JPH06123663A - 動的荷重の計測方法 - Google Patents

動的荷重の計測方法

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JPH06123663A
JPH06123663A JP27442092A JP27442092A JPH06123663A JP H06123663 A JPH06123663 A JP H06123663A JP 27442092 A JP27442092 A JP 27442092A JP 27442092 A JP27442092 A JP 27442092A JP H06123663 A JPH06123663 A JP H06123663A
Authority
JP
Japan
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load
load cell
cell
dynamic
shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP27442092A
Other languages
English (en)
Inventor
Eizaburo Nakanishi
西 栄三郎 中
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷測定対象の試験体に対し慣性力の影響が
出現する比較的速い負荷速度領域において一軸方向の負
荷を加えて動的荷重を計測する場合における動的荷重の
計測精度を向上させる。 【構成】 荷重負荷用ピストン13,試験体11,荷重
軸12,ロードセル18,固定軸16を一直線上に配置
し、荷重軸12,ロードセル18,固定軸16の横断面
を均一形状にすると共にロードセル18の厚さを20m
m以下として、ロードセル18からの信号により動的荷
重を計測する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動的荷重の計測方法に
係わり、とくに、負荷測定対象の試験体に対し慣性力の
影響が出現する比較的速い負荷速度領域において一軸方
向の負荷を加えて動的荷重を精度良く計測するのに利用
される動的荷重の計測方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、負荷測定対象の試験体に対し慣性
力の影響が出現する比較的速い負荷速度領域において一
軸方向の負荷を加えて動的荷重を計測するに際しては、
例えば、図3に示す動的荷重の計測系が採用されてい
た。
【0003】図3において、31は負荷測定対象の試験
体(試験片)であり、この試験体31の上端側には、ね
じ等によって、荷重軸32が固定してあると共に、この
試験体31の下端側には、ねじ等によって、負荷供給源
に接続した荷重負荷用ピストン33が固定してある。
【0004】また、荷重軸32の上端側には、ねじ等に
よって、前記荷重軸32の横断面よりもかなり大きい横
断面をもつロードセル取付け用負荷側フランジ34が固
定してある。
【0005】一方、固定部材35には、ねじ等によっ
て、固定軸36の上端側が固定してあると共に、この固
定軸36の下端側には、ねじ等によって、前記固定軸3
6の横断面よりもかなり大きい横断面をもつロードセル
取付け用固定側フランジ37が固定してあり、両フラン
ジ34,37の間には、ボルト等によって、前記両フラ
ンジ34,37の横断面と同じ横断面をもつロードセル
38が固定してある。
【0006】そして、これら固定軸36,ロードセル取
付け用固定側フランジ37,ロードセル38,ロードセ
ル取付け用負荷側フランジ34,荷重軸32,試験体3
1,荷重負荷用ピストン33は一直線上に配置してある
と共に、負荷供給源としては、慣性力の影響が出現する
負荷領域において一軸方向の負荷を試験体31に対して
加えることができるように、換言すれば、1〜10m/
sec程度の比較的速い負荷速度で変位を出すことがで
きるように、油圧等が用いられる。
【0007】また、ロードセル38としては、静的引張
試験で用いられるのと同様の歪ゲージ式ロードセルが採
用されたり、圧電効果を利用したロードセルが採用され
たりしていた。そして、これら従来のロードセル38の
厚さは比較的大きいものとなっており、また、荷重軸3
2および固定軸36の密度とロードセル38の単位体積
あたりの質量とが異なるものとなっているのが通例であ
った。
【0008】さらに、ロードセル38をフランジ34,
37に固定するのを容易かつ確実なものとするために、
フランジ34,37の横断面が荷重軸32および固定軸
36の横断面よりもかなり大きいものとなっていた。
【0009】そして、このような動的荷重の計測系を用
いて動的荷重の計測を行うに際しては、負荷供給源を作
動させることによって、荷重負荷用ピストン33を矢印
⇒方向に移動させ、負荷の開始とともに発生した応力波
は荷重軸32へと伝播し、ロードセル取付け用負荷側フ
ランジ34を通ったのちロードセル38に到達し、ここ
でロードセル信号が発生するので、このロードセル信号
を計測することによって、動的荷重の計測を行うように
していた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の場合には、ロードセル38の形状が比較的厚
いものとなっており、また、荷重軸32および固定軸3
6の密度とロードセル38の単位体積あたりの質量とが
