きを用い、新品の状態から過渡経年の状態を経て前記到達経年の状態までのクリープ予測線を合成する、クリープ予測線合成ステップと、を有する。
本発明に係る、積層弾性体のクリープ予測方法によれば、積層弾性体の経年劣化を加味した精度の高いクリープひずみの予測が可能となる。
The creep prediction method for a laminated elastic body according to the present invention is a creep prediction method for a laminated elastic body that predicts the creep strain of a laminated elastic body in which elastic members and rigid members are alternately arranged until the arrival time. The initial creep data measurement step of measuring the initial creep data by applying a surface pressure to the reference laminated elastic body under a normal temperature atmosphere using a reference laminated elastic body that has not been heat-aged, and the above-mentioned arrival aging. At least one heat-aged laminated elastic body, which has been heat-aged to correspond to at least one transient aging before, is used, and a surface pressure is applied to the heat-aged laminated elastic body in a normal temperature atmosphere to make a transition. The transient creep data measurement step of measuring creep data and the measurement time in a predetermined region where the change in creep strain with respect to the measurement time of the initial creep data is substantially stable using the initial creep data. In a predetermined region where the change in creep strain with respect to the measurement time of the transient creep data becomes substantially stable by using the initial creep data tilt calculation step for obtaining the creep strain gradient with respect to the above and the transient creep data. , The gradient calculation step of the transient creep data for obtaining the creep strain gradient with respect to the measurement time, and the first transient from the new state to the first transient aging state using the gradient obtained from the initial creep data. After aging, it has a creep prediction line synthesis step of synthesizing a creep prediction line from a new state through a transitional aging state to the reached aging state using the inclination obtained from the transient creep data.
According to the creep prediction method for the laminated elastic body according to the present invention, it is possible to predict the creep strain with high accuracy in consideration of the aging deterioration of the laminated elastic body.
本発明に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、前記傾きは、クリープデータを測定するクリープデータ測定期間のうち、当該クリープデータ測定期間の中盤以降に現れる線形領域での傾きであることが好ましい。
この場合、信頼性の高い傾きが安定した領域での、当該傾きを用いることにより、積層弾性体の経年劣化を加味したクリープひずみの予測の信頼性を高めることができる。
In the creep prediction method for a laminated elastic body according to the present invention, the inclination is preferably an inclination in a linear region appearing after the middle of the creep data measurement period in the creep data measurement period for measuring creep data. ..
In this case, by using the inclination in a region where the inclination is stable with high reliability, it is possible to improve the reliability of the prediction of creep strain in consideration of the aging deterioration of the laminated elastic body.
本発明に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、前記熱老化積層弾性体は、窒素雰囲気内での加熱により熱老化された積層弾性体であるとすることができる。
この場合、酸化劣化が小さく抑えられることにより、積層弾性体の経年劣化を加味したクリープひずみの予測の信頼性をより高めることができる。
In the creep prediction method for a laminated elastic body according to the present invention, the heat-aged laminated elastic body can be said to be a laminated elastic body that has been heat-aged by heating in a nitrogen atmosphere.
In this case, since the oxidative deterioration is suppressed to a small level, the reliability of the prediction of creep strain in consideration of the aging deterioration of the laminated elastic body can be further improved.
本発明に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、前記熱老化積層弾性体は、積層弾性体の外周を被覆部材で被覆した状態で熱老化された積層弾性体であるとすることができる。
この場合、酸化劣化が小さく抑えられることにより、積層弾性体の経年劣化を加味したクリープひずみの予測の信頼性をより高めることができる。また、過渡クリープデータ測定ステップにおいては、シート等の被覆部材を取り外すことにより、測定への当該被覆部材の影響を除外できる。前記被覆部材の材料としては、空気遮蔽性に優れたブチルゴムやエピクロルヒドリンゴムが望ましい。
In the creep prediction method for a laminated elastic body according to the present invention, the heat-aged laminated elastic body can be said to be a heat-aged laminated elastic body with the outer periphery of the laminated elastic body covered with a covering member.
In this case, since the oxidative deterioration is suppressed to a small level, the reliability of the prediction of creep strain in consideration of the aging deterioration of the laminated elastic body can be further improved. Further, in the transient creep data measurement step, the influence of the covering member on the measurement can be excluded by removing the covering member such as a sheet. Butyl rubber or epichlorohydrin rubber having excellent air shielding properties is desirable as the material of the covering member.
本発明に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、前記熱老化積層弾性体は、熱老化された１次形状係数が３から２０の範囲にある積層弾性体であるとすることができる。
熱老化された１次形状係数が３から２０の範囲にある積層弾性体は、ゴム一層あたりの厚さが大きい厚肉積層弾性体であり、クリープひずみが大きい。このため、熱老化積層弾性体として、熱老化されたこうした厚肉積層弾性体を用いれば、積層弾性体の経年劣化を加味したクリープひずみの予測精度の改善効果が大きい。なお１次形状係数とは、ゴム径φとゴム内径φ’の差φ-φ’をゴム一層あたりの厚さの４倍で除した量である。
In the creep prediction method for a laminated elastic body according to the present invention, the heat-aged laminated elastic body can be said to be a laminated elastic body having a heat-aged primary shape coefficient in the range of 3 to 20.
The heat-aged laminated elastic body having a primary shape coefficient in the range of 3 to 20 is a thick-walled laminated elastic body having a large thickness per rubber layer, and has a large creep strain. Therefore, if such a thick-walled laminated elastic body that has been heat-aged is used as the heat-aged laminated elastic body, the effect of improving the prediction accuracy of creep strain in consideration of the aging deterioration of the laminated elastic body is great. The primary shape coefficient is an amount obtained by dividing the difference φ-φ'between the rubber diameter φ and the rubber inner diameter φ'by four times the thickness per rubber layer.
本発明に係る、積層弾性体のクリープ予測方法によれば、前記過渡クリープデータ測定ステップでは、複数の過渡経年に対応するように、複数の熱老化積層弾性体を用いて過渡クリープデータの測定を行い、前記過渡クリープデータの傾き算出ステップでは、それぞれの過渡経年に対応する熱老化積層弾性体を用いて、それぞれの傾きを求め、前記クリープ予測線合成ステップでは、前記最初の過渡経年以降は、前記それぞれの傾きを経年経過に合わせて順次用い、前記クリープ予測線を合成することが好ましい。
この場合、前記クリープ予測線をより細分化して合成できることにより、より長期かつ精度よく、積層弾性体の経年劣化を加味したクリープひずみの予測を行うことができる。
According to the creep prediction method for laminated elastic bodies according to the present invention, in the transient creep data measurement step, transient creep data is measured using a plurality of heat-aged laminated elastic bodies so as to correspond to a plurality of transient aging. In the step of calculating the inclination of the transient creep data, each inclination is obtained using the heat-aged laminated elastic body corresponding to each transient aging, and in the step of synthesizing the creep prediction line, after the first transient aging, It is preferable to synthesize the creep prediction line by sequentially using each of the above slopes according to the passage of time.
In this case, since the creep prediction line can be further subdivided and synthesized, it is possible to predict the creep strain in consideration of the aging deterioration of the laminated elastic body in a longer period of time and more accurately.
本発明に係る、積層弾性体のクリープ予測方法によれば、前記傾きは、独立変数（横軸）及び従属変数（縦軸）が対数スケールの両対数グラフの傾きであることが好ましい。
この場合、前記クリープ予測線を簡易に合成できることにより、積層弾性体の経年劣化を加味したクリープひずみの予測を簡易に行うことができる。
According to the creep prediction method for laminated elastic bodies according to the present invention, it is preferable that the slope is the slope of a log-log graph in which the independent variable (horizontal axis) and the dependent variable (vertical axis) are logarithmic scale.
In this case, since the creep prediction line can be easily synthesized, it is possible to easily predict the creep strain in consideration of the aging deterioration of the laminated elastic body.
本発明によれば、積層弾性体の経年劣化を加味した精度の高いクリープひずみの予測が可能な、積層弾性体のクリープ予測方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a creep prediction method for a laminated elastic body, which can predict creep strain with high accuracy in consideration of aging deterioration of the laminated elastic body.
建物の免震装置の一部に使用される積層ゴム（積層弾性体）は、長期にわたる使用により、建物重量による鉛直荷重を継続して負担している。このため、積層ゴムには、建物重量の鉛直荷重によって、時間の経過と共に進行する変形（クリープひずみ）が生じる。クリープは、長期的な耐久性を判断するための１つの要素である。また積層ゴムの経年老化も長期的な耐久性を判断するための１つの要素である。 Laminated rubber (laminated elastic body) used for a part of the seismic isolation device of a building continuously bears a vertical load due to the weight of the building due to long-term use. For this reason, the laminated rubber undergoes deformation (creep strain) that progresses over time due to the vertical load of the building weight. Creep is one factor in determining long-term durability. Aging of laminated rubber is also one factor for determining long-term durability.
本発明の一実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法は、到達経年までのクリープ予測を要する試験体（以下、「基準試験体」ともいう。）と、当該試験体と実質的に同一の試験体であって、熱老化によって老化を促進させた、少なくとも１つの他の試験体（以下、「熱老化試験体」ともいう。）とを用い、新品の状態から前記到達経年の状態までの、基準試験体のクリープ予測線を合成し、当該基準試験体のクリープを予測する。 The creep prediction method for a laminated elastic body according to an embodiment of the present invention is substantially the same as a test body (hereinafter, also referred to as “reference test body”) that requires creep prediction up to the aging period. From a new state to the above-mentioned aged state by using at least one other test body (hereinafter, also referred to as “heat aging test body”) which has been accelerated by heat aging. The creep prediction line of the reference test piece is synthesized, and the creep of the reference test piece is predicted.
［試験体（積層弾性体）］
本実施形態の一実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、経年の水準（試験体）は、少なくとも経年０年（未劣化）を含めて、２つの水準を必要とする。
[Test piece (laminated elastic body)]
In the creep prediction method for a laminated elastic body according to one embodiment of the present embodiment, the aged level (test body) requires two levels including at least aged 0 years (undegraded).
（基準試験体）
基準試験体には、老化を促進させていない積層弾性体（以下、「基準積層弾性体」ともいう。）が用いられる。基準試験体は、少なくとも１つの基準積層弾性体とする。本実施形態では、基準試験体には、熱老化されてない新品の積層弾性体を用いる。
(Standard test piece)
As the reference test piece, a laminated elastic body that does not accelerate aging (hereinafter, also referred to as “reference laminated elastic body”) is used. The reference test piece shall be at least one reference laminated elastic body. In the present embodiment, a new laminated elastic body that has not been heat-aged is used as the reference test body.
（熱老化試験体）
熱老化試験体には、老化を促進させた積層弾性体（以下、「熱老化積層弾性体」ともいう。）が用いられる。熱老化試験体は、少なくとも１つの熱老化積層弾性体とする。クリープひずみの促進は熱老化によって行う。本実施形態では、熱老化試験体を得るための促進老化の方法は、「ＪＩＳ Ｋ ６４１０−２」（２０１５）の６．７．１及び付属書Ａ(規定)に開示された「期待使用期間(２０°Ｃ換算)に相当する促進老化条件の決定方法」に従う。
(Heat aging test piece)
As the heat aging test piece, a laminated elastic body with accelerated aging (hereinafter, also referred to as “heat aging laminated elastic body”) is used. The heat aging test piece shall be at least one heat aging laminated elastic body. Creep strain is promoted by heat aging. In the present embodiment, the method of accelerated aging for obtaining a heat aging test piece is described in 6.7.1 of "JIS K 6410-2" (2015) and "Expected usage period" disclosed in Annex A (regulation). (20 ° C conversion) Corresponds to "Method for determining accelerated aging conditions".
基準試験体及び熱老化試験体は、現物と同形状又は幾何学的に相似な形状の試験体とすることが望ましい。なお、「幾何学的に相似な形状の試験体」とは、現物に対して縮尺した試験体をいう。なお、「ＪＩＳ Ｋ ６４１０−１」（２０１５）の７．３．２の表１３及び表１４では、試験体の形状をゴム径φ１５０ｍｍ以上に限定している。しかしながら、本実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、試験体のゴム径φは、５０ｍｍ以上であればよい。 It is desirable that the reference test piece and the heat aging test piece are test pieces having the same shape as the actual one or a shape similar to the actual one. In addition, the "test piece having a geometrically similar shape" means a test piece scaled to the actual product. In Tables 13 and 14 of 7.3.2 of "JIS K 6410-1" (2015), the shape of the test piece is limited to a rubber diameter of φ150 mm or more. However, in the creep prediction method for laminated elastic bodies according to the present embodiment, the rubber diameter φ of the test piece may be 50 mm or more.
本実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、試験体は、弾性部材と剛性部材とが交互に配列された積層弾性体の他、当該積層弾性体が一部に配置されたユニット（組立体）とすることができる。前記ユニットとしては、例えば、図１に例示する免震装置１０が挙げられる。本実施形態では、免震装置１０は、少なくとも一部に積層ゴム（積層弾性体）１を有している。積層ゴム１は、ゴム部材（弾性部材）２と鋼板（剛性部材）３とが交互に配列されている。また本実施形態では、積層ゴム１は、中心部に直径φ’の穴を有する上側鋼板４と下側鋼板５とを有している。積層ゴム1の中心には直径をφ’とする円筒状の空間８が形成されている。更に本実施形態では、上側鋼板４には、上側フランジ鋼板６が取り付けられている。また本実施形態では、下側鋼板５には、下側フランジ鋼板７が取り付けられている。例えば、図１の免震装置１０を基準試験体Ａ１とした場合、当該基準試験体Ａ１のゴム径φは、鋼板３の外径としている。また、ゴム内径φ’は鋼板３の内径としている。
In the creep prediction method for a laminated elastic body according to the present embodiment, the test body is a unit in which the laminated elastic body is partially arranged in addition to the laminated elastic body in which elastic members and rigid members are alternately arranged. It can be an assembly). Examples of the unit include the
本実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、少なくとも１つの基準試験体と、少なくとも１つの熱老化試験体とを使用する。即ち、到達経年までのクリープひずみを予測するべき積層弾性体の基準となる基準試験体と、前記到達経年前の、少なくとも１つの過渡経年に対応するように熱老化された、少なくとも１つの熱老化試験体とを使用する。 In the creep prediction method for laminated elastic bodies according to the present embodiment, at least one reference test piece and at least one heat aging test piece are used. That is, a reference test piece that serves as a reference for a laminated elastic body for which creep strain to be reached is to be predicted, and at least one heat-aged body that has been heat-aged to correspond to at least one transitional age before the arrival time. Use with specimen.
本実施形態では、到達経年は、例えば、製品寿命として想定した年である。本実施形態では、到達経年を６０年とする。基準試験体Ａ１は、経年０年の１つの積層弾性体（基準積層弾性体）である。本実施形態では、基準積層弾性体は、老化を促進させてない免震装置１０である。また熱老化試験体は、任意の経年年数まで老化を促進させた、複数の積層弾性体（熱老化積層弾性体）である。本実施形態では、熱老化試験体には、３つの熱老化試験体Ａ２−Ａ４を用いている。本実施形態では、熱老化試験体Ａ２は、経年１０年（過渡経年）相当の熱老化積層弾性体である。また熱老化試験体Ａ３は、経年２０年（過渡経年）相当の熱老化積層弾性体である。更に熱老化試験体Ａ４は、経年４０年（過渡経年）相当の熱老化積層弾性体である。熱老化試験体Ａ２−Ａ４はそれぞれ、老化（クリープひずみ）を促進させた免震装置１０である。但し、熱老化試験体の個数は、到達経年までの間の年数に対して、少なくとも１つ以上であればよい。
In the present embodiment, the aging period reached is, for example, the year assumed as the product life. In the present embodiment, the aging period is 60 years. The reference test body A1 is one laminated elastic body (reference laminated elastic body) having aged 0 years. In the present embodiment, the reference laminated elastic body is a
本実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、熱老化積層弾性体の促進老化の方法は、「ＪＩＳ Ｋ ６４１０−２」（２０１５）の６．７．１及び付属書Ａ(規定)に開示された「期待使用期間(２０°Ｃ換算)に相当する促進老化条件の決定方法」に従う。この方法に従えば、例えば、老化を促進するための熱老化温度は１００°Ｃ以下とすることができる。本実施形態では、熱老化温度は８０°Ｃである。本実施形態では、上述のとおり、熱老化試験体Ａ２−Ａ４はそれぞれ、経年１０年、２０年及び４０年相当に促進老化させた試験体である。各経年相当に熱老化させるための熱老化時間ｔyは、上記決定方法に従い、以下の式（１）から求めることができる。 In the creep prediction method for laminated elastic bodies according to the present embodiment, the method for accelerated aging of heat-aged laminated elastic bodies is 6.7.1 of "JIS K 6410-2" (2015) and Annex A (regulation). According to the "method for determining accelerated aging conditions corresponding to the expected usage period (20 ° C conversion)" disclosed in. According to this method, for example, the heat aging temperature for accelerating aging can be 100 ° C. or lower. In this embodiment, the heat aging temperature is 80 ° C. In the present embodiment, as described above, the heat aging test bodies A2-A4 are test bodies that have been accelerated and aged for 10 years, 20 years, and 40 years, respectively. The heat aging time ty for heat aging corresponding to each aging can be obtained from the following formula (1) according to the above determination method.
ｌｎ(ｔy)＝Ｅa（（１／Ｔy）−（１／Ｔo））／Ｒ＋ｌｎ(ｔ) ・・・（１）
ｌｎ：自然対数
Ｅa ：活性化エネルギー（Ｊ／mol）
Ｒ ：気体定数（８．３１４Ｊ／（mol・Ｋ））
Ｔo ：２０°Ｃ＝２９３Ｋ（絶対温度）
Ｔy ：熱老化温度（絶対温度）
ｔ ：２０°Ｃでの期待使用期間（ｈ）
ｔy ：熱老化時間（ｈ）
ln (ty) = Ea ((1 / Ty)-(1 / To)) / R + ln (t) ... (1)
ln: natural logarithm
Ea: Activation energy (J / mol)
R: Gas constant (8.314J / (mol · K))
To: 20 ° C = 293K (absolute temperature)
Ty: Heat aging temperature (absolute temperature)
t: Expected usage period at 20 ° C (h)
ty: Heat aging time (h)
本実施形態では、活性化エネルギーＥaは、上記決定方法にて用いられている活性化エネルギーの計算方法に従い求めることができる。また本実施形態では、熱老化温度Ｔyは、８０°Ｃ＝３５３Ｋである。期待使用期間は、熱老化試験体Ａ２の場合、１０年、熱老化試験体Ａ３の場合、２０年、そして、熱老化試験体Ａ４の場合、４０年である。なお、本実施形態では、期待使用期間は、製品寿命としての到達経年である。期待使用期間の単位は、時（ｈ）とする。 In the present embodiment, the activation energy Ea can be obtained according to the activation energy calculation method used in the above determination method. Further, in the present embodiment, the heat aging temperature Ty is 80 ° C = 353K. The expected period of use is 10 years for the heat aging test body A2, 20 years for the heat aging test body A3, and 40 years for the heat aging test body A4. In the present embodiment, the expected usage period is the number of years reached as the product life. The unit of the expected usage period is hour (h).
上記式（１）によれば、経年１０年相当、活性化エネルギー７７０００Ｊ／molの場合、熱老化時間ｔyは、日数に換算すると、１７日である。即ち、熱老化試験体Ａ２は、８０°Ｃの状態を１７日の間維持することにより、２０°Ｃ換算で経年１０年相当の熱老化積層弾性体となる。また上記式（１）によれば、経年２０年相当の場合、熱老化時間ｔyは、日数に換算すると、３４日である。即ち、熱老化試験体Ａ３は、８０°Ｃの状態を３４日の間維持することにより、２０°Ｃ換算で経年２０年相当の熱老化積層弾性体となる。更に上記式（１）によれば、経年４０年相当の場合、熱老化時間ｔyは、日数に換算すると、６８日である。即ち、熱老化試験体Ａ４は、８０°Ｃの状態を６８日の間維持することにより、２０°Ｃ換算で経年４０年相当の熱老化積層弾性体となる。 According to the above formula (1), when the activation energy is 77,000 J / mol, which is equivalent to 10 years, the heat aging time ty is 17 days when converted into the number of days. That is, the heat aging test body A2 becomes a heat aging laminated elastic body equivalent to 10 years in terms of 20 ° C by maintaining the state of 80 ° C for 17 days. Further, according to the above formula (1), in the case of 20 years of aging, the heat aging time ty is 34 days when converted into the number of days. That is, the heat aging test body A3 becomes a heat aging laminated elastic body equivalent to 20 years in terms of 20 ° C by maintaining the state of 80 ° C for 34 days. Further, according to the above formula (1), in the case of 40 years of aging, the heat aging time ty is 68 days when converted into the number of days. That is, the heat aging test body A4 becomes a heat aging laminated elastic body equivalent to 40 years in terms of 20 ° C by maintaining the state of 80 ° C for 68 days.
熱老化試験体を得るための具体的な熱老化の方法としては、例えば、２つの方法が挙げられる。第１の方法は、熱老化前の試験体（基準積層弾性体に相当する積層弾性体）を密閉容器に格納した後、当該密閉容器をオーブン（恒温層）の格納部分に格納し、当該オーブンを用いて前記試験体を間接的に加熱する方法（熱老化法１）である。第２の方法は、オーブンを用いて熱老化前の試験体を直接的に加熱する方法（熱老化法２）である。熱老化法１及び熱老化法２のいずれの場合も、前記オーブンは少なくとも、当該オーブンの格納部分を、試験体周辺の雰囲気が１００°Ｃ以下の一定温度に一定期間維持されるものであることが好ましい。
As a specific method of heat aging for obtaining a heat aging test piece, for example, two methods can be mentioned. In the first method, a test piece before heat aging (a laminated elastic body corresponding to a reference laminated elastic body) is stored in a closed container, and then the closed container is stored in a storage portion of an oven (constant temperature layer), and the oven is used. This is a method of indirectly heating the test piece using the above (heat aging method 1). The second method is a method of directly heating the test piece before heat aging using an oven (heat aging method 2). In both the heat aging method 1 and the
また熱老化法１及び熱老化法２のいずれの場合も、試験雰囲気（試験体が接触する雰囲気）は、大気雰囲気とすることができるが、酸素が窒素に置換された窒素雰囲気とすることが好ましい。熱老化法１の場合、例えば、前記密閉容器として、当該密閉容器の格納室の酸素を窒素で置換可能な密閉容器を使用する。この場合、前記密閉容器の格納室に熱老化前の試験体を格納した後、当該密閉容器の格納室内の酸素を窒素で置換する。また熱老化法２の場合、例えば、前記オーブンとして、当該オーブンの格納部分の酸素を窒素で置換可能なオーブンを使用する。この場合、前記オーブンの格納部分に熱老化前の試験体を格納した後、当該オーブンの格納部分内の酸素を窒素で置換する。
Further, in both the heat aging method 1 and the
即ち、熱老化法１では、熱老化前の試験体を前記密閉容器に格納した後、当該密閉容器内の空気を窒素に置換し、その後、前記密閉容器を前記オーブンに格納し、当該オーブンにて、前記熱老化前の試験体を１００°Ｃ以下の一定温度で一定期間加熱する。これにより、熱老化前の試験体の老化を促進させることができる。また熱老化法２では、熱老化前の試験体を前記オーブンに格納した後、当該オーブン内の空気を窒素に置換し、その後、前記オーブンにて、前記熱老化前の試験体を１００°Ｃ以下の一定温度で一定期間加熱する。これにより、所望の経年年数相当まで、熱老化前の試験体の老化を促進させることができる。免震ゴムの場合、通常試験体は、実際の免震ゴムよりも小さく縮尺したものを使用する。この場合、実際の免震ゴムと異なり、酸化劣化が試験体の内部にまで及ぶことがある。このため、酸素を窒素で置換すれば、酸化劣化の影響が試験体の内部まで及びことを防止することができる。
That is, in the heat aging method 1, after the test piece before heat aging is stored in the closed container, the air in the closed container is replaced with nitrogen, and then the closed container is stored in the oven and placed in the oven. Then, the test piece before heat aging is heated at a constant temperature of 100 ° C. or lower for a certain period of time. Thereby, the aging of the test piece before heat aging can be accelerated. Further, in the
次に、図１の、積層ゴム１が一部に配置された免震装置１０を例に、本実施形態に係る積層弾性体のクリープ予測方法を説明する。
Next, the creep prediction method of the laminated elastic body according to the present embodiment will be described by taking as an example the
本実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法は、（１）初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）と、（２）過渡クリープデータ測定ステップ（Ｓ２）と、（３）初期クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ３）と、（４）過渡クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ３４）と、（５）クリープ予測線合成ステップ（Ｓ５）と、を有する。 The creep prediction method for the laminated elastic body according to the present embodiment is (1) initial creep data measurement step (S1), (2) transient creep data measurement step (S2), and (3) initial creep data inclination calculation. It has a step (S3), (4) a gradient calculation step (S34) for transient creep data, and (5) a creep prediction line synthesis step (S5).
［初期クリープデータ測定ステップ］
初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）では、熱老化されていない基準積層弾性体を用い、当該基準積層弾性体に対して常温雰囲気の下で面圧を負荷し、初期クリープデータを測定する。
[Initial creep data measurement step]
In the initial creep data measurement step (S1), a reference laminated elastic body that has not been heat-aged is used, a surface pressure is applied to the reference laminated elastic body in a normal temperature atmosphere, and the initial creep data is measured.
初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）では、「ＪＩＳ Ｋ ６４１０−２」（２０１５）の６．７．２及び付属書Ｄに準拠するクリープ試験を行う。例えば、試験雰囲気は、常温雰囲気とする。本実施形態では、常温の定義は「ＪＩＳ Ｚ ８７０３」（１９８３）の４に準拠した。即ち、本実施形態では、常温雰囲気とは、試験体を取り巻く空気が２０Ｃ°±１５°Ｃの範囲の状態をいう。また面圧Ｐは、建物重量等に応じて適宜設定可能である。例えば、面圧Ｐは、１−２０ＭＰａの範囲とすることができる。本実施形態では、面圧Ｐは、５ＭＰａとしている。試験期間（初期クリープデータを測定する初期クリープデータ測定時間）及び測定間隔も、上記クリープ試験に従う。本実施形態では、クリープ時刻歴（クリープの時系列変化）は、独立変数（横軸）及び従属変数（縦軸）が対数スケールの両対数グラフで表される。このため、試験期間は、両対数グラフ上で、線形領域が明確となるように、２年としている。 In the initial creep data measurement step (S1), a creep test conforming to 6.7.2 of "JIS K 6410-2" (2015) and Annex D is performed. For example, the test atmosphere is a normal temperature atmosphere. In this embodiment, the definition of normal temperature conforms to 4 of "JIS Z 8703" (1983). That is, in the present embodiment, the normal temperature atmosphere means a state in which the air surrounding the test piece is in the range of 20 C ° ± 15 ° C. Further, the surface pressure P can be appropriately set according to the weight of the building and the like. For example, the surface pressure P can be in the range of 1-20 MPa. In this embodiment, the surface pressure P is 5 MPa. The test period (initial creep data measurement time for measuring the initial creep data) and the measurement interval also follow the above creep test. In the present embodiment, the creep time history (creep time series change) is represented by a log-log graph in which the independent variable (horizontal axis) and the dependent variable (vertical axis) are logarithmic scale. Therefore, the test period is set to 2 years so that the linear region becomes clear on the log-log graph.
初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）では、基準積層弾性体として、クリープひずみεを促進させていない図１の免震装置１０を用いる。クリープひずみεは、各測定時間tごとに、以下の式（２）及び（３）から求めることができる。式（２）及び式（３）は、「ＪＩＳ Ｋ ６４１０−２」（２０１５）の６．７．２．４ ａ）の式（８）及びｂ）の式（９）に準拠する。なお、本実施形態では、「クリープデータを測定する」とは、以下の各パラメータを測定し、これらのパラメータを基に、クリープひずみεを演算することをいう。
In the initial creep data measurement step (S1), the
ΔＨ20＝ΔＨτ＋ｎ×ｄτ（Ｔf−２０）α ・・・（２）
ΔＨ20：規定温度（２０°Ｃ）における試験体高さの変化量（mm）
ΔＨτ：Ｔfにおける試験体高さの変化量
ｎ ：弾性部材の層数
ｄτ ：弾性部材の１層の厚さ
Ｔf ：試験体の弾性部材の表面温度（°Ｃ）
α ：線膨張係数（Ｔf °Ｃ〜規定温度（２０°Ｃ））
但し、αは付属書Ｂによる。
ΔH20 = ΔHτ + n × dτ (Tf-20) α ・ ・ ・ (2)
ΔH20: Change in specimen height (mm) at specified temperature (20 ° C)
ΔHτ: Amount of change in specimen height at Tf
n: Number of layers of elastic member
dτ: Thickness of one layer of elastic member
Tf: Surface temperature (° C) of the elastic member of the test piece
α: Coefficient of linear expansion (Tf ° C to specified temperature (20 ° C))
However, α is based on Annex B.
ε＝（ΔＨ20×１００）／（ｎ×ｄτ） ・・・（３）
ε ：規定温度（２０°Ｃ）におけるクリープひずみ（％）
ε = (ΔH20 × 100) / (n × dτ) ・ ・ ・ (3)
ε: Creep strain (%) at specified temperature (20 ° C)
測定時間ｔにおけるクリープひずみεは、ε(t)である。クリープひずみε(t)は式（３）から求めることができる。本実施形態では、基準試験体Ａ１の測定時間ｔにおけるクリープひずみεは、ε1(t)である。 The creep strain ε at the measurement time t is ε (t). The creep strain ε (t) can be obtained from Eq. (3). In the present embodiment, the creep strain ε of the reference test piece A1 at the measurement time t is ε 1 (t).
［過渡クリープデータ測定ステップ］
過渡クリープデータ測定ステップ（Ｓ２）では、前記到達経年の前の、少なくとも１つの過渡経年に対応するように熱老化された、少なくとも１つの熱老化積層弾性体を用い、当該熱老化積層弾性体に対して常温雰囲気の下で面圧Ｐを負荷し、過渡クリープデータを測定する。
[Transient creep data measurement step]
In the transient creep data measurement step (S2), at least one heat-aged laminated elastic body that has been heat-aged so as to correspond to at least one transient aging before the arrival aging is used, and the heat-aged laminated elastic body is used. On the other hand, the surface pressure P is applied in a normal temperature atmosphere, and the transient creep data is measured.
過渡クリープデータ測定ステップ（Ｓ２）では、初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）と同様、「ＪＩＳ Ｋ ６４１０−２」（２０１５）の６．７．２及び付属書Ｄに準拠するクリープ試験を行う。例えば、試験雰囲気は、初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）と同様、常温雰囲気とする。また面圧Ｐは、建物重量等に応じて適宜設定可能であるが、本実施形態では、初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）と同様、面圧Ｐは、５ＭＰａとしている。試験期間（過渡クリープデータを測定する過渡クリープデータ測定時間）及び測定間隔も初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）と同様、上記クリープ試験に従う。本実施形態では、クリープ時刻歴（クリープの時系列変化）は、初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）と同様、独立変数（横軸）及び従属変数（縦軸）が対数スケールの両対数グラフで表される。このため、試験期間も、初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）と同様、両対数グラフ上で、線形領域が明確となるように、２年としている。 In the transient creep data measurement step (S2), as in the initial creep data measurement step (S1), a creep test conforming to 6.7.2 of "JIS K 6410-2" (2015) and Annex D is performed. For example, the test atmosphere is a normal temperature atmosphere as in the initial creep data measurement step (S1). The surface pressure P can be appropriately set according to the weight of the building and the like, but in the present embodiment, the surface pressure P is set to 5 MPa as in the initial creep data measurement step (S1). The test period (transient creep data measurement time for measuring transient creep data) and measurement interval also follow the above creep test as in the initial creep data measurement step (S1). In the present embodiment, the creep time history (time series change of creep) is represented by a log-log graph in which the independent variable (horizontal axis) and the dependent variable (vertical axis) are logarithmic scale, as in the initial creep data measurement step (S1). Will be done. Therefore, the test period is also set to 2 years so that the linear region becomes clear on the log-log graph as in the initial creep data measurement step (S1).
過渡クリープデータ測定ステップ（Ｓ２）では、熱老化積層弾性体として、クリープひずみεを促進させた図１の免震装置１０を用いる。本実施形態では、免震装置１０は、試験体Ａ２−Ａ４であり、これら３つの試験体のデータを測定する。クリープひずみεは、初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）と同様、各測定時間tごとに、上述の式（２）及び（３）から求めることができる。
In the transient creep data measurement step (S2), the
測定時間ｔにおけるクリープひずみεは、初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）と同様、上記の式（３）から求めることができる。本実施形態では、熱老化試験体Ａ２の測定時間ｔにおけるクリープひずみεは、ε2(t)である。また熱老化試験体Ａ３の測定時間ｔにおけるクリープひずみεは、ε3(t)である。更に熱老化試験体Ａ４の測定時間ｔにおけるクリープひずみεは、ε4(t)である。クリープひずみε(t)は、熱老化試験体Ａ２−Ａ４のそれぞれについて求められる。 The creep strain ε at the measurement time t can be obtained from the above equation (3) as in the initial creep data measurement step (S1). In the present embodiment, the creep strain ε of the heat aging test piece A2 at the measurement time t is ε 2 (t). The creep strain ε of the heat aging test piece A3 at the measurement time t is ε 3 (t). Further, the creep strain ε of the heat aging test piece A4 at the measurement time t is ε 4 (t). The creep strain ε (t) is determined for each of the heat aging test specimens A2-A4.
［初期クリープデータ測定ステップ及び過渡クリープデータ測定ステップ］
図２は、初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）及び過渡クリープデータ測定ステップ（Ｓ２）にて測定した、各試験体Ａ１−Ａ４それぞれのクリープデータ（過渡クリープひずみ）の時系列的な変化を示したグラフである。このグラフは、対数スケールの両対数グラフである。図２では、独立変数（横軸）はｌｏｇ10ｔである。また従属変数（縦軸）はｌｏｇ10ε(t)である。本実施形態では、常用対数を用いて、底を１０としているが、自然対数を用いて、底をｅとすることもできる。
[Initial creep data measurement step and transient creep data measurement step]
FIG. 2 shows the time-series changes in the creep data (transient creep strain) of each of the test specimens A1-A4 measured in the initial creep data measurement step (S1) and the transient creep data measurement step (S2). It is a graph. This graph is a log-log scale log-log graph. In FIG. 2, the independent variable (horizontal axis) is log 10 t. The dependent variable (vertical axis) is log 10 ε (t). In the present embodiment, the common logarithm is used and the base is 10, but the natural logarithm can also be used and the base is e.
図２では、細字実線は、経年０年相当の基準試験体Ａ１のクリープデータ（初期クリープデータ）の時系列的な変化を示したグラフである。一点鎖線は、経年１０年相当の熱老化試験体Ａ２のクリープデータ（過渡クリープデータ）の時系列的な変化を示したグラフである。二点鎖線は、経年２０年相当の熱老化試験体Ａ４のクリープデータ（過渡クリープデータ）の時系列的な変化を示したグラフである。太字実線は、経年４０年相当の熱老化試験体Ａ４のクリープデータ（過渡クリープデータ）の時系列的な変化を示したグラフである。 In FIG. 2, the fine solid line is a graph showing the time-series changes in the creep data (initial creep data) of the reference test piece A1 corresponding to 0 years. The alternate long and short dash line is a graph showing the time-series changes in the creep data (transient creep data) of the heat aging test piece A2 equivalent to 10 years. The alternate long and short dash line is a graph showing the time-series changes in the creep data (transient creep data) of the heat aging test piece A4 equivalent to 20 years. The solid line in bold is a graph showing the time-series changes in the creep data (transient creep data) of the heat aging test piece A4 equivalent to 40 years.
なお、本実施形態では、初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）を過渡クリープデータ測定ステップ（Ｓ２）に先立って実行しているが、初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）に先立って過渡クリープデータ測定ステップ（Ｓ２）を実行することができる。また初期クリープデータ測定ステップ（Ｓ１）及び過渡クリープデータ測定ステップ（Ｓ２）は同時並行的に実行することができる。 In the present embodiment, the initial creep data measurement step (S1) is executed prior to the transient creep data measurement step (S2), but the transient creep data measurement step (S1) is executed prior to the initial creep data measurement step (S1). S2) can be executed. Further, the initial creep data measurement step (S1) and the transient creep data measurement step (S2) can be executed in parallel.
［初期クリープデータの傾き算出ステップ］
初期クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ３）では、前記初期クリープデータを使用して、当該初期クリープデータの測定時間ｔに対するクリープひずみεの変化が実質的に安定となる所定の領域での、測定時間ｔに対するクリープひずみεの傾きを求める。本実施形態では、「実質的に安定となる所定の領域」とは、「初期クリープデータの測定時間ｔに対するクリープひずみεの変化がほぼ線形となる領域（以下、単に「線形領域」ともいう。）」をいう。
[Slope calculation step of initial creep data]
In the initial creep data inclination calculation step (S3), the measurement time in a predetermined region in which the change in creep strain ε with respect to the measurement time t of the initial creep data becomes substantially stable using the initial creep data. Find the slope of creep strain ε with respect to t. In the present embodiment, the "predetermined region that becomes substantially stable" is a "region in which the change in creep strain ε with respect to the measurement time t of the initial creep data is substantially linear (hereinafter, also simply referred to as a" linear region "". ) ”.
本実施形態では、「ＪＩＳ Ｋ ６４１０−２」（２０１５）の６．７．２.４ ｄ）の式（１０）に従い、このクリープ試験結果に最小二乗法を用いて両対数関係で、以下の式（４）で表される一次回帰線を求める。 In the present embodiment, according to the equation (10) of 6.7.2.4 d) of "JIS K 6410-2" (2015), the creep test result is obtained in a log-log relationship using the least squares method as follows. Find the first-order regression line represented by equation (4).
ｌｏｇ10ε(t)＝ｌｏｇ10ｐ ＋ｑｌｏｇ10ｔ ・・・（４）
ｔ ：測定時間
ｐ，ｑ：式（４）で回帰するときの係数
log 10 ε (t) = log 10 p ＋ qlog 10 t ・ ・ ・ (4)
t: Measurement time
p, q: Coefficient when regressing by equation (4)
式（４）で表される一次回帰線は、対数スケールの両対数グラフである。式（４）の独立変数はｌｏｇ10ｔである。また式（４）の従属変数はｌｏｇ10ε(t)である。係数ｐ及びｑは、クリープ試験の測定時間ｔの対数スケールｌｏｇ10ｔと、式（３）から求められた各測定時間ｔに対応するクリープひずみεの対数スケールｌｏｇ10ε(t)とを用いて算出することができる。 The first-order regression line represented by the equation (4) is a log-log-scale log-log graph. The independent variable of equation (4) is log 10 t. The dependent variable in Eq. (4) is log 10 ε (t). For the coefficients p and q, the logarithmic scale log 10 t of the measurement time t of the creep test and the logarithmic scale log 10 ε (t) of the creep strain ε corresponding to each measurement time t obtained from the equation (3) are used. Can be calculated.
初期クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ３）で求めるべき傾きは、式（４）のｑである。本実施形態では、ｌｏｇに、常用対数を用いて底を１０としている。但し、本発明によれば、ｌｏｇに、自然対数を用いて底をｅとすることもできる。また時間ｔの単位は、時間（ｈ）である。 The slope to be obtained in the slope calculation step (S3) of the initial creep data is q in the equation (4). In this embodiment, the log has a base of 10 using a common logarithm. However, according to the present invention, the base of the log can be e by using the natural logarithm. The unit of time t is time (h).
係数ｑは、クリープデータを測定するクリープデータ測定期間のうち、当該クリープデータ測定期間の中盤以降に現れる前記領域での傾きであることが好ましい。具体的には、係数ｑは、初期クリープデータの測定期間の１／２から１０００時間以上の区間から求めた一次回帰線の傾きに対応することが好ましい。本実施形態では、初期クリープデータの測定期間は、上述のとおり、線形領域が明確になるように２年（１７５３１．５２時間）としている。即ち、本実施形態では、初期クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ３）では、係数ｑは、２年の測定期間のうち、１年から２年までの区間に現れる線形領域での、傾きである。 The coefficient q is preferably the slope in the region that appears after the middle of the creep data measurement period in the creep data measurement period for measuring the creep data. Specifically, the coefficient q preferably corresponds to the slope of the first-order regression line obtained from the interval of 1/2 to 1000 hours or more of the measurement period of the initial creep data. In the present embodiment, the measurement period of the initial creep data is set to 2 years (17531.52 hours) so that the linear region becomes clear as described above. That is, in the present embodiment, in the slope calculation step (S3) of the initial creep data, the coefficient q is the slope in the linear region appearing in the section from 1 year to 2 years in the measurement period of 2 years.
基準試験体Ａ１の一次回帰線ｌｏｇ10ε1(t)は、上述の式（４）により、以下の式（４−１）で表される。このときの係数ｐは、ｐ1である。また係数ｑは、ｑ1である。 The first-order regression line log 10 ε 1 (t) of the reference test piece A1 is represented by the following equation (4-1) by the above equation (4). The coefficient p at this time is p 1 . The coefficient q is q 1 .
ｌｏｇ10ε1(t)＝ｌｏｇ10ｐ1 ＋ｑ1ｌｏｇ10ｔ ・・・（４−１） log 10 ε 1 (t) = log 10 p 1 + q 1 log 10 t ・ ・ ・ (4-1)
［過渡クリープデータの傾き算出ステップ］
過渡クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ４）では、前記過渡クリープデータを使用して、当該過渡クリープデータの測定時間ｔに対するクリープひずみεの変化が実質的に安定となる所定の領域での、測定時間ｔに対するクリープひずみεの傾きを求める。本実施形態では、「実質的に安定となる所定の領域」とは、「過渡クリープデータの測定時間ｔに対するクリープひずみεの変化がほぼ線形となる領域（以下、単に「線形領域」ともいう。）」をいう。
[Slope calculation step of transient creep data]
In the transient creep data inclination calculation step (S4), the measurement time in a predetermined region in which the change in creep strain ε with respect to the measurement time t of the transient creep data becomes substantially stable using the transient creep data. Find the slope of creep strain ε with respect to t. In the present embodiment, the "predetermined region that becomes substantially stable" is a "region in which the change in creep strain ε with respect to the measurement time t of transient creep data is substantially linear (hereinafter, also simply referred to as a" linear region "". ) ”.
本実施形態では、初期クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ４）と同様、「ＪＩＳ Ｋ ６４１０−２」（２０１５）の６．７．２.４ ｄ）の式（１０）に従い、上述の式（４）の一次回帰線を求める。 In this embodiment, as in the initial creep data inclination calculation step (S4), the above equation (4) is followed by the equation (10) of 6.7.2.4 d) of "JIS K 6410-2" (2015). ) First-order regression line.
過渡クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ４）で求めるべき傾きは、初期クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ３）と同様、式（４）のｑである。過渡クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ４）でも、ｌｏｇに、常用対数を用いて底を１０としている。但し、本発明によれば、ｌｏｇに、自然対数を用いて底をｅとすることもできるまた時間ｔの単位は、時間（ｈ）である。 The slope to be obtained in the slope calculation step (S4) of the transient creep data is q of the equation (4) as in the slope calculation step (S3) of the initial creep data. Also in the slope calculation step (S4) of the transient creep data, the base is set to 10 by using the common logarithm for the log. However, according to the present invention, the base of the log can be e using the natural logarithm, and the unit of time t is time (h).
係数ｑは、初期クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ３）と同様、クリープデータを測定するクリープデータ測定期間のうち、当該クリープデータ測定期間の中盤以降に現れる前記領域での傾きであることが好ましい。具体的には、係数ｑは、過渡クリープデータの測定期間の１／２から１０００時間以上の区間から求めた一次回帰線の傾きに対応することが好ましい。本実施形態では、過渡クリープデータの測定期間は、上述のとおり、線形領域が明確になるように２年としている。即ち、過渡クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ４）では、係数ｑは、２年の測定期間のうち、１年から２年までの区間に現れる線形領域での、傾きである。 Similar to the slope calculation step (S3) of the initial creep data, the coefficient q is preferably the slope in the region that appears after the middle of the creep data measurement period in the creep data measurement period for measuring the creep data. Specifically, the coefficient q preferably corresponds to the slope of the first-order regression line obtained from the interval of 1/2 to 1000 hours or more of the measurement period of the transient creep data. In the present embodiment, the measurement period of the transient creep data is set to 2 years so that the linear region becomes clear as described above. That is, in the slope calculation step (S4) of the transient creep data, the coefficient q is the slope in the linear region appearing in the section from 1 year to 2 years in the measurement period of 2 years.
熱老化試験体Ａ２の一次回帰線ｌｏｇ10ε2(t)は、上述の式（４）により、以下の式（４−２）で表される。このときの係数ｐは、ｐ2である。また係数ｑは、ｑ2である。 The primary regression line log 10 ε 2 (t) of the heat aging test body A2 is represented by the following formula (4-2) by the above formula (4). The coefficient p at this time is p 2 . The coefficient q is q 2 .
ｌｏｇ10ε2(t)＝ｌｏｇ10ｐ2 ＋ｑ2ｌｏｇ10ｔ ・・・（４−２） log 10 ε 2 (t) = log 10 p 2 + q 2 log 10 t ・ ・ ・ (4-2)
また熱老化試験体Ａ３の一次回帰線ｌｏｇ10ε3(t)は、上述の式（４）により、以下の式（４−３）で表される。このときの係数ｐは、ｐ3である。また係数ｑは、ｑ3である。 Further, the linear regression line log 10 ε 3 (t) of the heat aging test body A3 is represented by the following formula (4-3) by the above formula (4). The coefficient p at this time is p 3 . The coefficient q is q 3 .
ｌｏｇ10ε3(t)＝ｌｏｇ10ｐ3 ＋ｑ3ｌｏｇ10ｔ ・・・（４−３） log 10 ε 3 (t) = log 10 p 3 + q 3 log 10 t ・ ・ ・ (4-3)
また熱老化試験体Ａ４の一次回帰線ｌｏｇ10ε4(t)は、上述の式（４）により、以下の式（４−４）で表される。このときの係数ｐは、ｐ4である。また係数ｑは、ｑ4である。 Further, the linear regression line log 10 ε 4 (t) of the heat aging test body A4 is represented by the following formula (4-4) by the above formula (4). The coefficient p at this time is p 4 . The coefficient q is q 4 .
ｌｏｇ10ε4(t)＝ｌｏｇ10ｐ4 ＋ｑ4ｌｏｇ10ｔ ・・・（４−４） log 10 ε 4 (t) = log 10 p 4 + q 4 log 10 t ・ ・ ・ (4-4)
［初期クリープデータの傾き算出ステップ及び過渡クリープデータの傾き算出ステップ］
図２中、時間ｔMは、クリープデータの測定を開始してから、クリープデータ測定期間の１／２の時間が経過したときの時間である。本実施形態では、クリープデータの測定時間に対するクリープひずみの変化が線形となる線形領域での傾きｑは、時間ｔMと、当該時間ｔMから１０００時間以上経過した時間ｔxとの区間に現れる線形領域での傾きとしている。また本実施形態では、初期クリープデータの測定期間と過渡クリープデータの測定期間とは同じ期間である。
[Initial creep data slope calculation step and transient creep data slope calculation step]
In FIG. 2, the time t M is the time when half the time of the creep data measurement period has elapsed since the creep data measurement was started. In the present embodiment, the slope q in the linear region where the change of creep strain with respect to the measurement time of the creep data is linear, and time t M, appearing in a section between the time elapsed from the time t M 1,000 hours t x The slope is in the linear region. Further, in the present embodiment, the measurement period of the initial creep data and the measurement period of the transient creep data are the same period.
図２中、基準試験体Ａ１のクリープデータから得られた傾きは、ｑ1である。このｑ1が初期クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ３）にて求めるべき、経年０年相当の傾きである。 In FIG. 2, the slope obtained from the creep data of the reference test piece A1 is q 1 . This q 1 is the slope equivalent to 0 years, which should be obtained in the slope calculation step (S3) of the initial creep data.
一方、図２中、熱老化試験体Ａ２のクリープデータから得られた傾きは、ｑ2である。このｑ2が過渡クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ４）にて求めるべき、経年１０年相当の傾きである。また図２中、熱老化試験体Ａ３のクリープデータから得られた傾きは、ｑ3である。このｑ3も過渡クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ４）にて求めるべき、経年２０年相当の傾きである。更に図２中、熱老化試験体Ａ４のクリープデータから得られた傾きは、ｑ4である。このｑ4も過渡クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ４）にて求めるべき、経年４０年相当の傾きである。即ち、本実施形態では、過渡クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ４）において、３つの経年年数相当の熱老化試験体のクリープデータから得られた傾きを求めている。 On the other hand, in FIG. 2, the slope obtained from the creep data of the heat aging test piece A2 is q 2 . This q 2 is the slope equivalent to 10 years, which should be obtained in the slope calculation step (S4) of the transient creep data. Further, in FIG. 2, the slope obtained from the creep data of the heat aging test piece A3 is q 3 . This q 3 is also the slope equivalent to 20 years, which should be obtained in the slope calculation step (S4) of the transient creep data. Further, in FIG. 2, the slope obtained from the creep data of the heat aging test piece A4 is q 4 . This q 4 is also a slope equivalent to 40 years, which should be obtained in the slope calculation step (S4) of the transient creep data. That is, in the present embodiment, in the slope calculation step (S4) of the transient creep data, the slope obtained from the creep data of the heat aging test piece corresponding to three aged years is obtained.
なお、本実施形態では、初期クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ３）を過渡クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ４）に先立って実行しているが、初期クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ３）に先立って過渡クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ４）を実行することができる。また初期クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ３）及び過渡クリープデータの傾き算出ステップ（Ｓ４）は同時並行的に実行することができる。 In the present embodiment, the slope calculation step (S3) of the initial creep data is executed prior to the slope calculation step (S4) of the transient creep data, but prior to the slope calculation step (S3) of the initial creep data. The slope calculation step (S4) of the transient creep data can be executed. Further, the slope calculation step (S3) of the initial creep data and the slope calculation step (S4) of the transient creep data can be executed in parallel at the same time.
［クリープ予測線合成ステップ］
クリープ予測線合成ステップ（Ｓ５）では、新品の状態から最初の過渡経年の状態までは、前記初期クリープデータから求めた前記傾きを用い、前記最初の過渡経年以降は、前記過渡クリープデータから求めた前記傾きを用い、新品の状態から過渡経年の状態を経て前記到達経年の状態までのクリープ予測線を合成する。
[Creep prediction line synthesis step]
In the creep prediction line synthesis step (S5), the slope obtained from the initial creep data is used from the new state to the state of the first transient aging, and after the first transient aging, it is obtained from the transient creep data. Using the slope, a creep prediction line from a new state through a transitional aged state to the reached aged state is synthesized.
クリープひずみの予測に用いられる時間をＴとし、経年（過渡経年）Ｔ1＝１０年とすると、予測開始から過渡経年１０年までの間（０≦Ｔ≦Ｔ1）のクリープ予測線は、上述の式（４−１）により、以下の式（５−１）で表される。 Assuming that the time used for predicting creep strain is T and the aging (transitional aging) T 1 = 10 years, the creep prediction line from the start of prediction to the transitional aging 10 years (0 ≦ T ≦ T 1 ) is described above. It is expressed by the following equation (5-1) according to the equation (4-1) of.
ｌｏｇ10ε(Ｔ)＝ｌｏｇ10ｐ1＋ｑ1ｌｏｇ10Ｔ ・・・（５−１） log 10 ε (T) = log 10 p 1 + q 1 log 10 T ・ ・ ・ (5-1)
次いで経年（過渡経年）Ｔ2＝２０年とすると、過渡経年１０年から過渡経年２０年までの間（Ｔ1＜Ｔ≦Ｔ2）のクリープ予測線は、上述の式（４−２）により、以下の式（５−２）で表される。 Next, assuming that the aging (transitional aging) T 2 = 20 years, the creep prediction line between the transitional aging 10 years and the transitional aging 20 years (T 1 <T ≤ T 2 ) is calculated by the above equation (4-2). , It is expressed by the following equation (5-2).
ｌｏｇ10ε(Ｔ)＝ｌｏｇ10ε(Ｔ1)＋ｑ2（ｌｏｇ10Ｔ−ｌｏｇ10Ｔ1） ・・・（５−２） log 10 ε (T) = log 10 ε (T 1 ) + q 2 (log 10 T-log 10 T 1 ) ・ ・ ・ (5-2)
次いで経年（過渡経年）Ｔ3＝４０年とすると、過渡経年２０年から過渡経年４０年までの間（Ｔ2＜Ｔ≦Ｔ3）のクリープ予測線は、上述の式（４−３）により、以下の式（５−３）で表される。 Next, assuming that the aging (transitional aging) T 3 = 40 years, the creep prediction line between the transitional aging 20 years and the transitional aging 40 years (T 2 <T ≤ T 3 ) is calculated by the above equation (4-3). , Expressed by the following equation (5-3).
ｌｏｇ10ε(Ｔ)＝ｌｏｇ10ε(Ｔ2)＋ｑ3（ｌｏｇ10Ｔ−ｌｏｇ10Ｔ2） ・・・（５−３） log 10 ε (T) = log 10 ε (T 2 ) + q 3 (log 10 T-log 10 T 2 ) ・ ・ ・ (5-3)
次いで経年（到達経年）Ｔ4＝６０年とすると、過渡経年４０年から到達年数６０年までの間（Ｔ3＜Ｔ≦Ｔ4）のクリープ予測線は、上述の式（４−４）により、以下の式（５−４）で表される。 Next, assuming that the aged (achieved aged) T 4 = 60 years, the creep prediction line between the transitional aged 40 years and the reached aged 60 years (T 3 <T ≤ T 4 ) is calculated by the above equation (4-4). , It is expressed by the following equation (5-4).
ｌｏｇ10ε(Ｔ)＝ｌｏｇ10ε(Ｔ3)＋ｑ4（ｌｏｇ10Ｔ−ｌｏｇ10Ｔ3） ・・・（５−４） log 10 ε (T) = log 10 ε (T 3 ) + q 4 (log 10 T-log 10 T 3 ) ・ ・ ・ (5-4)
本実施形態では、上述の式（５−１）−式（５−４）を合成することにより、新品から到達経年相当までのクリープ予測線を得ることができる。なお、本実施形態では、１年は、３６５．２４日とし、１０年は、Ｔ1＝８７６５７．６（ｈ）、２０年は、Ｔ2＝１７５３１５．２（ｈ）、４０年は、Ｔ3＝３５０６３０．４（ｈ）、６０年は、Ｔ4＝５２５９４５．６（ｈ）を使用する。 In the present embodiment, by synthesizing the above formulas (5-1) and (5-4), a creep prediction line from a new product to the equivalent of the aging period can be obtained. In the present embodiment, 1 year is 365.24 days, 10 years is T 1 = 87657.6 (h), 20 years is T 2 = 175315.2 (h), and 40 years is T. 3 = 350630.4 (h), for 1960, T 4 = 525945.6 (h) is used.
図３は、クリープ予測線合成ステップ（Ｓ５）にて合成された、上述のクリープ予測線を示した両対数グラフである。図３では、独立変数（横軸）はｌｏｇ10Ｔである。また従属変数（縦軸）はｌｏｇ10ε(Ｔ)である。 FIG. 3 is a log-log graph showing the above-mentioned creep prediction line synthesized in the creep prediction line synthesis step (S5). In FIG. 3, the independent variable (horizontal axis) is log 10 T. The dependent variable (vertical axis) is log 10 ε (T).
本実施形態では、クリープの経年変化の予測開始から過渡経年１０年までの間（０≦Ｔ≦Ｔ1）のクリープ予測線は、図３の細字実線に示すように、上述の式（５−１）で表される。即ち、図１の免震装置１０が新品の状態から過渡経年１０年相当の状態までは、式（５−１）に基いて、クリープひずみを予測することができる。
In the present embodiment, the creep prediction line from the start of prediction of the aging change of creep to the transitional aging of 10 years (0 ≦ T ≦ T 1 ) is the above-mentioned equation (5-) as shown in the fine solid line in FIG. It is represented by 1). That is, the creep strain can be predicted based on the equation (5-1) from the state where the
また本実施形態では、過渡経年１０年を超えて過渡経年２０年までの間（Ｔ1＜Ｔ≦Ｔ2）のクリープ予測線は、図３の一点鎖線に示すように、上述の式（５−２）で表される。即ち、図１の免震装置１０が過渡経年１０年相当の状態から過渡経年２０年相当の状態までは、式（５−２）に基いて、クリープひずみを予測することができる。
Further, in the present embodiment, the creep prediction line for the period from the transitional age of 10 years to the transitional age of 20 years (T 1 <T ≤ T 2 ) is the above-mentioned equation (5) as shown by the alternate long and short dash line in FIG. -Represented by 2). That is, the creep strain can be predicted based on the equation (5-2) from the state in which the
また本実施形態では、過渡経年２０年を超えて過渡経年４０年までの間（Ｔ2＜Ｔ≦Ｔ3）のクリープ予測線は、図３の二点鎖線に示すように、上述の式（５−３）で表される。即ち、過渡経年２０年相当の状態から過渡経年４０年相当の状態までは、式（５−３）に基いて、クリープひずみを予測することができる。 Further, in the present embodiment, the creep prediction line for the period from the transitional age of 20 years to the transitional age of 40 years (T 2 <T ≤ T 3 ) is as shown by the two-dot chain line in FIG. It is represented by 5-3). That is, the creep strain can be predicted based on the equation (5-3) from the state equivalent to the transitional age of 20 years to the state equivalent to the transitional age of 40 years.
更に本実施形態では、過渡経年４０年を超えて到達経年６０年までの間（Ｔ3＜Ｔ≦Ｔ4）のクリープ予測線は、図３の太字実線に示すように、上述の式（５−４）で表される。即ち、過渡経年４０年相当の状態から到達経年６０年相当の状態までは、式（５−４）に基いて、クリープひずみを予測することができる。従って、製品寿命として想定した到達経年６０年相当のクリープひずみεは、式（５−４）、より具体的には、式（５−１）−式（５−４）に基いて、予測することができる。 Further, in the present embodiment, the creep prediction line for the period from the transitional age of 40 years to the arrival age of 60 years (T 3 <T ≤ T 4 ) is shown by the above-mentioned equation (5) as shown in the bold solid line in FIG. It is represented by -4). That is, the creep strain can be predicted based on the equation (5-4) from the state equivalent to the transitional age of 40 years to the state equivalent to the arrival age of 60 years. Therefore, the creep strain ε equivalent to the reached age of 60 years assumed as the product life is predicted based on the equation (5-4), more specifically, the equation (5-1)-the equation (5-4). be able to.
一方、老化を促進させない基準試験体Ａ１のみで、到達経年６０年相当までのクリープひずみεを予測した場合、その予測は、図３の破線に示すように、式（５−１）に基いて行われる。一般的に、年数経過に伴い、クリープひずみεの変化の減少は小さくなっていく。しかしながら、式（５−１）に基いた予測の場合、クリープひずみεの変化、ひいては該当変化速度は、本実施形態に係るクリープ予測方法を用いて予測したときよりも大きい（ｑ4＜ｑ1）。 On the other hand, when the creep strain ε up to 60 years after reaching is predicted only by the reference test piece A1 that does not accelerate aging, the prediction is based on the equation (5-1) as shown by the broken line in FIG. Will be done. In general, the decrease in the change in creep strain ε becomes smaller with the passage of years. However, in the case of the prediction based on the equation (5-1), the change in the creep strain ε, and thus the corresponding change rate, is larger than the prediction using the creep prediction method according to the present embodiment (q 4 <q 1). ).
これに対し、本実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、熱老化されてない基準積層弾性体と、過渡経年に対応するように熱老化された、少なくとも１つの熱老化積層弾性体とを用い、それぞれの線形領域でのクリープひずみの傾きを求め、これらの傾きを用いてクリープ予測線を合成することで、経年年次相当のクリープを順次予測している。このため、クリープひずみεの変化、ひいては当該変化の減少量を正確に予測することができる（ｑ1＞ｑ2＞ｑ3＞ｑ4）。 On the other hand, in the creep prediction method for laminated elastic bodies according to the present embodiment, there is a reference laminated elastic body that has not been heat-aged and at least one heat-aged laminated elastic body that has been heat-aged so as to correspond to transient aging. By using and, the slope of the creep strain in each linear region is obtained, and the creep prediction line is synthesized using these slopes, the creep corresponding to the aging year is sequentially predicted. Therefore, the change in creep strain ε, and thus the amount of decrease in the change, can be accurately predicted (q 1 > q 2 > q 3 > q 4 ).
従って、本実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法によれば、積層ゴム１の経年老化を加味した精度の高いクリープ予測が可能となる。 Therefore, according to the creep prediction method for the laminated elastic body according to the present embodiment, it is possible to predict the creep with high accuracy in consideration of the aging of the laminated rubber 1.
また本実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、傾き（係数ｑ）は、クリープデータを測定するクリープデータ測定期間のうち、当該クリープデータ測定期間の中盤以降に現れる線形領域での傾きである。この場合、傾き（係数ｑ）が安定した線形領域での、当該傾きを用いることにより、積層ゴム１の経年老化を加味したクリープ予測の信頼性を高めることができる。 Further, in the creep prediction method of the laminated elastic body according to the present embodiment, the slope (coefficient q) is the slope in the linear region appearing after the middle of the creep data measurement period in the creep data measurement period for measuring the creep data. Is. In this case, by using the slope in the linear region where the slope (coefficient q) is stable, the reliability of the creep prediction in consideration of the aging of the laminated rubber 1 can be improved.
また本実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、熱老化積層弾性体は、窒素雰囲気内での加熱により熱老化された積層弾性体であるとすることができる。この場合、酸化劣化が小さく抑えられることにより、積層ゴム１の経年老化を加味したクリープ予測の信頼性をより高めることができる。 Further, in the creep prediction method of the laminated elastic body according to the present embodiment, the heat-aged laminated elastic body can be said to be a laminated elastic body that has been heat-aged by heating in a nitrogen atmosphere. In this case, since the oxidative deterioration is suppressed to a small extent, the reliability of the creep prediction in consideration of the aging of the laminated rubber 1 can be further improved.
また本実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法によれば、前記過渡クリープデータ測定ステップでは、複数の過渡経年に対応するように、複数の熱老化積層弾性体を用いて過渡クリープデータの測定を行い、前記過渡クリープデータの傾き算出ステップでは、それぞれの過渡経年に対応する熱老化積層弾性体を用いて、それぞれの傾きを求め、前記クリープ予測線合成ステップでは、前記最初の過渡経年以降は、前記それぞれの傾きを経年経過に合わせて順次用い、前記クリープ予測線を合成する。この場合、前記クリープ予測線をより細分化して合成できることにより、より長期かつ精度よく、積層ゴム１の経年老化を加味したクリープ予測を行うことができる。 Further, according to the creep prediction method for laminated elastic bodies according to the present embodiment, in the transient creep data measurement step, transient creep data is obtained by using a plurality of heat-aged laminated elastic bodies so as to correspond to a plurality of transient aging. The measurement is performed, and in the step of calculating the inclination of the transient creep data, each inclination is obtained using the heat-aged laminated elastic body corresponding to each transient aging, and in the step of synthesizing the creep prediction line, after the first transient aging. Synthesizes the creep prediction line by sequentially using each of the above slopes according to the passage of time. In this case, since the creep prediction line can be further subdivided and synthesized, creep prediction can be performed in a longer period of time and with high accuracy in consideration of aging of the laminated rubber 1.
また本実施形態に係る、積層弾性体のクリープ予測方法によれば、傾き（係数ｑ）は、独立変数（横軸）及び従属変数（縦軸）が対数スケールの両対数グラフの傾きである。この場合、前記クリープ予測線を簡易に合成できることにより、積層ゴム１の経年老化を加味したクリープ予測を簡易に行うことができる。 Further, according to the creep prediction method of the laminated elastic body according to the present embodiment, the slope (coefficient q) is the slope of a log-log graph in which the independent variable (horizontal axis) and the dependent variable (vertical axis) are logarithmic scales. In this case, since the creep prediction line can be easily synthesized, the creep prediction in consideration of the aging of the laminated rubber 1 can be easily performed.
また本発明に係る、積層弾性体のクリープ予測方法によれば、熱老化積層弾性体は、積層弾性体の外周を被覆部材で被覆した状態で熱老化された積層弾性体とすることができる。即ち、本実施形態に係るクリープ予測方法では、前記熱老化試験体として、老化前の試験体の外周を、シート等の被覆部材で被覆した状態で熱老化させた試験体を用いることができる。この場合、酸化劣化が小さく抑えられることにより、積層弾性体の経年劣化を加味したクリープひずみの予測の信頼性をより高めることができる。また、過渡クリープデータ測定ステップにおいては、前記被覆部材を取り外すことにより、測定への当該被覆部材の影響を除外できる。前記被覆部材を例えば、シートとした場合、当該シートの材料としては、空気遮蔽性に優れたブチルゴムやエピクロルヒドリンゴムが望ましい。 Further, according to the creep prediction method for a laminated elastic body according to the present invention, the heat-aged laminated elastic body can be a heat-aged laminated elastic body with the outer periphery of the laminated elastic body covered with a covering member. That is, in the creep prediction method according to the present embodiment, as the heat aging test body, a test body obtained by heat aging with the outer circumference of the test body before aging covered with a covering member such as a sheet can be used. In this case, since the oxidative deterioration is suppressed to a small level, the reliability of the prediction of creep strain in consideration of the aging deterioration of the laminated elastic body can be further improved. Further, in the transient creep data measurement step, the influence of the covering member on the measurement can be excluded by removing the covering member. When the covering member is, for example, a sheet, butyl rubber or epichlorohydrin rubber having excellent air shielding properties is desirable as the material of the sheet.
本発明に係る、積層弾性体のクリープ予測方法では、前記熱老化積層弾性体は、熱老化された１次形状係数が３から２０の範囲にある積層弾性体とすることができる。即ち、本実施形態に係るクリープ予測方法では、前記熱老化試験体として、熱老化された１次形状係数が３から２０の範囲にある試験体を用いることができる。１次形状係数が３から２０の範囲にある積層ゴムは、ゴム一層あたりの厚さが大きい厚肉積層ゴムである。こうした厚肉積層ゴムは、クリープひずみが大きい。このため、試験体として、熱老化された１次形状係数が３から２０の範囲にある肉厚の積層ゴムを用いれば、当該積層ゴムの経年劣化を加味したクリープひずみの予測精度の改善効果が大きい。なお１次形状係数とは、ゴム径φとゴム内径φ’の差φ−φ’をゴム一層あたりの厚さの４倍で除した量である。 In the creep prediction method for a laminated elastic body according to the present invention, the heat-aged laminated elastic body can be a laminated elastic body having a heat-aged primary shape coefficient in the range of 3 to 20. That is, in the creep prediction method according to the present embodiment, as the heat aging test piece, a test piece having a heat-aged primary shape coefficient in the range of 3 to 20 can be used. The laminated rubber having a primary shape coefficient in the range of 3 to 20 is a thick laminated rubber having a large thickness per rubber layer. Such thick laminated rubber has a large creep strain. Therefore, if a thick laminated rubber having a heat-aged primary shape coefficient in the range of 3 to 20 is used as the test body, the effect of improving the prediction accuracy of creep strain in consideration of the aging deterioration of the laminated rubber can be obtained. large. The primary shape coefficient is an amount obtained by dividing the difference φ−φ ′ between the rubber diameter φ and the rubber inner diameter φ ′ by four times the thickness per rubber layer.
上述したところは、本発明の一実施形態を開示したにすぎず、特許請求の範囲に従えば、様々な変更が可能となる。例えば、本実施形態では、傾きは、両対数グラフから求められたが、両対数グラフから求めるものに限定されるものではない。過渡経年も、少なくとも１つ以上の標本があればよく、３つ以上を標本することができる。 The above is merely a disclosure of one embodiment of the present invention, and various modifications can be made according to the scope of claims. For example, in the present embodiment, the slope is obtained from a log-log graph, but is not limited to that obtained from a log-log graph. For transitional aging, at least one specimen is sufficient, and three or more specimens can be sampled.
１：積層ゴム（積層弾性体）， ２：ゴム部材（弾性部材）， ３：鋼板（剛性部材）， １０：免震装置（試験体）， Ａ１：基準試験体（基準積層弾性体）， Ａ２：熱老化試験体（熱老化積層弾性体）， Ａ３：熱老化試験体（熱老化積層弾性体）， Ａ４：熱老化試験体（熱老化積層弾性体）， Ｔ1 ：過渡経年（１０年）， Ｔ2 ：過渡経年（２０年）， Ｔ3 ：過渡経年（４０年）， Ｔ4 ：到達経年（６０年） 1: Laminated rubber (laminated elastic body), 2: Rubber member (elastic member), 3: Steel plate (rigid member), 10: Seismic isolation device (test body), A1: Reference test body (reference laminated elastic body), A2 : Heat aging test piece (heat aging laminated elastic body), A3: Heat aging test piece (heat aging laminated elastic body), A4: Heat aging test piece (heat aging laminated elastic body), T 1 : Transient aging (10 years) , T 2 : Transitional age (20 years), T 3 : Transitional age (40 years), T 4 : Reached age (60 years)
Claims (1)
熱老化されていない基準積層弾性体を用い、当該基準積層弾性体に対して常温雰囲気の下で面圧を負荷し、初期クリープデータを測定する、初期クリープデータ測定ステップと、
前記到達経年の前の少なくとも１つの過渡経年に対応するように熱老化された、少なくとも１つの熱老化積層弾性体を用い、当該熱老化積層弾性体に対して常温雰囲気の下で面圧を負荷し、過渡クリープデータを測定する、過渡クリープデータ測定ステップと、
前記初期クリープデータを使用して、当該初期クリープデータの測定時間に対するクリープひずみの変化が実質的に安定となる所定の領域での、前記測定時間に対するクリープひずみの傾きを求める、初期クリープデータの傾き算出ステップと、
前記過渡クリープデータを使用して、当該過渡クリープデータの測定時間に対するクリープひずみの変化が実質的に安定となる所定の領域での、前記測定時間に対するクリープひずみの傾きを求める、過渡クリープデータの傾き算出ステップと、
新品の状態から最初の過渡経年の状態までは、前記初期クリープデータから求めた前記傾きを用い、前記最初の過渡経年以降は、前記過渡クリープデータから求めた前記傾きを用い、新品の状態から過渡経年の状態を経て前記到達経年の状態までのクリープ予測線を合成する、クリープ予測線合成ステップと、を有する、積層弾性体のクリープ予測方法。
It is a creep prediction method for a laminated elastic body that predicts the creep strain of a laminated elastic body in which elastic members and rigid members are alternately arranged until the arrival time.
An initial creep data measurement step in which a standard laminated elastic body that has not been heat-aged is used, a surface pressure is applied to the standard laminated elastic body in a normal temperature atmosphere, and initial creep data is measured.
Using at least one heat-aged laminated elastic body that has been heat-aged so as to correspond to at least one transient aging before the reached aging, a surface pressure is applied to the heat-aged laminated elastic body in a normal temperature atmosphere. And measure the transient creep data, with the transient creep data measurement step,
Using the initial creep data, the gradient of the initial creep data for obtaining the gradient of the creep strain with respect to the measurement time in a predetermined region in which the change of the creep strain with respect to the measurement time of the initial creep data becomes substantially stable. Calculation steps and
The gradient of the transient creep data is used to obtain the gradient of the creep strain with respect to the measurement time in a predetermined region in which the change of the creep strain with respect to the measurement time of the transient creep data becomes substantially stable. Calculation steps and
From the new state to the state of the first transient aging, the inclination obtained from the initial creep data is used, and after the first transitional aging, the slope obtained from the transient creep data is used, and the transition from the new state is used. A method for predicting creep of a laminated elastic body, comprising a creep prediction line synthesis step of synthesizing a creep prediction line from an aged state to the reached aged state.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017109422A JP6826494B2 (en) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | Creep prediction method for laminated elastic bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017109422A JP6826494B2 (en) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | Creep prediction method for laminated elastic bodies |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018205066A JP2018205066A (en) | 2018-12-27 |
| JP6826494B2 true JP6826494B2 (en) | 2021-02-03 |
Family
ID=64955664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017109422A Active JP6826494B2 (en) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | Creep prediction method for laminated elastic bodies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6826494B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111060675A (en) * | 2020-01-13 | 2020-04-24 | 中国石油大学(北京) | Inclined boundary shaping device, sandbox simulation inclined boundary experimental device and method |
| CN111397705B (en) * | 2020-04-07 | 2021-03-16 | 深圳市坤同智能仓储科技有限公司 | Creep compensation method and device for anti-shake of weighing sensor and storage medium |
-
2017
- 2017-06-01 JP JP2017109422A patent/JP6826494B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018205066A (en) | 2018-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Su et al. | Testing and design of aluminum alloy cross sections in compression | |
| JP6826494B2 (en) | Creep prediction method for laminated elastic bodies | |
| US20150053017A1 (en) | Fatigue assessment | |
| Lu et al. | Strength development monitoring and dynamic modulus assessment of cementitious materials using EMI-Miniature Prism based technique | |
| US20120016601A1 (en) | Method and system for determining properties of an asphalt material | |
| KR20200092385A (en) | Method for predicting corrosion amount of metal materials, method for selecting metal material, and apparatus for predicting corrosion amount of metal materials | |
| KR101866491B1 (en) | Method and apparatus for generating concrete creep prognosis model | |
| Cusson et al. | Measuring early-age coefficient of thermal expansion in high-performance concrete | |
| Alaei et al. | Dynamic identification of brick masonry semi-circular arches due to temperature and moisture | |
| Thompson et al. | Time-temperature superposition applied to PBX mechanical properties | |
| Agyenim-Boateng et al. | Determination of corrosion rate and remaining life of pressure vessel using ultrasonic thickness testing technique | |
| JP4593403B2 (en) | Method for predicting cracks in concrete | |
| JP2018155023A (en) | Prediction method of crack occurrence timing, and early detection method of alkali-silica reaction | |
| Mathauser et al. | An Investigation of the Creep Lifetime of 75S-T6 Aluminum-Alloy Columns | |
| Rudtsch et al. | Intercomparison of thermophysical property measurements on an austenitic stainless steel | |
| Chúláin et al. | Experimental investigation of the serviceability behaviour of a cross laminated timber floor | |
| JP4039992B2 (en) | Prediction method of neutralization depth of concrete structures | |
| CN107063611B (en) | Anti-seismic evaluation method for electrical equipment made of pillar composite material | |
| RU2281468C1 (en) | Method of measuring mechanical stresses in steel structures | |
| Chaurasia et al. | Damage identification of reinforced concrete beam using modal curvature approach | |
| CN113916408A (en) | Method for measuring internal stress of concrete structure | |
| FitzSimons et al. | Guidance for load tests of buildings | |
| JP2009174886A (en) | Mechanical characteristics evaluation method with respect to modified portion | |
| Wuethrich et al. | Comparison in gas media (absolute and gauge mode) in the range from 25 kPa TO 200 kPa (EURAMET. MP-K8) | |
| Schuurmans | Design Optimization of Instrumented Strikers for Charpy V-Notch Pendulum Impact Testing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191219 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201008 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201027 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201130 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201222 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210115 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6826494 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |