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JP2013156020A - Load application device - Google Patents

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JP2013156020A JP2012014280A JP2012014280A JP2013156020A JP 2013156020 A JP2013156020 A JP 2013156020A JP 2012014280 A JP2012014280 A JP 2012014280A JP 2012014280 A JP2012014280 A JP 2012014280A JP 2013156020 A JP2013156020 A JP 2013156020A
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specimen
target
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actuator
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Yoshiyuki Tahara
善行 田原
Yasuharu Tezuka
泰治 手塚
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load application device which easily forms a target load distribution in a sample in accordance with a test objective.SOLUTION: A load application device is provided with a plurality of hydraulic jacks 16a to 16d, and operating rods 18a to 18d of the hydraulic jacks 16a to 16d are joined to an interface 20 by bolts and nuts 32a to 32d via flanges 30a to 30d. Loads applied to the hydraulic jacks 16a to 16d are applied to the sample 28 via the bolts 32a to 32d. A control unit 26 is provided with: a target load setting part 262 for setting a target load for each of the hydraulic jacks 16a to 16d; a comparator 264 for comparing the target load for every hydraulic jack set by the target load setting part 262 with load for every bolt detected by a distortion gauge 34; and a hydraulic jack control unit 266 for controlling operation of the respective hydraulic jacks 16a to 16d so that load applied by the respective hydraulic jacks 16a to 16d to the sample 28 becomes the target load.

Description

本発明は、供試体に負荷する荷重分布を検出し、検出した荷重分布に基づいて、試験目的に応じた目標荷重分布に制御可能な荷重負荷装置に関する。   The present invention relates to a load load device capable of detecting a load distribution applied to a specimen and controlling the load distribution to a target load distribution according to a test purpose based on the detected load distribution.

従来、材料試験などに用いられる引張試験機においては、一般的に、定型試験片を対象とし、一方向へ荷重を負荷する単軸引張試験が行われている。かかる単軸引張試験を行う試験機の一構成例を図9により説明する。図9において、単軸引張試験機100は、固定常盤102にアクチュエータ104,104が立設され、水平方向に配置されたコラム106がアクチュエータ104,104に支持されている。コラム106はアクチュエータ104,104の駆動で水平姿勢を保持したまま上下動する。   Conventionally, in a tensile testing machine used for a material test or the like, generally, a uniaxial tensile test is performed on a fixed specimen and a load is applied in one direction. An example of the configuration of a testing machine that performs such a uniaxial tensile test will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the uniaxial tensile testing machine 100 has actuators 104 and 104 erected on a stationary platen 102, and a column 106 arranged in the horizontal direction is supported by the actuators 104 and 104. The column 106 moves up and down while maintaining the horizontal posture by driving the actuators 104 and 104.

供試体124の上下端は、インターフェイス(接続部)112及び114を介して単軸引張試験機100に取り付けられる。上側インターフェイス112は、ロードセル108を介してコラム106に結合され、供試体124の上端はチャック110によって上側インターフェイス112に取り付けられる。固定常盤102の上面に支持台118が固定されており、供試体124の下端は、チャック116によって下側インターフェイス114に取り付けられる。   The upper and lower ends of the specimen 124 are attached to the uniaxial tensile testing machine 100 via interfaces (connection parts) 112 and 114. The upper interface 112 is coupled to the column 106 via the load cell 108, and the upper end of the specimen 124 is attached to the upper interface 112 by the chuck 110. A support base 118 is fixed to the upper surface of the stationary base plate 102, and the lower end of the specimen 124 is attached to the lower interface 114 by a chuck 116.

アクチュエータ104,104によってコラム106が上下動し、供試体124に荷重を負荷する。ロードセル108で検出された荷重は制御器120に送られる。また、コラム106等にストロークセンサー122が設けられ、ストロークセンサー122で検出されたコラム106の上下方向位置が制御器120に送られる。   The column 106 is moved up and down by the actuators 104 and 104, and a load is applied to the specimen 124. The load detected by the load cell 108 is sent to the controller 120. A stroke sensor 122 is provided in the column 106 and the like, and the vertical position of the column 106 detected by the stroke sensor 122 is sent to the controller 120.

かかる単軸引張試験機においては、荷重負荷ポイントが単一であるため、供試体124に一方向の荷重分布しか形成できない。そのため、供試体の変形挙動に応じた多様な荷重負荷分布を形成できない。また、チャック110、116の大きさに制限があり、これによって、供試体124のサイズが制約されたり、アクチュエータ104の定格荷重の変更が困難である、等の問題点がある。   In such a uniaxial tensile testing machine, since there is a single load point, only a unidirectional load distribution can be formed on the specimen 124. Therefore, it is impossible to form various load distributions according to the deformation behavior of the specimen. In addition, there is a limitation in the size of the chucks 110 and 116, which causes problems such as limiting the size of the specimen 124 and making it difficult to change the rated load of the actuator 104.

特許文献1には、供試体に対して捩り荷重と曲げ荷重とを同時に負荷可能な複合荷重負荷装置が開示されている。また、特許文献2には、供試体に対して複数箇所にかつ複数方向に荷重を負荷可能であると共に、最大荷重に達した後の除荷を供試体を破壊することなく、安全に行える除荷手段を備えた複合荷重負荷装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a compound load device that can simultaneously apply a torsional load and a bending load to a specimen. Further, Patent Document 2 discloses that a load can be applied to a specimen in a plurality of locations and in a plurality of directions, and unloading after reaching the maximum load can be safely performed without destroying the specimen. A compound load device having a load means is disclosed.

特開2000−227392号公報JP 2000-227392 A 特開2011−85444号公報JP 2011-85444 A

特許文献1及び特許文献2に開示された装置は、供試体に負荷される荷重分布を検出する機能をもっていない。そのため、供試体に負荷される荷重を監視し、この荷重を制御することができない。   The devices disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 do not have a function of detecting a load distribution applied to the specimen. Therefore, the load applied to the specimen cannot be monitored and this load cannot be controlled.

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、従来の単軸引張試験機の問題点を解消すると共に、供試体に負荷される荷重を制御し、供試体に試験目的に応じた目標荷重分布を形成可能な荷重負荷装置を実現することを目的とする。   In view of the problems of the prior art, the present invention solves the problems of the conventional uniaxial tensile testing machine, controls the load applied to the specimen, and sets the target load distribution according to the test purpose to the specimen. An object is to realize a loadable device that can be formed.

かかる目的を達成するため、本発明の荷重負荷装置は、供試体に対して複数のアクチュエータで荷重を負荷するものである。また、各アクチュエータの作動部位と供試体の荷重負荷ポイントとを夫々締結する締結部材と、該締結部材に装着され、締結部材毎に締結部材に負荷される荷重を検出する荷重検出装置とを備えている。かかる構成において、各アクチュエータから締結部材を介して供試体に荷重が負荷されるので、荷重検出装置によって、各アクチュエータが供試体に負荷する荷重をアクチュエータ毎に検出することができる。   In order to achieve this object, the load application device of the present invention applies a load to a specimen with a plurality of actuators. In addition, a fastening member that fastens the operating portion of each actuator and a load load point of the specimen, and a load detection device that is attached to the fastening member and detects a load applied to the fastening member for each fastening member. ing. In such a configuration, since a load is applied to the specimen from each actuator via the fastening member, the load applied to the specimen by each actuator can be detected for each actuator by the load detection device.

本発明は、さらに、荷重検出装置の検出信号が入力され、試験目的の負荷条件に応じて設定される締結部材毎の目標荷重と検出荷重とを比較し、各締結部材に負荷される荷重を目標荷重になるようにアクチュエータの作動を制御する制御装置を備えている。制御装置では、入力される荷重検出信号に基づいて、各アクチュエータの負荷荷重が目標荷重となるようにアクチュエータを制御する。これによって、供試体に形成される荷重分布を試験目的に応じた目標荷重分布とすることができる。   In the present invention, the detection signal of the load detection device is further input, the target load for each fastening member set according to the load condition for the test purpose is compared with the detected load, and the load applied to each fastening member is calculated. A control device is provided for controlling the operation of the actuator so as to achieve a target load. Based on the input load detection signal, the control device controls the actuator so that the load load of each actuator becomes the target load. As a result, the load distribution formed on the specimen can be a target load distribution according to the test purpose.

このように、複数のアクチュエータを用い、各アクチュエータの作動を独立して制御し、各アクチュエータの負荷荷重を個別制御することで、供試体に対して多彩な荷重印加パターンを負荷できるようになる。また、複数のアクチュエータの配置を調整することで、多様なサイズの供試体に対応できる。また、締結部材に負荷される荷重を検出することで、各アクチュエータが供試体に負荷する荷重をアクチュエータ毎に検出できるので、これら検出値に基づいて、アクチュエータ毎の目標荷重に制御するのが容易になる。   As described above, by using a plurality of actuators, independently controlling the operation of each actuator, and individually controlling the load load of each actuator, various load application patterns can be applied to the specimen. In addition, by adjusting the arrangement of a plurality of actuators, it is possible to deal with specimens of various sizes. Moreover, since the load applied to the specimen by each actuator can be detected for each actuator by detecting the load applied to the fastening member, it is easy to control the target load for each actuator based on these detected values. become.

アクチュエータ毎の目標荷重は、各アクチュエータを同時に作動させることで、供試体に目標荷重分布を形成できるように設定される。アクチュエータ毎に個別の目標荷重を設定することで、試験目的に応じた目標荷重分布の形成が容易になり、供試体の強度を正確にかつ木目細かく検査できる。   The target load for each actuator is set so that the target load distribution can be formed on the specimen by operating each actuator simultaneously. By setting an individual target load for each actuator, it becomes easy to form a target load distribution according to the test purpose, and the strength of the specimen can be inspected accurately and finely.

本発明の制御装置は、締結部材毎に目標荷重を設定する目標荷重設定手段と、該目標荷重設定手段で設定された目標荷重と荷重検出装置で検出された荷重とを締結部材毎に比較する比較器と、各締結部材に負荷される荷重が目標荷重となるようにアクチュエータの作動を制御するアクチュエータ制御手段とを備えているとよい。目標荷重設定手段で各アクチュエータの目標荷重をアクチュエータ毎に設定するので、供試体に負荷される複数のアクチュエータの総合荷重による目標荷重分布の形成が容易になる。   The control device of the present invention compares target load setting means for setting a target load for each fastening member, and the target load set by the target load setting means and the load detected by the load detection device for each fastening member. It is preferable to include a comparator and actuator control means for controlling the operation of the actuator so that the load applied to each fastening member becomes the target load. Since the target load of each actuator is set for each actuator by the target load setting means, it is easy to form a target load distribution by the total load of a plurality of actuators loaded on the specimen.

本発明において、締結部材として、締結ボルトを用いることができる。これによって、締結部材を簡易かつ低コスト化できる。また、荷重検出装置は、例えば、歪ゲージ又はロードセルを用いることができる。歪ゲージは締結部材に貼付するだけでよく、荷重検出装置を簡易かつ低コスト化できる。   In the present invention, a fastening bolt can be used as the fastening member. As a result, the fastening member can be simplified and reduced in cost. Moreover, a strain gauge or a load cell can be used for a load detection apparatus, for example. The strain gauge only needs to be attached to the fastening member, and the load detection device can be simplified and reduced in cost.

本発明において、複数のアクチュエータは、供試体に対して互いに異なるポイントで同一方向に荷重を負荷すると共に、供試体に負荷する各アクチュエータの荷重及び荷重負荷方向を独立して変更可能なものであるとよい。これによって、複数のアクチュエータをスペースを取らずに配置できると共に、供試体に対して多様な荷重を負荷できる。例えば、各アクチュエータの負荷荷重及び荷重方向を同一とすることで、供試体に対して引張荷重又は圧縮荷重を負荷できる。一方、各アクチュエータの負荷荷重及び荷重方向を異ならせることで、供試体に曲げ荷重を負荷できる。   In the present invention, the plurality of actuators can load the specimen in the same direction at different points from each other, and can independently change the load and the load loading direction of each actuator loaded on the specimen. Good. As a result, a plurality of actuators can be arranged without taking up space, and various loads can be applied to the specimen. For example, the tensile load or the compressive load can be applied to the specimen by making the load load and the load direction of each actuator the same. On the other hand, a bending load can be applied to the specimen by changing the load load and load direction of each actuator.

前記構成に加えて、さらに、前記複数のアクチュエータと供試体に対する荷重負荷方向が異なる少なくとも1台のアクチュエータを備えるとよい。これによって、さらに、別な曲げ荷重や捩り荷重を加えた多様な荷重分布を形成できるようになる。   In addition to the above-described configuration, it is preferable to further include at least one actuator having different load application directions with respect to the plurality of actuators and the specimen. As a result, various load distributions can be formed by adding different bending loads and torsional loads.

また、本発明において、供試体が、中空筒状体と、中空筒状体の軸方向端部に中空筒状体の周方向に分散配置され、中空筒状体の軸方向と直交する方向に固着された複数のフランジとからなり、これら複数のフランジを締結ボルトでアクチュエータの作動部位に締結するとよい。これによって、各アクチュエータから中空筒状体に対し、締結ボルトを介して、前述のような多様な荷重を負荷できる。そのため、中空筒状体の各部の強度を正確に検出できる。また、中空筒状体に対するフランジの固着部分の強度は弱くなりがちであるが、フランジを介して供試体にアクチュエータの荷重を負荷することで、該固着部分の強度を正確に検出できる。   Further, in the present invention, the specimen is distributed in the circumferential direction of the hollow cylindrical body and the axial direction end of the hollow cylindrical body in a direction perpendicular to the axial direction of the hollow cylindrical body. The plurality of flanges are fixed to each other, and the plurality of flanges may be fastened to the operating portion of the actuator with fastening bolts. Accordingly, various loads as described above can be applied from the actuators to the hollow cylindrical body via the fastening bolts. Therefore, it is possible to accurately detect the strength of each part of the hollow cylindrical body. In addition, the strength of the fixed portion of the flange with respect to the hollow cylindrical body tends to be weak. However, the strength of the fixed portion can be accurately detected by applying an actuator load to the specimen through the flange.

本発明によれば、複数のアクチュエータを用いることで、供試体に対し多彩な荷重印加パターンを負荷できる。また、アクチュエータと供試体とを締結する締結部材の荷重を検出し、荷重検出装置の検出値に基づいて、アクチュエータ毎に目標荷重となるようにその作動を制御するので、供試体に対して目標荷重分布を形成するのが容易になる。そのため、試験目的に応じた目標荷重分布の形成が容易になり、供試体の強度を用途に応じて正確にかつ木目細かく検査できる。   According to the present invention, various load application patterns can be applied to the specimen by using a plurality of actuators. In addition, the load of the fastening member that fastens the actuator and the specimen is detected, and the operation is controlled so as to be the target load for each actuator based on the detection value of the load detection device. It becomes easy to form a load distribution. Therefore, it becomes easy to form a target load distribution according to the test purpose, and the strength of the specimen can be inspected accurately and finely according to the application.

本発明の第1実施形態に係る荷重検出装置の構成図である。It is a lineblock diagram of a load detecting device concerning a 1st embodiment of the present invention. 図1中のA―A線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line in FIG. 第1実施形態に係る荷重検出装置を上方から視たときの油圧ジャッキの配置図である。It is an arrangement plan of a hydraulic jack when the load detection device concerning a 1st embodiment is seen from the upper part. 第1実施形態に係る荷重検出装置の一部を示す正面視断面図である。It is front view sectional drawing which shows a part of load detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る荷重検出装置の操作手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the operation procedure of the load detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態に係る荷重検出装置の構成図である。It is a block diagram of the load detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態に係る荷重検出装置の一部の平面視説明図である。It is a partial planar view explanatory drawing of the load detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 本発明の第3実施形態に係る荷重検出装置の一部の平面視説明図である。It is a partial planar view explanatory drawing of the load detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 従来の単軸引張試験機の構成図である。It is a block diagram of the conventional uniaxial tensile testing machine.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to that unless otherwise specified.

(実施形態1)
本発明の第1実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。図1において、本実施形態の荷重負荷装置10は、固定常盤12の上面に門型負荷枠14が設けられている。門型負荷枠14の横桁14aに4個の油圧ジャッキ16a〜dが作動ロッド18a〜dを下方へ向けて固定されている。図3は上方から視た油圧ジャッキ16a〜dの配置図である。油圧ジャッキ16a〜dは夫々中心点Oからその周方向に等距離に配置されている。油圧ジャッキ16a〜dの作動ロッド18a〜dが下方に突出し、油圧ジャッキ16a〜dに供給される作動油によって、作動ロッド18a〜dは上下動する。
(Embodiment 1)
1st Embodiment of this invention is described based on FIGS. In FIG. 1, a load loading device 10 of the present embodiment is provided with a portal load frame 14 on the upper surface of a stationary stationary platen 12. Four hydraulic jacks 16a to 16d are fixed to the cross beam 14a of the portal load frame 14 with the operating rods 18a to 18d facing downward. FIG. 3 is a layout view of the hydraulic jacks 16a to 16d viewed from above. Hydraulic jack 16a~d is located the same distance from each center point O 1 in the circumferential direction. The operating rods 18a to 18d of the hydraulic jacks 16a to 16d protrude downward, and the operating rods 18a to 18d move up and down by the operating oil supplied to the hydraulic jacks 16a to 16d.

作動ロッド18a〜dは同一方向に配置され、作動ロッド18a〜dの下端は、円筒形状の上側インターフェイス20の上面に着脱可能に結合されている。固定常盤12の上面には支持台24が固定され、支持台24の上面に下側インターフェイス22が取り付けられている。中空円筒体の形状をなす供試体28は、上下インターフェイス20及び22にボルト32a〜d(図2参照)によって締結されている。油圧ジャッキ16a〜dは、制御装置26によって作動ロッド18a〜dの作動方向及び供試体28に対する負荷荷重を制御される。   The operating rods 18a to 18d are arranged in the same direction, and the lower ends of the operating rods 18a to 18d are detachably coupled to the upper surface of the cylindrical upper interface 20. A support base 24 is fixed to the upper surface of the stationary base 12, and a lower interface 22 is attached to the upper surface of the support base 24. A specimen 28 having a hollow cylindrical shape is fastened to the upper and lower interfaces 20 and 22 by bolts 32a to 32d (see FIG. 2). The hydraulic jacks 16 a to 16 d are controlled by the control device 26 in the operating direction of the operating rods 18 a to 18 d and the load applied to the specimen 28.

図2に示すように、供試体28の上端には周方向に等間隔に4個の正方形状のフランジ30a〜dが固着されている。図4に示すように、これらフランジ及び該フランジに当たる上側インターフェイス20の底壁20aには、ネジ孔20b及び31が形成されている。これらネジ孔にボルト32a〜dが螺合し、上側インターフェイス20と各フランジとを締結している。供試体28は、その中心点Oが油圧ジャッキ16a〜dの中心点O(図3参照)と水平方向で一致するように配置される。供試体28の下端にも周方向等間隔に4個のフランジが固着され、供試体28の下端及び下側インターフェイス22も、同様の結合構造で結合される。 As shown in FIG. 2, four square flanges 30 a to 30 d are fixed to the upper end of the specimen 28 at equal intervals in the circumferential direction. As shown in FIG. 4, screw holes 20 b and 31 are formed in these flanges and the bottom wall 20 a of the upper interface 20 corresponding to the flanges. Bolts 32a to 32d are screwed into these screw holes to fasten the upper interface 20 and the flanges. Specimen 28, the center point O 2 is arranged to coincide with the horizontal direction center point of the hydraulic jack 16a-d O 1 (see FIG. 3). Four flanges are also fixed to the lower end of the specimen 28 at equal intervals in the circumferential direction, and the lower end of the specimen 28 and the lower interface 22 are also coupled by the same coupling structure.

各ボルト32a〜dには、夫々歪ゲージ34が貼付され、該ボルトに負荷される荷重を歪ゲージ34で検出できるようになっている。この検出信号は制御装置26に送られる。歪ゲージ34は、3方向の歪を検出できる3軸ゲージを用いれば、3方向の荷重を検出できる。   A strain gauge 34 is affixed to each of the bolts 32a to 32d, and the load applied to the bolt can be detected by the strain gauge 34. This detection signal is sent to the control device 26. The strain gauge 34 can detect a load in three directions by using a three-axis gauge that can detect strain in three directions.

制御装置26は、油圧ジャッキ16a〜d毎に目標荷重を設定する目標荷重設定部262と、目標荷重設定部262で設定された油圧ジャッキ毎の目標荷重と、歪ゲージ34で検出されたボルト毎の荷重とを比較する比較器264と、各油圧ジャッキ16a〜dから供試体28に負荷される荷重が目標荷重となるように、各油圧ジャッキ16a〜dの作動を制御する油圧ジャッキ制御部266とを備えている。目標荷重設定部262で設定される油圧ジャッキ毎の目標荷重は、各油圧ジャッキ16a〜dを同時に作動させることで、供試体28に目標荷重分布を形成できるものである。   The control device 26 includes a target load setting unit 262 for setting a target load for each of the hydraulic jacks 16a to 16d, a target load for each hydraulic jack set by the target load setting unit 262, and each bolt detected by the strain gauge 34. And a hydraulic jack control unit 266 for controlling the operation of each hydraulic jack 16a-d so that the load applied to the specimen 28 from each hydraulic jack 16a-d becomes a target load. And. The target load for each hydraulic jack set by the target load setting unit 262 can form a target load distribution on the specimen 28 by simultaneously operating the hydraulic jacks 16a to 16d.

かかる構成において、油圧ジャッキ16a〜dを、供試体28に対して同一荷重を同一方向で負荷するように作動させると、矢印a方向に引張荷重又は圧縮荷重を負荷できる。また、油圧ジャッキ16a〜dを供試体28に対して夫々異なる荷重又は異なる方向の荷重を負荷するように作動させると、矢印b方向の曲げ荷重を負荷できる。また、各油圧ジャッキ16a〜dの作動方向及び荷重負荷を調整することで、供試体28に対して所望の荷重分布を負荷することが可能になる。このように、各油圧ジャッキ16a〜dの負荷荷重及び負荷方向を制御することで、供試体28に対する多様な荷重分布を形成できる。   In such a configuration, when the hydraulic jacks 16a to 16d are operated so as to apply the same load to the specimen 28 in the same direction, a tensile load or a compressive load can be applied in the direction of the arrow a. Further, when the hydraulic jacks 16a to 16d are operated so as to apply different loads or loads in different directions to the specimen 28, a bending load in the arrow b direction can be applied. Moreover, it becomes possible to load desired load distribution with respect to the test body 28 by adjusting the operation direction and load load of each hydraulic jack 16a-d. As described above, by controlling the load load and the load direction of each of the hydraulic jacks 16a to 16d, various load distributions on the specimen 28 can be formed.

油圧ジャッキ16a〜dから供試体28に負荷される荷重は、その全荷重がボルト32a〜dを介して供試体28に負荷される必要がある。これによって、歪ゲージ34で供試体28に負荷される荷重を正確に検出できる。油圧ジャッキ16a〜dで供試体28に圧縮荷重を負荷する場合、ボルト32a〜dに全荷重を負荷するためには、上側インターフェイス20の底壁20aとフランジ30a〜dとの間に微小な隙間を設けるとよい。一方、ネジ孔29b及び31をばか孔とし、ボルト32a〜dの先端側にナットを螺合させて、底壁20aとフランジ30a〜dとを締結した場合、ボルト32a〜dに油圧ジャッキ16a〜dの全圧縮荷重を負荷させることは困難である。   As for the load applied to the specimen 28 from the hydraulic jacks 16a to 16d, the entire load needs to be applied to the specimen 28 via the bolts 32a to 32d. As a result, the load applied to the specimen 28 by the strain gauge 34 can be accurately detected. When a compression load is applied to the specimen 28 with the hydraulic jacks 16a to 16d, in order to apply the full load to the bolts 32a to 32d, a small gap is formed between the bottom wall 20a of the upper interface 20 and the flanges 30a to 30d. It is good to provide. On the other hand, when the screw holes 29b and 31 are made into fool holes and a nut is screwed onto the tip side of the bolts 32a to 32d to fasten the bottom wall 20a and the flanges 30a to 30d, the hydraulic jacks 16a to 16d are connected to the bolts 32a to 32d. It is difficult to apply the full compression load of d.

次に、図5により荷重負荷装置10の操作手順を説明する。まず、目標荷重設定部262で、供試体28に負荷する目標とする荷重分布を設定すると共に、この目標荷重分布を形成可能な各油圧ジャッキ16a〜dの目標荷重を設定する(S10)。次に、目標荷重分布を形成できるように、油圧ジャッキ16a〜dを作動させ、供試体28に荷重を負荷する(S12)。次に、各ボルト及びナット32a〜dに貼付された歪ゲージ34で検出された油圧ジャッキ毎の荷重検出信号を制御装置26の比較器264に送る(S14)。   Next, an operation procedure of the load device 10 will be described with reference to FIG. First, the target load setting unit 262 sets a target load distribution to be loaded on the specimen 28, and sets the target loads of the hydraulic jacks 16a to 16d that can form the target load distribution (S10). Next, the hydraulic jacks 16a to 16d are operated so as to form a target load distribution, and a load is applied to the specimen 28 (S12). Next, the load detection signal for each hydraulic jack detected by the strain gauge 34 attached to each bolt and nut 32a to 32d is sent to the comparator 264 of the control device 26 (S14).

比較器264では、油圧ジャッキ毎の目標荷重と荷重検出信号とを比較する(S16)。各油圧ジャッキ16a〜dにおいて、検出荷重が目標荷重を異なるとき、油圧ジャッキ制御部266で、目標荷重と検出荷重とが異なる油圧ジャッキの作動を修正し、検出荷重を目標荷重に一致させるようにする(S18)。目標荷重と検出荷重とが一致している油圧ジャッキは、試験を終了するか、あるいは別な目標荷重分布が設定されるまで、その状態を継続する(S20)。   The comparator 264 compares the target load for each hydraulic jack with the load detection signal (S16). In each of the hydraulic jacks 16a to 16d, when the detected load differs from the target load, the hydraulic jack control unit 266 corrects the operation of the hydraulic jack having a different target load and detected load so that the detected load matches the target load. (S18). The hydraulic jack in which the target load and the detected load coincide with each other continues until the test is completed or another target load distribution is set (S20).

本実施形態によれば、制御装置26によって、4個の油圧ジャッキ16a〜dの作動方向及び負荷荷重を適宜制御することで、供試体28に対して多様な荷重分布を形成できる。また、供試体28の端部に周方向等間隔に設けられたボルト32a〜dに油圧ジャッキ16a〜dの夫々の全荷重が負荷される。この負荷荷重を検出し、これらの検出値から油圧ジャッキ毎に目標荷重となるように、油圧ジャッキ16a〜dの作動を制御するので、供試体28に試験目的に応じた目標荷重分布を容易かつ正確に形成できる。即ち、各油圧ジャッキで同一方向に同一の荷重を負荷することで、引張荷重又は圧縮荷重を負荷でき、異なる方向又は異なる値の荷重を負荷することで、曲げ荷重を負荷できる。従って、供試体28の強度を用途に応じて正確にかつ木目細かく検査できる。   According to the present embodiment, various load distributions can be formed on the specimen 28 by appropriately controlling the operating directions and load loads of the four hydraulic jacks 16a to 16d by the control device 26. Further, the full loads of the hydraulic jacks 16a to 16d are applied to the bolts 32a to 32d provided at equal intervals in the circumferential direction at the end of the specimen 28. Since this load load is detected and the operation of the hydraulic jacks 16a to 16d is controlled so as to obtain the target load for each hydraulic jack from these detected values, the target load distribution corresponding to the test purpose can be easily and easily applied to the specimen 28. It can be formed accurately. That is, a tensile load or a compressive load can be applied by applying the same load in the same direction with each hydraulic jack, and a bending load can be applied by applying a load of a different direction or a different value. Therefore, the strength of the specimen 28 can be accurately and finely inspected according to the application.

また、荷重検出手段として歪ゲージ34を用い、かつ上下インターフェイス20、22と供試体28とを締結する締結手段としてボルト32a〜dを用いているので、荷重負荷装置10の構成を簡易かつ低コスト化できる。また、ボルト32a〜dをフランジ30a〜dに締結するようにしているので、強度が比較的弱いフランジ30a〜dの固着部位に、正確に油圧ジャッキ16a〜dの荷重を負荷できる。そのため、該固着部位の強度を正確に検査できる。   Further, since the strain gauge 34 is used as the load detection means and the bolts 32a to 32d are used as the fastening means for fastening the upper and lower interfaces 20, 22 and the specimen 28, the configuration of the load load device 10 is simple and low cost. Can be Further, since the bolts 32a to 32d are fastened to the flanges 30a to 30d, the loads of the hydraulic jacks 16a to 16d can be accurately applied to the fixing portions of the flanges 30a to 30d having relatively low strength. Therefore, the strength of the fixed part can be accurately inspected.

なお、第1実施形態では、歪ゲージ34をボルト32a〜dに貼付して、負荷荷重を検出したが、歪ゲージ34の代わりに、作動ロッド18a〜dと上側インターフェイス20との間にロードセルを介在させるようにしてもよい。   In the first embodiment, the strain gauge 34 is affixed to the bolts 32 a to 32 d and the load is detected. Instead of the strain gauge 34, a load cell is provided between the operating rods 18 a to 18 d and the upper interface 20. You may make it interpose.

(実施形態2)
次に、本発明の第2実施形態を図6及び図7により説明する。本実施形態は、油圧ジャッキ16a〜dに加えて、さらに油圧ジャッキ36を付設したものである。油圧ジャッキ36は、固定常盤12上に立設された門型負荷枠14の支柱14bに取り付けられている。油圧ジャッキ36の作動ロッド38は、水平方向に配置され、インターフェイス20の外周面に結合されている。即ち、図7に示すように、作動ロッド38は、上側インターフェイス20の中心点Oに交わり、かつ油圧ジャッキ16b及び16cの中心を結ぶ線と並行な水平線d上に配置されている。また、油圧ジャッキ36の作動は制御装置26によって制御される。その他の構成は第1実施形態と同一である。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a hydraulic jack 36 is additionally provided in addition to the hydraulic jacks 16a to 16d. The hydraulic jack 36 is attached to a column 14 b of the portal load frame 14 that is erected on the stationary base 12. The operating rod 38 of the hydraulic jack 36 is disposed in the horizontal direction and is coupled to the outer peripheral surface of the interface 20. That is, as shown in FIG. 7, the actuating rod 38 is disposed in the upper interface 20 intersects the center point O 3 of, and hydraulic jack 16b and 16c linear and parallel on the horizontal line d connecting the centers of. The operation of the hydraulic jack 36 is controlled by the control device 26. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

本実施形態では、第1実施形態で得られる作用効果に加えて、油圧ジャッキ16a〜dによる荷重負荷と共に、油圧ジャッキ36により供試体28に対して矢印c方向の荷重を負荷できる。そのため、供試体28に、油圧ジャッキ16a〜dでは負荷できない曲げモーメントを負荷できる。従って、第1実施形態よりさらに多様な荷重分布を供試体28に負荷できる利点がある。   In the present embodiment, in addition to the operational effects obtained in the first embodiment, a load in the direction of arrow c can be applied to the specimen 28 by the hydraulic jack 36 together with the load load by the hydraulic jacks 16a to 16d. Therefore, a bending moment that cannot be loaded by the hydraulic jacks 16a to 16d can be applied to the specimen 28. Therefore, there is an advantage that more various load distributions can be applied to the specimen 28 than in the first embodiment.

(実施形態3)
次に、本発明の第3実施形態を図8により説明する。本実施形態は、第2実施形態における油圧ジャッキ36の代わりに、一対の油圧ジャッキ40a及び40bを設けたものである。即ち、油圧ジャッキ40a、40bは、門型負荷枠14の支柱14bに取り付けられ、これらの作動ロッド42a、42bは、水平方向に配置され、かつインターフェイス20の中心点Oに交わると共に、油圧ジャッキ16b及び16cの中心を結ぶ線と並行な水平線d上に配置されている。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a pair of hydraulic jacks 40a and 40b are provided instead of the hydraulic jack 36 in the second embodiment. That is, the hydraulic jacks 40a, 40b is attached to the strut 14b of the portal load frame 14, these actuating rods 42a, 42b are arranged in the horizontal direction, and with intersecting at the center point O 3 of the interface 20, the hydraulic jack It arrange | positions on the horizontal line d parallel to the line | wire which connects the center of 16b and 16c.

作動ロッド42a、42bの先端は、インターフェイス20の中心点Oから互いに等距離離れたインターフェイス20の外周面に結合されている。油圧ジャッキ40a、40bの作動は制御装置26によって制御される。その他の構成は第1実施形態と同一である。 The tips of the actuating rods 42 a and 42 b are coupled to the outer peripheral surface of the interface 20 that is equidistant from the center point O 3 of the interface 20. The operation of the hydraulic jacks 40 a and 40 b is controlled by the control device 26. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

本実施形態によれば、油圧ジャッキ40a、40bの動作方向を同一にすることで、供試体28に曲げ荷重を負荷できると共に、油圧ジャッキ40a、40bの動作方向を逆にすることで、供試体28に捩り荷重を負荷できる利点がある。   According to this embodiment, it is possible to apply a bending load to the specimen 28 by making the operation directions of the hydraulic jacks 40a and 40b the same, and to reverse the operation direction of the hydraulic jacks 40a and 40b. 28 has an advantage that a torsional load can be applied.

本発明によれば、供試体に試験目的に応じた複雑な目標荷重分布を容易に形成できる荷重負荷装置を実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the load load apparatus which can form easily the complicated target load distribution according to the test objective to a test body is realizable.

10 荷重負荷装置
12,102 固定常盤
14 門型負荷枠
14a 横桁
14b 支柱
16a〜d、36,40a、40b 油圧ジャッキ
18a〜d、38、42a、42b 作動ロッド
20,112 上側インターフェイス
20b 底壁
20a、31 ネジ孔
22、114 下側インターフェイス
24,118 支持台
26,120 制御装置
262 目標荷重設定部
264 比較器
266 油圧ジャッキ制御部
28,124 供試体
30a〜d フランジ
32a〜d ボルト及びナット
34 歪ゲージ
100 単軸引張試験機
104 アクチュエータ
106 コラム
108 ロードセル
110,116 チャック
122 ストロークセンサー
,O,O 中心点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Load loading apparatus 12,102 Fixed standing board 14 Gate-type load frame 14a Horizontal girder 14b Post 16a-d, 36, 40a, 40b Hydraulic jack 18a-d, 38, 42a, 42b Actuating rod 20, 112 Upper interface 20b Bottom wall 20a , 31 Screw hole 22, 114 Lower interface 24, 118 Support base 26, 120 Control device 262 Target load setting unit 264 Comparator 266 Hydraulic jack control unit 28, 124 Specimen 30a-d Flange 32a-d Bolt and nut 34 Strain Gauge 100 Uniaxial tensile tester 104 Actuator 106 Column 108 Load cell 110, 116 Chuck 122 Stroke sensor O 1 , O 2 , O 3 center point

Claims (7)

供試体に対して夫々異なるポイントで荷重を負荷する複数のアクチュエータと、
該複数のアクチュエータの作動部位と供試体の荷重負荷ポイントとを夫々締結する締結部材と、
該締結部材に装着され、該締結部材毎に該締結部材に負荷される荷重を検出する荷重検出装置と、
該荷重検出装置の検出信号が入力され、試験目的の負荷条件に応じて設定される締結部材毎の目標荷重と検出荷重とを比較し、各締結部材に負荷される荷重を目標荷重になるように前記アクチュエータの作動を制御する制御装置とを備えていることを特徴とする荷重負荷装置。
A plurality of actuators that apply loads to the specimen at different points,
Fastening members that fasten the operation parts of the plurality of actuators and the load load points of the specimen, respectively,
A load detection device mounted on the fastening member and detecting a load applied to the fastening member for each fastening member;
The detection signal of the load detection device is input, and the target load for each fastening member set according to the load condition for the test purpose is compared with the detected load so that the load applied to each fastening member becomes the target load. And a control device for controlling the operation of the actuator.
前記制御装置は、
前記締結部材毎に目標荷重を設定する目標荷重設定手段と、
該目標荷重設定手段で設定された目標荷重と前記荷重検出装置で検出された荷重とを締結部材毎に比較する比較器と、
各締結部材に負荷される荷重が目標荷重となるように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の荷重負荷装置。
The controller is
Target load setting means for setting a target load for each fastening member;
A comparator that compares the target load set by the target load setting means with the load detected by the load detection device for each fastening member;
The load loading device according to claim 1, further comprising actuator control means for controlling the actuator so that a load applied to each fastening member becomes a target load.
前記締結部材が締結ボルトであることを特徴とする請求項1又は2に記載の荷重負荷装置。   The load application device according to claim 1, wherein the fastening member is a fastening bolt. 前記荷重検出装置が歪ゲージ又はロードセルであることを特徴とする請求項1又は2に記載の荷重負荷装置。   The load load device according to claim 1, wherein the load detection device is a strain gauge or a load cell. 前記複数のアクチュエータが、供試体に対して互いに異なるポイントで同一方向に荷重を負荷すると共に、供試体に負荷する各アクチュエータの荷重及び荷重負荷方向を独立して変更可能なものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の荷重負荷装置。   The plurality of actuators are capable of applying a load in the same direction at different points to the specimen, and capable of independently changing the load of each actuator loaded on the specimen and the load loading direction. The load application device according to claim 1 or 2. 前記複数のアクチュエータと供試体に対する荷重負荷方向が異なる少なくとも1台のアクチュエータをさらに備えていることを特徴とする請求項5に記載の荷重負荷装置。   The load device according to claim 5, further comprising at least one actuator having different load loading directions with respect to the plurality of actuators and the specimen. 前記供試体が、中空筒状体と、該中空筒状体の軸方向端部に該中空筒状体の周方向に分散配置され、該中空筒状体の軸方向と直交する方向に固着された複数のフランジとからなり、該複数のフランジを前記締結ボルトで前記アクチュエータの作動部位に締結してなることを特徴とする請求項1又は2に記載の荷重負荷装置。   The specimen is dispersed in the circumferential direction of the hollow cylindrical body and the axial direction end of the hollow cylindrical body, and is fixed in a direction perpendicular to the axial direction of the hollow cylindrical body. The load applying device according to claim 1, further comprising a plurality of flanges, wherein the plurality of flanges are fastened to the operating portion of the actuator by the fastening bolts.
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