JPS6146439Y2 - - Google Patents

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JPS6146439Y2
JPS6146439Y2 JP9030980U JP9030980U JPS6146439Y2 JP S6146439 Y2 JPS6146439 Y2 JP S6146439Y2 JP 9030980 U JP9030980 U JP 9030980U JP 9030980 U JP9030980 U JP 9030980U JP S6146439 Y2 JPS6146439 Y2 JP S6146439Y2
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JP
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torsion rod
centrifugal force
rotating frame
loading platform
fixed
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は土木構造物その他の縮尺モデルによ
る実験を行なうための遠心力載荷装置に関するも
のである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] This invention relates to a centrifugal force loading device for conducting experiments using scale models of civil engineering structures and other scale models.

〔従来の技術〕PRIOR ART

通常の重力場で実物の縮尺モデルを作成しても
自重による内部応力を再現させることは難しい。
このため自重による応力再現を可能とする手段と
して遠心力載荷装置が知られている。
Even if you create a scale model of the actual object in a normal gravity field, it is difficult to reproduce the internal stress caused by its own weight.
For this reason, a centrifugal force loading device is known as a means for reproducing stress due to its own weight.

遠心力載荷装置は回転する中心軸に直結する回
転フレームの端部に試験物、例えば地盤と港湾あ
るいは海洋構造物等の縮尺モデルを格納した試料
箱を吊り下げ、回転させることにより試験物に重
力加速度のN倍の遠心加速度を与えようとするも
のである。このとき、試料箱は遠心力で振り上が
る。
A centrifugal force loading device suspends a sample box containing a test object, such as a scale model of the ground, a port, or an offshore structure, from the end of a rotating frame that is directly connected to a rotating central shaft, and rotates it to apply gravity to the test object. The purpose is to provide a centrifugal acceleration that is N times the acceleration. At this time, the sample box is swung up by centrifugal force.

第1図および第2図は比較例として従来の遠心
力載荷装置の一例を示したもので、回転フレーム
cのピン支承dの先端に試料箱eが吊り下げられ
ており、回転フレームcの回転によりピン支承d
を支点として試料箱eが振り上げられる構造とな
つている。
Figures 1 and 2 show an example of a conventional centrifugal force loading device as a comparative example, in which a sample box e is suspended from the tip of a pin support d of a rotating frame c, and the rotation of the rotating frame c. pin bearing d
The structure is such that the sample box e can be swung up using the fulcrum as a fulcrum.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

しかし、上述の装置には次のような問題点があ
る。
However, the above-mentioned device has the following problems.

試料箱eの遠心力はすべてピン支承dで受け
もつこととなるので、大きな遠心力が必要な場
合、ピン支承dの構造が大きくなる。また安全
性に欠ける。
Since all the centrifugal force of the sample box e is borne by the pin support d, if a large centrifugal force is required, the structure of the pin support d becomes large. It also lacks safety.

回転変動に対し、試料箱eが上下動し、この
ため試料(モデル)に悪影響を与える。
The sample box e moves up and down in response to rotational fluctuations, which adversely affects the sample (model).

試料箱の大きさが比較的限定される。 The size of the sample box is relatively limited.

といつた問題があり、改良の余地が多い。 There are some problems, and there is a lot of room for improvement.

この考案の遠心力載荷装置は上述のような問題
点を解決することを目的としたものである。
The centrifugal force loading device of this invention is intended to solve the above-mentioned problems.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

以下、この考案の装置を実施例に対応する図面
の符号を用いて説明する。
Hereinafter, the apparatus of this invention will be explained using reference numerals in the drawings corresponding to the embodiments.

この考案の遠心力載荷装置では垂直な躯動軸2
に固定した水平方向の回転フレーム5に該回転フ
レーム5と直交する方向のピン支承8によつて載
荷台6を回動自在に吊支持してある遠心力載荷装
置において、載荷台6はピン支承8を偏心させて
複合ねじり棒装置7を介して吊支持し、かつ前記
回転フレーム5の端部には所定以上の遠心力が作
用したとき、前記載荷台6が着座可能なデツキプ
レート9を設けてなる。
In the centrifugal force loading device of this invention, the vertical sliding axis 2
In a centrifugal force loading device in which a loading platform 6 is rotatably supported by a horizontal rotation frame 5 fixed to a horizontal rotation frame 5 by a pin support 8 in a direction perpendicular to the rotation frame 5, the loading platform 6 is supported by a pin support. 8 is eccentrically suspended and supported via a composite torsion rod device 7, and the end of the rotating frame 5 is provided with a deck plate 9 on which the loading platform 6 can be seated when a centrifugal force of a predetermined amount or more is applied. It becomes.

複合ねじり棒装置7は固定端を有する中空ねじ
り棒10と、該中空ねじり棒10に挿入され自由
端を有する中実ねじり棒11とがそれぞれの他端
で互いに固定的に連結されてなるもので、中空ね
じり棒10の固定端は前記回転フレーム5に固定
され、中実ねじり棒11の自由端にはピン支承8
を偏心させて取付けてあり、これら中空ねじり棒
10および中実ねじり棒11のねじりに伴ないピ
ン支承8が変位する。
The composite torsion rod device 7 includes a hollow torsion rod 10 having a fixed end and a solid torsion rod 11 inserted into the hollow torsion rod 10 and having a free end, which are fixedly connected to each other at their other ends. , the fixed end of the hollow torsion rod 10 is fixed to the rotating frame 5, and the free end of the solid torsion rod 11 has a pin bearing 8.
are mounted eccentrically, and as the hollow torsion rod 10 and solid torsion rod 11 are twisted, the pin support 8 is displaced.

〔作 用〕[Effect]

第7図および第8図はこの考案の遠心力載荷装
置の作用を示したものである。
7 and 8 show the operation of the centrifugal force loading device of this invention.

この考案の遠心力載荷装置において、載荷台6
は回転フレーム5と直交する方向のピン支承8に
よつて回動自在に吊支持されており、第7図に示
すように、静止状態において載荷台6を単に持ち
上げてピン支承8のまわりに回転させた場合、載
荷台6と回転フレーム5の端部に設けたデツキプ
レート9との間にはδの間隙が生ずるようになつ
ている。なお、図は載荷台6の底面とこれに対向
するデツキプレート9の表面がそれぞれ同一曲率
の凸曲面と凹曲面であるものとして示してある。
In the centrifugal force loading device of this invention, the loading platform 6
is rotatably supported by a pin support 8 in a direction perpendicular to the rotating frame 5, and as shown in FIG. In this case, a gap of δ is created between the loading platform 6 and the deck plate 9 provided at the end of the rotating frame 5. In addition, the figure shows the bottom surface of the loading platform 6 and the surface of the deck plate 9 opposing the bottom surface as a convex curved surface and a concave curved surface having the same curvature, respectively.

遠心力載荷装置を作動させ、躯動軸2を回転さ
せるとこれに固定した水平方向の回転フレーム5
が躯動軸2を中心として回転する。ピン支承8は
回転フレーム5に固定された複合ねじり棒装置7
のねじり棒(中空ねじり棒10、中実ねじり棒1
1)に対して偏心させて取付けてあり、載荷台6
を吊支持したピン支承8に作用する遠心力によ
り、ねじり棒の中心軸回りにT=F・Rのモーメ
ントが生ずる(Rはねじり棒の中心軸からピン支
承8までの距離、Fはピン支承8に作用する遠心
力)。
When the centrifugal force loading device is activated and the sliding shaft 2 is rotated, the horizontal rotating frame 5 fixed thereto
rotates around the sliding axis 2. The pin bearing 8 is a composite torsion rod device 7 fixed to the rotating frame 5.
torsion rod (hollow torsion rod 10, solid torsion rod 1
1), and is mounted eccentrically with respect to loading platform 6.
Due to the centrifugal force acting on the pin support 8 which is suspended and supported, a moment of T=F・R is generated around the center axis of the torsion rod (R is the distance from the center axis of the torsion rod to the pin support 8, F is the distance from the center axis of the torsion rod to the pin support 8, centrifugal force acting on 8).

複合ねじり棒装置7は、回転フレーム5に固定
した固定端を有する中空ねじり棒10と、該中空
ねじり棒10に挿入され、前記ピン支承8を偏心
させて取付けた自由端を有する中実ねじり棒11
とをそれぞれの他端で互いに固定的に連結したも
ので、上述のモーメントTにより中実ねじり棒1
1および中空ねじり棒10がねじられることにな
り、そのためピン支承8がデツキプレート9側に
変位する。躯動軸2の回転数が増し、所定以上の
遠心力が作用して、上記中実ねじり棒11端部の
ねじり角が第8図に示すθに達するとピン支承8
の変位がRθ=δとなり載荷台6の底面がデツキ
プレート9に着座する。以後、回転数の増加によ
る遠心力の増加分は回転フレーム5のデツキプレ
ート9が負担する。
The composite torsion rod device 7 includes a hollow torsion rod 10 having a fixed end fixed to the rotating frame 5, and a solid torsion rod having a free end inserted into the hollow torsion rod 10 and having the pin bearing 8 mounted eccentrically. 11
are fixedly connected to each other at their other ends, and due to the above-mentioned moment T, the solid torsion rod 1
1 and the hollow torsion rod 10 are twisted, so that the pin support 8 is displaced toward the deck plate 9. When the rotational speed of the sliding shaft 2 increases and a centrifugal force of more than a predetermined value acts, and the torsion angle at the end of the solid torsion rod 11 reaches θ shown in FIG. 8, the pin support 8
The displacement becomes Rθ=δ, and the bottom surface of the loading platform 6 is seated on the deck plate 9. Thereafter, the deck plate 9 of the rotating frame 5 bears the increased centrifugal force due to the increase in the number of rotations.

〔実施例〕〔Example〕

次に、図示した実施例を基づいて説明する。 Next, a description will be given based on the illustrated embodiment.

第3図および第4図はこの考案の遠心力載荷装
置の内部構造を示したもので、第3図および第4
図の左側は載荷台6が遠心力によつて振り上がつ
た状態、右側は静止時において載荷台が吊り下が
つた状態を示している。
Figures 3 and 4 show the internal structure of the centrifugal force loading device of this invention.
The left side of the figure shows a state in which the loading platform 6 is swung up due to centrifugal force, and the right side shows a state in which the loading platform 6 is suspended when it is stationary.

この遠心力載荷装置はモータ15の駆動により
回転する躯動軸2に直結した回転フレーム5と、
複合ねじり棒装置7を介して回転フレーム5と直
角に軸支された載荷台6と、これらの格納する円
形ピツト1から構成される。
This centrifugal force loading device includes a rotating frame 5 directly connected to a sliding shaft 2 which is rotated by the drive of a motor 15;
It is composed of a loading platform 6 supported perpendicularly to a rotating frame 5 via a composite torsion rod device 7, and a circular pit 1 for storing the loading platform 6.

躯動軸2は軸受部3,4で支承され、ピツト1
の外部に据え付けたモータ15の駆動により、駆
動軸16、減速機17を介して回転するようにな
つている。この躯動軸2にはフレーム取付台18
を締結し、これに4本の回転フレーム5を固着し
てある。
The sliding shaft 2 is supported by bearing parts 3 and 4, and the pit 1
It is configured to rotate via a drive shaft 16 and a reduction gear 17 by driving a motor 15 installed outside of the motor. This vertical axis 2 has a frame mounting base 18.
are fastened together, and four rotating frames 5 are fixed to this.

複合ねじり棒装置7はこの回転フレーム5に取
り付けられており、ねじり棒の中心軸と平行に設
けたピン支承8で載荷台6を回転自在に吊り支持
している。また回転フレーム5の端部には遠心力
で振り上がつた載荷台6を複合ねじり棒装置7の
作用により着座させるデツキプレート9が形成さ
れており、所定以上の遠心力が作用すると、デツ
キプレート9が遠心力の増加分を負担する構造と
なつている。
The composite torsion rod device 7 is attached to this rotating frame 5, and the loading platform 6 is rotatably suspended and supported by a pin support 8 provided parallel to the central axis of the torsion rod. Furthermore, a deck plate 9 is formed at the end of the rotating frame 5, on which the loading platform 6 that has been swung up by centrifugal force is seated by the action of a compound torsion rod device 7. 9 bears the increased amount of centrifugal force.

複合ねじり棒装置7の原理はテコの応用により
ピン支承8に作用する荷重でねじり棒にねじり角
を生じさせ、これによつてピン支承8に変位を与
えようというもので、小さなスペースに据え付け
られるように、中空ねじり棒10と中実ねじり棒
11とを組み合わせて複合ねじり棒を形成してい
る。
The principle of the composite torsion rod device 7 is to create a torsion angle in the torsion rod by the load acting on the pin support 8 by applying a lever, thereby giving displacement to the pin support 8, and it can be installed in a small space. Thus, the hollow torsion rod 10 and the solid torsion rod 11 are combined to form a composite torsion rod.

すなわち、複合ねじり棒装置7は第5図および
第6図に示すように、中空ねじり棒10と中空ね
じり棒10に挿入した中実ねじり棒11とを一端
においてノツクピン12で一体化してある。そし
て中空ねじり棒10の他端は固定端としてブラケ
ツト20を介して回転フレーム5に固定し、中実
ねじり棒11の他端は自由端としてフランジ13
が形成され、ねじり棒の中心軸と平行にピン支承
8が設けられている。
That is, as shown in FIGS. 5 and 6, the composite torsion rod device 7 has a hollow torsion rod 10 and a solid torsion rod 11 inserted into the hollow torsion rod 10, which are integrated at one end with a knock pin 12. The other end of the hollow torsion rod 10 is fixed to the rotating frame 5 via the bracket 20 as a fixed end, and the other end of the solid torsion rod 11 is fixed to the flange 13 as a free end.
is formed, and a pin support 8 is provided parallel to the central axis of the torsion rod.

なお図示した遠心力載荷装置は直径10m、高さ
4mの鉄筋コンクリート製の円形ピツト1に収容
され、試料箱中心まで3.40〜3.80m、最大遠心加
速度110〜155g、最大搭載重量2.76tfである。こ
の装置では例えば100Gの遠心加速度を与える実
験において30G程度の加速度で載荷台6とデツキ
プレート9が密着するように設計されており、以
後加速度の増大による遠心力増加分のほとんどは
デツキプレート9が受け持つこととなる。
The centrifugal force loading device shown in the figure is housed in a circular pit 1 made of reinforced concrete with a diameter of 10 m and a height of 4 m, with a distance of 3.40 to 3.80 m to the center of the sample box, a maximum centrifugal acceleration of 110 to 155 g, and a maximum loading weight of 2.76 tf. For example, in an experiment where a centrifugal acceleration of 100G is applied, this device is designed so that the loading platform 6 and the deck plate 9 come into close contact with each other at an acceleration of about 30G. I will be in charge.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

この考案の遠心力載荷装置は上述した構成から
なり、次のような利点、特長を有する。
The centrifugal force loading device of this invention has the above-mentioned configuration and has the following advantages and features.

この遠心力載荷装置では、試料箱を安定回転
させるため、回転フレーム端部にデツキプレー
トを設け、これに複合ねじり棒装置の作用によ
り載荷台をスムーズに密着させることができ
る。さらに回転変動があつても試料箱に上下動
を与えることなく安定状態を保てる。
In this centrifugal force loading device, in order to stably rotate the sample box, a deck plate is provided at the end of the rotating frame, and the loading platform can be smoothly brought into close contact with this by the action of a composite torsion rod device. Furthermore, even if there are rotational fluctuations, the sample box remains stable without vertical movement.

載荷台とデツキプレートとの間に間隙をもた
せてあるので、多少の製作誤差があつても複合
ねじり棒装置によりスムーズに密着させること
ができる。
Since there is a gap between the loading platform and the deck plate, even if there are some manufacturing errors, the composite torsion rod device can smoothly bring them into close contact.

ねじり棒の長さはねじり剛さに関係し、この
ねじり剛さを小さくするためにはねじり棒を長
くする必要がある。これに対し、この考案では
複合ねじり棒装置の中空ねじり棒と中実ねじり
棒が一体化されているので、あたかもねじり棒
を長くしたと同等の効果が得られる。
The length of the torsion rod is related to torsional stiffness, and in order to reduce this torsional stiffness, it is necessary to make the torsion rod longer. In contrast, in this invention, the hollow torsion rod and the solid torsion rod of the composite torsion rod device are integrated, so that the same effect as if the torsion rod were made longer can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は単なるピン支承を使用した遠心力載荷
装置の内部構造を示す平面図、第2図は同じく正
面図、第3図はこの考案の遠心力載荷装置の内部
構造を示す平面図、第4図は同じく正面図、第5
図は複合ねじり棒装置の縦断面図、第6図は載荷
台の側面図、第7図および第8図は複合ねじり棒
装置の作用の説明図である。 a……ピツト、b……躯動軸、c……回転フレ
ーム、d……ピン支承、e……試料箱、f……モ
ータ、1……ピツト、2……躯動軸、3……軸受
部、4……軸受部、5……回転フレーム、6……
載荷台、7……複合ねじり棒装置、8……ピン支
承、9……デツキプレート、10……中空ねじり
棒、11……中実ねじり棒、12……ノツクピ
ン、13……フランジ、14……試料箱、15…
…モータ、16……駆動軸、17……減速機、1
8……フレーム取付台、19……軸受、20……
ねじり棒用ブラケツト。
Fig. 1 is a plan view showing the internal structure of a centrifugal force loading device using a simple pin support, Fig. 2 is a front view, and Fig. 3 is a plan view showing the internal structure of the centrifugal force loading device of this invention. Figure 4 is also a front view, Figure 5
The figure is a longitudinal sectional view of the composite torsion rod device, FIG. 6 is a side view of the loading platform, and FIGS. 7 and 8 are explanatory diagrams of the operation of the composite torsion rod device. a... pit, b... sliding axis, c... rotating frame, d... pin support, e... sample box, f... motor, 1... pit, 2... sliding axis, 3... Bearing part, 4... Bearing part, 5... Rotating frame, 6...
Loading platform, 7...Composite torsion rod device, 8...Pin support, 9...Deck plate, 10...Hollow torsion rod, 11...Solid torsion bar, 12...Knock pin, 13...Flange, 14... ...sample box, 15...
...Motor, 16...Drive shaft, 17...Reduction gear, 1
8... Frame mounting base, 19... Bearing, 20...
Bracket for torsion rod.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 垂直な躯動軸2に固定した水平方向の回転フレ
ーム5に該回転フレーム5と直交する方向のピン
支承8によつて載荷台6を回動自在に吊支持して
なる遠心力載荷装置において、回転フレーム5に
固定した固定端を有する中空ねじり棒10と、該
中空ねじり棒10に挿入され、前記ピン支承8を
偏心させて取付けた自由端を有する中実ねじり棒
11とがそれぞれの他端で互いに固定的に連結さ
れてなる複合ねじり棒装置7を介して前記載荷台
6を吊支持し、かつ前記回転フレーム5の端部に
は所定以上の遠心力が作用したとき、前記複合ね
じり棒装置7の中空ねじり棒10および中実ねじ
り棒11のねじり角に伴なうピン支承8の変位に
より前記載荷台6の着座可能なデツキプレート9
を設けてなることを特徴とする遠心力載荷装置。
In a centrifugal force loading device in which a loading platform 6 is rotatably supported by a horizontal rotating frame 5 fixed to a vertical sliding shaft 2 by a pin support 8 in a direction orthogonal to the rotating frame 5, A hollow torsion rod 10 having a fixed end fixed to the rotating frame 5 and a solid torsion rod 11 having a free end inserted into the hollow torsion rod 10 and having the pin bearing 8 eccentrically attached thereto, the other end of each of which is fixed. When the loading platform 6 is suspended and supported via a composite torsion rod device 7 that is fixedly connected to each other, and a centrifugal force of a predetermined value or more is applied to the end of the rotating frame 5, the composite torsion rod The deck plate 9 can be seated on the loading platform 6 by the displacement of the pin support 8 in accordance with the torsion angle of the hollow torsion rod 10 and the solid torsion rod 11 of the device 7.
A centrifugal force loading device comprising:
JP9030980U 1980-06-27 1980-06-27 Expired JPS6146439Y2 (en)

Priority Applications (1)

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JP9030980U JPS6146439Y2 (en) 1980-06-27 1980-06-27

Applications Claiming Priority (1)

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JP9030980U JPS6146439Y2 (en) 1980-06-27 1980-06-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5712849U JPS5712849U (en) 1982-01-22
JPS6146439Y2 true JPS6146439Y2 (en) 1986-12-27

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ID=29452310

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JP9030980U Expired JPS6146439Y2 (en) 1980-06-27 1980-06-27

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