異なっているのが通例であると共に、ロードセル38お
よびフランジ34,37の横断面と荷重軸32および固
定軸36の横断面とがかなり違ったものとなっていたた
め、とくに慣性力の影響が出現する比較的速い負荷速度
領域において一軸方向の負荷を加えて動的荷重を計測す
る場合に、荷重軸32とフランジ34との接合面、フラ
ンジ34とロードセル38との接合面、さらにはロード
セル38の両端面で、応力波の反射と透過が発生し、こ
の応力波の反射が繰り返し発生するため、動的荷重の計
測中において、実際に試験体31に対して加えられる負
荷とは無関係な荷重振動がロードセル38に加えられて
これがロードセル信号として出現し、動的荷重の計測精
度が低下することがあるという問題点があった。
【0011】図2は、負荷とは無関係な荷重振動が発生
しているようすを例示するものであって、試験体31と
しての軟鋼を負荷速度(変位速度)4m/secで引張
った時の荷重−時間線図を示すものであり、この図2に
示すように、動的荷重の計測精度が低下することがある
という問題点があった。
【0012】したがって、とくに、慣性力が出現する比
較的速い負荷速度領域において一軸方向の負荷を加えて
動的荷重を計測する場合に、実際に試験体に対して加え
られる負荷とは無関係な荷重振動がロードセルに加えら
れることがないようにし、動的荷重の計測精度を向上で
きるようにすることが望まれているという課題があっ
た。
【0013】
【発明の目的】本発明は、上述した従来の課題にかんが
みてなされたものであって、とくに、負荷測定対象の試
験体に対し慣性力が出現する比較的速い負荷速度領域に
おいて一軸方向の負荷を加えて動的荷重を計測するに際
し、動的荷重の計測精度を向上できるようにすることを
目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる動的荷重
の計測方法は、負荷測定対象の試験体に対し慣性力の影
響が出現する比較的速い負荷速度領域において一軸方向
の負荷を加えてロードセルにより動的荷重を計測するに
際し、前記試験体とロードセルを一直線上に配置し、例
えば、前記ロードセルの荷重負荷側横断面と前記ロード
セルの荷重負荷側に接する荷重負荷部材の横断面を均一
形状にするなどして、前記試験体から前記ロードセル方
向への応力波伝播経路の断面形状を均一なものにすると
共に前記ロードセルの厚さを20mm以下として、前記
ロードセルからの信号により動的荷重を計測する構成と
したことを特徴としており、このような動的荷重の計測
方法に係わる発明の構成をもって前述した従来の課題を
解決するための手段としている。
【0015】そして、本発明に係わる動的荷重の計測方
法の実施態様においては、一軸方向の負荷を加える際の
負荷速度が1〜6m/secであるようにすることがで
き、また、同じく実施態様において、ロードセルとして
圧電式ロードセルを用いるようにすることができる。
【0016】
【発明の作用】本発明に係わる動的荷重の計測方法で
は、試験体とロードセルを一直線上に配置し、例えば、
前記ロードセルの荷重負荷側横断面と前記ロードセルの
荷重負荷側に接する荷重負荷部材の横断面を均一形状に
するなどして、前記試験体から前記ロードセル方向への
応力波伝播経路の断面形状を均一なものにすると共に前
記ロードセルの厚さを20mm以下として、前記ロード
セルからの信号により動的荷重を計測するようにしてい
るので、とくに、負荷測定対象の試験体に対し慣性力の
影響が出現する比較的速い負荷速度領域において一軸方
向の負荷を加えてロードセルにより動的荷重を計測する
場合に、例えば、ロードセルの荷重負荷側とこのロード
セルの荷重負荷側に接する荷重負荷部材との接合面や、
ロードセルの両端面などにおいて応力波の反射が生じが
たいものとなり、実際に試験体に加えられている負荷と
は無関係な荷重振動がロードセルに加えられることがな
くなって、動的荷重の計測精度が向上したものとなる。
【0017】
【実施例】図1は、本発明に係わる動的荷重の計測方法
の実施例における動的荷重の計測系を示すものであっ
て、図1において、11は負荷測定対象の試験体(試験
片)であり、この試験体11の上端側には、ねじ等によ
って、荷重負荷部材である荷重軸12が固定してあると
共に、この試験体11の下端側には、ねじ等によって、
負荷供給源に接続した荷重負荷用ピストン13が固定し
てある。
【0018】一方、固定部材15には、ねじ等によっ
て、前記荷重軸12の横断面と均一な横断面をもつ固定
軸16が固定してあり、この固定軸16と前記荷重軸1
2との間には、前記荷重軸12および固定軸16の横断
面と均一な横断面をもつと共に厚さが20mmである圧
電式ロードセル18が接着剤等によって固定してある。
【0019】そして、これら固定軸16,ロードセル1
8,荷重軸12,試験体11,荷重負荷用ピストン13
は一直線上に配置してあると共に、負荷供給源として
は、慣性力の影響が出現する比較的速い負荷領域におい
て一軸方向の負荷を加えることができるように、とく
に、1〜6m/secの負荷領域において変位を出すこ
とができるように、油圧等が用いられる。
【0020】このような動的荷重の計測系において、動
的荷重の計測を行うに際しては、油圧方式の負荷供給源
を作動させることによって、荷重負荷用ピストン13を
矢印⇒方向に移動させ、負荷の開始とともに発生した応
力波は荷重負荷部材である荷重軸13へと伝播し、圧電
