JPS61120039A - 高速衝撃試験装置 - Google Patents

高速衝撃試験装置

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JPS61120039A
JPS61120039A JP24208984A JP24208984A JPS61120039A JP S61120039 A JPS61120039 A JP S61120039A JP 24208984 A JP24208984 A JP 24208984A JP 24208984 A JP24208984 A JP 24208984A JP S61120039 A JPS61120039 A JP S61120039A
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JP
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piston
circuit
voltage
signal
setting
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JP24208984A
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Terutsugu Matsubara
輝次 松原
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight

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  • Pathology (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は高速衝撃試験装置に係り、特に電気油圧サー
ボ機構を備えた負帰還制御方式によって、油圧アクチュ
エータで往復動されるピストンの速度制御、停止位置制
御等を行う高速衝撃試験装置に関する。
(ロ)従来技術 従来、この種の高速衝撃試験装置は第4図に示すように
、ピストン1を往復動させる油圧アクチュエータ2と、
前記ピストンの位置を検出する位置検出器3と、前記位
置検出器の位置検出信号を増幅して帰還する増幅器4と
、ランプ信号を出力するランプ信号発生回路5と、前記
帰還された位置検出信号とランプ信号の差動出力を与え
る差動回路6と、前記差動出力を増幅するサーボ増幅器
7と、前記サーボ増幅器7の出力信号によって制御され
て、この制御信号に応じて油圧源9から供給される油圧
を油圧アクチュエータ2に与えるサーボ弁8等を含む。
このような従来装置は本質的にはピストン1の位置制御
によって所望の速度を得ているものである。即ち、ラン
プ信号の最終電圧値によってピストン1の停止位置が定
まり、また前記最終値に達するまでの時間を短くするよ
うにランプ信号の時間的変化を早めることによりピスト
ン1を高速で駆動している。
しかしながら、このようにランプ信号によってピストン
1を速度制御する装置において、例えば1m/SeC〜
20m/SeCの高速で動くピストン1を任意の位置で
停止させた場合、次のような問題が指摘される。即ち、
ピストン1を停止させる際、サーボ弁8が急閉鎖する。
その結果、前記ピストン1の慣性力のためにピストン1
の背圧が大きくなり、ひいてはアクチュエータ2に接続
されるサーボ弁8が破壊するという問題が生じる。
(ハ)目的 この発明はピストンを任意の高速度に設定することがで
き、また高速運動するピストンを任意の位置でスムーズ
に停止することができる高速衝撃試験装置を提供するこ
とを目的としている。
(ニ)構成 この発明に係る高速衝撃試験装置は、基本的には従来装
置と同様の電気油圧サーボ機構を備えた負帰還制御方式
を採るが、従来装置の備えるランプ発生回路の代わりに
ピストンのスタート位置と停止位置とを指示する位置設
定信号を与えるスタート回路を備えている。また、制御
系内に非線形回路を設け、この回路の定数をコントロー
ルすることによりピストンの速度設定および停止動作を
任意に制御している。
(ホ)実施例 第1図はこの発明の一実施例に係る高速衝撃試験装置の
構成を略示したブロック図である。
同図において10は高速衝撃試験装置本体を示す。
11は高速衝撃試験装置本体10のクロスヘッド12に
取付けられた油圧アクチェエータ、13は前記油圧アク
チュエータ11によって往復動されて図示しない試験片
に衝撃荷重を与えるピストンである。14はピストン1
3の位置を検出する位置検出器、15は位置検出器14
の出力を与えられてこれを増幅し、増幅された位置検出
信号Cを帰還する増幅器である。
一方、16はピストン13のスタート位置及び停止位置
を指示する位置設定信号aを与えるスタート回路を示す
。スタート回路16はピストン13のスタート位置を定
める電圧(スタート位置設定電圧■i)を与える電圧設
定器161 と、ピストン13の停止位置を定める電圧
(停止位置設定電圧Vf)を与える電圧設定器162と
、前記両型圧設定器161.162に接続されるスター
ト・スイッチ163を含む。
17は前記位置設定信号aと位置検出信号Cを入力し、
これらの差動信号を与える差動回路である。
18は前記差動回路17から差動信号を与えられる非線
形回路である。この非線形回路18は第2図に示すよう
に入力信号Vinが一定電圧(ブレーキ設定電圧)Vx
以上の場合、この入力信号を一定の速度設定電圧Vvと
なる出力信号Voutに変換する非線形領域と、入力信
号Vinが前記電圧Vx以下の場合、その入力信号Vi
nに比例した電圧値に変換する線形領域とを備えている
。この速度設定電圧Vvはピストン13の速度に応じて
任意に設定される。また、ブレーキ設定電圧Vxはピス
トン13のブレーキ力を作用させる領域に応じて任意に
設定される。通常、速度設定電圧Vvを大きくなるに伴
い、ブレーキ設定電圧Vxも大きくなるように構成され
る。
19は非線形回路18の出力信号すを増幅するサーボ増
幅器である。
20は油圧源21に接続されるサーボ弁であって、この
サーボ弁20は前記サーボ増幅器19がら与えられた信
号の大きさに比例した油圧を油圧アクチュエータ11に
与える。
次に上述した構成を備えた高速衝撃試験装置の動作につ
いて説明する。第3図は第1図に示した装置の各部の動
作波形を示す。
まず、ピストン13のスタート位置及び停止位置に関連
して、スタート回路16の電圧設定器161及び162
に、スタート位置設定電圧Viおよび停止位置設定電圧
■fがそれぞれ設定される。
スタート回路16のスタート・スイッチ163は常時に
おいて電圧設定器161側に接続するから、同図(al
に示すように位置設定信号aは前記電圧Viを示す。そ
のためピストン13は電圧Viによって定められるスタ
ート位置にある。
スタート・スイッチ163が電圧設定器162側に接続
されると、同図(a)に示すように位置設定信号aは電
圧Vfに変化する。この位置設定信号aは差動回路17
を介して非線形回路18に与えられる。
しかして電圧Vfは非線形回路18に予め設定されてい
るブレーキ設定電圧Vxよりも大きいので、同図(b)
に示すように非線形回路18の出力信号すは速度設定電
圧Vvを示す。
非線形回路18の出力信号すはサーボ増幅器19で増幅
された後、サーボ制御信号としてサーボ弁20に与えら
れる サーボ弁20はサーボ弁制御信号の値に比例した油圧を
油圧アクチュエータ11に与える。これによりピストン
13は速度設定電圧■νに応じた速度で駆動される。
前記ピストン13の位置は、位置検出器14によって検
出され、さらに増幅器15によって増幅された後、差動
回路17に与えられる。
しかしてピストン13の移動に伴い、増幅回路15の出
力信号Cは同図(C)に示すように当初のスタート位置
設定電圧Viから停止位置設定電圧Vfに近づく。その
ため差動回路17の差動信号は次第に小さくなり、つい
には非線形回路18に予め設定されたブレーキ設定電圧
Vx以下になる。
差動回路17の出力信号が電圧Vxよりも小さくなると
、非線形回路18の線形領域に入る。これと同時に出力
信号すは急激に立ち下がるが、一定の値に達するとそれ
以後、線形領域の特性に応じて緩やかに立ち下がってい
く。このように出力信号すが緩やかに立ち下がり、つい
には零になるため、この信号に応じて駆動されるピスト
ン13も緩やかに停止する。
なお、上述の実施例では非線形回路18の(+)領域、
即ちピストンが圧縮方向に移動する領域に非線形領域を
形成した。しかしながら、この発明はこれに躍られるも
のでなく、非線形回路18の(+)及び(−)領域の両
方に設定してもよい。このように(+)、(−)域に非
線形領域をを設けることにより、引張・圧縮の両方向に
おいてピストンのスピードを任意に設定することができ
る。
また、前述したランプ信号を与えてピストンの速度制御
を行う従来手段と、この発明による手段とを併用するこ
とも好ましい。このような併用により、ピストンを低速
駆動するときは従来方式を使用し、高速駆動するときは
この発明に係る手段を用いることが可能になるから、極
低速から高速までの衝撃試験を行うができる。
(へ)効果 この発明に係る高速衝撃試験装置は、ピストンのスター
ト位置および停と位置を指示するスタート回路を備える
とともに、差動回路の差動信号をを変換してピストンの
移動速度を任意に設定する非線形回路を備えている。
したがって、この発明によれば前記非線形回路の定数を
任意に設定して速度設定電圧Vvを可変できるから、ピ
ストンを任意の高速度(例えば、1〜20m/5ec)
で駆動することができる。
またスタート回路の停止位置設定電圧を適宜に指定する
ことにより、ピストンを容易に任意の位置で停止するこ
とができる。また、このとき非線形回路の定数を適宜に
選択してサーボ制御信号の立ち下がりを緩やかにできる
ので、ピストンをスムーズに停止させることができる。
したがってこの発明によれば、従来装置のように停止時
のピストンの慣性力によってピストンの背圧が異常に上
昇し、そのためにサーボ弁を破損するということはない
。また、停止位置の精度も従来装置に比較して向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係る高速衝撃試験装置の
構成を略示した説明図、第2図は非線形回路18の機能
説明図、第3図は第1図に示した高速衝撃試験装置の各
部の動作波形図、第4図は従来装置の説明図である。 10・・・高速衝撃試験装置本体、11・・・油圧アク
チュエータ、13・・・ピストン、14・・・位置検出
器、15・・・増幅器、16・・・スタート回路、17
・・・差動回路、18・・・非線形回路、19・・・サ
ーボ増幅器、20・・・サーボ弁、21・・・油圧源。 特許出願人  株式会社 島津製作所 代理人  弁理士  大 西 孝 治 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ピストンを往復動させる油圧アクチュエータと、
    前記ピストンの位置を検出する位置検出器と、前記位置
    検出器の位置検出信号を増幅して帰還させる増幅器と、
    前記ピストンのスタート位置及び停止位置を指示する位
    置設定信号を与えるスタート回路と、前記位置設定信号
    と帰還された位置検出信号との差動信号を与える差動回
    路と、前記差動信号を与えられる非線形回路と、前記非
    線形回路の出力信号を増幅するサーボ増幅器と、前記サ
    ーボ増幅器の出力信号に応じた油圧を前記アクチュエー
    タに与えるサーボ弁とを具備し、かつ前記非線形回路は
    差動信号の大きさが予め定められた設定値以上である場
    合、この差動信号を一定の速度設定電圧に変換する一方
    、差動信号の大きさが前記設定値以下である場合、その
    差動信号を該信号値の変化に追従して連続的に変化する
    電圧に変換するものであることを特徴とする高速衝撃試
    験装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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