JP5489975B2 - Impact test apparatus and impact test method - Google Patents
Impact test apparatus and impact test method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5489975B2 JP5489975B2 JP2010282257A JP2010282257A JP5489975B2 JP 5489975 B2 JP5489975 B2 JP 5489975B2 JP 2010282257 A JP2010282257 A JP 2010282257A JP 2010282257 A JP2010282257 A JP 2010282257A JP 5489975 B2 JP5489975 B2 JP 5489975B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spring
- specimen
- impact test
- mounting base
- impact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009863 impact test Methods 0.000 title claims description 58
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 33
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
本発明は、大型構造物の供試体に衝撃を印加する衝撃試験装置および衝撃試験方法に関する。 The present invention relates to an impact test apparatus and an impact test method for applying an impact to a specimen of a large structure.
一般に、飛翔体や輸送機器などの大型構造物の初号機は、出荷前または製造過程確立前に規定の厳しさの衝撃に耐え得ることが可能であるかを確認する衝撃環境試験が実施される。この種の衝撃試験装置としては、所定の重量を有した衝突部材を供試体である大型構造物に衝突させることにより供試体に衝撃パルスを与える方式が広く用いられている。衝突部材の加速方法としては、自由落下方式、振子方式、高圧ガス射出方式などが用いられており、これらの方式によって得られる衝撃パルスの大きさは、主に衝突部材の衝突速度によって決定される。 In general, the first unit of large structures such as flying objects and transportation equipment is subjected to an impact environment test to confirm whether it can withstand the impact of the specified severity before shipping or establishing the manufacturing process. . As this type of impact test apparatus, a system in which an impact pulse having a predetermined weight is applied to a specimen by causing a colliding member to collide with a large structure as a specimen is widely used. As a method for accelerating the collision member, a free fall method, a pendulum method, a high-pressure gas injection method, or the like is used. The magnitude of the shock pulse obtained by these methods is mainly determined by the collision speed of the collision member. .
自由落下方式や振子方式の衝撃試験装置の場合には、頑丈につくられた重量物に供試体を設置して、高い位置から衝突部材を落下させる。また、高圧ガス射出方式の場合には、ガス圧を高くして衝突部材を射出する。そのため、自由落下方式や振子方式、高圧ガス射出方式の場合には、試験装置の大型化や複雑化が生じて、試験場所が限定されてしまうという問題があった。 In the case of a free fall type or pendulum type impact test apparatus, a test piece is installed on a heavy object that is made sturdy, and the collision member is dropped from a high position. In the case of the high pressure gas injection method, the collision member is injected by increasing the gas pressure. Therefore, in the case of the free-fall method, the pendulum method, and the high-pressure gas injection method, there is a problem that the test apparatus is enlarged and complicated, and the test place is limited.
このような、自由落下方式、振子方式や高圧ガス射出方式の場合の問題点を解消する方法として、特許文献1および特許文献2には、供試体が搭載されるテーブルとテーブルの下方からばねとシリンダと用いて衝突部材を供試体に衝突させることが開示されている。
As a method for solving such problems in the case of the free fall method, pendulum method and high pressure gas injection method,
図5には、ばねとシリンダとを用いた衝撃試験装置の概略構成図が示されている。
図5に示すように、ばねとシリンダとを用いた衝撃試験装置101は、供試体117が搭載されているテーブル114と、テーブル114の下方に設けられている衝突部材115を、衝突部材115の下方に接続されているばね116をシリンダ109によって圧縮して、圧縮されたばね116に蓄積された弾性エネルギを一気に開放することにより、衝突部材115を上方に加速移動させて、テーブル114に衝突させる構造となっており、自由落下方式、振子方式や高圧ガス射出方式の衝撃試験装置に比べて、衝撃試験装置101が小型化している。
FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of an impact test apparatus using a spring and a cylinder.
As shown in FIG. 5, the
このように、ばね116の弾性エネルギを利用した衝撃試験装置101が生じる衝撃パルスが図6に示されている。
図6は、縦軸に供試体117の衝撃パルスの大きさを示し、横軸にパルス幅(印加時間)を示している。衝撃試験装置101のようにばね116の弾性エネルギを利用した場合には、供試体117が固定されているテーブル114に衝突させる衝突部材115の衝突速度を増加させることにより衝突パルスの大きさ(パルス高さ)を調整することが容易に可能となっている。
FIG. 6 shows an impact pulse generated by the
In FIG. 6, the vertical axis indicates the magnitude of the shock pulse of the
しかし、ばね116の弾性エネルギを利用した衝撃試験装置101の場合には、衝撃環境試験の規格に見合ったパルス幅に調整することが困難であった。
また、供試体117が搭載されているテーブル114と、テーブル114の下方からばね116とシリンダ109と用いて衝突部材115をテーブル114に衝突させる図5および特許文献1に記載の発明は、衝突部材115の上面側(テーブル114と衝突する側の面)に調整部材110を設けて、調整部材110の硬さを調整してパルス幅を調整している。そのため、パルス幅の調整を試行錯誤して経験則により行うこととなり、衝撃環境試験全体に時間を要するという問題があった。
However, in the case of the
Further, the invention described in FIG. 5 and
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、衝撃パルス幅の調整のための時間を短縮して、効率的に衝撃環境試験を行うことが可能なばねの弾性エネルギを利用した衝撃試験装置および衝撃試験方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the impact using the elastic energy of a spring capable of efficiently performing an impact environment test by shortening the time for adjusting the impact pulse width. It is to provide a test apparatus and an impact test method.
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る衝撃試験装置は、供試体が固定される搭載台と、該搭載台を所定高さに固定して、所定以上の力が作用することによって破断する破断ボルトと、該破断ボルトを介して前記搭載台を上方に引き上げるシリンダと、前記搭載台に設けられて、前記シリンダによって圧縮されることにより前記搭載台に下方に向かう力を付加するばねと、前記搭載台の下方に設けられて、前記ばねに付加された下方に向かう力によって前記搭載台が衝突する衝突部材と、を備え、前記ばねの弾性係数が変更可能とされていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
An impact test apparatus according to the present invention includes a mounting base on which a specimen is fixed, a mounting bolt that is fixed at a predetermined height, and a breaking bolt that breaks when a force of a predetermined level or more acts. A cylinder that lifts the mounting table upward, a spring that is provided on the mounting table and applies a downward force to the mounting table by being compressed by the cylinder, and is provided below the mounting table. And a collision member that collides with the mounting base by a downward force applied to the spring, wherein the elastic coefficient of the spring is changeable.
本発明では、供試体が固定される搭載台に設けられて所定以上の力が作用することによって破断する破断ボルトと、破断ボルトを介して搭載台を上方に引き上げるシリンダと、シリンダによって圧縮されるばねと、破断ボルトが破断することにより供試体および搭載台が衝突する衝突部材と、を設けて、ばねの弾性係数を変更可能とした衝撃試験装置を用いることとした。このように、ばねの弾性係数を変更することにより、供試体に付加される衝撃パルス幅を調整することが可能となる。衝撃試験装置は、破断ボルトが破断することによってシリンダによって圧縮されていたばねに蓄積された弾性エネルギが解放されて、供試体および搭載台が下方に急加速移動して衝突部材に衝突する。このように、下方に急加速移動した搭載台が衝突部材に衝突することによって、供試体に衝撃パルスが付加されることとなる。そのため、ばねの弾性係数を変化させることによって、供試体に付加される衝撃パルス幅を変化させることができる。したがって、衝撃試験装置の小型化を図りつつ、簡易な作業によって衝撃パルス幅の調整を行うことができる。 In the present invention, a break bolt that is provided on a mounting base to which the specimen is fixed and breaks when a force of a predetermined level or more acts, a cylinder that pulls the mounting base upward via the breaking bolt, and a cylinder that is compressed by the cylinder An impact test apparatus is provided that includes a spring and a collision member that collides with the specimen and the mounting base when the fracture bolt breaks, so that the elastic coefficient of the spring can be changed. Thus, by changing the elastic coefficient of the spring, it is possible to adjust the impact pulse width added to the specimen. In the impact test apparatus, the elastic energy accumulated in the spring compressed by the cylinder is released when the fracture bolt breaks, and the specimen and the mounting base rapidly move downward and collide with the collision member. As described above, when the mounting table rapidly accelerated downward collides with the collision member, an impact pulse is applied to the specimen. Therefore, the shock pulse width added to the specimen can be changed by changing the elastic coefficient of the spring. Therefore, the impact pulse width can be adjusted by a simple operation while downsizing the impact test apparatus.
また、ばねの弾性係数を変更するだけで衝撃パルス幅の調整を行うことができるので、衝突環境試験の実施時間を短縮して効率よく試験を実施することができる。 In addition, since the shock pulse width can be adjusted only by changing the elastic coefficient of the spring, the time required for the collision environment test can be shortened and the test can be performed efficiently.
本発明に係る衝撃試験装置によれば、前記衝突部材は、前記搭載台が衝突することによって付加される下方に向かう力を吸収する吸収部材であって、前記ばねが自然長の際に、前記搭載台と当接する位置に設けられることを特徴とする。 According to the impact test apparatus according to the present invention, the collision member is an absorption member that absorbs a downward force added by the collision of the mounting table, and the spring has a natural length, It is provided in the position contact | abutted with a mounting base.
供試体を備える搭載台が衝突することによって、衝突部材に付加される下方に向かう力を吸収することが可能な吸収部材を衝突部材に用いることとした。さらに、衝突部材は、ばねが接続され搭載台の自由振動の中立位置に衝突部材の上方面が位置するように設けることとした。これにより、最初の衝撃パルス以降の振幅を衝突部材により吸収することができる。したがって、最初の衝撃パルスのみを主として取得することが可能となる。 An absorbing member capable of absorbing a downward force applied to the collision member when the mounting table including the specimen collides is used as the collision member. Further, the collision member is provided so that the upper surface of the collision member is located at a neutral position of the free vibration of the mounting base connected to the spring. Thereby, the amplitude after the first shock pulse can be absorbed by the collision member. Therefore, it is possible to mainly acquire only the first shock pulse.
本発明に係る衝撃試験装置によれば、前記衝突部材が前記搭載台に衝突する力は、前記破断ボルトの全長を変更することにより調整可能であることを特徴とする。 According to the impact test apparatus of the present invention, the force with which the collision member collides with the mounting base can be adjusted by changing the total length of the breaking bolt.
破断ボルトの全長を変更可能にすることとした。これにより、ばねの圧縮量を変えることができる。そのため、衝突部材が搭載台に衝突する力を容易に調整することが可能となる。 It was decided that the total length of the breaking bolt could be changed. Thereby, the compression amount of a spring can be changed. Therefore, it is possible to easily adjust the force with which the collision member collides with the mounting table.
本発明に係る衝撃試験方法によれば、供試体が固定される搭載台を所定高さに固定して、所定以上の力が作用することによって破断する破断ボルトを介して前記搭載台をシリンダにより上方に引き上げて、前記搭載台に設けられるばねが圧縮することにより下方向に向かう力を前記搭載台に付加して、該搭載台を該搭載台の下方に設けられる衝突部材に衝突させる衝撃試験装置の衝撃試験方法において、前記ばねの弾性係数を変化させることを特徴とする。 According to the impact test method of the present invention, the mounting table to which the specimen is fixed is fixed at a predetermined height, and the mounting table is inserted into the cylinder via the breaking bolt that is broken when a force of a predetermined level or more is applied. An impact test that pulls upward and applies a downward force to the mounting base by compressing a spring provided on the mounting base and causes the mounting base to collide with a collision member provided below the mounting base. In the impact test method for an apparatus, the elastic coefficient of the spring is changed.
上述した本発明の衝撃試験装置によれば、供試体が固定される搭載台に設けられて所定以上の力が作用することによって破断する破断ボルトと、破断ボルトを介して搭載台を上方に引き上げるシリンダと、シリンダによって圧縮されるばねと、破断ボルトが破断することにより供試体および搭載台が衝突する衝突部材と、を設けて、衝突部材が、ばねが接続された搭載台の自由振動の中立位置に衝突部材の上方面が位置するように設けることとした。衝撃試験装置は、破断ボルトが破断することによってシリンダによって圧縮されていたばねに蓄積された弾性エネルギが解放されて、供試体および搭載台が下方に急加速移動して衝突部材に衝突する。このように、下方に急加速移動した搭載台が衝突部材に衝突することによって、供試体に衝撃パルスが付加されることとなる。そのため、衝突部材が、ばねが接続された搭載台の自由振動の中立位置に衝突部材の上方面が位置するように設けることによって、最初の衝撃パルス以降の振幅を衝突部材により吸収することができる。したがって、最初の衝撃パルスのみを主として取得することができる。 According to the impact test apparatus of the present invention described above, a break bolt that is provided on a mounting base to which a specimen is fixed and breaks when a force of a predetermined level or more is applied, and the mounting base is pulled upward via the breaking bolt. A cylinder, a spring compressed by the cylinder, and a collision member that collides with the specimen and the mounting base when the fracture bolt breaks are provided, and the collision member is neutral vibration free of the mounting base to which the spring is connected. The upper surface of the collision member is provided at the position . Shock test apparatus is released elastic energy stored in the spring which has been compressed by the cylinder by the broken bolt is broken, specimen and mounting base collides with the collision member with rapid acceleration moves downward. As described above, when the mounting table rapidly accelerated downward collides with the collision member, an impact pulse is applied to the specimen. Therefore, by providing the collision member so that the upper surface of the collision member is positioned at the neutral position of the free vibration of the mounting base to which the spring is connected , the amplitude after the first shock pulse can be absorbed by the collision member. . Therefore, only the first shock pulse can be mainly acquired .
[第1実施形態]
以下、本発明に係る衝撃試験装置について図1から図4に基づいて説明する。
図1には、本実施形態に係る衝撃試験装置の概略構成図が示されている。
図示の衝撃試験装置1は、飛翔体や輸送機器等の大型構造物の初号機等を供試体17として、その供試体17に規定の衝撃力を印加することにより、供試体17が規定の厳しさ(衝撃力)に耐え得ることができるかを確認する衝撃環境試験を実施するための装置である。
[First Embodiment]
Hereinafter, an impact test apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an impact test apparatus according to the present embodiment.
In the illustrated
本実施形態の衝撃試験装置1は、供試体17が設けられており、かつ、所定の重量を有している供試体付テーブル(搭載台)14を緩衝材(衝突部材)15に衝突させることにより供試体17に衝撃パルスを与える方法であり、供試体付テーブル14の加速方法をばね16に蓄積された弾性エネルギを一気に開放して行う装置である。
The
衝撃試験装置1は、供試体17が固定されている供試体付テーブル14と、供試体付テーブル14を所定高さに固定して、所定以上の力が作用することによって破断する破断ボルト13と、破断ボルト13を介して供試体付テーブル14を上方に引き上げるジャッキ(シリンダ)9と、供試体付テーブル14に設けられて、ジャッキ9によって圧縮されることにより供試体付テーブル14に下方に向かう力を付加するばね16と、供試体付テーブル14の下方に設けられて、ばね16に付加された下方に向かう力によって供試体付テーブル14が衝突する緩衝材15と、を主に備えている。
The
このように構成されている衝撃試験装置1は、床上に定盤2が設置され、定盤2から複数本(例えば、4本、図1には2本だけを示す)の支柱3が起立されている。支柱3の上端近傍には、4本の支柱3によって定盤2に平行になるように支持されている横梁4が設けられている。
横梁4は、略直方体形状をしている。横梁4の下面は、平面となっており、定盤2に対して平行に設けられている。横梁4は、その下面に天井板5が固定されている。
The
The
横梁4の下面に設けられている天井板5は、略四角形状の平板状をしており、その下面側は平面となっている。天井板5には、その四隅から下方に延在しているばね調整座6とばね調整ボルト7とが設けられている。ばね調整座6は、ばね調整ボルト7の外周に設けられている。ばね調整座6の内周側には、ねじ山が設けられており、ばね調整ボルト7の外周側と螺合可能となっている。
The
天井板5の下面側の略中央部には、ジャッキ架台8が設けられている。ジャッキ架台8には、その内周側を上下方向に往復摺動するジャッキ9が設けられている。ジャッキ架台8およびジャッキ9の下端には、フランジ10が設けられている。
A
ジャッキ架台8およびジャッキ9の下端に設けられているフランジ10は、その下面側に接続ボルト10aを介してストッパー11が接続されている。ストッパー11は、略直方体形状とされており、その内側には、後述するジャッキアダプタ12が収容されている。略直方体形状のストッパー11は、その縦断面図が図1に示すように略台形形状とされており、フランジ10の下面側から下方に向かって先細り形状となっている。
The
周囲をストッパー11に囲まれているフランジ10の下面側の略中心部には、前述したジャッキアダブタ12が設けられている。ジャッキアダブタ12は、フランジ10を介してジャッキ9に接続されており、ジャッキ9の動きに合わせて上下方向に移動可能となっている。ジャッキアダプタ12は、その下端の略中央部に供試体付テーブル14を所定高さに固定する破断ボルト(ラプチャーボルト)13を有している。
The
天井板5の四隅から下方に向かって延在しているばね調整ボルト7の下端には、ばね16が接続されている。ばね16は、例えば、4つ設けられており、各ばね16の下端は、供試体付テーブル14の四隅に接続されて供試体付テーブル14を下垂している。ばね16は、ばね調整ボルト7を介して天井板5の四隅と供試体付テーブル14の四隅との間を接続することが望ましいが、設置するばね16の個数によっては、この限りではない。
A
ばね16によって下垂している供試体付テーブル14は、略立方体形状とされている。供試体付テーブル14は、上方側テーブル14aと、下方側テーブル14bと、上方側テーブル14aと下方側テーブル14bとの間を接続している2本の脚部14cとから構成されている。2本の脚部14cは、支柱3に略平行になるように上方側テーブル14aと下方側テーブル14bとの間を接続している。
The specimen-attached table 14 that is suspended by the
上方側テーブル14aは、所定の厚みを有した平板状で、その上面側、下面側ともに平面である。上方側テーブル14aの上面側は、その四隅にばね16が各々接続されると共に、略中心部には、ジャッキアダプタ12に接続されている破断ボルト13の反対端が固定されている。
The upper table 14a is a flat plate having a predetermined thickness, and both the upper surface side and the lower surface side are flat. On the upper surface side of the upper table 14a, springs 16 are connected to the four corners, and the opposite end of the breaking
下方側テーブル14bは、その上面側が平面であり、下面側の略中央部が下方に向かって凸状に撓んだ形状とされている。下方側テーブル14bの上面側には、衝撃環境試験を実施する供試体17が固定されている。下方側テーブル14bの下面側の下方には、緩衝材(吸収部材)15が設けられており、下面側の略中央部の凸状部分と当接している。
The lower table 14b has a flat upper surface and a substantially central portion on the lower surface bent in a convex shape downward. A
緩衝材15は、試体付テーブル14が自由振動した場合中立位置となるような位置に、上方側がばね16によって下垂している供試体付テーブル14の下方側テーブル14bの下面側の凸状部分の頂点が設けられている。緩衝材15は、供試体17を備えている供試体付テーブル14が衝突することによって緩衝材15に付加された下方に向かう力を吸収することが可能な吸収部材とされ、例えば、硬質ウレタン等が用いられる。
The cushioning
破断ボルト13は、その軸方向の略中心位置に、図示しないノッチ(切り欠き)が設けられている。このノッチは、ジャッキアダプタ12を介してジャッキ9により破断ボルト13が引き込まれて、破断ボルト13に所定値以上の引張力(力)が作用することによってことにより破断可能となっている。
The breaking
4つのばね16によってばね調整座6を介して横梁4から下垂している供試体付テーブル14は、支柱3から供試体付テーブル14の方向に向かって突出するように設けられているガイド18によって、水平方向の移動が規制されている。そのため、供試体付テーブル14は、ガイド18に沿って上下方向のみを移動することとなる。
The table 14 with the specimen suspended from the
次に本実施形態に係る衝撃試験装置を用いた衝撃環境試験方法(衝撃試験方法)について、図1から図4を用いて説明する。
供試体付テーブル14の下方側テーブル14bの上面側に供試体17をボルト(図示せず)等によって固定する。供試体17が固定された供試体付テーブル14には、その上方側テーブル14aの上面側の四隅に4本のばね16を取り付ける。
Next, an impact environment test method (impact test method) using the impact test apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
The
上方側テーブル14aの四隅に取り付けられたばね16をばね調整ボルト7に取り付ける。ばね調整ボルト7を天井板5の下面側に設けられているばね調整座6に螺合させることによって、供試体付テーブル14が天井板5に下垂して支持されることとなる。この状態で下垂している供試体付テーブル14の下方側テーブル14bの下面側の略中央部の凸状部分は、供試体付テーブル14の下方に設けられている緩衝材15と当接している。この位置を中立位置とする。
The
さらに、ジャッキ9を伸長させて、ジャッキ9の下端と供試体付テーブル14の上方側テーブル14aの上面側との間に破断ボルト13を取り付ける。このように取り付けた破断ボルト13には、この時点で引張力が作用していないこととなる。
Further, the jack 9 is extended, and the breaking
次に、ジャッキ9を図1において上方側に引き込むように操作する。これによって、ばね16が圧縮して、供試体付テーブル14が上方に移動する。さらにジャッキ9を引き込むように操作することによって、供試体付テーブル14の上方側テーブル14aの上面側とジャッキ架台8の下端に設けられているストッパー11の下端とが当接する。この時点でばね16の圧縮が終了し、圧縮力は以降一定に保たれる。
Next, the jack 9 is operated so as to be pulled upward in FIG. As a result, the
ストッパー11とジャッキ架台8とによってジャッキ9の引き込みが規制されてからも、なお、引き続きジャッキ9を引き込むように操作する。すると、破断ボルト13に徐々に引張力が作用する。このように破断ボルト13に作用する引張力が所定値に達した時点で、破断ボルト13がノッチから瞬時に破断する。
Even if the pull-in of the jack 9 is regulated by the
破断ボルト13が破断することによって、圧縮していたばね16に蓄積されていた弾性エネルギが一気に解放される。ばね16に蓄積されていた弾性エネルギの解放によって、供試体付テーブル14が下方に向かって移動する。この際、供試体付テーブル14は、ばね16により加速されて移動して、中立位置において供試体付テーブル14の下方側テーブル14bの下面側の凸状部分が緩衝材15に衝突する。これによって、供試体付テーブル14に固定されている供試体17には、衝撃パルスが与えられることとなる。
When the breaking
このような衝撃試験装置1によって供試体17に与えられる衝撃パルス幅は、ばね16と供試体付テーブル14の重量とから求めることができる。すなわち、ばね16のばね定数(弾性係数)Kおよび供試体付テーブル14の重量Mから求められる固有振動数fは、以下の式となることが一般的に知られている。
f=1/2×π×(K/M)1/2 (1)
式(1)によって求められる固有振動数fの逆数である周波数Fが供試体17に与えられる衝撃パルス幅となる。
The impact pulse width given to the
f = 1/2 × π × (K / M) 1/2 (1)
The frequency F that is the reciprocal of the natural frequency f obtained by the equation (1) is the shock pulse width given to the
ここで、供試体付テーブル14の重量Mは一定であるため、衝撃パルス幅は、ばね定数Kの関数となる。したがって、衝撃パルス幅は、ばね定数Kを変えることによって、容易に調整可能とされる。 Here, since the weight M of the table 14 with the specimen is constant, the shock pulse width is a function of the spring constant K. Therefore, the shock pulse width can be easily adjusted by changing the spring constant K.
次に衝撃パルス幅の調整方法について説明する。
衝撃パルス幅を調整する際には、ばね定数Kを変える。すなわち、ばね定数Kが異なるばね16に交換、または、ばね16の本数を変更する。このように、ばね定数Kが変更可能とされている衝撃試験装置1を用いることによって供試体17の衝撃パルス幅(印加時間)を調整する。
Next, a method for adjusting the shock pulse width will be described.
When adjusting the shock pulse width, the spring constant K is changed. That is, the
図2には、本発明の衝撃試験装置1を用いて衝撃パルス幅を変化させた場合のグラフが示されている。
図2において、縦軸は衝撃パルスの大きさを示し、横軸は衝撃パルス幅を示している。
前述したようにばね定数Kを変化させることによって、図2の実線、一点鎖線、二点鎖線に示すように供試体17の衝撃パルス幅(図2中の横軸に平行な矢印で示す幅)を変えることができる。
FIG. 2 shows a graph when the impact pulse width is changed using the
In FIG. 2, the vertical axis represents the magnitude of the shock pulse, and the horizontal axis represents the shock pulse width.
By changing the spring constant K as described above, the shock pulse width of the specimen 17 (width indicated by the arrow parallel to the horizontal axis in FIG. 2) as shown by the solid line, the alternate long and short dash line in FIG. Can be changed.
図3には、図2において実線で示したばね定数Kの加速度と周波数との関係を示すグラフが示されている。
図3において、縦軸は加速度を示し、横軸は周波数を示している。
本実施形態の衝撃試験装置1は、緩衝材15を有している。そのため、図3に示すように、最初の衝撃パルス以降の振幅を緩衝材15により吸収することが可能とされている。
FIG. 3 shows a graph showing the relationship between the acceleration and frequency of the spring constant K indicated by the solid line in FIG.
In FIG. 3, the vertical axis represents acceleration and the horizontal axis represents frequency.
The
ここで、比較のために、図4を用いて、緩衝材15を有する場合と緩衝材15が無い場合とについて説明する。
図4には、本実施形態の衝撃試験装置1が緩衝材15を有する場合と緩衝材15が無い場合との衝撃波形を示したグラフが示されている。
図4において縦軸は、振動の振幅を示し、横軸は、時間を示している。また、実線は、緩衝材15がない場合を示し、破線は、緩衝材15を中立位置に挿入した場合を示している。
Here, for comparison, a case where the
FIG. 4 shows a graph showing impact waveforms when the
In FIG. 4, the vertical axis represents the amplitude of vibration, and the horizontal axis represents time. A solid line indicates a case where the
緩衝材15がない場合には、供試体17を搭載している供試体付テーブル14の振動の振幅は、自由振動となり、その振幅は、図4の実線で示すように時間と共に減衰することとなる。一方、緩衝材15を有している場合には、最初の振幅以外が衝撃試験装置1の中立位置において緩衝材15により吸収されることとなる。そのため、図4の破線に示すように、最初の振幅のみが緩衝材15がない場合と同様な形状となるが、最初の振幅以外すなわち最初の振幅から以降の振幅は、ほぼ0となる。このように、緩衝材15を中立位置に設けることによって、衝撃環境試験時に最初の衝撃パルスのみを計測することが可能となる。
When the
以上説明したように、本実施形態にかかる衝撃試験装置1および衝撃試験方法によれば、以下の作用効果を奏する。
供試体17が固定されている供試体付テーブル(搭載台)14に設けられて所定値以上の引張力(力)が作用することによって破断する破断ボルト13と、破断ボルト13を介して供試体付テーブル14を上方に引き上げるジャッキ(シリンダ)9と、ジャッキ9によって圧縮されるばね16と、破断ボルト13が破断することにより供試体17および供試体付テーブル14が衝突する緩衝材(衝突部材)15と、を設けて、ばね16のばね定数(弾性係数)Kを変更可能とした衝撃試験装置1を用いることとした。このように、ばね16のばね定数Kを変更することにより、供試体17に付加される衝撃パルスの幅を調整することが可能となる。衝撃試験装置1は、破断ボルト13が破断することによってジャッキ9によって圧縮されていたばね16に蓄積されていた弾性エネルギが解放されて、供試体17および供試体付テーブル14が下方に急加速移動して緩衝材15に衝突する。このように、下方に急加速移動した供試体付テーブル14が緩衝材15に衝突することによって、供試体17に衝撃パルスが付加されることとなる。そのため、ばね16のばね定数Kを変化させることによって、供試体17に付加される衝撃パルス幅を変化させることができる。したがって、衝撃試験装置1の小型化を図りつつ、簡易な作業によって衝撃パルス幅の調整を行うことができる。
As described above, according to the
A breaking
また、ばね16のばね定数Kを変更するだけで衝撃パルス幅の調整を行うことができるので、衝突環境試験の実施時間を短縮して効率よく試験を実施することができる。
Further, since the impact pulse width can be adjusted only by changing the spring constant K of the
供試体17を備えている供試体付テーブル14が衝突することによって緩衝材15に付加された下方に向かう力を吸収することが可能な硬質ウレタンを緩衝材(吸収部材)15に用いることとした。さらに、緩衝材15は、ばね16が接続されている供試体付テーブル14の自由振動の中立位置に、緩衝材15の上面が位置するように設けることとした。これにより、緩衝材15に衝撃した最初の衝撃パルス以降の振幅を緩衝材15により吸収することができる。したがって、最初の衝撃パルスのみを取得することが可能となる。
Hard urethane capable of absorbing the downward force added to the
[第2実施形態]
本実施形態の衝撃試験装置は、破断ボルトの全長を変化させる点で、第1実施形態と相違しその他は同様である。したがって、同一の構成および試験方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
The impact test apparatus of the present embodiment is different from the first embodiment in that the entire length of the broken bolt is changed, and the others are the same. Therefore, about the same structure and test method, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
供試体が固定されている供試体付テーブル(搭載台)を緩衝材(衝突部材、吸収部材)に衝突させる力は、ばねの圧縮量を変えることによって異なってくる。そこで、ジャッキアダプタと供試体付テーブルの上方側テーブルとの間に設置される破断ボルトの全長を変更することとした。 The force with which the table with the specimen (mounting table) on which the specimen is fixed collides with the buffer material (impact member, absorbing member) varies depending on the amount of compression of the spring. Therefore, it was decided to change the total length of the break bolts installed between the jack adapter and the upper table of the table with the specimen.
すなわち、破断ボルトの全長を変更することによって、ジャッキアダプタの下端と供試体付テーブルの上方側テーブルとの間の距離が変えることができる。破断ボルトの全長が変わるので、ジャッキ(シリンダ)が供試体付テーブルを上方に引き込む距離が変わる。そのため、ジャッキによって圧縮されるばねの圧縮量を変えることができる。したがって、供試体付テーブルを緩衝材に衝突させる力を衝撃パルス幅の調整と独立に制御することが可能となる。 That is, the distance between the lower end of the jack adapter and the upper table of the table with the specimen can be changed by changing the total length of the breaking bolt. Since the total length of the breaking bolt changes, the distance that the jack (cylinder) pulls the table with the specimen upward is changed. Therefore, the compression amount of the spring compressed by the jack can be changed. Therefore, it is possible to control the force of causing the table with the specimen to collide with the buffer material independently of the adjustment of the shock pulse width.
以上説明したように、本実施形態にかかる衝撃試験装置および衝撃試験方法によれば、以下の作用効果を奏する。
破断ボルトの全長を変更することとした。これにより、ばねの圧縮量を変えることができる。そのため、供試体付テーブルを緩衝材に衝突させる力を容易に調整することが可能となる。
As described above, according to the impact test apparatus and impact test method according to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
The total length of the broken bolt was changed. Thereby, the compression amount of a spring can be changed. Therefore, it is possible to easily adjust the force that causes the table with the specimen to collide with the buffer material.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.
1 衝撃試験装置
4 供試体付テーブル(搭載台)
9 ジャッキ(シリンダ)
13 破断ボルト
15 緩衝材(衝突部材、吸収部材)
16 ばね
17 供試体
1
9 Jack (cylinder)
13
16
Claims (5)
該搭載台を所定高さに固定して、所定以上の力が作用することによって破断する破断ボルトと、
該破断ボルトを介して前記搭載台を上方に引き上げるシリンダと、
前記搭載台に設けられて、前記シリンダによって圧縮されることにより前記搭載台に下方に向かう力を付加するばねと、
前記搭載台の下方に設けられて、前記ばねに付加された下方に向かう力によって前記搭載台が衝突する衝突部材と、を備え、
前記衝突部材は、前記搭載台が衝突することによって付加される下方に向かう力を吸収する吸収部材であって、前記ばねが自然長の際に、前記搭載台と当接する位置に設けられることを特徴とする衝撃試験装置。 A mounting base on which the specimen is fixed;
The mounting base is fixed at a predetermined height, and a breaking bolt that breaks when a force exceeding a predetermined level is applied,
A cylinder that pulls the mounting table upward via the breaking bolt;
A spring that is provided on the mounting table and applies a downward force to the mounting table by being compressed by the cylinder;
A collision member that is provided below the mounting table and collides with the mounting table by a downward force applied to the spring;
The collision member is an absorbing member that absorbs a downward force added by the collision of the mounting table, and is provided at a position where the spring comes into contact with the mounting table when the spring has a natural length. Characteristic impact test equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010282257A JP5489975B2 (en) | 2010-12-17 | 2010-12-17 | Impact test apparatus and impact test method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010282257A JP5489975B2 (en) | 2010-12-17 | 2010-12-17 | Impact test apparatus and impact test method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012127927A JP2012127927A (en) | 2012-07-05 |
| JP5489975B2 true JP5489975B2 (en) | 2014-05-14 |
Family
ID=46645112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010282257A Active JP5489975B2 (en) | 2010-12-17 | 2010-12-17 | Impact test apparatus and impact test method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5489975B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109187017A (en) * | 2018-10-12 | 2019-01-11 | 江苏理工学院 | A kind of new-type rolling bearing radial loading device and its application method |
| CN109540446A (en) * | 2018-11-06 | 2019-03-29 | 西安航天动力测控技术研究所 | Solid engines drop type impact test data processing method based on time domain impulse area |
| CN112213065A (en) * | 2020-09-22 | 2021-01-12 | 广东威尔科技推广有限公司 | Electronic product detection test stand |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5986875B2 (en) * | 2012-10-12 | 2016-09-06 | 三菱重工業株式会社 | Impact test apparatus and impact test method |
| CN103712766B (en) * | 2014-01-02 | 2016-02-03 | 齐鲁工业大学 | A kind of Full-automatic fuel tank balance weight impact testing machine |
| CN104977145A (en) * | 2015-05-20 | 2015-10-14 | 赵士立 | Spring elastic force detection frame |
| CN105067216B (en) * | 2015-08-18 | 2018-02-13 | 佛山市百进一精密机械有限公司 | A kind of detection means for being used to detect the variable force collision performance of hydraulic bjuffer |
| CN105387987A (en) * | 2015-12-11 | 2016-03-09 | 苏州市华测检测技术有限公司 | Manual high-frequency mechanical impact test apparatus |
| WO2019049304A1 (en) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 神栄テストマシナリー株式会社 | Impact test device |
| CN108593238B (en) * | 2018-05-08 | 2024-06-21 | 中北大学 | Long pulse width high amplitude pneumatic impact and climate comprehensive environmental stress test device |
| CN109406022A (en) * | 2018-05-25 | 2019-03-01 | 苏州博之盾防护技术有限公司 | A kind of shank force test device of simulated explosion impact |
| CN109342223A (en) * | 2018-10-29 | 2019-02-15 | 北京科技大学 | A Simple Launching Device for Rock Impact Test |
| US11441983B2 (en) * | 2020-07-01 | 2022-09-13 | Uatc, Llc | Systems and methods for optimizing drop test configurations |
| CN111982447A (en) * | 2020-08-04 | 2020-11-24 | 中汽研汽车检验中心(天津)有限公司 | high-G-value half-sinusoidal acceleration crash test bed and test method |
| CN115524237B (en) * | 2022-11-09 | 2025-09-26 | 山西二建集团有限公司 | A test device for realizing compression-bending boundary conditions under axial impact |
| CN116625624B (en) * | 2023-07-20 | 2023-11-03 | 中久光电产业有限公司 | Semiconductor laser shock resistance test device |
| CN120253148B (en) * | 2025-06-06 | 2025-08-05 | 中国测试技术研究院力学研究所 | Buffer shock test equipment and method |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5933852B2 (en) * | 1982-08-20 | 1984-08-18 | 吉田精機株式会社 | Drop impact tester |
| JPS6132946U (en) * | 1984-07-30 | 1986-02-27 | 三菱重工業株式会社 | Impact vibration device |
| JP4254416B2 (en) * | 2003-08-12 | 2009-04-15 | 株式会社Ihi | High-speed collision test method and apparatus |
-
2010
- 2010-12-17 JP JP2010282257A patent/JP5489975B2/en active Active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109187017A (en) * | 2018-10-12 | 2019-01-11 | 江苏理工学院 | A kind of new-type rolling bearing radial loading device and its application method |
| CN109540446A (en) * | 2018-11-06 | 2019-03-29 | 西安航天动力测控技术研究所 | Solid engines drop type impact test data processing method based on time domain impulse area |
| CN109540446B (en) * | 2018-11-06 | 2020-07-03 | 西安航天动力测控技术研究所 | Solid engine drop-out impact test processing method based on time domain impact area |
| CN112213065A (en) * | 2020-09-22 | 2021-01-12 | 广东威尔科技推广有限公司 | Electronic product detection test stand |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012127927A (en) | 2012-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5489975B2 (en) | Impact test apparatus and impact test method | |
| JP4254416B2 (en) | High-speed collision test method and apparatus | |
| EP2889877B1 (en) | Seismic isolation assembly | |
| Ceravolo et al. | Semi-active control of the rocking motion of monolithic art objects | |
| JP5027037B2 (en) | Vibration control device | |
| JP2008286679A (en) | Pile dynamic horizontal loading test method and dynamic horizontal loading test device | |
| JP2016084845A (en) | Base isolation device and base isolation method | |
| JP6057442B2 (en) | Impact testing machine | |
| CN105387983B (en) | A kind of battery detecting heavy impact device | |
| RU2625639C1 (en) | Stand for impact testing | |
| JP6097877B1 (en) | Impact experiment apparatus and impact experiment method | |
| JP3619110B2 (en) | Elevator shock absorber | |
| CN101443646A (en) | Shock and launch equipment | |
| CN108534976A (en) | A kind of shock response spectrum generator applied on vertical impact testing machine | |
| JP4029514B2 (en) | Impact test equipment | |
| JP7050370B1 (en) | Cast sand remover | |
| WO2019049304A1 (en) | Impact test device | |
| KR102190869B1 (en) | An Isolating Apparatus for Limiting a Vertical Direction Seismic Impact | |
| CN104712697B (en) | Intensive-impact-resistant and inclination-resistant vibration isolator for ship display and control console | |
| RU2749646C1 (en) | Dynamic test stand (options) | |
| CN210487219U (en) | Impact test device | |
| JP5473489B2 (en) | Elevator spring shock absorber | |
| WO2019026520A1 (en) | Antivibration support structure and antivibration system | |
| JP5448984B2 (en) | Gas insulated switchgear | |
| US7007540B2 (en) | Methods and apparatus for conducting high g-force testing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130130 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131029 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131105 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140106 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140128 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140225 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5489975 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |