JPH03134540A - Testing apparatus of vibration isolating factor - Google Patents
Testing apparatus of vibration isolating factorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
建築構造物の防振（風）、免震（地震）用に使用される
積層ゴムの特性を試験する免震要素試験装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a seismic isolation element testing device for testing the characteristics of laminated rubber used for vibration isolation (wind) and seismic isolation (earthquake) of building structures.
従来の装置は、Ｘ軸加振機、Ｙ軸加振機がスイーベルジ
ョイントによって、静圧軸受およびテーブルに接続され
ている。Ｘ軸方向の動作は静圧軸受とスライドバーによ
って案内され、Ｙ軸方向の動作は静圧軸受とスライドバ
ーによって案内される。このような構造の２軸試験機で
供試体を加振すると、供試体より発生する回転モーメン
トは静圧軸受、スライドバーおよび軸受ハウジングによ
って支持されるようになっている。In the conventional device, an X-axis vibrator and a Y-axis vibrator are connected to a hydrostatic bearing and a table by a swivel joint. Movement in the X-axis direction is guided by a hydrostatic bearing and a slide bar, and movement in the Y-axis direction is guided by a hydrostatic bearing and a slide bar. When a specimen is vibrated using a biaxial testing machine having such a structure, the rotational moment generated by the specimen is supported by the hydrostatic bearing, the slide bar, and the bearing housing.
なお、この種のものとして関連するものに例えば特開平
１−１７１１８４４号公報が挙げられる。A related example of this type is JP-A-1-1711844.
第２図に、ｆ層ゴムに鉛直荷重Ｐを、水平荷重Ｆを与え
た時に発生する回転モーメントＭを示す。FIG. 2 shows the rotational moment M generated when a vertical load P and a horizontal load F are applied to the f-layer rubber.
一般に積層ゴムから発生する回転モーメントは、１ Ｍ＝−（ＰＸ＋ＦＨ） Ｐ：鉛直荷重 Ｘ：水平変位 Ｆ：水平荷重 Ｈ：積層ゴムの高さ で表わされる。Generally, the rotational moment generated from laminated rubber is 1 M=-(PX+FH) P: Vertical load X: Horizontal displacement F: Horizontal load H: Height of laminated rubber It is expressed as
上記従来技術は、この積層ゴムから発生される回転モー
メントを全部静圧軸受で支持するため。The above-mentioned conventional technology uses static pressure bearings to support all of the rotational moment generated from the laminated rubber.
静圧軸受、スライドバーは大荷重大変位の場合に、非常
に大形となる。たとえば Ｐ＝３０００ｔ。Hydrostatic bearings and slide bars become extremely large when subjected to large loads and large displacements. For example, P=3000t.
Ｘ＝１ｍ、Ｆ＝１０００ ｔ、Ｈ＝０．５ｍ の場合の
回転モーメントＭは
Ｍ＝−（３０００Ｘ １ ＋ １０００ Ｘ Ｏ，５）
＝ ｌ ７５０ｔｏｎ−ｍ
となる。このモーメントを支持できる軸受は極めて大容
量なため、非常に高価となる。When X=1m, F=1000t, H=0.5m, the rotational moment M is M=-(3000X 1 + 1000X O,5)
= l 750 ton-m. Bearings that can support this moment have extremely large capacities and are therefore very expensive.
本発明の目的は１回転モーメントを補正し、小形安価な
免振要素試験装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a small and inexpensive vibration isolation element testing device that corrects one rotational moment.
上記目的を達成するために、回転モーメント演算装置と
演算信号を受けて追従サーボ制御するフィードバックア
ンプ、加算器、サーボアンプ、回転モーメント補正アク
チュエータによって、積層ゴムより発生される回転モー
メントを軽減させ、スライド軸受の容量を小形にしたも
のである。In order to achieve the above objective, the rotational moment generated by the laminated rubber is reduced by a rotational moment calculation device, a feedback amplifier that performs follow-up servo control in response to the calculation signal, an adder, a servo amplifier, and a rotational moment correction actuator. This is a bearing with a smaller capacity.
また、積層ゴムの回転モーメントを検出するために、鉛
直荷重を計測する圧力検出器を、積層ゴムの高さを検出
する変位検出器を、水平荷重を検出する荷重検出器、水
平方向の変位を検出する変位検出器を設け、これらの検
出信号を計測し回転モーメント演算装置に接続し、回転
モーメントを演算する。In addition, in order to detect the rotational moment of the laminated rubber, we have installed a pressure detector to measure the vertical load, a displacement detector to detect the height of the laminated rubber, a load detector to detect the horizontal load, and a pressure detector to measure the horizontal displacement. A displacement detector is provided to detect the displacement, and these detection signals are measured and connected to a rotational moment calculating device to calculate the rotational moment.
さらに、演算装置で求められた回転モーメントの信号目
標値とし、加算器、サーボアンプを介し、アクチュエー
タを作動させる。補正回転モーメントは荷重検出器１２
によって検出し、フィードバックアンプを介し、加算器
で目標値と比較される。Furthermore, the signal target value of the rotational moment obtained by the arithmetic unit is used to operate the actuator via an adder and a servo amplifier. The corrected rotational moment is detected by the load detector 12.
, and is compared with the target value by an adder via a feedback amplifier.
このような追従サーボ系によって、積層ゴムより発生す
る回転モーメントを軽減することにより。This kind of follow-up servo system reduces the rotational moment generated by the laminated rubber.
スライド軸受には回転モーメントがかからなくなり、鉛
直荷重をガイドする能力だけで良いため、小形になる。Since no rotational moment is applied to the slide bearing and it only needs the ability to guide vertical loads, it becomes smaller.
圧力検出器は鉛直ジヤツキの出力荷重Ｐに比例する圧力
を検出し、変位検出器は積層ゴムの鉛直方向の高さを検
出し、荷重検出器は水平荷重を検出し、水平加振機内に
内蔵されている変位検出器１２は水平変位Ｘを検出し、
これらの信号は回転モーメント演算装置でモーメントが
演算出力される。このモーメントを目標値とするサーボ
系（加算器、サーボアンプ、アクチュエータ、荷重検出
器２フイードバツクアンプ）が作動する。それによって
、アクチュエータはスライドテーブルに反時計方向のモ
ーメントを作用させることになる。The pressure detector detects the pressure proportional to the output load P of the vertical jack, the displacement detector detects the vertical height of the laminated rubber, and the load detector detects the horizontal load. The displacement detector 12 detects the horizontal displacement X,
Moment is calculated and output from these signals by a rotational moment calculating device. The servo system (adder, servo amplifier, actuator, load detector 2 feedback amplifier) is operated using this moment as a target value. This causes the actuator to apply a counterclockwise moment to the slide table.
スライドテーブルには積層ゴムから発生する時計方向回
転のモーメントが作用しているため、アクチュエータに
よる反時計方向のモーメントとが釣合うことになるので
、スライド軸受には回転モーメントが負荷しないように
することができる。Since the clockwise rotational moment generated from the laminated rubber acts on the slide table, the counterclockwise moment from the actuator is balanced out, so make sure that no rotational moment is applied to the slide bearing. Can be done.
以下、本発明の一実施例を第１図、第２図により説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
第２図に、積層ゴムに作用する力と、変形状態を示す、
鉛直方向より荷重Ｐをかけ、水平方向に荷重Ｆを作用さ
せた場合の回転モーメントＭはＭ＝−（ＰＸ＋ＦＨ）
Ｐ：鉛直荷重
Ｘ：水平変位
Ｆ：水平荷重
Ｈ：積層ゴムの高さ
で表わされる。Figure 2 shows the force acting on the laminated rubber and the deformation state.
When a load P is applied in the vertical direction and a load F is applied in the horizontal direction, the rotational moment M is M = - (PX + FH) P: Vertical load X: Horizontal displacement F: Horizontal load H: Expressed by the height of the laminated rubber It will be done.
第１図により、積層ゴムを試験する２軸試験装置の構成
を説明する。The configuration of a biaxial testing device for testing laminated rubber will be explained with reference to FIG.
回転モーメント演算装置１．スライドテーブル３、静圧
軸受４．鉛直ジヤツキ５．主柱６．スライド軸受７２回
転モーメント補正アクチェユータ８、水平荷重検出器９
．水平加振機１０．上部梁１１．水平変位検出器１２．
フィードバックアンプ１３．サーボアンプ１４．加算器
１５．圧力検出器１６．変位検出器１７．自重補正シリ
ンダー１８、コモンベース１９９反力壁２１．荷重検出
器２２．スイーベルジョイント２３および、これらを駆
動するための油圧供給装置（図示せず）、試験機全体を
制御すれ制御装置（図示せず）から構成されている。Rotating moment calculation device 1. Slide table 3, static pressure bearing 4. Vertical jack 5. Main pillar 6. Slide bearing 72 Rotating moment correction actuator 8, horizontal load detector 9
．． Horizontal vibrator 10. Upper beam 11. Horizontal displacement detector 12.
Feedback amplifier 13. Servo amplifier 14. Adder 15. Pressure detector 16. Displacement detector 17. Self-weight correction cylinder 18, common base 199 reaction wall 21. Load detector 22. It consists of a swivel joint 23, a hydraulic pressure supply device (not shown) for driving these, and a control device (not shown) for controlling the entire testing machine.
積層ゴム（被試験体）２は第２図に示すように下部はボ
ルトによって、コモンベース１９に、上部はボルトによ
ってスライドテーブル３に取付られている。コモンベー
ス１９は下部が基礎２０に固定されており、主柱６によ
って上部梁１１と一体になるよう固定されている。スラ
イドテーブル３の上面は静圧軸受４と油膜により浮上さ
れ水平方向には軽摩擦が動き、鉛直方向は圧油によって
浮上支持され、鉛直ジヤツキ５の荷重を受けている。ス
ライドテーブル３の水平動は水平加振機１０にスイーベ
ルジョイント２３により接続されている。As shown in FIG. 2, the laminated rubber (test object) 2 is attached to the common base 19 by bolts at the lower part, and to the slide table 3 by bolts at the upper part. The lower part of the common base 19 is fixed to the foundation 20, and is fixed to the upper beam 11 by the main pillar 6 so as to be integrated with the upper beam 11. The upper surface of the slide table 3 is floated by a hydrostatic bearing 4 and an oil film, moves horizontally with light friction, and is floated and supported by pressure oil in the vertical direction, and receives a load from a vertical jack 5. The horizontal movement of the slide table 3 is connected to a horizontal vibrator 10 by a swivel joint 23.
水平加振機１ｏの右端はスイーベルジョイント２３によ
り反力壁２１に接続されている。水平加振機１ｏの先端
には水平荷重を検出する荷重検出器９が、水平変位を検
出する変位検出器１２が接続されている。The right end of the horizontal vibrator 1o is connected to the reaction wall 21 by a swivel joint 23. A load detector 9 for detecting horizontal load and a displacement detector 12 for detecting horizontal displacement are connected to the tip of the horizontal vibrator 1o.
一方、鉛直荷重を伝達するスライド軸受７は、主柱６を
案内軸とし、静圧軸受４′を内蔵したスライド軸受と水
平軸を許容しつつ鉛直荷重を伝達する静圧軸受４を内蔵
している。On the other hand, the slide bearing 7 that transmits the vertical load uses the main column 6 as a guide shaft, and has a slide bearing with a built-in hydrostatic bearing 4' and a built-in hydrostatic bearing 4 that transmits the vertical load while allowing the horizontal axis. There is.
鉛直ジヤツキ５は上部を梁１１に落下防止ピン等で取り
つけられ下部をスライド軸受７に球面形状で挿入され設
置されている。The vertical jack 5 has an upper portion attached to a beam 11 with a fall prevention pin or the like, and a lower portion inserted into a slide bearing 7 in a spherical shape.
自重補正用シリンダ１８はスライド軸受７．スライドテ
ーブル３の重量が積層ゴム２にかがらないよう補正して
いる。The self-weight correction cylinder 18 has a slide bearing 7. The weight of the slide table 3 is corrected so as not to be applied to the laminated rubber 2.
回転モーメント補正アクチュエータ８は、下部はスイー
ベルジョイント２３により基礎２ｏに固定され、上部は
荷重検出器２２を介し、スイーベルジョイント２３によ
って、スライドテーブル３と水平加振機１０の接続点に
スイーベルジョイント２３により接続されている。The rotational moment correction actuator 8 has a lower part fixed to the foundation 2o by a swivel joint 23, an upper part fixed to the connection point of the slide table 3 and the horizontal vibration exciter 10 by a swivel joint 23 via a load detector 22, It is connected.
鉛直ジヤツキ５には圧力検出器１６が、積層ゴム２の高
さを計測する変位変量器１７がスライドテーブル３に、
水平加振機１ｏの先端には水平荷重検出器９が、水平加
振機１０の中部には変位検出器１２が取付けられ、これ
らの検出信号は回転モーメント演算装置１に電送され演
算され、加算器１５．サーボアンプ１４に入力され、ア
クチュエータ８を駆動制御する。A pressure detector 16 is mounted on the vertical jack 5, a displacement variable device 17 for measuring the height of the laminated rubber 2 is mounted on the slide table 3,
A horizontal load detector 9 is attached to the tip of the horizontal vibrator 1o, and a displacement detector 12 is attached to the middle of the horizontal vibrator 10, and these detection signals are electrically transmitted to the rotational moment calculation device 1, where they are calculated and added. Vessel 15. The signal is input to the servo amplifier 14 and drives and controls the actuator 8.
上記で説明した構成において、被試験体である積層ゴム
２は、鉛直ジヤツキ５の荷重がスライド軸受７．静圧軸
受４．スライドテーブル３を介して伝達される。一方、
水平荷重は水平加振機１゜からスライドテーブル３を介
して伝達される。これにより、積層ゴム２は鉛直荷重と
水平荷重を同時に受けることにより、第２図に示した回
転モーメントを発生する。通常この回転モーメントはス
ライドテーブル３．静圧軸受４．スライド軸受７を介し
て主柱６で支持される。In the configuration described above, the load of the vertical jack 5 of the laminated rubber 2 which is the test object is the load of the slide bearing 7. Hydrostatic bearing 4. It is transmitted via the slide table 3. on the other hand,
The horizontal load is transmitted from the horizontal vibrator 1° via the slide table 3. As a result, the laminated rubber 2 receives a vertical load and a horizontal load at the same time, thereby generating the rotational moment shown in FIG. 2. Normally, this rotational moment is the same as the slide table 3. Hydrostatic bearing 4. It is supported by the main column 6 via a slide bearing 7.
そこで、この回転モーメントを軽減するために上記で説
明した回転モーメント演算装置１で求められたモーメン
トＭはサーボ系の加算器１５．サーボアンプ１４に伝わ
り、アクチュエータ８に指令されて、スライドテーブル
３と接続されているスイーベルジョイント２３に荷重が
作用される。Therefore, in order to reduce this rotational moment, the moment M calculated by the rotational moment calculation device 1 described above is added to the servo system adder 15. The load is transmitted to the servo amplifier 14, commanded to the actuator 8, and applied to the swivel joint 23 connected to the slide table 3.
モーメントＭに相当する荷重が荷重検出器２２で検出さ
れ、フィードバックアンプ１３が電圧信号に変換され、
加算器１５で比較され１回転モーメントＭに一致するよ
うにアクチュエータ８が追従制御される。A load corresponding to the moment M is detected by the load detector 22, and the feedback amplifier 13 converts it into a voltage signal.
The adder 15 compares the torque and the actuator 8 is controlled to follow it so that it matches the one-rotation moment M.
上記作用により、積層ゴム２から発生する回転モーメン
トは補正アクチュエータ８によって、補正されるので、
スライド軸受７に大きなモーメントが加わらなくなるた
め、軸受容量を極めて小容量に設計することができる。Due to the above action, the rotational moment generated from the laminated rubber 2 is corrected by the correction actuator 8, so that
Since no large moment is applied to the slide bearing 7, the bearing capacity can be designed to be extremely small.
スライド軸受７が小容量で良いため、安価に製作する事
ができる経済効果は極めて大きい。Since the slide bearing 7 only needs to have a small capacity, it can be manufactured at low cost, which has an extremely large economical effect.
本発明は、以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it produces the effects described below.
