JPH0146019B2 - - Google Patents
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- JPH0146019B2 JPH0146019B2 JP18875382A JP18875382A JPH0146019B2 JP H0146019 B2 JPH0146019 B2 JP H0146019B2 JP 18875382 A JP18875382 A JP 18875382A JP 18875382 A JP18875382 A JP 18875382A JP H0146019 B2 JPH0146019 B2 JP H0146019B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/30—Investigating 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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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高速負荷試験機における衝撃力計測装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an impact force measuring device in a high speed load testing machine.
一般に、高速負荷試験機では、被試験体に所定
の高速度、例えば１ｍ／sec〜20ｍ／sec、でポン
チを衝突させて衝撃力を発生させ、被試験体の衝
撃破壊荷重やそのエネルギを計測する。従来の装
置においては、ポンチを所定の高さからロープ、
滑車等を介して自然落下させ、ポンチの重量とそ
の高さとからエネルギを計算して、衝撃力の計測
を行つていた。このような方法では、被試験体の
瞬間的な破壊の仕方、荷重の加わり方、および真
のエネルギ等が不明であつて、満足するに充分な
データを得ることができなかつた。 Generally, in high-speed load testing machines, impact force is generated by impacting the test object with a punch at a predetermined high speed, for example, 1 m/sec to 20 m/sec, and the impact breaking load of the test object and its energy are measured. do. In conventional equipment, the punch is attached to a rope from a predetermined height.
The impact force was measured by letting the punch fall naturally via a pulley, etc., and calculating the energy from the weight of the punch and its height. In such a method, the method of instantaneous destruction of the test object, the method of applying load, the true energy, etc. are unknown, and it is not possible to obtain sufficient data to satisfy the test object.
そこで考えられるのは、ポンチにロードセルを
組み込んで計装化し、衝撃力を計測する方法であ
るが、ポンチに作用する加速度に起因する慣性力
をロードセルが検出してしまい、被試験体に作用
する真の衝撃力を分離、検出することができなか
つた。 A possible solution would be to incorporate a load cell into the punch and instrument it to measure the impact force, but the load cell would detect the inertial force caused by the acceleration acting on the punch, which would affect the test object. It was not possible to separate and detect the true impact force.
本発明の目的はポンチの衝突による被試験体に
作用する真の衝撃力を分離検出し得る衝撃力計測
装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an impact force measuring device that can separate and detect the true impact force acting on a test object due to a punch impact.
この目的を達成するための構成を、実施例に対
応する第１図、第２図を参照しつつ説明すると、
本発明は、荷重感応部４２がポンチ３と結合され
た第１のロードセル４に加え、荷重感応部５２が
ポンチ３と接触せず、かつ、本体枠５１のみが第
１のロードセル４の本体枠４１に固着された第２
のロードセル５を設けるとともに、その第２のロ
ードセル５の検出信号Fα′に、第１および第２の
ロードセルの各荷重感応部４２および５２に連結
された質量の相違に基づく計数Ｍ（慣性力補正マ
スフアクタ）を乗じた信号Fαを、第１のロード
セル４の検出信号F0から減ずる演算部８を備え、
その演算部８による演算結果を被試験体に作用す
る衝撃力計測値として出力するよう構成したこと
によつて、特徴づけられる。 The configuration for achieving this purpose will be explained with reference to FIGS. 1 and 2, which correspond to embodiments.
In addition to the first load cell 4 in which the load sensitive part 42 is coupled to the punch 3, the load sensitive part 52 does not come into contact with the punch 3, and only the main body frame 51 is connected to the main body frame of the first load cell 4. The second fixed to 41
A load cell 5 is provided, and the detection signal Fα' of the second load cell 5 is subjected to a count M (inertial force correction a calculation unit 8 that subtracts a signal Fα multiplied by a mass factor) from the detection signal F 0 of the first load cell 4;
It is characterized by being configured so that the calculation result by the calculation unit 8 is output as a measured value of the impact force acting on the test object.
