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衝撃減衰遊び場地表面材ー衝撃減衰性を測定するための試験方法(衝撃減衰性を測定する試験装置、時間に対する加速度と落下高さに対する HICとgmaxの値の曲線の記録(データ)表示の典型的例およびHICの算出に使用されるコンピューターアルゴリズムの検証)

おはようございます。本日も素敵な一日になりますように願っております。

遊び場の衝撃減衰(吸収)地表面材に関してシリーズで記述をさせて頂いております。今回は衝撃減衰性を測定する試験装置、時間に対する加速度と落下高さに対する HICとgmaxの値の曲線の記録(データ)表示の典型的例およびHICの算出に使用されるコンピューターアルゴリズムの検証について明記させて頂ければと存じます。

BS EN 1177:2018(22-25頁)によれば、

衝撃減衰性を測定する試験装置

図-臨界(危険)落下高さを決定する試験装置
凡例: 1 試験標本(サンプル) 2 頭型(インパクター)
3 シグナルコンディショナー(信号調整器)(必要な場合) 4 コンピューター 5 加速度計                     

時間に対する加速度と落下高さに対する HICとgmaxの値の曲線の記録(データ)表示の典型的例

図-時間に対する加速度の典型的記録(データ)表示
凡例: a tstart b tend g 加速度 (g) t 時間 (ms)
図-落下高さに対するHICとgmax値の為のゴム製タイルの試験での典型的曲線の例
凡例: 1 落下高さH1からH4での衝撃測定のHICm1からm4 
2 HIC = 1 000の臨界(危険)落下高さ 3 gmax値 = 200の臨界(危険)落下高さ
m1 HIC = 700 ~ 800  m2 HIC = 850 ~ 950 
m3 HIC = 1050 ~ 1150  m4 HIC = 1200 ~ 1300
m'1, m'2, m'3, m'4 落下高さHiでの衝撃測定のgmaxm'i
H1, H2, H3, H4 落下高さH1からH4(m)

HICの算出に使用されるコンピューターアルゴリズムの検証

(以前の記事”衝撃減衰遊び場地表面材ー衝撃減衰性を測定するための試験方法(試験装置/器具/用具:装置/器具/用具の精度)”内のHICの算出に使用されるコンピューターアルゴリズムの細目を参照)

完全な検証のために、算出値が検証される必要があります。この検証には以下の公式を使用して行われます:

そこでは V 衝撃をシミュレーションしたコンディショナー(調整器)からの出力電圧 
A 信号の全振幅 t 時間(ms) T 周期 (ms)

注記 数式(上記公式参照)の算出の為には、衝撃をシミュレーションするために導入される信号が、用いられる加速度計の技術に応じて、測定された加速度a(単位g)に相当する電圧(V)で測定されます。
 
以下の表は、20kHzの周波数に関して、母数AとTを変化させることで作成されます。これにより、衝撃の3つの「標準」曲線をシミュレートすることを可能にします。 算出ソフトウェアは、丸め誤差の範囲内で、HIC指数とΔt(t2-t1)の「目標」値を見つけ出すものとします。
 
HIC指数とΔt検証の間隔は、オーディオジェネレーターの振幅と周波数の1%の不確実さを考慮して定義されています。

表-20 kHz周波数の出力電圧の算出