JPH1183714A - Material tester driven with plurality of actuators - Google Patents

Material tester driven with plurality of actuators

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JPH1183714A
JPH1183714A JP24287597A JP24287597A JPH1183714A JP H1183714 A JPH1183714 A JP H1183714A JP 24287597 A JP24287597 A JP 24287597A JP 24287597 A JP24287597 A JP 24287597A JP H1183714 A JPH1183714 A JP H1183714A
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JP
Japan
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load
displacement
feedback control
actuator
signal
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Application number
JP24287597A
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Japanese (ja)
Inventor
Terutsugu Matsubara
輝次 松原
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a material tester wherein plurality of actuators are driven in synchronous manner. SOLUTION: A load pressure plate 7 is pressed and moved by four load hydraulic cylinders 4a-4d to compress a test piece W. A control hydraulic cylinder 3 is load-feedback-controlled by a deviation between an actual load on the test piece W and a target load, further, the load hydraulic cylinders 4a-4d are feedback-controlled so that a relative displacement amount between the control hydraulic cylinder 3 and the load hydraulic cylinders 4a-4d is pre-set reference value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、免震ゴ
ムなどの性能を評価するのに使用される2軸載荷試験の
ように、複数本のアクチュエータを同期させて駆動して
供試体を負荷するような材料試験機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of loading a specimen by driving a plurality of actuators in synchronization with each other, such as a biaxial loading test used for evaluating the performance of seismic isolation rubber or the like. To a material testing machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、例えば図5に示すような免震
ゴムの剪断変形を測定する2軸載荷試験機が知られてい
る。図5に示すように、2軸載荷試験機は、基部52と
紙面に垂直方向の両端が不図示の支持枠に固定されてい
るクロスヨーク53とを有し、クロスヨーク53に垂直
負荷用の油圧シリンダ54が例えば4本設置され、油圧
シリンダ54のラムロッドには不図示の球座を介して負
荷ヨーク56が接続されている。この負荷ヨーク56の
左右端(紙面の垂直方向の両端)は不図示の支柱枠に鉛
直スライドガイドを介して支持されている。負荷ヨーク
56の下面には水平方向に移動可能にスライドベアリン
グ58を介して上部圧盤59が設けられている。上部圧
盤59の下面には上面盤60が設けられている。基部5
2には水平スライドベアリング61を介して下部圧盤6
2が設けられ、この下部圧盤62の上面に下面盤63が
設けられている。免震ゴムからなる供試体51は上下面
盤60,63にボルトナットなどで固定される。上下圧
盤59,62は水平スライドベアリング58,61によ
り図5の左右方向に移動される。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a biaxial loading tester for measuring a shear deformation of a seismic isolation rubber as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the biaxial loading tester has a base 52 and a cross yoke 53 whose both ends in the direction perpendicular to the paper are fixed to a support frame (not shown). For example, four hydraulic cylinders 54 are provided, and a load yoke 56 is connected to a ram rod of the hydraulic cylinder 54 via a ball seat (not shown). The left and right ends (both ends in the vertical direction of the paper) of the load yoke 56 are supported by a support frame (not shown) via a vertical slide guide. An upper platen 59 is provided on the lower surface of the load yoke 56 via a slide bearing 58 so as to be movable in the horizontal direction. An upper platen 60 is provided on a lower surface of the upper platen 59. Base 5
2 has a lower platen 6 through a horizontal slide bearing 61.
2 is provided, and a lower surface plate 63 is provided on the upper surface of the lower platen 62. The specimen 51 made of seismic isolation rubber is fixed to the upper and lower panels 60 and 63 with bolts and nuts. The upper and lower platens 59 and 62 are moved by the horizontal slide bearings 58 and 61 in the horizontal direction of FIG.

【0003】上部および下部圧盤59,62にはそれぞ
れブラケット64,65が設けられ、両ブラケット6
4,65には水平負荷用油圧シリンダ66の両端が接続
されて、油圧シリンダ66の伸縮により両ブラケット6
4,65間の距離が変化する。
The upper and lower platens 59 and 62 are provided with brackets 64 and 65, respectively.
4, 65 are connected to both ends of a horizontal load hydraulic cylinder 66.
The distance between 4, 65 changes.

【0004】そして、上部圧盤59を負荷ヨーク56に
より垂直方向に押動して供試体51に圧縮荷重を負荷
し、その状態で、油圧シリンダ66を伸縮させて上下圧
盤59,62を水平方向に相対的に往復移動させる。そ
のとき、油圧シリンダ66の変位量を変位計で測定する
とともに、負荷ヨーク56に設けられたロードセルによ
り負荷荷重を測定し、横軸を水平方向移動量、縦軸をロ
ードセル出力としたエネルギ曲線を描き、そのエネルギ
曲線の面積から、供試体51の剪断変形による損失エネ
ルギを評価する。
Then, the upper platen 59 is pushed vertically by the load yoke 56 to apply a compressive load to the specimen 51. In this state, the hydraulic cylinder 66 is expanded and contracted to move the upper and lower platens 59 and 62 horizontally. Reciprocate relatively. At this time, the displacement amount of the hydraulic cylinder 66 is measured by a displacement meter, and the load load is measured by a load cell provided on the load yoke 56, and the energy curve in which the horizontal axis represents the horizontal movement amount and the vertical axis represents the load cell output. Draw and evaluate the energy loss due to the shear deformation of the specimen 51 from the area of the energy curve.

【0005】この際、垂直負荷用の油圧シリンダ54の
それぞれは、実荷重が目標荷重になるような荷重フィー
ドバックにて制御するか、実軸変位が目標変位となるよ
うな変位フィードバックにて制御する。ここで、各油圧
シリンダ54は供試体51に負荷する圧縮荷重を等分に
分担するため、油圧シリンダ54の数に応じて、各油圧
シリンダ54の目標荷重は圧縮荷重の1/3もしくは1
/4となる。
At this time, each of the vertical load hydraulic cylinders 54 is controlled by load feedback so that the actual load becomes the target load or by displacement feedback such that the actual shaft displacement becomes the target displacement. . Here, since each hydraulic cylinder 54 equally divides the compressive load applied to the specimen 51, the target load of each hydraulic cylinder 54 is 1 / or 1 of the compressive load according to the number of hydraulic cylinders 54.
/ 4.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、油圧
シリンダを荷重フィードバック制御する場合、複数の圧
縮用油圧シリンダが発生する負荷荷重はそれぞれ目標値
に制御されるが変位はばらつくため、水平変位が大きく
なると上部圧盤が大きく傾く場合がある。一方、変位フ
ィードバック制御する場合、複数の圧縮用油圧シリンダ
の製作誤差や組み立て誤差などに起因して、各油圧シリ
ンダの変位が実目標値からずれ、意図する動作を行わな
いおそれがある。この結果、上部圧盤にはアンバランス
な荷重が作用し、上部圧盤あるいはその他の機構が変形
するおそれがある。
As described above, when the load feedback control of the hydraulic cylinder is performed, the load generated by the plurality of compression hydraulic cylinders is controlled to a target value, but the displacement varies, so that the horizontal displacement is varied. When the diameter becomes large, the upper platen may be greatly inclined. On the other hand, when performing displacement feedback control, the displacement of each hydraulic cylinder may deviate from the actual target value due to a manufacturing error or an assembly error of a plurality of compression hydraulic cylinders, and the intended operation may not be performed. As a result, an unbalanced load acts on the upper platen, and the upper platen or other mechanisms may be deformed.

【0007】本発明の目的は、複数本のアクチュエータ
が同期して駆動されるようにした材料試験機を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a material testing machine in which a plurality of actuators are driven synchronously.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1)一実施の形態を示す図1〜図3を参照して説明す
ると、請求項1の発明は、供試体Wを負荷する複数の負
荷アクチュエータ4a〜4dと、負荷アクチュエータ4
a〜4dの駆動を制御するための制御アクチュエータ3
と、供試体Wに働く荷重または変位を検出する検出器1
2,6a〜6dと、この検出器で検出された変位または
荷重に基づいて、制御アクチュエータ3を変位フィード
バック制御または荷重フィードバック制御で駆動制御す
る第1のフィードバック制御回路20と、制御アクチュ
エータ3と負荷アクチュエータ4a〜4との相対変位量
が予め定めた基準値となるように負荷アクチュエータ4
a〜4をフィードバック制御する第2のフィードバック
制御回路30とを備えることにより、上記目的を達成す
る。 (2)一実施の形態を示す図1,2,4を参照して説明
すると、請求項2の発明は、供試体Wを負荷する少なく
とも第1および第2のアクチュエータ4a’,4bと、
供試体Wに働く荷重または変位を検出する検出器6a〜
6d,12’と、この検出器で検出された荷重または変
位に基づいて、第1のアクチュエータ4a’を変位フィ
ードバック制御もしくは荷重フィードバック制御で駆動
制御する第1のフィードバック制御回路20’と、第1
のアクチュエータ4a’と第2のアクチュエータ4bと
の相対変位量が予め定めた基準値となるように第2のア
クチュエータ4bをフィードバック制御する第2のフィ
ードバック制御回路30とを備えることにより、上記目
的を達成する。
(1) Referring to FIG. 1 to FIG. 3 showing an embodiment, the invention of claim 1 comprises a plurality of load actuators 4 a to 4 d for loading a specimen W, and a load actuator 4.
control actuator 3 for controlling the driving of a to 4d
And a detector 1 for detecting the load or displacement acting on the specimen W
2, 6a to 6d, a first feedback control circuit 20 that drives and controls the control actuator 3 by displacement feedback control or load feedback control based on the displacement or load detected by the detector, The load actuator 4 is controlled so that the relative displacement with the actuators 4a to 4 becomes a predetermined reference value.
The above object is achieved by providing the second feedback control circuit 30 that performs feedback control of the signals a to 4. (2) Referring to FIGS. 1, 2 and 4 showing an embodiment, the invention according to claim 2 comprises at least first and second actuators 4a 'and 4b for loading a specimen W;
Detector 6a to detect the load or displacement acting on the specimen W
6d, 12 ', a first feedback control circuit 20' for driving and controlling the first actuator 4a 'by displacement feedback control or load feedback control based on the load or displacement detected by the detector,
And a second feedback control circuit 30 that performs feedback control of the second actuator 4b so that the relative displacement between the second actuator 4a ′ and the second actuator 4b becomes a predetermined reference value. To achieve.

【0009】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
In the meantime, in the section of the means for solving the above-mentioned problem which explains the constitution of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used in order to make the present invention easy to understand. However, the present invention is not limited to this.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1および図2は本実施の
形態に係る材料試験機の構成を示す概略図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are schematic diagrams showing a configuration of a material testing machine according to the present embodiment.

【0011】図1および図2に示すように、本実施の形
態に係る材料試験機は、フレーム1の上部クロスヨーク
2の中央部に吊持された1本の復動式の制御油圧シリン
ダ3と、同様にして上部クロスヘッド2の制御油圧シリ
ンダ3の周囲に設けられた4本の復動式の負荷油圧シリ
ンダ4a〜4dとを備えている。4本の負荷油圧シリン
ダ4a〜4dのピストンロッド先端には球座5a〜5d
(5cと5dは不図示)とロードセル6a〜6d(6c
と6dは不図示)を介して負荷圧盤7が取り付けられ、
負荷圧盤7と下圧盤8の間に供試体Wが取り付けられ
る。制御油圧シリンダ3のピストンロッド先端にはピン
により平板9が水平に取り付けられ、負荷油圧シリンダ
4a〜4dのピストンロッド先端にはピンにより平板1
0a〜10dが水平に取り付けられている。平板9と平
板10a〜10dの間にはそれぞれ微小変位計(たとえ
ば、差動トランス)11a〜11dが介装されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a material testing machine according to the present embodiment comprises a single control hydraulic cylinder 3 which is suspended at the center of an upper cross yoke 2 of a frame 1. Similarly, four return-type load hydraulic cylinders 4a to 4d provided around the control hydraulic cylinder 3 of the upper crosshead 2 are provided. Ball seats 5a to 5d are provided at the tips of the piston rods of the four load hydraulic cylinders 4a to 4d.
(5c and 5d are not shown) and load cells 6a to 6d (6c
And 6d are not shown), the load platen 7 is attached via
The specimen W is mounted between the load platen 7 and the lower platen 8. A flat plate 9 is horizontally attached to the tip of the piston rod of the control hydraulic cylinder 3 with a pin, and the flat plate 9 is attached to the tip of the piston rod of the load hydraulic cylinders 4a to 4d with a pin.
0a to 10d are mounted horizontally. Micro displacement meters (for example, differential transformers) 11a to 11d are interposed between the flat plate 9 and the flat plates 10a to 10d, respectively.

【0012】図3は本実施の形態に係る材料試験機の制
御回路を示す。図3では説明を簡単にするため、制御油
圧シリンダ3と、負荷油圧シリンダ4a,4bについて
図示しているが、負荷油圧シリンダ4c,4dについて
も同様である。
FIG. 3 shows a control circuit of the material testing machine according to the present embodiment. Although FIG. 3 shows the control hydraulic cylinder 3 and the load hydraulic cylinders 4a and 4b for simplicity, the same applies to the load hydraulic cylinders 4c and 4d.

【0013】図3において、変位計12は制御油圧シリ
ンダ3のピストンロッドの変位を検出し、変位フィード
バック信号FSを出力する。変位計12で検出される変
位は供試体Wの変位を代表する。供試体Wの変位を直接
検出して変位計12の信号に代えてもよい。変位信号F
Sは変位アンプ21で増幅される。ロードセル6a,6
bは負荷油圧シリンダ4a,4bにより発生する荷重を
検出し、荷重信号La,Lbを出力する。負荷油圧シリ
ンダ4c,4dにより発生する荷重は図示しないロード
セル6c,6dで同様に検出され、ロードセル6c,6
dは荷重信号Lc,Ldを出力する。荷重信号La〜L
dは加算器22に入力されて加算され、加算器22は荷
重フィードバック信号FLを出力する。設定信号出力器
23は変位フィードバック制御時の目標変位信号あるい
は荷重フィードバック制御時の目標荷重信号を出力す
る。これらの目標信号は試験条件にしたがって操作者に
よって任意に設定できる。切換器24は変位フィードバ
ック信号FSと荷重フィードバック信号FLのいずれか
一方を選択するもので、操作者により接点a,bが切換
え操作される。目標荷重信号と荷重フィードバック信号
FLの偏差、あるいは目標変位信号と変位フィードバッ
ク信号FSの偏差は偏差器25で演算され、偏差信号は
サーボアンプ26で増幅されて制御油圧シリンダ3のサ
ーボ弁3Vに供給される。以上のフィードバック制御回
路20は制御用の第1のフィードバック回路である。
In FIG. 3, a displacement meter 12 detects a displacement of a piston rod of the control hydraulic cylinder 3 and outputs a displacement feedback signal FS. The displacement detected by the displacement meter 12 represents the displacement of the specimen W. The displacement of the specimen W may be directly detected and replaced with the signal of the displacement meter 12. Displacement signal F
S is amplified by the displacement amplifier 21. Load cells 6a, 6
b detects the load generated by the load hydraulic cylinders 4a and 4b, and outputs load signals La and Lb. The load generated by the load hydraulic cylinders 4c, 4d is similarly detected by load cells 6c, 6d (not shown), and the load cells 6c, 6d
d outputs load signals Lc and Ld. Load signals La to L
d is input to the adder 22 and added, and the adder 22 outputs the load feedback signal FL. The setting signal output unit 23 outputs a target displacement signal during displacement feedback control or a target load signal during load feedback control. These target signals can be arbitrarily set by the operator according to the test conditions. The switch 24 selects one of the displacement feedback signal FS and the load feedback signal FL, and the contacts a and b are switched by an operator. The deviation between the target load signal and the load feedback signal FL or the deviation between the target displacement signal and the displacement feedback signal FS is calculated by the deviation unit 25, and the deviation signal is amplified by the servo amplifier 26 and supplied to the servo valve 3V of the control hydraulic cylinder 3. Is done. The above feedback control circuit 20 is a first feedback circuit for control.

【0014】サーボ弁3Vには図示しない制御用油圧回
路から圧油が供給されており、偏差信号に応じてサーボ
弁3Vにより圧油が制御され、これにより、制御油圧シ
リンダ3が操作される。
Pressure oil is supplied to the servo valve 3V from a control hydraulic circuit (not shown), and the pressure oil is controlled by the servo valve 3V according to the deviation signal, whereby the control hydraulic cylinder 3 is operated.

【0015】一方、微小変位計11a,11bから出力
される微小変位フィードバック信号S1,S2は変位ア
ンプ31a,31bで増幅されて偏差器32a,32b
に入力される。偏差器32a,32bには基準変位信号
出力器33a,33bから基準変位信号も入力され、偏
差器32a,32bは微小変位フィードバック信号と基
準変位信号の偏差を演算する。演算された偏差信号はサ
ーボアンプ34a,34bで増幅されて負荷油圧シリン
ダ4a,4bのサーボ弁4aV,4bVに出力される。
負荷油圧シリンダ4c,4dについても同様である。以
上のフィードバック制御回路30a,30bは負荷用の
第2のフィードバック回路である。
On the other hand, the minute displacement feedback signals S1 and S2 output from the minute displacement meters 11a and 11b are amplified by the displacement amplifiers 31a and 31b, and are amplified by the deviation devices 32a and 32b.
Is input to The reference displacement signals are also input from the reference displacement signal output devices 33a and 33b to the deviation devices 32a and 32b, and the deviation devices 32a and 32b calculate the deviation between the minute displacement feedback signal and the reference displacement signal. The calculated deviation signal is amplified by the servo amplifiers 34a and 34b and output to the servo valves 4aV and 4bV of the load hydraulic cylinders 4a and 4b.
The same applies to the load hydraulic cylinders 4c and 4d. The above-described feedback control circuits 30a and 30b are the second feedback circuits for the load.

【0016】サーボ弁4aV〜4dV(4cV,4dV
は不図示)には図示しない負荷用油圧回路から圧油が供
給されており、偏差信号に応じてサーボ弁4aV〜4d
Vにより圧油が制御され、これにより、負荷油圧シリン
ダ4a〜4dが操作される。
The servo valves 4aV to 4dV (4cV, 4dV
(Not shown) is supplied with pressure oil from a load hydraulic circuit (not shown), and the servo valves 4aV to 4d
The pressure oil is controlled by V, whereby the load hydraulic cylinders 4a to 4d are operated.

【0017】本実施の形態の動作を変位フィードバック
制御について説明する。以下の説明では、負荷圧盤7を
水平に移動する場合について、負荷油圧シリンダ4a,
4bの動作を主に説明するが、負荷油圧シリンダ4c,
4dについても同様に動作するため、随時説明する。
The operation of this embodiment will be described with respect to displacement feedback control. In the following description, when the load platen 7 is moved horizontally, the load hydraulic cylinders 4a,
The operation of the load hydraulic cylinder 4c,
4d operates similarly, and will be described as needed.

【0018】試験に先立って、基準信号出力器33a,
33bの出力信号を変位ゼロに設定する。微小変位計1
1a,11bの出力がゼロとなるように制御油圧シリン
ダ3のストロークを調整して平板9の位置を微調整す
る。この調整は図示しないモニタ画面に微小変位計11
a〜11dの出力値を表示させ、これを目視しながらサ
ーボ弁3Vを手動操作して行うことができる。また、切
換器24を接点a側に切換えておく。
Prior to the test, the reference signal output devices 33a, 33a
The output signal of 33b is set to zero displacement. Micro displacement meter 1
The position of the flat plate 9 is finely adjusted by adjusting the stroke of the control hydraulic cylinder 3 so that the outputs of 1a and 11b become zero. This adjustment is performed on a minute displacement meter 11 on a monitor screen (not shown).
It is possible to display the output values of a to 11d, and manually operate the servo valve 3V while visually observing the output values. Further, the switch 24 is switched to the contact a side.

【0019】試験を開始すると、設定信号出力器23か
ら目標変位信号が、基準信号出力器33a,33bから
基準変位信号としてゼロ変位信号が出力される。切換器
24を介して偏差器25に変位フィードバック信号FS
が入力されると、この変位フィードバック信号FSと目
標変位との偏差が偏差器25で演算され、サーボ弁3V
は両者の偏差がゼロとなるように制御油圧シリンダ3を
駆動する。
When the test is started, a target displacement signal is output from the setting signal output device 23, and a zero displacement signal is output from the reference signal output devices 33a and 33b as a reference displacement signal. The displacement feedback signal FS is sent to the deviation device 25 via the switch 24.
Is input, the deviation between the displacement feedback signal FS and the target displacement is calculated by the deviation device 25, and the servo valve 3V
Drives the control hydraulic cylinder 3 so that the deviation between them becomes zero.

【0020】制御油圧シリンダ3は目標変位信号にした
がって動作し、これにともなって、平板9が上下方向に
移動する。平板9が移動すると微小変位計11a,11
bから平板9の移動量に応じた変位信号S1,S2が出
力され、偏差器32a,32bでゼロ変位信号との偏差
が演算される。上述したように、微小変位計11a,1
1bの初期出力信号はゼロに調節されているから、偏差
器32a,32bから出力される偏差信号は平板9の移
動量に相当する信号となる。偏差信号はサーボアンプ3
4a,34bに予め定められたゲインで増幅され、この
偏差信号でサーボ弁4aV,4bVが駆動される。同様
にしてサーボ弁4cV,4dVも駆動される。その結
果、負荷油圧シリンダ4a〜4dは制御油圧シリンダ3
と同量だけ移動することになり、供試体Wは設定信号出
力器23から出力される目標変位にしたがって変位フィ
ードバック制御により負荷される。
The control hydraulic cylinder 3 operates according to the target displacement signal, and accordingly, the flat plate 9 moves up and down. When the flat plate 9 moves, the minute displacement meters 11a, 11
The displacement signals S1 and S2 corresponding to the amount of movement of the flat plate 9 are output from b, and deviations from the zero displacement signal are calculated by the deviation units 32a and 32b. As described above, the minute displacement meters 11a, 1
Since the initial output signal of 1b is adjusted to zero, the deviation signals output from the deviation units 32a and 32b are signals corresponding to the amount of movement of the flat plate 9. The deviation signal is the servo amplifier 3
The servo signals 4aV and 4bV are amplified by the gains predetermined in advance to the servo valves 4a and 34b. Similarly, the servo valves 4cV and 4dV are also driven. As a result, the load hydraulic cylinders 4a to 4d
And the specimen W is loaded by the displacement feedback control in accordance with the target displacement output from the setting signal output unit 23.

【0021】次いで、本実施の形態の動作を荷重フィー
ドバック制御について説明する。試験に先立って、基準
信号設出力器33a,33bの出力信号を変位ゼロに設
定する。微小変位計11a,11bの出力がゼロとなる
ように制御油圧シリンダ3のストロークを上述したよう
に手動で調整する。切換器24を接点b側に切換えてお
く。
Next, the operation of the present embodiment will be described with respect to load feedback control. Prior to the test, the output signals of the reference signal setting and outputting devices 33a and 33b are set to zero displacement. The stroke of the control hydraulic cylinder 3 is manually adjusted as described above so that the outputs of the minute displacement meters 11a and 11b become zero. The switch 24 is switched to the contact b side.

【0022】試験を開始すると、設定信号出力器23か
ら目標荷重信号が、基準信号出力器33a,33bから
基準変位信号としてゼロ変位信号が出力される。加算器
22は荷重信号La〜Ldを加算して供試体Wに負荷さ
れている総荷重を演算し、切換器24を介して偏差器2
5に荷重フィードバック信号FLが入力される。この荷
重フィードバック信号FLと目標荷重との偏差が偏差器
25で演算され、サーボ弁3Vは両者の偏差がゼロとな
るように制御油圧シリンダ3を駆動する。
When the test is started, a target load signal is output from the setting signal output device 23, and a zero displacement signal is output from the reference signal output devices 33a and 33b as a reference displacement signal. The adder 22 adds the load signals La to Ld to calculate the total load applied to the specimen W.
5, the load feedback signal FL is input. The deviation between the load feedback signal FL and the target load is calculated by the deviation device 25, and the servo valve 3V drives the control hydraulic cylinder 3 so that the deviation between the two becomes zero.

【0023】このように制御油圧シリンダ3は目標荷重
信号にしたがって動作し、これにともなって、平板9が
上下方向に移動する。平板9が移動すると微小変位計1
1a,11bから平板9の移動量に応じた変位信号が出
力され、偏差器32a,32bで基準変位信号との偏差
が演算される。上述したように、微小変位計11a,1
1bの初期出力信号はゼロに調節されているから、偏差
器32a,32bから出力される偏差信号は平板9の移
動量に相当する信号となる。偏差信号はサーボアンプ3
4a,34bに予め定められたゲインで増幅され、この
偏差信号でサーボ弁4aV,4bVが駆動される。同様
にしてサーボ弁4cV,4dVも駆動される。その結
果、負荷油圧シリンダ4a〜4dは制御油圧シリンダ3
と同量だけ移動することになり、供試体Wは設定信号出
力器23から出力される目標荷重にしたがって荷重フィ
ードバック制御により負荷される。
As described above, the control hydraulic cylinder 3 operates according to the target load signal, and accordingly, the flat plate 9 moves up and down. When the flat plate 9 moves, the minute displacement meter 1
Displacement signals corresponding to the amount of movement of the flat plate 9 are output from 1a and 11b, and deviations from the reference displacement signal are calculated by the deviation units 32a and 32b. As described above, the minute displacement meters 11a, 1
Since the initial output signal of 1b is adjusted to zero, the deviation signals output from the deviation units 32a and 32b are signals corresponding to the amount of movement of the flat plate 9. The deviation signal is the servo amplifier 3
The servo signals 4aV and 4bV are amplified by the gains predetermined in advance to the servo valves 4a and 34b. Similarly, the servo valves 4cV and 4dV are also driven. As a result, the load hydraulic cylinders 4a to 4d
The specimen W is loaded by the load feedback control in accordance with the target load output from the setting signal output device 23.

【0024】以上のように、制御油圧シリンダ3の移動
に同期して4本の負荷油圧シリンダ4a〜4dが駆動さ
れるので、油圧シリンダ4a〜4dに製作誤差があった
り、フィードバック回路30a,30bにそれぞれ誤差
がある場合でも、負荷油圧シリンダ4a〜4dはそれぞ
れ制御油圧シリンダ3と同一の速度で移動することがで
きる。因みに、それぞれの負荷油圧シリンダ4a〜4d
を独立した変位フィードバック回路で駆動する場合に
は、製作誤差などに起因して負荷油圧シリンダ4a〜4
dの動作に異なった動きが発生する。そして、上述した
荷重フィードバック制御の場合には、それぞれの基準信
号出力器33a〜33d(33c,33dは不図示)の
出力信号をぞれぞれゼロ信号に統一したので、平板9が
水平を保持して上下動し、荷重フィードバック制御時で
も負荷油圧シリンダ4a〜4dの各動作量は等しくな
り、負荷圧盤7が傾斜するおそれがない。
As described above, since the four load hydraulic cylinders 4a to 4d are driven in synchronization with the movement of the control hydraulic cylinder 3, there is a manufacturing error in the hydraulic cylinders 4a to 4d or the feedback circuits 30a, 30b , The load hydraulic cylinders 4a to 4d can move at the same speed as the control hydraulic cylinder 3, respectively. Incidentally, each load hydraulic cylinder 4a-4d
Are driven by independent displacement feedback circuits, the load hydraulic cylinders 4a to 4
A different motion occurs in the motion of d. In the case of the above-described load feedback control, since the output signals of the respective reference signal output devices 33a to 33d (33c and 33d are not shown) are unified to zero signals, the flat plate 9 is kept horizontal. The load hydraulic cylinders 4a to 4d have the same operation amount even during the load feedback control, and the load platen 7 does not tilt.

【0025】以上では、負荷油圧シリンダ4a〜4dと
は別に制御油圧シリンダ3を設けるようにしたが、制御
油圧シリンダ3を省略し、負荷油圧シリンダ4a〜4d
のいずれか1本の油圧シリンダをマスタ用として使用す
ることもできる。
In the above description, the control hydraulic cylinder 3 is provided separately from the load hydraulic cylinders 4a to 4d. However, the control hydraulic cylinder 3 is omitted and the load hydraulic cylinders 4a to 4d are provided.
Any one of the hydraulic cylinders may be used as a master cylinder.

【0026】図4はこの様な材料試験機の制御回路を示
す。図3と同様な箇所には同一の符号を付して相違点だ
け説明する。負荷油圧シリンダ4a’にはそのストロー
クを検出する変位計12’が設けられ、その出力信号は
変位アンプ21’で増幅される。切換器24が接点aに
切換えられていると、偏差器25に入力される負荷油圧
シリンダ4a’の変位、すなわち供試体Wの実変位と目
標変位の偏差が偏差器25で演算され、偏差信号が負荷
油圧シリンダ4a’のサーボ弁4aV’に入力され、こ
れにより負荷油圧シリンダ4a’が操作される。負荷油
圧シリンダ4a’が変位すると平板9が移動して微小変
位計11bから出力信号が出力される。偏差器32b
は、この偏差信号と基準信号出力器33bから出力され
ている基準変位信号(たとえば変位ゼロ信号)との偏差
を演算する。演算された偏差信号はサーボ弁34bで増
幅されてサーボ弁4bVに入力され、これによりサーボ
弁4bVが駆動される。なお、符号20’は第1のフィ
ードバック制御回路である。
FIG. 4 shows a control circuit of such a material testing machine. The same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and only the differences will be described. The load hydraulic cylinder 4a 'is provided with a displacement meter 12' for detecting the stroke, and its output signal is amplified by a displacement amplifier 21 '. When the switch 24 is switched to the contact point a, the displacement of the load hydraulic cylinder 4a 'input to the deviation device 25, that is, the deviation between the actual displacement of the specimen W and the target displacement is calculated by the deviation device 25, and the deviation signal is calculated. Is input to the servo valve 4aV 'of the load hydraulic cylinder 4a', whereby the load hydraulic cylinder 4a 'is operated. When the load hydraulic cylinder 4a 'is displaced, the flat plate 9 moves and an output signal is output from the minute displacement meter 11b. Deflector 32b
Calculates a deviation between the deviation signal and a reference displacement signal (for example, a zero displacement signal) output from the reference signal output unit 33b. The calculated deviation signal is amplified by the servo valve 34b and input to the servo valve 4bV, whereby the servo valve 4bV is driven. Reference numeral 20 'denotes a first feedback control circuit.

【0027】なお、制御用アクチュエータとして油圧シ
リンダ3を使用したが、電動モータとネジ棒を使用して
もよい。また、基準信号出力器33a〜33dからゼロ
変位信号を出力するようにしたが、負荷圧盤7を傾斜さ
せた状態で試験を行う場合には、負荷圧盤7の傾斜に応
じた変位信号をそれぞれの基準信号出力器33a〜33
dに設定すればよい。さらに、4本の負荷油圧シリンダ
4a〜4dを使用する材料試験機について説明したが、
油圧シリンダに限ることなく、電動モータを用いる材料
試験機にも本発明を適用することができる。さらにま
た、以上では、圧縮試験機について説明したが、引張り
試験機や曲げ試験機にも適用でき、もちろん図5に示す
ような2軸載荷試験機にも適用できる。
Although the hydraulic cylinder 3 is used as the control actuator, an electric motor and a screw rod may be used. Although the zero displacement signals are output from the reference signal output devices 33a to 33d, when the test is performed with the load platen 7 inclined, a displacement signal corresponding to the inclination of the load platen 7 is output. Reference signal output devices 33a to 33
d may be set. Furthermore, a material testing machine using four load hydraulic cylinders 4a to 4d has been described.
The present invention can be applied not only to the hydraulic cylinder but also to a material testing machine using an electric motor. Furthermore, although the compression tester has been described above, the present invention can also be applied to a tensile tester and a bending tester, and of course, to a biaxial loading tester as shown in FIG.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明によ
れば、制御アクチュエータの移動に同期して複数の負荷
アクチュエータが駆動されるので、負荷アクチュエータ
のそれぞれに製作誤差などが存在する場合でも、負荷ア
クチュエータはそれぞれ制御アクチュエータを基準とし
て駆動され、製作誤差などによる動作のバラツキを抑制
することができる。とくに荷重フィードバック制御で圧
縮試験を行う場合、予め負荷アクチュエータにより圧盤
を水平に保持して試験を開始すれば、荷重フィードバッ
ク制御でも圧盤を水平に保持したま試験を行うことがで
きる。請求項2の発明でも、第1のアクチュエータの動
きを基準として第2のアクチュエータが操作されるか
ら、同様の作用効果を奏することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since a plurality of load actuators are driven in synchronization with the movement of the control actuator, even if there is a manufacturing error or the like in each of the load actuators. Each of the load actuators is driven on the basis of the control actuator, so that variations in operation due to manufacturing errors and the like can be suppressed. In particular, when the compression test is performed by the load feedback control, if the test is started by holding the platen horizontally by the load actuator in advance, the test can be performed while the platen is horizontally held even by the load feedback control. According to the second aspect of the invention, since the second actuator is operated based on the movement of the first actuator, the same operation and effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る材料試験機の構成を
示す概略正面図
FIG. 1 is a schematic front view showing a configuration of a material testing machine according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のII−II線断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】本発明の実施の形態に係る制御回路を示すブロ
ック図
FIG. 3 is a block diagram showing a control circuit according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施の形態に係る制御回路を示す
ブロック図
FIG. 4 is a block diagram showing a control circuit according to another embodiment of the present invention.

【図5】従来の問題を説明するための2軸載荷試験機の
概略構成図
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a two-axis loading tester for explaining a conventional problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3,4a’ 制御油圧シリンダ 3V,4aV,4bV サーボ弁 4a〜4d 負荷油圧シリンダ 6a〜6d ロードセル 7 負荷圧盤 9,10a〜10d 平板 11a〜11d 微小変位計 12,12’ 変位計 20 制御フィードバック回路 20’ フィードバック回路 23 設定信号出力器 24 切換器 30 負荷フィードバック回路 33a,33b 基準信号出力器 W 供試体 3, 4a 'Control hydraulic cylinder 3V, 4aV, 4bV Servo valve 4a-4d Load hydraulic cylinder 6a-6d Load cell 7 Load platen 9,10a-10d Flat plate 11a-11d Micro displacement meter 12,12' Displacement meter 20 Control feedback circuit 20 '' Feedback circuit 23 Setting signal output device 24 Switching device 30 Load feedback circuit 33a, 33b Reference signal output device W Specimen

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】供試体を負荷する複数の負荷アクチュエー
タと、 前記負荷アクチュエータの駆動を制御するための制御ア
クチュエータと、 前記供試体に働く荷重または変位を検出する検出器と、 この検出器で検出された変位または荷重に基づいて、前
記制御アクチュエータを変位フィードバック制御または
荷重フィードバック制御で駆動制御する第1のフィード
バック制御回路と、 前記制御アクチュエータと前記負荷アクチュエータとの
相対変位量が予め定めた基準値となるように前記負荷ア
クチュエータをフィードバック制御する第2のフィード
バック制御回路とを備えたことを特徴とする複数のアク
チュエータで駆動される材料試験機。
1. A plurality of load actuators for loading a specimen, a control actuator for controlling driving of the load actuator, a detector for detecting a load or displacement acting on the specimen, and a detector for detecting the load or displacement. A first feedback control circuit that drives and controls the control actuator by displacement feedback control or load feedback control based on the displacement or load that has been applied, and a reference value in which the relative displacement between the control actuator and the load actuator is predetermined. And a second feedback control circuit that performs feedback control of the load actuator so as to provide a material testing machine driven by a plurality of actuators.
【請求項2】供試体を負荷する少なくとも第1および第
2のアクチュエータと、 前記供試体に働く荷重または変位を検出する検出器と、 この検出器で検出された荷重または変位に基づいて、前
記第1のアクチュエータを変位フィードバック制御もし
くは荷重フィードバック制御で駆動制御する第1のフィ
ードバック制御回路と、 前記第1のアクチュエータと前記第2のアクチュエータ
との相対変位量が予め定めた基準値となるように前記第
2のアクチュエータをフィードバック制御する第2のフ
ィードバック制御回路とを備えたことを特徴とする複数
のアクチュエータで駆動される材料試験機。
2. At least first and second actuators for loading a specimen, a detector for detecting a load or a displacement applied to the specimen, and a detector for detecting a load or a displacement detected by the detector. A first feedback control circuit that drives and controls the first actuator by displacement feedback control or load feedback control, and a relative displacement amount between the first actuator and the second actuator becomes a predetermined reference value. And a second feedback control circuit for performing feedback control of the second actuator. A material testing machine driven by a plurality of actuators.
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