JP2021085872A - 梁柱構造部材の耐衝撃性を試験する装置 - Google Patents
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Abstract
Description
動的載荷部は、発射装置と、弾丸と、入射ロッドと、衝撃ヘッドと、を含み、入射ロッドの一端は、発射装置の発射口に正対され、他端には、衝撃ヘッドが取り付けられている。試験を行う場合には、構造部材載置部に構造部材が載置され、衝撃ヘッドが構造部材の側面に密着させている。発射装置は、弾丸を発射して入射ロッドに衝突する。
衝撃ヘッドと構造部材とが接続された一端端面の形状は、断面形状、寸法の異なる構造部材に対応できるように、例えば、矩形断面の構造部材を試験できる円台形衝撃ヘッドに設計され、円形断面の構造部材を試験できる円弧内凹形衝撃ヘッドに設計されている。衝撃ヘッドは、衝撃ヘッドの交換を容易にするために入射ロッドの一端に着脱可能に取り付けられている。波動インピーダンスの一致性を確保するために、弾丸、衝撃ヘッドの材料は、いずれも入射ロッドの材料と同じである。端面摩擦効果が実験結果に与える影響を小さくするために、実験を行う時、衝撃ヘッドと構造部材、衝撃ヘッドと入射ロッドとの接触箇所にグリースを塗布する。入射ロッドの発射装置発射口に正対する一端端面には、波形整形器が設けられ、応力波波形を制御することで異なる試験の要求を満たすことができる。
Vε,i(t)=σi(t)・εi(t) (2)
Vε,r (t)=σr(t)・εr(t) (3)ここで:
Ea(t)--構造部材吸収したエネルギー;
Ei(t)一入射エネルギー;
Er(t)--反射エネルギー;
Vε,i(t)--入射ひずみエネルギー;
Vε,r(t)--反射ひずみエネルギー;
σi(t)--入射応力;
εi(t)--入射ひずみ;
σr(t)--反射応力;
εr(t)--反射ひずみ。
2 弾丸
3 入射ロッド
4 衝撃ヘッド
5 作業プラットフォーム
6 先端反力フレーム
7 後端反力フレーム
8 第1支持台
9 第2支持台
10 ジャッキ
11 ばね
12 センサ
13 歪みゲージ
14 構造部材の軸方向に直交する歪みゲージ
15 構造部材の軸方向に沿っている歪みゲージ
16 変位計
17 ガイドレール
18 ガイドレールステージ
19 下向きの等分布荷重
20 下向きの集中力
21 構造部材
22 平行光源
23 波形整形器。
Claims (10)
- 動的載荷部と、構造部材載置部と、検出分析装置と、を備え、動的載荷部は、発射装置と、弾丸と、入射ロッドと、衝撃ヘッドと、を含み、入射ロッドの一端は、発射装置の発射口に正対され、他端には、衝撃ヘッドが取り付けられている。試験を行う場合には、構造部材載置部に構造部材が載置され、衝撃ヘッドが構造部材の側面に密着させている。発射装置は、弾丸を発射して入射ロッドに衝突する。検出分析装置は、弾丸速度を検出する弾丸速度測定装置と、入射ロッドの応力変化状況を検出する入射ロッド応力検出システムと、構造部材変形状況及び応力変化状況を検出する構造部材変形検出システムと、データ処理システムとを含む、ことを特徴とする梁柱構造部材の耐衝撃性能を試験する装置。
- 構造部材載置部は、作業プラットフォームと、先端反力フレームと、後端反力フレームと、先端反力フレームに当接して配置された第1支持台と、先端反力フレームと後端反力フレームとの間に配置された第2支持台と、第2支持台と後端反力フレームとの間に配置された軸方向静力付勢装置と、を備える。先端、後端反力フレーム、および支持台は、いずれも作業プラットフォームに固定され、第1、第2支持台には、前後方向に沿って同一水平直線に位置する構造部材を載置するための載置位が設けられている;
前記軸方向静力付勢装置は、ジャッキと、ばねと、を備える。検出部は、軸方向静力付勢装置で構造部材に印加される軸方向静力の大きさを測定するためのセンサをさらに備える。ジャッキ、センサ、ばねは、前後方向に沿って同一水平直線に順次に固定接続されている。試験を行う場合には、ジャッキの後端が後端反力フレームに当接され、ばねの先端が載置位に載置された構造部材の後端端面に当接されている、ことを特徴とする請求項1に記載の梁柱構造部材の耐衝撃性能を試験する装置。 - 構造部材載置部は、地面に固定されたガイドレールステージをさらに備え、作業プラットフォームは、前後並進アセンブリを介してガイドレールステージに配置されている、ことを特徴とする請求項2に記載の梁柱構造部材の耐衝撃性能を試験する装置。
- 衝撃ヘッドと構造部材とが接続される一端端面の形状は、構造部材の弧面または平面に密着させているものに設置され、衝撃ヘッドは、入射ロッドの一端に着脱可能に取り付けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の梁柱構造部材の耐衝撃性能を試験する装置。
- 衝撃ヘッドの材料は、入射ロッドの材料と同じである、ことを特徴とする請求項1に記載の梁柱構造部材の耐衝撃性能を試験する装置。
- 実験を行う場合には、衝撃ヘッドと構造部材、衝撃ヘッドと入射ロッドとの接触箇所にグリースを塗布する、ことを特徴とする請求項1に記載の梁柱構造部材の耐衝撃性能を試験する装置。
- 入射ロッドの発射装置発射口に正対している一端端面には、波形整形器が設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の梁柱構造部材の耐衝撃性能を試験する装置。
- 梁構造部材に垂直方向等分布荷重または垂直集中力を印加するための載荷装置をさらに備える、ことを特徴とする請求項1に記載の梁柱構造部材の耐衝撃性能を試験する装置。
- 検出装置は、構造部材が試験における形態変化過程を記録する高速カメラをさらに備える、ことを特徴とする請求項1に記載の梁柱構造部材の耐衝撃性能を試験する装置。
- 検出装置は、構造部材の亀裂を動的に追跡位置決めするAEセンサをさらに備える、ことを特徴とする請求項1に記載の梁柱構造部材の耐衝撃性能を試験する装置。
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