JPH1130576A - 材料試験機 - Google Patents
材料試験機Info
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- JPH1130576A JPH1130576A JP18827097A JP18827097A JPH1130576A JP H1130576 A JPH1130576 A JP H1130576A JP 18827097 A JP18827097 A JP 18827097A JP 18827097 A JP18827097 A JP 18827097A JP H1130576 A JPH1130576 A JP H1130576A
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- actuator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 動的荷重と静的荷重を重畳させて負荷するこ
とができる材料試験機を提供する。 【解決手段】 油圧式アクチュエータ８のシリンダ６と
電磁力式アクチュエータ１３の電磁コイル１２を機枠１
に並設し、試験体４に対して連接するコア１１とピスト
ンロッド７を介して相異なる動的荷重と静的荷重の重畳
負荷をかける。
とができる材料試験機を提供する。 【解決手段】 油圧式アクチュエータ８のシリンダ６と
電磁力式アクチュエータ１３の電磁コイル１２を機枠１
に並設し、試験体４に対して連接するコア１１とピスト
ンロッド７を介して相異なる動的荷重と静的荷重の重畳
負荷をかける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工業材料，構造物
等の物理的強度を測定するために試験体に外力を加える
負荷装置とその外力によって生じる試験体の応力，ひず
み等を計測・制御する装置を備えた材料試験機に関す
る。
等の物理的強度を測定するために試験体に外力を加える
負荷装置とその外力によって生じる試験体の応力，ひず
み等を計測・制御する装置を備えた材料試験機に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の材料試験にあっては、試験体に繰
り返し加えられる負荷の速度がそれほど高速でなく大き
な荷重を必要とする大形試験体の試験には一般的に高荷
重の負荷能力に優れた油圧式のアクチュエータを備えた
試験機が用いられ、また、高速で変動する繰り返し負荷
が必要な材料試験においては高荷重の負荷能力には劣る
が高速負荷に優れた電磁式アクチュエータを備えた試験
機が用いられるというように、それぞれ試験目的に応じ
て使用されている。
り返し加えられる負荷の速度がそれほど高速でなく大き
な荷重を必要とする大形試験体の試験には一般的に高荷
重の負荷能力に優れた油圧式のアクチュエータを備えた
試験機が用いられ、また、高速で変動する繰り返し負荷
が必要な材料試験においては高荷重の負荷能力には劣る
が高速負荷に優れた電磁式アクチュエータを備えた試験
機が用いられるというように、それぞれ試験目的に応じ
て使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、橋梁，
建築物等の構造物が巨大化される近年においては、使用
される各種材料の負荷条件は従来に比べて極度に複雑化
しており、それら構築物の安全性の確認には静的な負荷
条件のみならず動的な負荷条件が加わった実効性の高い
複合的なシミュレートされた試験条件のもとで行われる
試験結果が重要であり、従来の機能の異なる材料試験機
を別々に使い分けて得た試験結果では真の目的を達し得
ないという問題があった。
建築物等の構造物が巨大化される近年においては、使用
される各種材料の負荷条件は従来に比べて極度に複雑化
しており、それら構築物の安全性の確認には静的な負荷
条件のみならず動的な負荷条件が加わった実効性の高い
複合的なシミュレートされた試験条件のもとで行われる
試験結果が重要であり、従来の機能の異なる材料試験機
を別々に使い分けて得た試験結果では真の目的を達し得
ないという問題があった。
【０００４】本発明は、かかる問題点を解消するために
負荷形態の異なる複数の負荷を重畳可能とする材料試験
機の提供を目的とする。
負荷形態の異なる複数の負荷を重畳可能とする材料試験
機の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の材料試験機においては、試験体に負荷を加
える負荷部に大きな静的負荷を受け持つ油圧式アクチュ
エータと微小な高周波の動的負荷を受け持つ電磁力式ア
クチュエータを並設し、試験体に負荷を加える油圧式ア
クチュエータのピストンロッドと電磁力式アクチュエー
タのコアを一体的に連接したものである。
に、本発明の材料試験機においては、試験体に負荷を加
える負荷部に大きな静的負荷を受け持つ油圧式アクチュ
エータと微小な高周波の動的負荷を受け持つ電磁力式ア
クチュエータを並設し、試験体に負荷を加える油圧式ア
クチュエータのピストンロッドと電磁力式アクチュエー
タのコアを一体的に連接したものである。
【０００６】油圧式アクチュエータは、機枠に固定され
たシリンダとシリンダ内で作動するピストンロッドおよ
び制御信号で弁の開閉量が調節されるサーボバルブとで
構成され、サーボバルブと管路で接合する油圧ユニット
からの作動圧油をサーボバルブを介してシリンダに供給
し、その作動圧油の供給量によって定まる作動力を試験
体に負荷として加える。また、電磁力式アクチュエータ
は、機枠に固定された電磁コイルと制御信号に基づいて
制御される電磁コイルの磁場によって作動するコアとで
構成され、コアの作動力は連接するピストンロッドを介
して試験体に負荷を加える。
たシリンダとシリンダ内で作動するピストンロッドおよ
び制御信号で弁の開閉量が調節されるサーボバルブとで
構成され、サーボバルブと管路で接合する油圧ユニット
からの作動圧油をサーボバルブを介してシリンダに供給
し、その作動圧油の供給量によって定まる作動力を試験
体に負荷として加える。また、電磁力式アクチュエータ
は、機枠に固定された電磁コイルと制御信号に基づいて
制御される電磁コイルの磁場によって作動するコアとで
構成され、コアの作動力は連接するピストンロッドを介
して試験体に負荷を加える。
【０００７】シミュレートされた変動荷重成分の内、大
きな静的負荷に相当する成分に関しては油圧式アクチュ
エータを介して試験体に負荷し、微小な動的成分の負荷
は電磁力式アクチュエータを介して前記の静的負荷に重
畳させて合成負荷を可能にすることができる。
きな静的負荷に相当する成分に関しては油圧式アクチュ
エータを介して試験体に負荷し、微小な動的成分の負荷
は電磁力式アクチュエータを介して前記の静的負荷に重
畳させて合成負荷を可能にすることができる。
【０００８】なお、試験体の負荷によって生じる荷重は
機枠に固定され、かつ、試験体に連接するロードセルで
検出される。また、試験体の変形量は一例として機枠と
ピストンに連接する部材との間に設けられた変位計で検
出される。変形量の測定は試験体に変位計を直接取り付
けて行うこともできる。
機枠に固定され、かつ、試験体に連接するロードセルで
検出される。また、試験体の変形量は一例として機枠と
ピストンに連接する部材との間に設けられた変位計で検
出される。変形量の測定は試験体に変位計を直接取り付
けて行うこともできる。
【０００９】油圧式アクチュエータおよび電磁力式アク
チュエータは各々の制御装置で制御されるが、その信号
源はロードセルあるいは変位計で検出された信号と各制
御装置の設定信号との差がサーボアンプ等を介してパワ
ーアップされ各アクチュエータに駆動力として与えら
れ、試験体に負荷を加える。
チュエータは各々の制御装置で制御されるが、その信号
源はロードセルあるいは変位計で検出された信号と各制
御装置の設定信号との差がサーボアンプ等を介してパワ
ーアップされ各アクチュエータに駆動力として与えら
れ、試験体に負荷を加える。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の材料試験機の一実施例を
図１に基づいて説明する。
図１に基づいて説明する。
【００１１】図１に本発明の実施例材料試験機の構成を
示す。機枠１の上部中央に固定されたロードセル２には
上部つかみ具３が連接され、下部つかみ具５との間で試
験体４が把持される。下部つかみ具５は機枠１に固定さ
れる油圧式アクチュエータ８のシリンダ６に係合するピ
ストンロッド７の上端部に接合している。
示す。機枠１の上部中央に固定されたロードセル２には
上部つかみ具３が連接され、下部つかみ具５との間で試
験体４が把持される。下部つかみ具５は機枠１に固定さ
れる油圧式アクチュエータ８のシリンダ６に係合するピ
ストンロッド７の上端部に接合している。
【００１２】油圧式アクチュエータ８はサーボバルブ９
を付設しており、油圧ユニット１０と管路で接合されて
いる。この油圧ユニット１０から供給される作動圧油は
サーボバルブ９の制御弁の開閉量でその供給量が調節さ
れ、シリンダ６に作動圧油が送られることで作動するピ
ストンロッド７は試験体４に静的負荷する駆動力を得
る。
を付設しており、油圧ユニット１０と管路で接合されて
いる。この油圧ユニット１０から供給される作動圧油は
サーボバルブ９の制御弁の開閉量でその供給量が調節さ
れ、シリンダ６に作動圧油が送られることで作動するピ
ストンロッド７は試験体４に静的負荷する駆動力を得
る。
【００１３】荷重信号をもとにした場合、油圧式アクチ
ュエータ８の制御信号は設定信号器２１で試験目的に応
じて設定される目標信号とロードセル２および荷重アン
プ１７を介して帰還される信号の中から高周波成分が取
り除かれた静的荷重信号との偏差信号がサーボアンプ２
２で増幅されサーボバルブ９に送られ、結果的に静的負
荷が試験体４に作用する。
ュエータ８の制御信号は設定信号器２１で試験目的に応
じて設定される目標信号とロードセル２および荷重アン
プ１７を介して帰還される信号の中から高周波成分が取
り除かれた静的荷重信号との偏差信号がサーボアンプ２
２で増幅されサーボバルブ９に送られ、結果的に静的負
荷が試験体４に作用する。
【００１４】油圧式アクチュエータ８のピストンロッド
７と連接するコア１１と機枠１に固定された電磁コイル
１２との間で生じる磁場の強弱で微小な高周波の負荷を
試験体４に加える電磁力式アクチュエータ１３の制御信
号は、信号発生器２５で試験目的に応じて設定される目
標信号とロードセル２および荷重アンプ１７を介して帰
還される信号との差の信号が振幅制御部２３で高周波成
分のみ取り出されパワーアンプ２４で増幅されて電磁コ
イル１２に送られ、その結果、動的負荷が試験体４に作
用する。
７と連接するコア１１と機枠１に固定された電磁コイル
１２との間で生じる磁場の強弱で微小な高周波の負荷を
試験体４に加える電磁力式アクチュエータ１３の制御信
号は、信号発生器２５で試験目的に応じて設定される目
標信号とロードセル２および荷重アンプ１７を介して帰
還される信号との差の信号が振幅制御部２３で高周波成
分のみ取り出されパワーアンプ２４で増幅されて電磁コ
イル１２に送られ、その結果、動的負荷が試験体４に作
用する。
【００１５】試験体の変位量をもとにした制御の場合、
静的負荷を受け持つ油圧式アクチュエータ８の負荷系に
おいては、制御信号は設定信号器２１の目標信号と変位
計１６および変位アンプ１８を介して帰還される信号と
の差がサーボアンプ２２で増幅されサーボバルブ９に送
られ油圧式アクチュエータ８が制御される。
静的負荷を受け持つ油圧式アクチュエータ８の負荷系に
おいては、制御信号は設定信号器２１の目標信号と変位
計１６および変位アンプ１８を介して帰還される信号と
の差がサーボアンプ２２で増幅されサーボバルブ９に送
られ油圧式アクチュエータ８が制御される。
【００１６】一方、動的負荷を受け持つ電磁力式アクチ
ュエータ１３の負荷系においては、制御信号は信号発生
器２５の目標信号と変位計１６および変位アンプ１８を
介して帰還される信号との差が振幅制御部２３を介して
サーボアンプ２２で増幅され電磁コイル１２に送られ電
磁力式アクチュエータ１３が制御される。
ュエータ１３の負荷系においては、制御信号は信号発生
器２５の目標信号と変位計１６および変位アンプ１８を
介して帰還される信号との差が振幅制御部２３を介して
サーボアンプ２２で増幅され電磁コイル１２に送られ電
磁力式アクチュエータ１３が制御される。
【００１７】材料試験の応用例では、荷重あるいは変位
量をもとにして行われるこれらの制御において、帰還さ
れる信号の切り換えは試験目的に応じてスイッチＡ１９
およびスイッチＢ２０で選択される。
量をもとにして行われるこれらの制御において、帰還さ
れる信号の切り換えは試験目的に応じてスイッチＡ１９
およびスイッチＢ２０で選択される。
【００１８】油圧式アクチュエータ８および電磁力式ア
クチュエータ１３で負荷される試験体４の荷重および変
形量は荷重アンプ１７および変位アンプ１８から導かれ
た各々の計測信号によって記録計２６において記録さ
れ、記録をもとに試験結果が評価される。
クチュエータ１３で負荷される試験体４の荷重および変
形量は荷重アンプ１７および変位アンプ１８から導かれ
た各々の計測信号によって記録計２６において記録さ
れ、記録をもとに試験結果が評価される。
【００１９】以上、一実施例の構成について説明した
が、変形実施例として図示していないが、材料試験機の
機枠１に対する油圧式アクチュエータ８のシリンダ６お
よび電磁力式アクチュエータ１３の電磁コイル１２の並
設位置は図１に示す他に多々の組み合わせが考えられる
が、油圧式アクチュエータ８のピストンロッド７と電磁
力式アクチュエータ１３のコア１１を共通の負荷軸で連
接した場合すべて同一効果を生む。更に、油圧式アクチ
ュエータ８および電磁力式アクチュエータ１３を同一機
枠１で並設し、機枠１外の供試体に対しても静的負荷な
らびに動的負荷を作用させることができる。
が、変形実施例として図示していないが、材料試験機の
機枠１に対する油圧式アクチュエータ８のシリンダ６お
よび電磁力式アクチュエータ１３の電磁コイル１２の並
設位置は図１に示す他に多々の組み合わせが考えられる
が、油圧式アクチュエータ８のピストンロッド７と電磁
力式アクチュエータ１３のコア１１を共通の負荷軸で連
接した場合すべて同一効果を生む。更に、油圧式アクチ
ュエータ８および電磁力式アクチュエータ１３を同一機
枠１で並設し、機枠１外の供試体に対しても静的負荷な
らびに動的負荷を作用させることができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、試験体には大荷重の静的負荷に動的な高周
波の負荷を合わせて加えることができるため、橋梁，建
築物，輸送機材等での振動負荷あるいは耐震性能の向上
に対してより現実に近い複雑な試験条件での材料試験を
行うことができる。
ているので、試験体には大荷重の静的負荷に動的な高周
波の負荷を合わせて加えることができるため、橋梁，建
築物，輸送機材等での振動負荷あるいは耐震性能の向上
に対してより現実に近い複雑な試験条件での材料試験を
行うことができる。
【図１】本発明の一実施例の材料試験機の構成図であ
る。
る。
１・・機枠 ２・・ロードセル ３・・上部つかみ具 ４・・試験体 ５・・下部つかみ具 ６・・シリンダ ７・・ピストンロッド ８・・油圧式アクチュエータ ９・・サーボバルブ １０・・油圧ユニット １１・・コア １２・・電磁コイル １３・・電磁力式アクチュエータ １４・・変位検出素子 １５・・変位検出器 １６・・変位計 １７・・荷重アンプ １８・・変位アンプ １９・・スイッチＡ ２０・・スイッチＢ ２１・・設定信号器 ２２・・サーボアンプ ２３・・振幅制御部 ２４・・パワーアンプ ２５・・信号発生器 ２６・・記録計
Claims (1)
- 【請求項１】油圧式アクチュエータと電磁力式アクチュ
エータを機枠に並設すると共に油圧式アクチュエータの
ピストンロッドと電磁力式アクチュエータのコアを一体
的に連接し、油圧式アクチュエータの作動力と電磁力式
アクチュエータの作動力を、一体的に連接したコアとピ
ストンロッドを介して試験体に負荷することを特徴とす
る材料試験機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18827097A JPH1130576A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 材料試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18827097A JPH1130576A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 材料試験機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1130576A true JPH1130576A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=16220742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18827097A Pending JPH1130576A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 材料試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1130576A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100799207B1 (ko) * | 2001-12-29 | 2008-01-29 | 삼성테크윈 주식회사 | 고주기 피로 수명 해석 방법 |
| CN101881710A (zh) * | 2010-06-02 | 2010-11-10 | 江苏大学 | 定位加载材料试验机 |
| CN102109436A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-06-29 | 江苏大学 | 一种电磁冲击动态拉伸试验方法及装置 |
| CN103969174A (zh) * | 2014-05-06 | 2014-08-06 | 西安近代化学研究所 | 火炸药诱发压力持续加载实验装置 |
| CN104458404A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-03-25 | 中国矿业大学 | 基于支柱增阻形态的覆岩破断动载特征提取的实验装置 |
| CN104568572A (zh) * | 2015-02-17 | 2015-04-29 | 湖北工业大学 | 静水压力卸载法测定应力应变全过程材料参数的方法 |
| CN106017911A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-10-12 | 中国石油大学(华东) | 多功能加载装置 |
| CN111579191A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-25 | 南京航空航天大学 | 一种电磁加载模拟离心力作用的静止靶板冲击试验装置及控制方法 |
| CN113970403A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-01-25 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种负阶跃力发生装置及发生方法 |
-
1997
- 1997-07-14 JP JP18827097A patent/JPH1130576A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100799207B1 (ko) * | 2001-12-29 | 2008-01-29 | 삼성테크윈 주식회사 | 고주기 피로 수명 해석 방법 |
| CN101881710A (zh) * | 2010-06-02 | 2010-11-10 | 江苏大学 | 定位加载材料试验机 |
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| CN106017911A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-10-12 | 中国石油大学(华东) | 多功能加载装置 |
| CN106017911B (zh) * | 2016-08-11 | 2018-06-15 | 中国石油大学(华东) | 多功能加载装置 |
| CN111579191A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-25 | 南京航空航天大学 | 一种电磁加载模拟离心力作用的静止靶板冲击试验装置及控制方法 |
| CN113970403A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-01-25 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种负阶跃力发生装置及发生方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20040525 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050420 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20050426 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050823 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |