(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース(１)を含み、前記ケース(１)の上方には横梁(７)が設置され、前記横梁(７)は左側支柱(４Ａ)と右側支柱(４Ｂ)を通じて前記ケース(１)に固定的に結合され、
前記ケース(１)の作業台には下試験部材(２)が配置され、前記下試験部材(２)上には上試験部材(３)が配置され、前記上試験部材(３)の上方と前記横梁(７)間に前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)と順次に結合する予荷重部品(６)が設置され、
前記上試験部材(３)の両端の片持ち梁にそれぞれ１つの荷重印加部品が対称的に取り付けられ、それぞれ第１荷重印加部品(５Ａ)と第２荷重印加部品(５Ｂ)と称し、前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)の垂直上方はそれぞれ前記横梁(７)に結合され、
前記上試験部材(３)の両端の片持ち梁の端部にそれぞれ１つの結合部材(８)が取り付けられ、前記結合部材(８)と前記横梁(７)の右側支柱（４Ｂ）間に、前記結合部材(８)と前記横梁(７)の左側支柱(４Ａ)間には、それぞれ軸線が水平的な荷重印加部品が設置され、第３荷重印加部品(５Ｃ)と第４荷重印加部品(５Ｄ)と称することを特徴とするボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験装置。
【請求項２】
前記予荷重部品(６)の構造として、模擬ボルト頭(６-１)、力センサー(６-２)、スペーサー(６-３)、軸受け(６-４)、専用スクリュー(６-５)及びセンタリング付帯品（６-６)を含み、
前記センタリング付帯品(６-６)は二つの階段形半円リングより構成され、前記専用スクリュー(６-５)、前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)及び前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)を同心配置し、
前記専用スクリュー(６-５)の上端は四角構造であり、且つ軸心を通じて水平的な力印加孔が開けられ、前記専用スクリュー(６-５)は上から下まで順次に前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)、前記上試験部材(３)の軸心孔を貫通し、前記専用スクリュー(６-５)の下端と前記下試験部材(２)はねじ結合されることを特徴とする、請求項１に記載のボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験装置。
【請求項３】
前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)の構造は同様で、且つ垂直的に取り付けられ、すべて力センサー部品(５-１)、前荷重印加ナット(５-２Ａ)、後荷重印加ナット(５-２Ｂ)及びフランジ(５-３)を含み、
前記力センサー部品(５-１)の各々の一端は前記上試験部材(３)の両端の片持ち梁にそれぞれ固定的に結合され、前記力センサー部品(５-１)の各々の他端はそのねじ、前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)及び前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を通じて、それぞれ前記横梁(７)に取り付けられた対応する前記フランジ(５-３)に結合されることを特徴とする、請求項２に記載のボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験装置。
【請求項４】
前記第３荷重印加部品(５Ｃ)と前記第４荷重印加部品(５Ｄ)の構造は同様で、且つ水平的に取り付けられ、すべて力センサー部品(５-１)、前荷重印加ナット(５-２Ａ)、後荷重印加ナット(５-２Ｂ)及びフランジ(５-３)を含み、
前記力センサー部品(５-１)の各々の一端は前記結合部材(８)を通じてそれぞれ前記上試験部材(３)の両端部に固定的に結合され、前記力センサー部品(５-１)の各々の他端はそのねじ、前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)及び前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を通じて、前記左側支柱(４Ａ)と前記右側支柱(４Ｂ)に取り付けられた対応する前記フランジ(５-３)に結合されることを特徴とする、請求項２に記載のボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験装置。
【請求項５】
ケース(１)を含み、前記ケース(１)の上方には横梁(７)が設置され、前記横梁(７)は左側支柱(４Ａ)と右側支柱(４Ｂ)を通じて前記ケース(１)に固定的に結合され、前記ケース(１)の作業台には下試験部材(２)が配置され、前記下試験部材(２)上には上試験部材(３)が配置され、前記上試験部材(３)の上方と前記横梁(７)間に前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)と順次に結合する予荷重部品(６)が設置される装置を利用し、
ここで、前記予荷重部品(６)の構造は模擬ボルト頭(６-１)、力センサー(６-２)、スペーサー(６-３)、軸受け(６-４)、専用スクリュー(６-５)及びセンタリング付帯品（６-６)を含み、前記センタリング付帯品(６-６)は二つの階段形半円リングより構成され、前記専用スクリュー(６-５)、前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)及び前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)を同心配置し、前記専用スクリュー(６-５)の上端は四角構造であり、且つ軸心を通じて水平的な力印加孔が開けられ、前記専用スクリュー(６-５)は上から下まで順次に前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)、前記上試験部材(３)の軸心孔を貫通し、前記専用スクリュー(６-５)の下端と前記下試験部材(２)はねじ結合され、
前記装置を利用して鉛直方向のプレストレス力試験を行うステップは、
前記下試験部材(２)を前記ケース(１)に固定し、前記上試験部材(３)を前記下試験部材(２)の上表面に配置し、前記下試験部材(２)と前記上試験部材(３)の各測定平面にいくつの垂直方向の変位センサー(９)を設置し、前記センタリング付帯品(６-６)の同心配置機能を利用して、前記専用スクリュー(６-５)の下端を順次に前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)の孔を貫通させた後、前記専用スクリュー(６-５)の下端を前記下試験部材(２)にねじ結合させ、前記センタリング付帯品(６-６)を取り外し、前記専用スクリュー(６-５)の上端の四角部を回転して、前記専用スクリュー(６-５)により前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)を加圧し、これにより法線方向のプレストレス力を印加し、
この際、前記力センサー(６-２)によりプレストレス力を検出し、垂直方向の前記変位センサー(９)の各々は前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)の法線方向の相対変位を同時に検出し、当該法線方向の相対変位はボルト接合面ユニットの予変形であり、前記予荷重部品(６)の前記専用スクリュー(６-５)を調整してプレストレス力を変更し、
上記ステップを繰り返すことで、ボルト接合面ユニットのプレストレス力と予変形との関係を取得することを特徴とする、ボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験方法。
【請求項６】
ケース(１)を含み、前記ケース(１)の上方には横梁(７)が設置され、前記横梁(７)は左側支柱(４Ａ)と右側支柱(４Ｂ)を通じて前記ケース(１)に固定的に結合され、前記ケース(１)の作業台には下試験部材(２)が配置され、前記下試験部材(２)上には上試験部材(３)が配置され、前記上試験部材(３)の上方と前記横梁(７)間に前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)と順次に結合する予荷重部品(６)が設置され、前記上試験部材(３)の両端の片持ち梁にはそれぞれ１つの荷重印加部品が対称的に取り付けられ、それぞれ第１荷重印加部品(５Ａ)と第２荷重印加部品(５Ｂ)と称し、前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)は垂直上方で前記横梁(７)とそれぞれ結合される装置を利用し、
ここで、前記予荷重部品(６)の構造は模擬ボルト頭(６-１)、力センサー(６-２)、スペーサー(６-３)、軸受け(６-４)、専用スクリュー(６-５)及びセンタリング付帯品（６-６)を含み、前記センタリング付帯品(６-６)は二つの階段形半円リングより構成され、前記専用スクリュー(６-５)、前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)及び前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)を同心的に位置づけ、前記専用スクリュー(６-５)の上端は四角構造であり、且つ軸心を通じて水平的な力印加孔が開けられ、前記専用スクリュー(６-５)は上から下まで順次に前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)、前記上試験部材(３)の軸心孔を貫通し、前記専用スクリュー(６-５)の下端と前記下試験部材(２)はねじ結合され、
且つ前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)の構造は同様であり且つ垂直的に取り付けられ、すべて力センサー部品(５-１)、前荷重印加ナット(５-２Ａ)、後荷重印加ナット(５-２Ｂ)及びフランジ(５-３)を含み、前記力センサー部品(５-１)の各々の一端はそれぞれ前記上試験部材(３)の両端の片持ち梁に固定的に結合され、前記力センサー部品(５-１)の各々の他端はそのねじ、前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)及び前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を通じて、前記横梁(７)に取り付けられた対応する前記フランジ(５-３)にそれぞれ結合され、
前記装置を利用して法線方向の使用荷重試験を行うステップは、
前記下試験部材(２)を前記ケース(１)に固定し、前記上試験部材(３)を前記下試験部材(２)上に配置し、前記下試験部材(２)と前記上試験部材(３)の各測定平面にいくつの垂直方向の変位センサー(９)を設置し、前記上試験部材(３)の二つの片持ち梁に前記第１荷重印加部品(５Ａ)、前記第２荷重印加部品(５Ｂ)が取り付けられ、前記センタリング付帯品(６-６)の同心配置機能を利用して、前記専用スクリュー(６-５)の下端を順次に前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)の孔を貫通させた後、前記専用スクリュー(６-５)の下端を前記下試験部材(２)にねじ結合させ、前記センタリング付帯品(６-６)を取り外し、前記専用スクリュー(６-５)の上端の四角部を回転して、前記専用スクリュー(６-５)により前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)を加圧し、これにより法線方向のプレストレス力を印加し、
前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)の一端はそれぞれ前記上試験部材(３)の片持ち梁に固定的に結合され、前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)の他端は前記横梁（７）上の前記フランジ(５-３)に結合され、前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)の前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)、前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を調整することで、垂直に取り付けられた前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)により同様の法線方向の使用荷重が印加されるようにし、必要によって引っ張る又は押し込む荷重を印加し、
前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)により印加される法線方向の使用荷重は前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)の各々自体の前記力センサー(５-１)により検出され、垂直方向の前記変位センサー(９)により前記上試験部材(３)と前記下試験部材(２)の法線方向の使用荷重により発生する相対変位を検出し、
法線方向の相対変位はボルト接合面ユニットの法線方向の使用荷重により発生した法線方向変形であり、前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)により印加された法線方向の使用荷重を変更し、
上記のステップを繰り返すことにより、ボルト接合面ユニットの法線方向の使用荷重と法線方向の使用荷重により発生した法線方向の変形との関係を取得することを特徴とする、ボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験方法。
【請求項７】
ケース(１)を含み、前記ケース(１)の上方には横梁(７)が設置され、前記横梁(７)は左側支柱(４Ａ)と右側支柱(４Ｂ)を通じて前記ケース(１)に固定的に結合され、前記ケース(１)の作業台には下試験部材(２)が配置され、前記下試験部材(２)上には上試験部材(３)が配置され、前記上試験部材(３)の上方と前記横梁(７)間に前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)と順次に結合する予荷重部品(６)が設置され、前記上試験部材(３)の一側の片持ち梁端部にはそれぞれ１つの結合部材(８)が取り付けられ、前記結合部材(８)と前記横梁(７)の前記右側支柱(４Ｂ)間に軸線が水平的な第３荷重印加部品(５Ｃ)が設置される装置を利用し、
ここで、前記予荷重部品(６)の構造は模擬ボルト頭(６-１)、力センサー(６-２)、スペーサー(６-３)、軸受け(６-４)、専用スクリュー(６-５)及びセンタリング付帯品（６-６)を含み、前記センタリング付帯品(６-６)は二つの階段形半円リングより構成され、前記専用スクリュー(６-５)、前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)及び前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)を同心配置し、前記専用スクリュー(６-５)の上端は四角構造であり、且つ軸心を通じて水平的な力印加孔が開けられ、前記専用スクリュー(６-５)は上から下まで順次に前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)、前記上試験部材(３)の軸心孔を貫通し、前記専用スクリュー(６-５)の下端と前記下試験部材(２)はねじ結合され、
前記第３荷重印加部品(５Ｃ)は水平的に取り付けられ、且つ力センサー部品(５-１)、前荷重印加ナット(５-２Ａ)、後荷重印加ナット(５-２Ｂ)及びフランジ(５-３)を含み、前記力センサー部品(５-１)の一端は前記結合部材(８)を通じて前記上試験部材(３)の一端に固定的に結合され、前記力センサー部品(５-１)の他端はそのねじ、前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)及び前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を通じて、前記右側支柱(４Ｂ)に取り付けられた対応する前記フランジ(５-３)に結合され、
前記装置を利用して接線方向使用荷重試験を行うステップは、
前記下試験部材(２)を前記ケース(１)に固定し、前記上試験部材(３)を前記下試験部材(２)の上方に配置し、前記下試験部材(２)と前記上試験部材(３)の各測定平面にいくつの水平方向の変位センサー(９)を設置し、前記センタリング付帯品(６-６)の同心配置機能を利用して、前記専用スクリュー(６-５)の下端を順次に前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)の孔を貫通させた後、前記専用スクリュー(６-５)の下端を前記下試験部材(２)にねじ結合させ、前記センタリング付帯品(６-６)を取り外し、前記専用スクリュー(６-５)の上端の四角部を回転して、前記専用スクリュー(６-５)により前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)を加圧し、これにより法線方向のプレストレス力を印加し、
前記上試験部材(３)の一側に１つの前記結合部材(８)と前記第３荷重印加部品(５Ｃ)が水平的に取り付けられ、前記第３荷重印加部品(５Ｃ)の軸線Ｓは前記上試験部材(３)と前記下試験部材(２)の結合面を通ると共に、前記予荷重部品(６)の前記専用スクリュー(６-５)の軸線Ｌと直角に交差し、水平的に取り付けられた前記第３荷重印加部品(５Ｃ)の前記力センサー部品(５-１)の一端は前記結合部材(８)の右側に固定的に結合され、前記力センサー部品(５-１)の他端はそのねじ、前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)及び前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を通じて、前記フランジ(５-３)に結合され、前記フランジ(５-３)は前記右側支柱(４Ｂ)に固定的に取り付けられ、
前記第３荷重印加部品(５Ｃ)の前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)と前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を調整することにより接線方向の使用荷重を印加し、接線方向の使用荷重は正数又は負数であり、前記第３荷重印加部品(５Ｃ)により印加された接線方向の使用荷重は前記第３荷重印加部品(５Ｃ)の前記力センサー(５-１)により検出し、水平方向の前記変位センサー(９)により前記上試験部材(３)と前記下試験部材(２)の接線方向の使用荷重により発生された接線方向の相対変位を検出し、
接線方向の相対変位はボルト接合面ユニットの接線方向の使用荷重により発生された接線方向変形であり、前記第３荷重印加部品(５Ｃ)により印加された接線方向使用荷重を変更し、
上記のステップを繰り返すことにより、ボルト接合面ユニットの接線方向の使用荷重と接線方向の使用荷重により発生した接線方向の変形との関係を取得することを特徴とする、ボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験方法。
【請求項８】
ケース(１)を含み、前記ケース(１)の上方には横梁(７)が設置され、前記横梁(７)は左側支柱(４Ａ)と右側支柱(４Ｂ)を通じて前記ケース(１)に固定的に結合され、前記ケース(１)の作業台には下試験部材(２)が配置され、前記下試験部材(２)上には上試験部材(３)が配置され、前記上試験部材(３)の上方と前記横梁(７)間に前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)と順次に結合する予荷重部品(６)が設置され、前記上試験部材(３)の両端の片持ち梁にそれぞれ１つの荷重印加部品が対称的に取り付けられ、それぞれ第１荷重印加部品(５Ａ)と第２荷重印加部品(５Ｂ)と称し、前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)は垂直上方で前記横梁(７)とそれぞれ結合される装置を利用し、
ここで、前記予荷重部品(６)の構造は模擬ボルト頭(６-１)、力センサー(６-２)、スペーサー(６-３)、軸受け(６-４)、専用スクリュー(６-５)及びセンタリング付帯品(６-６)を含み、前記センタリング付帯品(６-６)は二つの階段形半円リングより構成され、前記専用スクリュー(６-５)、前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)及び前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)を同心的に位置づけ、前記専用スクリュー(６-５)の上端は四角構造であり、且つ軸心を通じて水平的な力印加孔が開けられ、前記専用スクリュー(６-５)は上から下まで順次に前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)、前記上試験部材(３)の軸心孔を貫通し、前記専用スクリュー(６-５)の下端と前記下試験部材(２)はねじ結合され、
前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)の構造は同様であり、且つ垂直的に取り付けられ、すべて力センサー部品(５-１)、前荷重印加ナット(５-２Ａ)、後荷重印加ナット(５-２Ｂ)及びフランジ(５-３)を含み、前記力センサー部品(５-１)の各々の一端はそれぞれ前記上試験部材(３)の両端の片持ち梁に固定的に結合され、前記力センサー部品(５-１)の各々の他端はそのねじ、前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)及び前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を通じて、前記横梁(７)に取り付けられた対応する前記フランジ(５-３)にそれぞれ結合され、
前記装置を利用して曲げモーメント使用荷重試験を行うステップは、
前記下試験部材(２)を前記ケース(１)に固定し、前記上試験部材(３)を前記下試験部材(２)上方に配置し、前記下試験部材(２)と前記上試験部材(３)の各測定平面にいくつの変位センサー(９)を設置し、前記センタリング付帯品(６-６)の同心配置機能を利用して、前記専用スクリュー(６-５)の下端を順次に前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)の孔を貫通させた後、前記専用スクリュー(６-５)の下端を前記下試験部材(２)にねじ結合させ、前記センタリング付帯品(６-６)を取り外し、前記専用スクリュー(６-５)の上端四角部を回転して、前記専用スクリュー(６-５)により前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)を加圧し、法線方向のプレストレス力を印加し、
左右側に垂直に取る付けられた前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)の前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)と前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を調整して、左右側に垂直に取る付けられた前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)により同様の大きさ且つ反対の法線方向の使用荷重を印加することにより、曲げモーメントの使用荷重を印加し、
法線方向の使用荷重は垂直に取り付けられた前記第１荷重印加部品(５Ａ)と前記第２荷重印加部品(５Ｂ)の前記力センサー(５-１)により検出され、且つ二つの反対方向の法線方向の使用荷重に基づいて曲げモーメントを算出し、
垂直方向の前記変位センサー(９)により前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)の垂直方向の相対変位を検出し、前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)の垂直方向の相対変位からボルト接合面ユニットの曲げモーメントにより発生された傾斜角変形を取得し、垂直に取る付けられた前記第１荷重印加部品(５Ａ)、前記第２荷重印加部品(５Ｂ)の前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)、前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を調整して、曲げモーメント使用荷重を変更し、
上記のステップを繰り返すことで、ボルト接合面ユニットの傾斜角変形が曲げモーメントの使用荷重の変化によって変化する関係を取得することを特徴とする、ボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験方法。
【請求項９】
ケース(１)を含み、前記ケース(１)の上方には横梁(７)が設置され、前記横梁(７)は左側支柱(４Ａ)と右側支柱(４Ｂ)を通じて前記ケース(１)に固定的に結合され、前記ケース(１)の作業台には下試験部材(２)が配置され、前記下試験部材(２)上には上試験部材(３)が配置され、前記上試験部材(３)の上方と前記横梁(７)間に前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)と順次に結合する予荷重部品(６)が設置され、前記上試験部材(３)の両端の片持ち梁の端部にそれぞれ１つの結合部材(８)が取り付けられ、前記結合部材(８)と前記横梁(７)の前記右側支柱(４Ｂ)間に、前記結合部材(８)と前記横梁(７)の前記左側支柱(４Ａ)間には、それぞれ軸線が水平的な荷重印加部品が設置され、それぞれ第３荷重印加部品(５Ｃ)と第４荷重印加部品(５Ｄ)と称し、
ここで、前記予荷重部品(６)の構造は模擬ボルト頭(６-１)、力センサー(６-２)、スペーサー(６-３)、軸受け(６-４)、専用スクリュー(６-５)及びセンタリング付帯品(６-６)を含み、前記センタリング付帯品(６-６)は二つの階段形半円リングより構成され、前記専用スクリュー(６-５)、前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)及び前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)を同心的に位置づけ、前記専用スクリュー(６-５)の上端は四角構造であり、且つ軸心を通じて水平的な力印加孔が開けられ、前記専用スクリュー(６-５)は上から下まで順次に前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)、前記上試験部材(３)の軸心孔を貫通し、前記専用スクリュー(６-５)の下端と前記下試験部材(２)はねじ結合され、
前記第３荷重印加部品(５Ｃ)と前記第４荷重印加部品(５Ｄ)の構造は同様で且つ水平的に取り付けられ、すべて力センサー部品(５-１)、前荷重印加ナット(５-２Ａ)、後荷重印加ナット(５-２Ｂ)及びフランジ(５-３)を含み、前記力センサー部品(５-１)の各々の一端は前記結合部材(８)を通じて、それぞれ前記上試験部材(３)の両端部に固定的に結合され、前記力センサー部品(５-１)の各々の他端はそのねじ、前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)及び前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を通じて、前記左側支柱(４Ａ)と前記右側支柱(４Ｂ)に取り付けられた対応する前記フランジ(５-３)にそれぞれ結合され、
前記装置を利用してトルク使用荷重試験を行うステップは、
前記下試験部材(２)を前記ケース(１)に固定し、前記上試験部材(３)を前記下試験部材(２)の上方に配置し、前記下試験部材(２)と前記上試験部材(３)の各測定平面にいくつの変位センサー(９)を設置し、前記センタリング付帯品(６-６)の同心配置機能を利用して、前記専用スクリュー(６-５)の下端を順次に前記軸受け(６-４)、前記スペーサー(６-３)、前記力センサー(６-２)、前記模擬ボルト頭(６-１)の孔を貫通させた後、前記専用スクリュー(６-５)の下端を前記下試験部材(２)にねじ結合させ、前記センタリング付帯品(６-６)を取り外し、前記専用スクリュー(６-５)の上端の四角部を回転して、前記専用スクリュー(６-５)により前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)を加圧し、これにより法線方向のプレストレス力を印加し、
前記上試験部材(３)の左右側に１つの水平となる荷重印加部品を取り付け、それぞれ第３荷重印加部品(５Ｃ)、第４荷重印加部品(５Ｄ)と称し、前記第３荷重印加部品(５Ｃ)と前記第４荷重印加部品(５Ｄ)の軸線Ｓは前記上試験部材(３)と前記下試験部材(２)の結合面を通ると共に、前記予荷重部品(６-５)の専用スクリュー軸線Ｌと交差せずに垂直し、且つ左右側の水平となる前記第３荷重印加部品(５Ｃ)と前記第４荷重印加部品(５Ｄ)の軸線Ｓから前記専用スクリュー(６-５)の軸線Ｌまでの距離は同様であるが、その位置と方向は反対で、一つは前記スクリュー(６-５)の軸線Ｌの前方にあり、もう一つは前記スクリュー(６-５)の軸線Ｌの後方にあり、前記第３荷重印加部品(５Ｃ)の前記力センサー部品(５-１)の一端は前記結合部材(８)を通じて前記上試験部材(３)の右側に固定的に結合され、他端はそのねじ、前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)及び前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を通じて、前記右側支柱(４Ｂ)に固定的に取り付けた前記フランジ(５-３)に結合され、
前記第４荷重印加部品(５Ｄ)の前記力センサー部品(５-１)の一端は他の前記結合部材(８)を通じて、前記上試験部材(３)の左側に固定的に結合され、他端はそのねじ、前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)及び前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を通じて、前記左側支柱(４Ａ)上の前記フランジ(５-３)に結合され、
水平となる前記第３荷重印加部品(５Ｃ)、前記第４荷重印加部品(５Ｄ)の前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)、前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を調整して、同様の大きさ且つ反対方向の接線方向の使用荷重を印加し、
水平に取り付けられた前記第３荷重印加部品(５Ｃ)と前記第４荷重印加部品(５Ｄ)の前記力センサー(５-１)により接線方向の使用荷重が検出され、二つの反対方向の接線方向の使用荷重に基づいてトルクの使用荷重を算出し、
水平方向の前記変位センサー(９)により前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)の水平方向の相対変位を検出し、前記上試験部材(３)、前記下試験部材(２)の水平方向の相対変位からボルト接合面ユニットのトルクの使用荷重より発生した回転角変形を取得すると共に、前記第３荷重印加部品(５Ｃ)、前記第４荷重印加部品(５Ｄ)の前記前荷重印加ナット(５-２Ａ)、前記後荷重印加ナット(５-２Ｂ)を調整して、トルクの使用荷重を変更し、
上記のステップを繰り返すことで、ボルト接合面ユニットの回転角変形がトルク使用荷重の変化によって変化する関係を取得することを特徴とする、ボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は部材接合面ユニットの全荷重の静特性試験技術分野に属し、特に、ボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験装置及びボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１台の機械は数多くの部材により構成され、部材と部材が結合された表面を接合面と称する。接合面の特性は機械全体の特性に大きく影響し、作業機械、座標測定機、ロボットなど機械の接合面の剛性は全体剛性の５０％以上を占め、接合面の減衰は全体減衰の５０％〜８０％を占める。部材と部材におけるボルトによって結合された接合面をボルト接合面と称し、ボルト接合面の特性は二つの部材の結合面と、ボルトとその中一つの部材とのねじ結合面及びボルトとその中もう一つの部材との結合面等の三つの部分の接合面の特性より決められる。接合面の特性は非線形特性を有しているため、ボルト接合面の特性を取得する試験装置及び試験方法は、取得されるボルト接合面の特性の精確率に大きい影響を及ぼす。
【０００３】
実際の構造において、二つの部材間の結合面は大きいことがあり、結合ボルトは複数である可能性がある。その中で、一つのボルトで結合された接合面をボルト接合面ユニットと称し、ボルト接合面の全体の特性は各ボルト接合面ユニットの特性及びその分布によって決められる。ボルト接合面ユニットの特性が精確に取得される場合、解析を通じて全体のボルト接合面の特性を得ることができる。ボルト接合面ユニットは全体のボルト接合面の一部であるため、ボルト接合面ユニットには法線方向のプレストレス力が印加されるだけでなく、使用荷重(法線方向力、接線方向力、トルクと曲げモーメント等の全使用荷重)も印加されることがある。しかし、現在のボルト接合面静特性試験装置は法線方向のプレストレス特性試験のみに限られている。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、ボルト接合面の法線方向力、接線方向力、コルクと曲げモーメント全使用荷重静特性試験を行うことができる、ボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験装置を提供することである。
【０００５】
本発明のもう一つの目的はボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験方法を提供し、ボルト接合面の法線方向力、接線方向力、コルクと曲げモーメント全使用荷重静特性試験を実現することである。
【０００６】
本発明の技術案はボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験装置を採用し、当該装置はケースを含み、ケースの上方には横梁が設置され、横梁は左側支柱と右側支柱を通じてケースに固定的に結合され、ケースの作業台には下試験部材が配置され、下試験部材上には上試験部材が配置され、上試験部材の上方と横梁との間に上試験部材、下試験部材と順次に結合する予荷重部品が設置され、上試験部材の両端の片持ち梁にそれぞれ１つの荷重印加部品が対称的に取り付けられ、それぞれ第１荷重印加部品と第２荷重印加部品と称し、第１荷重印加部品と第２荷重印加部品の垂直上方はそれぞれ横梁と結合され、上試験部材の両端の片持ち梁の端部にそれぞれ１つの結合部材が取り付けられ、結合部材と横梁の右側支柱間に、結合部材と横梁の左側支柱)間には、それぞれ軸線が水平的な荷重印加部品が設置され、第３荷重印加部品と第４荷重印加部品)と称する。
【０００７】
本発明のもう一つの技術案は前記装置を利用して、下記のような測定試験を行う。
【０００８】
方式１：ボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験方法は下記のような構造を有する装置を利用する。
【０００９】
ケースを含み、ケースの上方には横梁が設置され、横梁は左側支柱と右側支柱を通じてケースに固定的に結合され、ケースの作業台には下試験部材が配置され、下試験部材上には上試験部材が配置され、上試験部材の上方と横梁との間に、上試験部材、下試験部材と順じに結合する予荷重部品が設置され、前記予荷重部品の構造は模擬ボルト頭、力センサー、スペーサー、軸受け、専用スクリュー及びセンタリング付帯品を含み、センタリング付帯品は二つの階段形半円リングより構成され、専用スクリュー、軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭及び上試験部材、下試験部材を同心配置し、専用スクリューの上端は四角構造であり、且つ軸心を通じて水平となる力印加孔が開けられ、専用スクリューは上から下まで順次に軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭、上試験部材の軸心孔を貫通し、専用スクリューの下端と下試験部材はねじ結合され、
上記の装置を利用して鉛直方向のプレストレス力試験を行うステップは、
下試験部材をケースに固定し、上試験部材を下試験部材(２)の上表面に配置し、下試験部材と上試験部材の各測定平面にいくつの垂直方向の変位センサーを設置し、センタリング付帯品の同心配置機能を利用して、専用スクリューの下端を順次に軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭の孔を貫通させた後、専用スクリューの下端を下試験部材にねじ結合させ、センタリング付帯品を取り外し、専用スクリューの上端の四角部を回転して、専用スクリューにより上試験部材、下試験部材を加圧し、これにより法線方向のプレストレス力を印加し、この際、力センサーによりプレストレス力を検出し、垂直方向の各変位センサーは上試験部材、下試験部材の法線方向の相対変位を同時に検出し、当該法線方向の相対変位はボルト接合面ユニットの予変形であり、予荷重部品の専用スクリューを調整してプレストレス力を変更し、上記ステップを繰り返すことで、ボルト接合面ユニットのプレストレス力と予変形の関係を取得することができる。
【００１０】
方式２：ボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験方法は下記のような構造を有する装置を利用する。
【００１１】
ケースを含み、ケースの上方には横梁が設置され、横梁は左側支柱と右側支柱を通じてケースに固定的に結合され、ケースの作業台には下試験部材が配置され、下試験部材上には上試験部材が配置され、上試験部材の上方と横梁間に上試験部材、下試験部材と順じに結合する予荷重部品が設置され、上試験部材の両端の片持ち梁にはそれぞれ１つの荷重印加部品が対称的に取り付けられ、それぞれ第１荷重印加部品と第２荷重印加部品と称し、第１荷重印加部品と第２荷重印加部品は垂直上方で横梁とそれぞれ結合され、前記予荷重部品の構造は模擬ボルト頭、力センサー、スペーサー、軸受け、専用スクリュー及びセンタリング付帯品を含み、センタリング付帯品は二つの階段形半円リングより構成され、専用スクリュー、軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭及び上試験部材、下試験部材を同心的に取り付け、専用スクリューの上端は四角構造であり、且つ軸心を通じて水平となる力印加孔が開けられ、専用スクリューは上から下まで順次に軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭、上試験部材の軸心孔を貫通し、専用スクリューの下端と下試験部材はねじ結合され、且つ前記第１荷重印加部品と第２荷重印加部品の構造は同様であり且つ垂直的に取り付けられ、すべて力センサー部品、前荷重印加ナット、後荷重印加ナット及びフランジを含み、各力センサー部品の一端はそれぞれ上試験部材の両端の片持ち梁に固定的に結合され、各力センサー部品の他端はそのねじ、前荷重印加ナット及び後荷重印加ナットを通じて、横梁に取り付けられた対応するフランジに結合され、
前記装置を利用して法線方向使用荷重試験を行う段階は、
下試験部材をケースに固定し、上試験部材を下試験部材上に配置し、下試験部材と上試験部材の各測定平面にいくつの垂直方向の変位センサーを設置し、上試験部材の二つの片持ち梁に第１荷重印加部品、第２荷重印加部品が取り付けられ、センタリング付帯品の同心配置機能を利用して、専用スクリューの下端を順次に軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭の孔を貫通させた後、専用スクリューの下端を下試験部材にねじ結合させ、センタリング付帯品を取り外し、専用スクリューの上端の四角部を回転して、専用スクリューにより上試験部材、下試験部材を加圧し、これにより法線方向のプレストレス力を印加し、第１荷重印加部品と第２荷重印加部品の一端はそれぞれ上試験部材の片持ち梁に固定的に結合され、第１荷重印加部品と第２荷重印加部品の他端は横梁上のフランジに結合され、第１荷重印加部品、第２荷重印加部品の前荷重印加ナット、後荷重印加ナットを調整することで、垂直に取り付けられた第１荷重印加部品と第２荷重印加部品により同様の法線方向の使用荷重が印加されるようにし、必要によって引っ張る又は押し込む荷重を印加させ、第１荷重印加部品と第２荷重印加部品により印加される法線方向の使用荷重は第１荷重印加部品と第２荷重印加部品の各自体の力センサーにより検出され、垂直方向の変位センサーにより上試験部材と下試験部材の法線方向の使用荷重により発生する相対変位を検出し、即ち法線方向の相対変位はボルト接合面ユニットの法線方向の使用荷重により発生した法線方向変形であり、第１荷重印加部品と第２荷重印加部品により印加された法線方向の使用荷重を変更し、上記のステップを繰り返すことにより、ボルト接合面ユニットの法線方向の使用荷重と法線方向の使用荷重により発生した法線方向の変形との関係を取得することができる。
【００１２】
方式３：ボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験方法は下記のような構造を有する装置を利用する。
【００１３】
ケースを含み、ケースの上方には横梁が設置され、横梁は左側支柱と右側支柱を通じてケースに固定的に結合され、ケースの作業台には下試験部材が配置され、下試験部材上には上試験部材が配置され、上試験部材の上方と横梁間に上試験部材、下試験部材と順じに結合する予荷重部品が設置され、上試験部材の一側の片持ち梁端部にはそれぞれ１つの結合部材が取り付けられ、結合部材と横梁の右側支柱間に軸線が水平となる第３荷重印加部品が設置される装置を利用し、前記予荷重部品の構造は模擬ボルト頭、力センサー、スペーサー、軸受け、専用スクリュー及びセンタリング付帯品を含み、センタリング付帯品は二つの階段形半円リングより構成され、専用スクリュー、軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭及び上試験部材、下試験部材を同心配置し、専用スクリューの上端は四角構造であり、且つ軸心を通じて水平となる力印加孔が開けられ、専用スクリューは上から下まで順次に軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭、上試験部材の軸心孔を貫通し、専用スクリューの下端と下試験部材はねじ結合され、前記第３荷重印加部品は水平的に取り付けられ、且つ力センサー部品、前荷重印加ナット、後荷重印加ナット及びフランジを含み、力センサー部品の一端は結合部材を通じて上試験部材の一端に固定的に結合され、力センサー部品の他端はそのねじ、前荷重印加ナット及び後荷重印加ナットを通じて、右側支柱に取り付けられた対応するフランジに結合され、
前記装置を利用して接線方向使用荷重試験を行うステップは、
下試験部材をケースに固定し、上試験部材を下試験部材上方に配置し、下試験部材と上試験部材の各測定平面にいくつの水平方向の変位センサーを設置し、センタリング付帯品の同心配置機能を利用して、専用スクリューの下端を順次に軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭の孔を貫通させた後、専用スクリューの下端を下試験部材にねじ結合させ、センタリング付帯品を取り外し、専用スクリューの上端の四角部を回転して、専用スクリューにより上試験部材、下試験部材を加圧し、これにより法線方向のプレストレス力を印加し、上試験部材の一側に１つの結合部材と第３荷重印加部品が水平的に取り付けられ、第３荷重印加部品の軸線Ｓは上試験部材と下試験部材の結合面を通る共に、予荷重部品の専用スクリューの軸線Ｌと直角に交差し、水平的に取り付けられた第３荷重印加部品の力センサー部品の一端は結合部材の右側に固定的に結合され、力センサー部品の他端はそのねじ、前荷重印加ナット及び後荷重印加ナットを通じて、フランジに結合され、フランジは右側支柱に固定的に取り付けられ、第３荷重印加部品の前荷重印加ナット、後荷重印加ナットを調整することにより接線方向の使用荷重を印加し、接線方向の使用荷重は必要によって正数又は負数であり、第３荷重印加部品により印加された接線方向の使用荷重は第３荷重印加部品の力センサーにより検出し、水平方向の変位センサーにより上試験部材と下試験部材の接線方向の使用荷重により発生された接線方向の相対変位を検出し、即ち接線方向の相対変位はボルト接合面ユニットの接線方向の使用荷重により発生われた接線方向変形であり、第３荷重印加部品により印加された接線方向使用荷重を変更し、上記のステップを繰り返すことにより、ボルト接合面ユニットの接線方向の使用荷重と接線方向の使用荷重により発生した接線方向の変形との関係を取得することができる。
【００１４】
方式４：ボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験方法は下記のような構造を持つ装置を利用する。
【００１５】
ケースを含み、ケースの上方には横梁が設置され、横梁は左側支柱と右側支柱を通じてケースに固定的に結合され、ケースの作業台には下試験部材が配置され、下試験部材上には上試験部材が配置され、上試験部材の上方と横梁間に上試験部材、下試験部材と順じに結合する予荷重部品が設置され、上試験部材の両端の片持ち梁にそれぞれ１つの荷重印加部品が対称的に取り付けられ、それぞれ第１荷重印加部品と第２荷重印加部品と称し、第１荷重印加部品と第２荷重印加部品は垂直上方で横梁とそれぞれ結合され、前記予荷重部品の構造は模擬ボルト頭、力センサー、スペーサー、軸受け、専用スクリュー及びセンタリング付帯品を含み、センタリング付帯品は二つの階段形半円リングより構成され、専用スクリュー、軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭及び上試験部材、下試験部材を同心配置し、専用スクリューの上端は四角構造であり、且つ軸心を通じて水平となる力印加孔が開けられ、専用スクリューは上から下まで順次に軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭、上試験部材の軸心孔を貫通し、専用スクリューの下端と下試験部材はねじ結合され、前記第１荷重印加部品と第２荷重印加部品の構造は同様であり、且つ垂直的に取り付けられ、すべて力センサー部品、前荷重印加ナット、後荷重印加ナット及びフランジを含み、各力センサー部品の一端はそれぞれ上試験部材の両端の片持ち梁に固定的に結合され、各力センサー部品の他端はそのねじ、前荷重印加ナット及び後荷重印加ナットを通じて、横梁に取り付けられた対応するフランジにそれぞれ結合され、
前記装置を利用して曲げモーメント使用荷重試験を行うステップは、
下試験部材をケースに固定し、上試験部材を下試験部材の上方に配置し、下試験部材と上試験部材の各測定平面にいくつの変位センサーを設置し、センタリング付帯品の同心配置機能を利用して、専用スクリューの下端を順次に軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭の孔を貫通させた後、専用スクリューの下端を下試験部材にねじ結合させ、センタリング付帯品を取り外し、専用スクリューの上端四角部を回転して、専用スクリューにより上試験部材、下試験部材を加圧し、法線方向のプレストレス力を印加し、左右側に垂直に取る付けられた第１荷重印加部品、第２荷重印加部品の前荷重印加ナット、後荷重印加ナットを調整して、左右側に垂直に取る付けられた第１荷重印加部品と第２荷重印加部品により同様の大きさ且つ反対方向の法線方向の使用荷重を印加することにより、曲げモーメントの使用荷重を印加し、法線方向の使用荷重は垂直に取り付けられた第１荷重印加部品と第２荷重印加部品の力センサーにより検出され、且つ二つの反対方向の法線方向の使用荷重に基づいて曲げモーメントを算出し、垂直方向の変位センサーにより上試験部材、下試験部材の垂直方向の相対変位を検出し、上試験部材、下試験部材の垂直方向の相対変位からボルト接合面ユニットの曲げモーメントにより発生された傾斜角変形を取得し、垂直に取る付けられた第１荷重印加部品、第２荷重印加部品の前荷重印加ナット、後荷重印加ナットを調整して、曲げモーメント使用荷重を変更し、上記のステップを繰り返すことで、ボルト接合面ユニットの傾斜角変形が曲げモーメントの使用荷重の変化によって変化する関係を取得することができる。
【００１６】
方式５：ボルト接合面ユニットの全荷重の静特性試験方法は下記のような構造を持つ装置を利用する。
【００１７】
ケースを含み、ケースの上方には横梁が設置され、横梁は左側支柱と右側支柱を通じてケースに固定的に結合され、ケースの作業台には下試験部材が配置され、下試験部材上には上試験部材が配置され、上試験部材の上方と横梁間に上試験部材、下試験部材と順じに結合する予荷重部品が設置され、上試験部材の両端の片持ち梁の端部にそれぞれ１つの結合部材が取り付けられ、結合部材と横梁の右側支柱間に、結合部材と横梁の左側支柱間には、それぞれ軸線が水平となる荷重印加部品が設置され、それぞれ第３荷重印加部品と第４荷重印加部品と称し、前記予荷重部品の構造は模擬ボルト頭、力センサー、スペーサー、軸受け、専用スクリュー及びセンタリング付帯品を含み、センタリング付帯品は二つの階段形半円リングより構成され、専用スクリュー、軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭及び上試験部材、下試験部材を同心配置し、専用スクリューの上端は四角構造であり、且つ軸心を通じて水平となる力印加孔が開けられ、専用スクリューは上から下まで順次に軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭、上試験部材の軸心孔を貫通し、専用スクリューの下端と下試験部材はねじ結合され、前記第３荷重印加部品と第４荷重印加部品の構造は同様で且つ水平的に取り付けられ、すべて力センサー部品、前荷重印加ナット、後荷重印加ナット及びフランジを含み、各力センサー部品の一端は結合部材を通じて、それぞれ上試験部材の両端部に固定的に結合され、各力センサー部品の他端はそのねじ、前荷重印加ナット及び後荷重印加ナットを通じて、それぞれ左側支柱と右側支柱に取り付けられた対応するフランジに結合され、
前記装置を利用してトルク使用荷重試験を行うステップは、
下試験部材をケースに固定し、上試験部材を下試験部材の上方に配置し、下試験部材と上試験部材の各測定平面にいくつの変位センサーを設置し、センタリング付帯品の同心配置機能を利用して、専用スクリューの下端を順次に軸受け、スペーサー、力センサー、模擬ボルト頭の孔を貫通させた後、専用スクリューの下端を下試験部材にねじ結合させ、センタリング付帯品を取り外し、専用スクリューの上端の四角部を回転して、専用スクリューにより上試験部材、下試験部材を加圧し、これにより法線方向のプレストレス力を印加し、上試験部材の左右側に１つの水平となる第３荷重印加部品と第４荷重印加部品を取り付け、水平となる第３荷重印加部品と第４荷重印加部品の軸線Ｓは上試験部材と下試験部材の結合面を通る共に、予荷重部品の専用スクリュー軸線Ｌと交差せずに垂直し、且つ左右側の水平となる第３荷重印加部品と第４荷重印加部品の軸線Ｓから専用スクリューの軸線Ｌまでの距離は同様であるが、その位置と方向は反対で、一つはスクリューの軸線Ｌの前方にあり、もう一つはスクリューの軸線Ｌの後方にあり、第３荷重印加部品の力センサー部品の一端は結合部材を通じて上試験部材の右側に固定的に結合され、他端はそのねじ、前荷重印加ナット及び後荷重印加ナットを通じて、右側支柱に固定的に取り付けたフランジに結合され、第４荷重印加部品の力センサー部品の一端は他の結合部材を通じて、上試験部材の左側に固定的に結合され、他端はそのねじ、前荷重印加ナット及び後荷重印加ナットを通じて、左側支柱上のフランジに結合され、水平となる第３荷重印加部品と第４荷重印加部品の前荷重印加ナット、後荷重印加ナットを調整して、同様の大きさ且つ反対方向の接線方向の使用荷重を印加し、水平に取り付けられた第３荷重印加部品と第４荷重印加部品の力センサーにより接線方向の使用荷重を検出し、二つの反対方向の接線方向の使用荷重に基づいてトルクの使用荷重を算出し、水平方向の変位センサーにより上試験部材、下試験部材の水平方向の相対変位を検出し、上試験部材、下試験部材の水平方向の相対変位からボルト接合面ユニットのトルクの使用荷重より発生した回転角変形を取得すると共に、第３荷重印加部品、第４荷重印加部品の前荷重印加ナット、後荷重印加ナットを調整して、トルクの使用荷重を変更し、上記のステップを繰り返すことで、ボルト接合面ユニットの回転角変形がトルク使用荷重の変化によって変化する関係を取得することができる。
【００１８】
本発明の長所は、ボルト接合面ユニットのプレストレス力と予変形の関係試験、法線方向変形の法線方向使用荷重変化によって変化する関係試験、接線方向変形の接線方向使用荷重変化によって変化する関係試験、傾斜角変形の曲げモーメント使用荷重変化によって変化する関係試験及び回転角変形のトルク使用荷重変化によって変化する関係試験を完成することができ、ボルト接合面ユニットのプレストレス力及び全使用荷重の全面静特性試験を実現することである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ボルト接合面ユニットの構成を示す図である。
【図２】本発明のボルト接合面ユニットの全使用荷重試験装置の構造を示す図である。
【図３】本発明の方法におけるプレストレス力試験のための実装状態を示す図である。
【図４】本発明の方法における法線方向の使用荷重及び曲げモーメント試験のための実装状態を示す図である。
【図５】本発明の方法における接線方向の使用荷重試験のための実装状態を示す図である。
【図６】本発明の方法におけるトルク試験のための実装状態を示す図である。
【図７】本発明の装置おける荷重印加部品と横梁の結合を示す図である。
【図８】本発明の装置における結合部材、荷重印加部品及び右側支柱の結合を示す図である。
【図９】本発明の装置における各変位センサーの分布を示す図である。
【図１０】本発明の方法によってトルク静特性試験を行う場合の交点を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面と具体的な実施形態を組み合わせて、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
図１に示すように、ボルト接合面ユニットの特性は二つの部材１１と部材１２との結合面１３(接合面Ａ)、ボルトとその一つの部材１２とのねじ結合面１４(接合面Ｂ)及びボルトともう一つの部材１１との結合面１５(接合面Ｃ)の三つの接合面の特性により決められる。
【００２２】
図２に示されたように、本発明の試験装置の構造は以下の通りである。試験装置はケース１を含み、ケース１の上方には横梁７が設置され、横梁７は左側支柱４Ａと右側支柱４Ｂを通じてケース１に固定的に結合される。ケース１の作業台には下試験部材２が配置され、下試験部材２上には上試験部材３が配置され、上試験部材３の上方と横梁７との間に上試験部材３と下試験部材２を結合させて法線方向のプレストレス力を印加する予荷重部品６が設置される。上試験部材３の両端の片持ち梁にはそれぞれ１つの荷重印加部品５Ａと荷重印加部品５Ｂが対称的に取り付けられ、荷重印加部品５Ａと荷重印加部品５Ｂの上方は横梁７に結合され、法線方向の使用荷重又は曲げモーメントを印加する。上試験部材３の両端の片持ち梁の端部にはそれぞれ１つの結合部材８が取り付けられ、結合部材８と横梁７の支柱(右側支柱４Ｂ、左側支柱４Ａ)との間にはそれぞれ接線方向の使用荷重又は曲げモーメントを印加する水平的な荷重印加部品５Ｃと荷重印加部品５Ｄが設置されている。
【００２３】
図３に示されたように、予荷重部品６の構造は模擬ボルト頭６-１、力センサー６-２、スペーサー６-３、軸受け６-４、専用スクリュー６-５及びセンタリング付帯品６-６を含む。センタリング付帯品６-６は二つの階段形半円リングより構成され、専用スクリュー６-５、軸受け６-４、スペーサー６-３、力センサー６-２、模擬ボルト頭６-１及び上試験部材３、下試験部材２を同心配置した後に取り外すことができる。専用スクリュー６-５の上端は四角構造であり、軸心を通じて水平的な力印加孔が開けられ、専用スクリュー６-５は上から下まで順次に軸受け６-４、スペーサー６-３、力センサー６-２、模擬ボルト頭６-１の軸心孔を貫通し、専用スクリュー６-５の下端と下試験部材２はねじ結合されることで、上試験部材３が専用スクリュー６-５により締められ、法線方向のプレストレス力を印加することになる。
【００２４】
図７、図８に示されたように、荷重印加部品５Ａ、荷重印加部品５Ｂ、荷重印加部品５Ｃ、荷重印加部品５Ｄの構造は同様であり、すべて力センサー部品５-１、前荷重印加ナット５-２Ａ、後荷重印加ナット５-２Ｂ及びフランジ５-３を含み、垂直的に取り付けられた荷重印加部品５Ａ、荷重印加部品５Ｂのセンサー部品５-１の一端は上試験部材３の片持ち梁に固定的に結合され、他端はそのねじ、前荷重印加ナット５-２Ａ及び後荷重印加ナット５-２Ｂを通じてフランジ５-３に結合され、当該フランジ５-３は横梁７に固定的に取り付けられる。図８に示されたように、水平的に取り付けられた荷重印加部品５Ｃのセンサー部品５-１の一端は結合部材８を通じて上試験部材３の端部に固定的に結合され、他の一端はそのねじ、前荷重印加ナット５-２Ａ及び後荷重印加ナット５-２Ｂを通じてフランジ５-３に結合され、荷重印加部品５Ｃのフランジ５-３は右側支柱４Ｂに固定的に取り付けられ、同様に、荷重印加部品５Ｄのフランジ５-３は左側支柱４Ａに固定的に取り付けられる。
【００２５】
本発明は上記の測定装置を利用して、以下の五つの形態の特性試験測定を行うことができる。
【００２６】
方式１
鉛直方向のプレストレス力試験を行うステップは以下のとおりである。図３、図９を参照するに、下試験部材２をケース１に固定し、上試験部材３を下試験部材２の上表面に配置し、下試験部材２と上試験部材３の各測定平面にいくつの垂直方向の変位センサー９を設置し、センタリング付帯品６-６の同心配置機能を利用して、専用スクリュー６-５の下端を順次に軸受け６-４、スペーサー６-３、力センサー６-２、模擬ボルト頭６-１の孔を貫通させた後、専用スクリュー６-５の下端を下試験部材２にねじ結合させ、センタリング付帯品６-６を取り外し、専用スクリュー６-５の上端の四角部を回転して、専用スクリュー６-５により上試験部材３、下試験部材２を加圧し、これにより法線方向のプレストレス力を印加する。この際、力センサー６-２によりプレストレス力を検出し、垂直方向の各変位センサー９は上試験部材３、下試験部材２の法線方向の相対変位を同時に検出し、当該法線方向の相対変位はボルト接合面ユニットの予変形である。予荷重部品６の専用スクリュー６-５を調整してプレストレス力を変更し、上記ステップを繰り返すことで、ボルト接合面ユニットのプレストレス力と予変形との関係を取得することができる。
【００２７】
方式２
法線方向の使用荷重試験を行うステップは以下のとおりである。図４、図９を参照するに、下試験部材２をケース１に固定し、上試験部材３を下試験部材２上に配置し、下試験部材２と上試験部材３の各測定平面にいくつの垂直方向の変位センサー９を設置し、上試験部材３の二つの片持ち梁に荷重印加部品５Ａ、荷重印加部品５Ｂを取り付ける。まず、専用スクリュー６-５を通じて一定の法線方向のプレストレス力を印加し、法線方向のプレストレス力を印加するステップは上記のプレストレス力試験のステップと同様である。図７を参照するに、荷重印加部品５Ａ、荷重印加部品５Ｂの一端はそれぞれ上試験部材３の片持ち梁に固定的に結合され、荷重印加部品５Ａ、荷重印加部品５Ｂの他端は横梁７上のフランジ５-３に結合され、荷重印加部品５Ａと荷重印加部品５Ｂの前荷重印加ナット５-２Ａ及び後荷重印加ナット５-２Ｂを調整することで、垂直に取り付けられた荷重印加部品５Ａと荷重印加部品５Ｂにより同様の法線方向の使用荷重が印加されるようにし、法線方向の使用荷重は正数又は負数になることがあり、即ち、引っ張る又は押し込む荷重を印加することができる。荷重印加部品５Ａと荷重印加部品５Ｂにより印加される法線方向の使用荷重は荷重印加部品５Ａと荷重印加部品５Ｂの各自体の力センサー５-１により検出され、図９により示された垂直方向の変位センサー９により上試験部材３と下試験部材２の法線方向の使用荷重により発生する法線方向の相対変位を検出する。即ち、法線方向の相対変位はボルト接合面ユニットの法線方向の使用荷重により発生した法線方向の変形であり、荷重印加部品５Ａと荷重印加部品５Ｂにより印加された法線方向の使用荷重を変更し、上記のステップを繰り返すことにより、ボルト接合面ユニットの法線方向の使用荷重と法線方向の使用荷重により発生した法線方向の変形との関係を取得することができる。
【００２８】
方式３
接線方向の使用荷重試験を行うステップは以下のとおりである。図５を参照するに、下試験部材２をケース１に固定し、上試験部材３を下試験部材２の上方に配置し、下試験部材２と上試験部材３の各測定平面にいくつの水平方向の変位センサー９を設置する。まず、専用スクリュー６-５を通じて一定の法線方向のプレストレス力を印加し、法線方向のプレストレス力を印加する方法は上記のプレストレス力試験の方法と同様である。上試験部材３の一側(右側)に１つの結合部材８と荷重印加部品５Ｃが水平的に取り付けられ、荷重印加部品５Ｃの軸線Ｓは上試験部材３と下試験部材２の結合面を通ると共に、予荷重部品６の専用スクリュー軸線Ｌと直角に交差し(図１０の交点Ａを参照)、水平的に取り付けられた荷重印加部品５Ｃの力センサー部品５-１の一端は結合部材８の右側に固定的に結合され、力センサー部品５-１の他端はそのねじ、前荷重印加ナット５-２Ａ及び後荷重印加ナット５-２Ｂを通じてフランジ５-３に結合され、フランジ５-３は右側支柱４Ｂに固定的に取り付けられている。荷重印加部品５Ｃの前荷重印加ナット５-２Ａと後荷重印加ナット５-２Ｂを調整することにより接線方向の使用荷重を印加し、接線方向の使用荷重は正数又は負数になる可能性がある。荷重印加部品５Ｃにより印加された接線方向の使用荷重は荷重印加部品５Ｃの力センサー５-１により検出され、水平方向の変位センサー９により上試験部材３と下試験部材２の接線方向の使用荷重により発生された接線方向の相対変位を検出する。即ち、接線方向の相対変位はボルト接合面ユニットの接線方向の使用荷重により発生された接線方向の変形であり、荷重印加部品５Ｃにより印加された接線方向の使用荷重を変更し、上記ステップを繰り返すことにより、ボルト接合面ユニットの接線方向の使用荷重と接線方向の使用荷重により発生した接線方向の変形との関係を取得することができる。
【００２９】
方式４
曲げモーメントの使用荷重試験を行うステップは以下のとおりである。図４と図９を参照するに、曲げモーメントの使用荷重試験に用いた試験装置は法線方向の使用荷重試験の試験装置と同様であり、プレストレス力を印加する方法も同様である。しかし、印加される法線方向の使用荷重が異なり、左右側に垂直に取る付けられた荷重印加部品５Ａと荷重印加部品５Ｂの前荷重印加ナット５-２Ａと後荷重印加ナット５-２Ｂを調整して、左右側に垂直に取る付けられた荷重印加部品５Ａと荷重印加部品５Ｂにより同様の大きさ且つ反対の法線方向の使用荷重を印加することにより、曲げモーメントの使用荷重を印加する。法線方向の使用荷重は垂直に取り付けられた荷重印加部品５Ａと荷重印加部品５Ｂの力センサー５-１により検出され、且つ二つの反対方向の法線方向の使用荷重に基づいて曲げモーメントを算出する。垂直方向の変位センサー９により上試験部材３、下試験部材２の垂直方向の相対変位を検出し、上試験部材３、下試験部材２の垂直方向の相対変位からボルト接合面ユニットの曲げモーメントにより発生された傾斜角変形を取得し、垂直に取る付けられた荷重印加部品５Ａ、荷重印加部品５Ｂの前荷重印加ナット５-２Ａ、後荷重印加ナット５-２Ｂを調整して、曲げモーメントの使用荷重を変更し、上記のステップを繰り返すことで、ボルト接合面ユニットの傾斜角変形が曲げモーメントの使用荷重の変化によって変化する関係を取得することができる。
【００３０】
方式５
トルク使用荷重試験を行うステップは以下のとおりである。図６を参照するに、下試験部材２をケース１に固定し、上試験部材３を下試験部材２の上方に配置する。まず、一定の法線方向のプレストレス力を印加し、法線方向のプレストレス力を印加する装置と方法はプレストレス力試験の方法と同様である。上試験部材３の左右側にそれぞれ結合部材８と荷重印加部品５Ｃ及び結合部材８と荷重印加部品５Ｄが水平的に取り付けられ、荷重印加部品５Ｃと荷重印加部品５Ｄの軸線Ｓは上試験部材３と下試験部材２の結合面を通ると共に、予荷重部品の専用スクリュー軸線Ｌと交差せずに垂直し、且つ左右側の水平となる荷重印加部品５Ｃと荷重印加部品５Ｄの軸線Ｓから専用スクリュー軸線Ｌまでの距離は同様であるが、その位置と方向は反対で、一つはスクリュー軸線Ｌの前方にあり(図１０の交点Ｂ)、もう一つはスクリュー軸線Ｌの後方にある(図１０の交点Ｃ)。荷重印加部品５Ｃの力センサー部品５-１の一端は結合部材８を通じて上試験部材３の右側に固定的に結合され、他端はそのねじ、前荷重印加ナット５-２Ａ及び後荷重印加ナット５-２Ｂを通じてフランジ５-３に結合され、荷重印加部品５Ｃのフランジ５-３は右側支柱４Ｂに固定的に取り付けられている。荷重印加部品５Ｄの力センサー部品５-１の一端は他の結合部材８を通じて上試験部材３の左側に固定的に結合され、他端はそのねじ、前荷重印加ナット５-２Ａ及び後荷重印加ナット５-２Ｂを通じてフランジ５-３に結合され、荷重印加部品５Ｄのフランジ５-３は左側支柱４Ａに固定的に取り付けられている。水平となる荷重印加部品５Ｃ、荷重印加部品５Ｄの前荷重印加ナット５-２Ａ、後荷重印加ナット５-２Ｂを調整して、同様の大きさ且つ反対方向の接線方向の使用荷重を印加する。接線方向の使用荷重は水平に取り付けられた荷重印加部品５Ｃと荷重印加部品５Ｄの力センサー５-１により検出され、二つの反対方向の接線方向の使用荷重に基づいてトルク使用荷重を算出する。水平方向の変位センサー９(複数である)により上試験部材３、下試験部材２の水平方向の相対変位を検出し、上試験部材３、下試験部材２の水平方向の相対変位からボルト接合面ユニットがトルク使用荷重より発生した回転角変形を取得し、水平に取る付けられた荷重印加部品５Ｃ、荷重印加部品５Ｄの前荷重印加ナット５-２Ａ、後荷重印加ナット５-２Ｂを調整して、トルク使用荷重を変更し、上記のステップを繰り返すことで、ボルト接合面ユニットの回転角変形がトルク使用荷重の変化によって変化する関係を取得することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明の装置と方法によると、ボルト接合面ユニットのプレストレス力と予変形の関係に関する試験、法線方向の変形が法線方向の使用荷重変化によって変化する関係に関する試験、接線方向の変形が接線方向の使用荷重変化によって変化する関係に関する試験、傾斜角変形が曲げモーメントの使用荷重変化によって変化する関係に関する試験及び回転角変形がトルク使用荷重変化によって変化する関係に関する試験を完了することができ、ボルト接合面ユニットのプレストレス力及び全使用荷重の全面的の静特性試験を実現する。
【符号の説明】
【００３２】
１    ケース
２    下試験部材
３    上試験部材
４Ａ    左側支柱
４Ｂ    右側支柱
５Ａ    荷重印加部品
５Ｂ    荷重印加部品
５Ｃ    荷重印加部品
５Ｄ    荷重印加部品
６    予荷重部品
７    横梁
８    結合部材
９    変位センサー
１１    部材Ａ
１２    部材Ｂ
１３    接合面Ａ
１４    接合面Ｂ
１５    接合面Ｃ
５-１    力センサー部品
５-２Ａ    前荷重印加ナット
５-２Ｂ    後荷重印加ナット
５-３    フランジ
６-１    模擬ボルト頭
６-２    力センサー
６-３    スペーサー
６-４    軸受け
６-５    専用スクリュー
６-６    センタリング付帯品
Ｌ    専用スクリュー軸線
Ｓ    荷重印加部品軸線
ａ    接線方向の静特性試験時の荷重印加部品軸線Ｓと専用スクリュー軸線Ｌの交点
ｂ    トルク静特性試験時の右側荷重印加部品軸線Ｓと専用スクリュー軸線Ｌの交点
ｃ    トルク静特性試験時の左側荷重印加部品軸線Ｓと専用スクリュー軸線Ｌの交点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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