式ロードセル18に到達することによって、ロードセル
信号が発生することとなるので、このロードセル信号を
計測することによって、動的荷重の計測を行う。
【0021】図2は、試験体11として軟鋼製のものを
用い、負荷速度(変位速度)を4m/secとして引張
試験を行った結果得られた荷重−時間線図を示してい
る。
【0022】図2より明らかなように、荷重振動が著し
く小さなものとなっており、精度のよい動的荷重の計測
を行うことが可能であった。
【0023】上記実施例においては、横断面が荷重軸1
2および固定軸16の横断面と均一形状をなしかつ厚さ
が20mmの圧電式ロードセル18を用いているが、ロ
ードセル18の厚さは20mmのものに限定されるもの
ではない。このロードセル18内での応力波の往復時間
は、ロードセル18が薄いものである程短いものとな
り、ロードセル18内で反射波が単位時間あたりに多重
回繰り返されることとなる。このロードセル18内での
応力波の多重反射は、一種の平均化演算機能をはたす結
果、荷重振動の少ない動的荷重の計測が可能となる。
【0024】したがって、ロードセル18の厚さを20
mm以下のものとすれば、十分精度のよい動的荷重の計
測が可能である。
【0025】
【発明の効果】本発明に係わる動的荷重の計測方法で
は、負荷測定対象の試験体に対し慣性力の影響が出現す
る負荷速度領域において一軸方向の負荷を加えてロード
セルにより動的荷重を計測するに際し、前記試験体とロ
ードセルを一直線上に配置し、前記試験体から前記ロー
ドセル方向への応力波伝播経路の断面形状を均一なもの
にすると共に前記ロードセルの厚さを20mm以下とし
て、前記ロードセルからの信号により動的荷重を計測す
るようにし、例えば、前記ロードセルの荷重負荷側横断
面と前記ロードセルの荷重負荷側に接する荷重負荷部材
の横断面を均一形状のものとすることによって、前記試
験体から前記ロードセル方向への応力波伝播経路の断面
形状を均一なものとするようにしたから、とくに、負荷
測定対象の試験体に対し慣性力が出現する比較的速い負
荷速度領域において一軸方向の負荷を加えて動的荷重を
計測する場合に、例えば、前記ロードセルの荷重負荷側
とこのロードセルの荷重負荷側に接する荷重負荷部材と
の接合面や、ロードセルの両端面などにおいて応力波の
反射が生じがたいものとなり、実際に試験体に加えられ
る負荷とは関係のない荷重振動がロードセルに加えられ
ることがなくなって、応力波の反射の影響が小さい精度
の高い動的荷重の計測を行うことが可能になるという著
しく優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる動的荷重の計測方法の実施例に
おける動的荷重の計測系を示す説明図である。
【図2】図1に示した動的荷重の計測系において試験体
である軟鋼に対し4m/secの負荷速度で負荷を加え
て一軸方向の引張試験を行った結果を示す荷重−時間線
図である。
【図3】従来例による動的荷重の計測系を示す説明図で
ある。
【図4】図3に示した動的荷重の計測系において試験体
である軟鋼に対し4m/secの負荷速度で負荷を加え
て一軸方向の引張試験を行った結果を示す荷重−時間線
図である。
【符号の説明】
11 負荷測定対象の試験体 12 荷重軸(荷重負荷部材) 13 荷重負荷用ピストン 16 固定軸 18 ロードセル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷測定対象の試験体に対し慣性力の影
    響が出現する負荷速度領域において一軸方向の負荷を加
    えてロードセルにより動的荷重を計測するに際し、前記
    試験体とロードセルを一直線上に配置し、前記試験体か
    ら前記ロードセル方向への応力波伝播経路の断面形状を
    均一なものにすると共に前記ロードセルの厚さを20m
    m以下として、前記ロードセルからの信号により動的荷
    重を計測することを特徴とする動的荷重の計測方法。
  2. 【請求項2】 一軸方向の負荷を加える際の負荷速度が
    1〜6m/secである請求項1に記載の動的荷重の計
    測方法。
  3. 【請求項3】 ロードセルとして圧電式ロードセルを用
    いる請求項1または2に記載の動的荷重の計測方法。
JP27442092A 1992-10-13 1992-10-13 動的荷重の計測方法 Pending JPH06123663A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005249401A (ja) * 2004-03-01 2005-09-15 Nippon Steel Corp 高速変形を含む広範囲のひずみ速度での高精度引張又は圧縮荷重計測装置
JP2006284517A (ja) * 2005-04-05 2006-10-19 Nippon Steel Corp 高速変形を含む広範囲のひずみ速度での高精度引張または圧縮試験装置
JP2006284514A (ja) * 2005-04-05 2006-10-19 Nippon Steel Corp 動的荷重計測装置
JP2008261884A (ja) * 2002-02-21 2008-10-30 Yazaki Corp フレッチング腐食試験装置

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