JPH0146019B2 - - Google Patents
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- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- punch
- load cell
- impact force
- test object
- 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.)
- Expired
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
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。
置に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
以下、図面に基づいて本発明実施例の説明を行
う。
う。
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。
であり、第２図はそのポンチ部２の要部断面図で
ある。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- １ 所定速度で被試験体に衝突して衝撃力を与え
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18875382A JPS5977336A (ja) | 1982-10-26 | 1982-10-26 | 高速負荷試験機用衝撃力計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18875382A JPS5977336A (ja) | 1982-10-26 | 1982-10-26 | 高速負荷試験機用衝撃力計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5977336A JPS5977336A (ja) | 1984-05-02 |
| JPH0146019B2 true JPH0146019B2 (ja) | 1989-10-05 |
Family
ID=16229165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18875382A Granted JPS5977336A (ja) | 1982-10-26 | 1982-10-26 | 高速負荷試験機用衝撃力計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5977336A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0729476Y2 (ja) * | 1986-04-03 | 1995-07-05 | 株式会社マルイ | 土の埋め戻し硬さ試験機 |
| JP6070436B2 (ja) * | 2013-06-24 | 2017-02-01 | 新日鐵住金株式会社 | 吸収エネルギーの測定方法 |
-
1982
- 1982-10-26 JP JP18875382A patent/JPS5977336A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5977336A (ja) | 1984-05-02 |
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