以下、図面に基づいて本発明実施例の説明を行
う。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第１図は本発明実施例の構成を示すブロツク図
であり、第２図はそのポンチ部２の要部断面図で
ある。 FIG. 1 is a block diagram showing the structure of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a main part of the punch section 2. As shown in FIG.
高速負荷試験機のピストンロツド１の先端に設
けられたポンチ部２は、被試験体に直接衝突する
ポンチ３と、第１および第２のロードセル４およ
び５を主体として構成されている。第１および第
２のロードセル４および５は、それぞれ、本体枠
４１，５１に対して荷重感応部４２，５２が支承
されてなり、この荷重感応部４２，５２に作用す
る力を検出する通常のロードセルであつて、第１
のロードセル４の荷重感応部４２にはポンチ３が
固着されており、第２のロードセル５の荷重感応
部５２はポンチ３に接触していない。そして、こ
の第１と第２のロードセル４と５は本体枠４１と
５１において互いに固着され、この本体枠４１，
５１がピストンロツド１に固着されている。第２
のロードセル５の荷重感応部には、当該第２のロ
ードセル５の固有振動数をポンチ３を固着した第
１のロードセル４の固有振動数に一致させ、互い
の出力の位相差を除去する為に、重り５ａが固着
されている。この重り５ａは、試験に応じて変更
されるポンチ３に対応して変更することができ
る。第１のロードセル４の出力および第２のロー
ドセル５の出力は、それぞれ出力ケーブル２ａに
よつてロードアンプ６および慣性力用ロードアン
プ７に導かれて増巾された後、演算部８に導入さ
れる。演算部８においては、慣性力用アンプ７の
出力Fα′に、後述する慣性力補正マスフアクタＭ
を乗じてFα′・Ｍ＝Fαとし、その値Fαをロード
アンプ６の出力F0から減じてFs＝F0−Fαを算出
して出力し、その出力Fsはトランジエントメモ
リ９に導入されて記憶される。 A punch section 2 provided at the tip of a piston rod 1 of a high-speed load testing machine is mainly composed of a punch 3 that directly collides with a test object, and first and second load cells 4 and 5. The first and second load cells 4 and 5 have load sensitive parts 42 and 52 supported by main body frames 41 and 51, respectively, and are conventional for detecting the force acting on the load sensitive parts 42 and 52. A load cell, the first
The punch 3 is fixed to the load sensitive part 42 of the second load cell 4, and the load sensitive part 52 of the second load cell 5 is not in contact with the punch 3. The first and second load cells 4 and 5 are fixed to each other in the main body frames 41 and 51, and the main body frames 41 and 51 are fixed to each other.
51 is fixed to the piston rod 1. Second
The load sensitive part of the load cell 5 is provided with a load cell in order to match the natural frequency of the second load cell 5 with the natural frequency of the first load cell 4 to which the punch 3 is fixed, and to eliminate the phase difference between their outputs. , a weight 5a is fixed. This weight 5a can be changed according to the punch 3 that is changed depending on the test. The output of the first load cell 4 and the output of the second load cell 5 are respectively led to a load amplifier 6 and an inertial force load amplifier 7 through an output cable 2a and amplified, and then introduced into the calculation unit 8. Ru. In the calculation unit 8, an inertia force correction mass factor M, which will be described later, is applied to the output Fα' of the inertia force amplifier 7.
The value Fα is subtracted from the output F 0 of the load amplifier 6 to calculate and output Fs = F 0 - Fα, and the output Fs is introduced into the transient memory 9. be remembered.
次に作用を述べる。試験機のピストン高速度で
駆動して被試験体にポンチ３を衝突させると、こ
の衝突によつて被試験体に衝撃力が作用するが、
同一の衝撃力がポンチ３に作用し、このポンチ３
を荷重感応部４２に固着した第１のロードセル４
の出力変化となつて表れる。ところが、この第１
のロードセル４の出力には、荷重感応部４２とこ
れに結合されたポンチ３の合計質量ｍが衝突前に
持つていた速度が急に０になることによつて生ず
る力、つまり衝突時の慣性力も含まれることにな
り、衝撃力のみを検出することはできない。つま
りロードアンプ６を経た第１のロードセル４によ
る衝突時の検出値をF0とし、真の衝撃力をFs、
上述の慣性力をFαとすると、
F0＝Fs＋Fα …(1)
となつて、FsまたはFαの大きさはいずれも不明
である。 Next, we will discuss the effect. When the piston of the testing machine is driven at high speed and the punch 3 collides with the test object, an impact force is applied to the test object due to this collision.
The same impact force acts on the punch 3, and this punch 3
The first load cell 4 is fixed to the load sensing part 42.
This appears as a change in the output. However, this first
The output of the load cell 4 is the force generated when the velocity of the total mass m of the load sensing part 42 and the punch 3 connected thereto before the collision suddenly becomes 0, that is, the inertia at the time of the collision. Since force is also included, it is not possible to detect only impact force. In other words, the value detected at the time of collision by the first load cell 4 after passing through the load amplifier 6 is F 0 , and the true impact force is Fs,
If the above-mentioned inertial force is Fα, then F 0 =Fs+Fα (1), and the magnitude of either Fs or Fα is unknown.
一方、第２のロードセル５は、荷重感応部５２
にポンチ３が連続されていないので、被試験体と
の衝突による衝撃力は伝わらず、従つてその出力
には、荷重感応部５２とこれに結合された重り５
ａの合計質量m′が衝突前に持つていた速度が０
になることによつて生ずる慣性力のみが含まれる
ことになる。従つて、慣性力用ロードアンプ７を
経た第２のロードセル５による衝突時の検出値
Fα′は、衝突により作用する加速度をαとする
と、
Fα′＝m′×α …(2)
で表わすことができる。 On the other hand, the second load cell 5 has a load sensing section 52
Since the punch 3 is not connected continuously to the test object, the impact force caused by the collision with the test object is not transmitted, and therefore the output includes the load sensing part 52 and the weight 5 connected to it.
The velocity that the total mass m' of a had before the collision is 0
Only the inertial force caused by this will be included. Therefore, the value detected at the time of collision by the second load cell 5 after passing through the inertial force load amplifier 7
Fα′ can be expressed as Fα′=m′×α (2), where α is the acceleration exerted by the collision.
ここで、第１のロードセル４の荷重感応部４２
とこれに結合されたポンチ３にも衝突によつて同
一の加速度αが作用するから、(1)式におけるFα
は、
Fα＝ｍ×α …(3)
で表わすことができる。 Here, the load sensing part 42 of the first load cell 4
Since the same acceleration α acts on the punch 3 connected to this due to the collision, Fα in equation (1)
can be expressed as Fα=m×α …(3).
演算部８において慣性力用ロードアンプ７の出
力信号に乗ぜられる慣性補正マスフアクタＭは、
第１および第２のロードセル４および５の各荷重
感応部４２および５２質量と、ポンチ３および重
り５ａの質量に基づいて、
Ｍ＝ｍ／m′ …(4)
にあらかじめ設定される。 The inertia correction mass factor M multiplied by the output signal of the inertia force load amplifier 7 in the calculation unit 8 is
M=m/m' (4) is preset based on the masses of the load sensing parts 42 and 52 of the first and second load cells 4 and 5, and the masses of the punch 3 and weight 5a.
従つて、演算部８においては、(1)〜(4)式から、
F0−Fα′×Ｍ
＝Fs＋ｍ×α−m′×α×ｍ／m′
＝Fs …(5)
なる演算が行われることになり、その演算出力に
は衝撃力のみの検出信号Fsが残されることにな
る。このように、ロードセル４と第２のロードセ
ル５の固有振動数を一致せしめて互いの出力の位
相差を無くし、第１のロードセル４によつて検出
される衝撃力と慣性力との合力の出力波形から、
慣性力成分が除去されて、衝撃力のみの出力波形
がトランジエントメモリ９に記憶される。 Therefore, in the arithmetic unit 8, from equations ( 1 ) to (4), the following calculation is performed: Therefore, the detection signal Fs of only the impact force is left as the calculation output. In this way, the natural frequencies of the load cell 4 and the second load cell 5 are matched to eliminate the phase difference between their outputs, and the resultant force of the impact force and inertial force detected by the first load cell 4 is output. From the waveform,
The inertial force component is removed, and the output waveform of only the impact force is stored in the transient memory 9.
以上説明したように、本発明によれば、ポンチ
に作用する衝撃力のみを分離して、その波形を検
出することができるので、被試験体の破壊の様子
や荷重の加わり方、および真の破壊エネルギ等を
求めることができ、従来装置では採取可能であつ
たデータを得ることができる。 As explained above, according to the present invention, it is possible to separate only the impact force acting on the punch and detect its waveform. Destruction energy, etc. can be determined, and data that could be collected using conventional equipment can be obtained.
なお、本発明は、上述の実施例において、ポン
チを自然落下するよう構成すれば落下試験にも供
することができ、更にシヤルピー試験機のハンマ
部に適用すれば、シヤルピー試験における衝撃力
波形を取り出すことができる。 In addition, in the above-described embodiment, the present invention can also be subjected to a drop test by configuring the punch to fall naturally, and furthermore, if applied to the hammer part of a Sharpie tester, it can extract the impact force waveform in a Sharpie test. be able to.
第１図は本発明実施例の構成を示すブロツク
図、第２図はそのポンチ部の要部断面図である。
１……ピストンロツド、２……ポンチ部、３…
…ポンチ、４……ロードセル、５……慣性力検出
用ロードセル、５ａ……重り、６……ロードアン
プ、７……慣性力用ロードアンプ、８……演算
部。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the main part of the punch section. 1... Piston rod, 2... Punch part, 3...
...Punch, 4...Load cell, 5...Load cell for detecting inertial force, 5a...Weight, 6...Load amplifier, 7...Load amplifier for inertial force, 8...Calculating unit.
Claims (1)
るポンチと、荷重感応部が上記ポンチと結合され
た第１のロードセルと、荷重感応部が上記ポンチ
と接触せず、かつ、本体枠のみが上記第１のロー
ドセルの本体枠に固着された第２のロードセル
と、その第２のロードセルの検出信号に、上記第
１および第２のロードセルの各荷重感応部に連結
された質量の相違に基づく係数を乗じた信号を、
上記第１のロードセルの検出信号から減ずる演算
部を備え、その演算部による演算結果を被試験体
に作用する衝撃力計測値として出力するよう構成
されてなる、高速負荷試験機用衝撃力計測装置。1. A punch that applies an impact force by colliding with the test object at a predetermined speed, a first load cell whose load sensing part is connected to the punch, and a load sensing part that does not come into contact with the punch and only the main body frame. is a second load cell fixed to the main body frame of the first load cell, and the detection signal of the second load cell is determined by the difference in mass connected to each load sensing part of the first and second load cells. The signal multiplied by the coefficient based on
An impact force measurement device for a high-speed load tester, comprising a calculation unit that subtracts from the detection signal of the first load cell, and configured to output the calculation result of the calculation unit as a measured value of impact force acting on the test object. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18875382A JPS5977336A (en) | 1982-10-26 | 1982-10-26 | Device for measuring impact for high speed load tester |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18875382A JPS5977336A (en) | 1982-10-26 | 1982-10-26 | Device for measuring impact for high speed load tester |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5977336A JPS5977336A (en) | 1984-05-02 |
| JPH0146019B2 true JPH0146019B2 (en) | 1989-10-05 |
Family
ID=16229165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18875382A Granted JPS5977336A (en) | 1982-10-26 | 1982-10-26 | Device for measuring impact for high speed load tester |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5977336A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0729476Y2 (en) * | 1986-04-03 | 1995-07-05 | 株式会社マルイ | Soil backfill hardness tester |
| JP6070436B2 (en) * | 2013-06-24 | 2017-02-01 | 新日鐵住金株式会社 | Measurement method of absorbed energy |
-
1982
- 1982-10-26 JP JP18875382A patent/JPS5977336A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5977336A (en) | 1984-05-02 |
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