（イ）圧力検出器、変位検出器、荷重検出器。(a) Pressure detector, displacement detector, load detector.
変位検出機、および回転モーメント演算装置により、積
層ゴムの回転モーメントを求めることができる。ここで
求めた回転モーメントを指令としたサーボ系（加算器、
サーボアンプ、補正アクチュエータ、荷重検出器、フィ
ードバックアンプ）によって、スライドテーブルに回転
モーメントの補正を行うことができる。この結果スライ
ド軸受の回転モーメントを軽減することができる。The rotational moment of the laminated rubber can be determined using a displacement detector and a rotational moment calculating device. The servo system (adder,
The rotational moment of the slide table can be corrected using a servo amplifier, a correction actuator, a load detector, and a feedback amplifier. As a result, the rotational moment of the slide bearing can be reduced.
（ロ）スライド軸受に作用する回転モーメントが小さく
なるので、製作費を安くできる。(b) Since the rotational moment acting on the slide bearing is reduced, manufacturing costs can be reduced.
第１図は本発明の一実施例の立面図、第２図は積層ゴム
に作用する力と、変形変位および、回転モーメントの説
明図である。
１・・・回転モーメント演算装置、８・・・回転モーメ
ント補正アクチュエータ、９・・・水平荷重検出器、１
２・・・水平変位検出器、１５・・・加算器、１６・・
・鉛直荷重検出用圧力検出器、１７・・・積層ゴム高さ
検出器、２２・・・回転モーメントに相当する荷重検出
器。FIG. 1 is an elevational view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of the force acting on the laminated rubber, deformation displacement, and rotational moment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Rotational moment calculating device, 8... Rotating moment correction actuator, 9... Horizontal load detector, 1
2...Horizontal displacement detector, 15...Adder, 16...
・Pressure detector for vertical load detection, 17... Laminated rubber height detector, 22... Load detector corresponding to rotational moment.
Claims (1)
水平変位を与えるスライドテーブル、鉛直荷重を支持し
ながら水平変位を許容する静圧軸受、鉛直方向の動きを
許容し回転モーメントを支持するスライド軸受、前記鉛
直ジャッキの反力を支持する主柱、前記スライドテーブ
ルとスライド軸受の自重を補正する自重補正シリンダー
、油圧供給装置、制御装置より成る免振要素試験装置に
おいて、鉛直ジャッキ圧力検出器、鉛直変位検出器、水
平荷重検出器及び水平変位検出器より、圧力Ｐ、鉛直変
位Ｈ、水平荷重Ｆ及び水平変位Ｘから回転モーメントを
演算する回転モーメント演算装置、加算器、サーボアン
プ、フィードバックアンプ及び回転モーメントを補正す
るアクチュエータを設けたことを特徴とする免振要素試
験装置。1. Vertical jack, horizontal vibrator, slide table that applies vertical load and horizontal displacement to the laminated rubber, static pressure bearing that supports vertical load and allows horizontal displacement, allows vertical movement and supports rotational moment. In a vibration isolation element test device comprising a slide bearing, a main column that supports the reaction force of the vertical jack, a self-weight correction cylinder that corrects the self-weight of the slide table and the slide bearing, a hydraulic pressure supply device, and a control device, a vertical jack pressure detector is provided. , a rotational moment calculation device, an adder, a servo amplifier, a feedback amplifier that calculates rotational moment from pressure P, vertical displacement H, horizontal load F, and horizontal displacement X from a vertical displacement detector, a horizontal load detector, and a horizontal displacement detector. and an actuator for correcting rotational moment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1271660A JP3002480B2 (en) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | Vibration isolation test equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP1271660A JP3002480B2 (en) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | Vibration isolation test equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03134540A true JPH03134540A (en) | 1991-06-07 |
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Family
ID=17503124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1271660A Expired - Lifetime JP3002480B2 (en) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | Vibration isolation test equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3002480B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101933895B1 (en) * | 2018-08-10 | 2019-04-05 | 주식회사 스탠더드시험연구소 | Test Apparatus and Test Method of Characteristics of Isolation Part Installed at the Structure and Equipment of Nuclear Power Plants |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP1271660A patent/JP3002480B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP3002480B2 (en) | 2000-01-24 |
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