JP2002214068A - Vibration testing device for structure, digital computer used therefor, and method for vibration test - Google Patents
Vibration testing device for structure, digital computer used therefor, and method for vibration testInfo
- Publication number
- JP2002214068A JP2002214068A JP2001327091A JP2001327091A JP2002214068A JP 2002214068 A JP2002214068 A JP 2002214068A JP 2001327091 A JP2001327091 A JP 2001327091A JP 2001327091 A JP2001327091 A JP 2001327091A JP 2002214068 A JP2002214068 A JP 2002214068A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- input
- vibrator
- vibration
- shaker
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は構造物の一部分のみ
の振動試験と振動応答数値解析を組み合わせて行う構造
物の振動試験装置及びそれに用いるデジタル計算機並び
に振動試験方法に係り、特に、本振動試験を高精度に実
施するのに好適な構造物の振動試験装置及びその方法に
関する。また、構造物が短周期の固有周期を有する場合
に好適な構造物の振動試験装置及びその方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration test apparatus for a structure which combines a vibration test of only a part of the structure with a numerical analysis of vibration response, a digital computer used for the apparatus, and a vibration test method. The present invention relates to an apparatus and a method for testing a vibration of a structure which are suitable for performing the method with high accuracy. Further, the present invention relates to a structure vibration test apparatus and a method suitable for a structure having a short natural period.
【0002】[0002]
【従来の技術】構造物の一部分のみの加振機による振動
試験と振動応答解析を組み合わせて行う振動試験は、
「試験機−計算機オンライン試験」等と呼ばれ、例えば
日本建築学会論文報告集第229号(昭和50年)77
頁から83頁にそのシステムの一例が示されている。ま
た、特開昭61−34438号公報記載の技術もある。2. Description of the Related Art A vibration test performed by combining a vibration test with a vibrator for only a part of a structure and a vibration response analysis is performed as follows.
It is called "test machine-computer online test" or the like. For example, Architectural Institute of Japan Transactions No. 229 (Showa 50) 77
An example of the system is shown from page 83 to page 83. There is also a technique described in JP-A-61-34438.
【0003】また、上記振動試験と組み合わされている
数値解析は、数値モデルの振動応答計算をマトリクスを
用いて直接積分を行っている。特開平2−82132
号、並びに特開平5−332876号各公報には、この
数値解析をモード空間で実施して振動試験を行う技術が
記載されている。また、特開平5−10846号公報に
は試験対象構造物の動的な特性を考慮して実験するため
計算と試験の時間軸を一致させる、すなわち実時間で行
う技術が記載されている。In the numerical analysis combined with the above-mentioned vibration test, the vibration response calculation of a numerical model is directly integrated by using a matrix. JP-A-2-82132
And Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-332876 describe a technique for performing a vibration test by performing this numerical analysis in a mode space. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-10846 describes a technique in which the time axis of the calculation and the test are made to coincide with each other in order to conduct an experiment in consideration of the dynamic characteristics of the structure to be tested, that is, a technique of performing the test in real time.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来技術において使用
される数値計算においては、計算対象となる構造物の最
も短い固有周期と計算時間刻みによって安定に計算でき
る範囲が決まっている。その為、評価対象とする固有周
期が非常に短い場合には計算時間刻みをその計算手法に
よって決まる安定限界に合わせて小さくとる必要があ
る。そこで、準動的試験の場合にはある一定時間の地震
加振に対する応答を評価するのにかかるステップ数が多
くなり、実験時間が非常に長くなることがあった。ま
た、一ステップでの加振機の加振変位変化量が小さくな
る為、加振精度が悪くなった。In the numerical calculation used in the prior art, the range in which the calculation can be performed stably is determined by the shortest natural period of the structure to be calculated and the calculation time interval. Therefore, when the natural period to be evaluated is very short, it is necessary to reduce the calculation time interval to a stability limit determined by the calculation method. Therefore, in the case of the quasi-dynamic test, the number of steps required to evaluate the response to the seismic excitation for a certain period of time increases, and the experiment time may become extremely long. In addition, since the amount of change in the vibration displacement of the vibration machine in one step is small, the vibration accuracy is deteriorated.
【0005】その解決に、試験対象構造物の剛性を仮定
して構造物全体の固有モードを算出し、数値計算を前記
モード空間で実施し、その際、固有周期の短いものを除
去する手法が考えられる。しかし、本手法では仮定した
ばね定数が実際のばね定数と異なった場合には、得られ
る振動特性に誤差が生じるという問題点があった。ま
た、一般に応答遅れを含む動特性を持つ振動試験用加振
機を実時間試験に含めると、これが誤差の原因となり、
振動応答が発散するという可能性があった。更に従来技
術では、加振機による振動試験を用いているので試験対
象構造物の両端の相対変形に関する反力だけを考慮して
いた。しかし、実時間試験の場合、計測される反力では
加速度に関連する慣性力が無視できない場合があるが、
これは基礎加振で得られる慣性力とは異なるもので、試
験誤差となる恐れがあった。In order to solve the above problem, there is a method of calculating the eigenmode of the entire structure assuming the rigidity of the structure to be tested, performing numerical calculation in the mode space, and removing the one having a short natural period. Conceivable. However, this method has a problem that if the assumed spring constant is different from the actual spring constant, an error occurs in the obtained vibration characteristics. In addition, if a vibration test exciter having dynamic characteristics including response delay is generally included in the real-time test, this will cause an error,
It was possible that the vibration response would diverge. Further, in the prior art, since a vibration test using a vibrator is used, only the reaction force related to the relative deformation of both ends of the test object structure is considered. However, in the case of a real-time test, the inertia force related to acceleration may not be negligible in the measured reaction force.
This is different from the inertial force obtained by the fundamental excitation, and may cause a test error.
【0006】本発明の目的は、構造物の一部分のみの振
動試験と振動応答数値解析を組み合わせて行うのに際し
て、特に、数値解析モデルが短周期の固有周期を有する
場合でも容易、かつ高精度に振動試験を実施可能な、ま
たは本振動試験を高精度に実施するのに好適な構造物の
振動試験装置及びそれに用いるデジタル計算機並びに振
動試験方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to easily and accurately perform a vibration test of only a part of a structure in combination with a vibration response numerical analysis, especially when the numerical analysis model has a short natural period. An object of the present invention is to provide a vibration test apparatus for a structure capable of performing a vibration test or suitable for performing the main vibration test with high accuracy, a digital computer used for the apparatus, and a vibration test method.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】短周期の固有周期を持つ
構造物の振動評価を、比較的大きな時間刻みで実施し、
かつ精度を高いものとすることは、振動試験対象のばね
定数を仮定し、それを用いて構造物全体の固有値解析を
実施し、モード空間において数値計算を実施するにおい
て、短周期の固有モードは、1次遅れ系または比例系に
置換し、他は2次遅れ系として計算して試験を実施する
こと、及び上記試験が可能な試験装置とすることにより
達成される。According to the present invention, vibration evaluation of a structure having a short natural period is performed at relatively large time intervals.
In order to achieve high accuracy, it is assumed that the spring constant of the vibration test object is assumed, the eigenvalue analysis of the entire structure is performed using the assumed spring constant, and the numerical calculation is performed in the mode space. This can be achieved by substituting a first-order lag system or a proportional system and performing a test by calculating a second-order lag system as a second-order lag system, and by using a test apparatus capable of performing the above test.
【0008】また、加振機応答遅れにより発生する負の
減衰を相殺することは、2次遅れ系の加振機応答遅れ相
当時間先の振動応答を予測して、加振機指令信号作成に
使用すること、及び上記が実施可能な装置とすることで
達成される。Further, canceling the negative attenuation caused by the shaker response delay is to predict the vibration response ahead of the shaker response delay of the second-order lag system and to generate the shaker command signal. It is achieved by using it and making it an implementable device.
【0009】振動応答の予測を短時間に実施すること
は、過去の一定時間刻みごとの応答値に、応答値の個数
によって決まる係数を乗じた和を予測値とすること、及
び上記が実施可能な装置とすることで達成される。In order to predict the vibration response in a short time, the predicted value is obtained by multiplying a past response value at predetermined time intervals by a coefficient determined by the number of response values, and the above can be performed. It is achieved by using a simple device.
【0010】前記予測を精度よく実施することは、加振
機の変位を計測し、加振すべき振動応答計算値と比較し
て両者が一致するように前記予測における一定時間刻み
を修正することにより達成される。Implementing the prediction with high accuracy involves measuring the displacement of the vibrator, comparing the calculated value with the vibration response to be vibrated, and correcting the predetermined time interval in the prediction so that the two coincide with each other. Is achieved by
【0011】反力に含まれる慣性力に起因する誤差を取
り除くことは、予め振動試験対象構造物の質量を評価し
ておき、加振加速度を計測または計算して発生している
慣性力を求め、計測された反力から除去して振動応答計
算に使用すること、及び実施可能な装置とすることによ
り達成される。また、加振機と振動試験対象構造物を振
動台に搭載して振動実験を実施することによっても達成
できる。In order to remove the error caused by the inertial force included in the reaction force, the mass of the structure to be tested for vibration is evaluated in advance, and the generated inertial force is obtained by measuring or calculating the excitation acceleration. This can be achieved by removing the measured reaction force and using it in the vibration response calculation, and by making the device executable. It can also be achieved by mounting a vibration exciter and a structure to be subjected to a vibration test on a vibration table and performing a vibration test.
【0012】振動実験を容易に実施することは、計算機
に入力された固有振動数と予め入力されている判定条件
を比較して、2次遅れ系として取り扱うか、1次遅れ系
として取り扱うかを判断して振動応答計算処理手段へ引
き渡す機能を持たせることにより達成される。In order to easily carry out a vibration experiment, it is necessary to compare a natural frequency input to a computer with a judgment condition input in advance and determine whether to treat it as a second-order lag system or a first-order lag system. This is achieved by providing a function of making a judgment and passing it to the vibration response calculation processing means.
【0013】更に、振動実験を容易に実施することは、
実際の加振試験の前に微小振幅の予備加振を行い振動試
験対象構造物のばね定数を測定することと、これを用い
て振動応答評価構造物全体の固有値解析を実施すること
を、自動的に実施すること、及びこれらが実施可能な装
置とすることにより達成される。Further, to easily carry out a vibration experiment,
Before the actual excitation test, a pre-excitation with a small amplitude was performed to measure the spring constant of the vibration test target structure, and the eigenvalue analysis of the entire vibration response evaluation structure was performed using this. This is achieved by implementing them in an efficient manner, and by making them operable devices.
【0014】すなわち本願に係る構造物の振動試験装置
及びその方法の発明は、以下のいずれかを特徴とする。 (1):加振対象構造物(以下、単に構造物という)に
連結され構造物を加振する一個または複数個の加振機
と、加振機の制御装置と、加振機から前記構造物へ加え
られる荷重の計測手段と、加振機から前記構造物へ加え
られる変位の計測手段と、デジタル計算機と、このデジ
タル計算機から加振機制御装置への信号伝達手段と、荷
重計測手段から計算機への信号伝達手段と、変位計測手
段から計算機への信号伝達手段とを備え、デジタル計算
機は、時間管理手段と、荷重計測手段の出力の入力手段
と、変位計測手段の出力の入力手段と、外力値の保存手
段及び/または外力信号の入力手段と、外力値若しくは
信号と荷重計測手段による荷重計測値若しくは信号と変
位計測手段による計測値とを用いて荷重計測値若しくは
信号の計測時刻から予め定められた一定時間後に加振機
への指令信号値を算出する手段と、加振機の指令信号を
生成する手段と、その出力手段と、外部とのデータの入
出力手段とを有し、加振機への指令信号値を算出する手
段は、入力算出手段と、一つまたは複数個の2次遅れ系
と一つまたは複数個の1次遅れ系または比例系の応答算
出手段と、信号値算出手段とを有する。That is, the invention of the apparatus and the method for testing the vibration of a structure according to the present invention is characterized by one of the following. (1): One or a plurality of vibrators connected to a structure to be excited (hereinafter, simply referred to as a structure) to vibrate the structure, a control device of the shaker, and the structure from the shaker Measuring means of a load applied to an object, measuring means of a displacement applied from the shaker to the structure, a digital computer, a signal transmitting means from the digital computer to the shaker control device, and a load measuring means A signal transmission unit to the computer, and a signal transmission unit from the displacement measurement unit to the computer, the digital computer includes a time management unit, an input unit of an output of the load measurement unit, an input unit of an output of the displacement measurement unit, From the measurement time of the load measurement value or signal using the external force value storage means and / or the external force signal input means, the external force value or signal, the load measurement value or signal by the load measurement means, and the measurement value by the displacement measurement means. A means for calculating a command signal value to the shaker after a predetermined period of time, a means for generating a command signal for the shaker, an output means thereof, and an input / output means for external data. Means for calculating a command signal value to the vibrator, input calculating means, one or more secondary delay systems and one or more primary delay system or proportional system response calculating means, Signal value calculating means.
【0015】(2):(1)において、計算機は、(a)
荷重値、変位値及び外力値の入力、(b)加振機の荷重
計測時間から前記一定時間後の加振機指令信号の算出、
(c)前記一定時間後の加振機指令信号が加振機制御装
置に入力されるように指令信号を生成出力、のステップ
を時間管理手段によって管理して前記一定時間ごとに実
施することを、予め定められた回数、または停止信号が
入力されるまで連続して繰り返す。(2): In (1), the computer performs (a)
Input of load value, displacement value and external force value, (b) calculation of a shaker command signal after the fixed time from the load measurement time of the shaker,
(C) generating and outputting a command signal so that the shaker command signal after the predetermined time is input to the shaker control device, and managing the step by time management means to execute the step at the fixed time. , A predetermined number of times or continuously until a stop signal is input.
【0016】(3):(2)において、入力算出手段
は、荷重計測値若しくは信号と、予め定められた係数と
変位計測値若しくは信号の積の差を求め、各系ごとに予
め定められた係数を乗じたものと、現ステップにおける
外力値若しくは信号に各系ごとに別に定められた係数を
乗じたものの和を求め、各系の入力とする。(3) In (2), the input calculation means obtains a difference between a load measurement value or a signal and a product of a predetermined coefficient and a displacement measurement value or a signal, and the difference is determined for each system. The sum of the product obtained by multiplying the coefficient and the value obtained by multiplying the external force value or signal at the current step by a coefficient separately determined for each system is obtained as an input to each system.
【0017】(4):(3)において、応答算出手段
は、入力算出手段により各系に対して算出された入力に
対する前記一定時間後の応答を算出する。 (5):(4)において、信号値算出手段は、応答算出
手段の各系の応答算出値の内、2次遅れ系の各系の応答
算出値に各系ごとに予め定められている係数を乗じたも
のの和(以下、2次遅れ系の応答算出値の和と称す)を
算出し、前記和の値の、別に予め定められた時間後の値
を予測し、1次遅れまたは比例系の各系の応答算出値に
各系ごとに予め定められている係数を乗じたものの和
(以下、1次遅れ系の応答算出値の和と称す)を算出
し、更に前記予測値との和を前記一定時間後の加振機へ
の指令信号値とする。(4) In (3), the response calculation means calculates a response to the input calculated for each system by the input calculation means after the predetermined time. (5): In (4), the signal value calculation means may include a coefficient previously determined for each system in the response calculation value of each system of the secondary delay system among the response calculation values of each system of the response calculation means. (Hereinafter referred to as the sum of the response calculation values of the second-order lag system), and the value of the sum is predicted after a predetermined time, and the first-order lag or the proportional system is calculated. To calculate the sum (hereinafter referred to as the sum of the response calculation values of the first-order lag system) obtained by multiplying the response calculation value of each system by a coefficient predetermined for each system, and further calculate the sum with the predicted value. Is the command signal value to the vibrator after the predetermined time.
【0018】(6):(5)において、計算機は過去の
2次遅れ系の応答算出値の和の保存手段を備え、信号値
算出手段において2次遅れ系の応答算出値の和の一定時
間後の予測は、応答算出値保存手段に保存された値の
内、予め定められた個数の別に定められた予測のための
一定時間ごとの過去の応答算出値の和と現ステップの応
答算出値の和に夫々に予め定められた係数を乗じた上で
加え合わせた値を予測値とする。(6): In (5), the computer comprises means for storing the sum of the past calculated values of the response of the second-order lag, and the signal value calculating means stores the sum of the calculated values of the response of the second-order lag for a predetermined time. The later prediction is the sum of the response calculation values of the current step and the sum of the past response calculation values at predetermined time intervals for the predetermined number of different predictions among the values stored in the response calculation value storage means. Are multiplied by a predetermined coefficient and added to each other as a predicted value.
【0019】(7):(5)において、計算機は予測時
間修正手段を有し、予測時間修正手段は、変位の計測値
と2次遅れ系の応答算出値の和と1次遅れ系の応答算出
値の和を加えた値とを比較し、加振信号算出手段で予測
に使用する時間を修正する。(7) In (5), the computer has a predicted time correcting means, and the predicted time correcting means calculates the sum of the measured value of the displacement and the calculated value of the response of the secondary delay system and the response of the primary delay system. The calculated signal is compared with a value obtained by adding the sum, and the time used for prediction is corrected by the excitation signal calculating means.
【0020】(8):(7)において、予測時間修正手
段は、2次遅れ系の応答算出値の和の算出値と、変位計
測値と予測に使用される一定時間前の1次遅れ系の応答
算出値の和の算出値の差を比較して修正値を算出する。(8): In (7), the predicted time correcting means includes a calculated value of the sum of the response calculated values of the secondary delay system, a displacement measured value, and a first-order delayed system which is used for prediction for a predetermined time. The difference between the calculated values of the sums of the calculated response values is compared to calculate a correction value.
【0021】(9):(1)乃至(8)のいずれかにお
いて、さらに、加振機加振加速度の計測装置と、加振加
速度計測手段から加振加速度入力手段へのデータ伝達手
段とを備え、計算機は加振加速度入力手段とを備え、荷
重計測値として実際の荷重計測値と予め定められている
係数と加速度計測値の積との差を使用する。(9) In any one of the constitutions (1) to (8), the apparatus further comprises: a vibrating machine vibration acceleration measuring device; and a data transmission means from the vibration acceleration measuring means to the vibration acceleration input means. The computer includes an excitation acceleration input means, and uses a difference between an actual load measurement value and a product of a predetermined coefficient and an acceleration measurement value as a load measurement value.
【0022】(10):(1)ないし(8)のいずれか
において、計算機は、加振加速度算出手段を有し、加速
度算出手段は、加振変位計測値から加振加速度を算出す
るものであり、荷重計測値として実際の荷重計測値と予
め定められている係数と加速度算出値の積との差を使用
する。(10) In any one of (1) to (8), the computer has a vibration acceleration calculating means, and the acceleration calculating means calculates the vibration acceleration from the vibration displacement measurement value. Yes, the difference between the actual measured load value and the product of the predetermined coefficient and the calculated acceleration value is used as the measured load value.
【0023】(11):(1)乃至(10)のいずれか
において、加振対象構造物と加振機が搭載される振動台
とを備えている。 (12):(1)乃至(11)のいずれかにおいて、計
算機には、予め定められた値よりも入力された2次遅れ
系の固有振動数が大きい場合には2次微分項を省略した
1次遅れ系として置換する機能を有している。(11): In any one of the constitutions (1) to (10), there is provided a structure to be vibrated and a vibration table on which a vibrator is mounted. (12): In any one of (1) to (11), the computer omits the second derivative term when the input natural frequency of the second-order lag system is larger than a predetermined value. It has the function of replacing it as a first-order lag system.
【0024】(13):(1)乃至(12)のいずれか
において、計算機には、加振機を微小に加振して構造物
のばね定数を測定する機能と、ばね定数と予め入力され
た数値を用いて固有値解析を実施する機能と、解析結果
の内予め与えられた値よりも固有振動数が小さいモード
は2次遅れ系として設定し、解析結果の内予め与えられ
た値よりも固有振動数が大きいモードは1次遅れ系とし
て設定する機能を有している。(13) In any one of the constitutions (1) to (12), the computer has a function of measuring the spring constant of the structure by vibrating the vibrator minutely, and inputting the spring constant in advance. The function of performing the eigenvalue analysis using the obtained numerical value and the mode in which the eigenfrequency is smaller than the given value in the analysis result are set as a second-order lag system, and the mode is set to be smaller than the given value in the analysis result. The mode having a large natural frequency has a function of setting as a first-order lag system.
【0025】(14):構造物に連結され構造物を加振
する一個または複数個の加振機と、加振機の制御装置
と、加振機から構造物へ加えられる荷重の計測手段と、
加振機の加振変位の計測手段と、デジタル計算機とを備
え、デジタル計算機は、荷重計測手段の出力の入力手段
と、変位計測手段の出力の入力手段と、外力値の保存手
段及び/または外力信号の入力手段と、外力値若しくは
信号と荷重計測手段による荷重計測値若しくは信号を用
いて加振機への指令値を算出する手段と、加振機の指令
信号の出力手段と、加振機の変位計測値と前記指令値
と、加振機の変位と変位指令値との差が予め定められた
許容値内に納まっているか収束判定する手段と、外部と
のデータの入出力手段とを有し、このデジタル計算機か
ら加振機制御装置への信号伝達手段と、荷重計測手段か
ら計算機への信号伝達手段と、変位計測手段から計算機
への信号伝達手段とを備え、加振機への指令信号値を算
出する手段は、入力算出手段と、一つまたは複数個の2
次遅れ系と一つまたは複数個の1次遅れ系または比例系
の応答算出手段と、信号値算出手段とを有する。(14) One or more vibrators connected to the structure to vibrate the structure, a control device of the vibrator, and a means for measuring a load applied to the structure from the vibrator. ,
The apparatus includes a vibration displacement measuring unit of the vibrator and a digital computer, and the digital computer includes an input unit of an output of the load measuring unit, an input unit of an output of the displacement measuring unit, a storage unit of the external force value, and / or Means for inputting an external force signal, means for calculating a command value to the vibrator using the external force value or signal and the load measurement value or signal by the load measuring means, output means for the command signal of the vibrator, Means for measuring the displacement of the machine and the command value, means for determining whether or not the difference between the displacement of the vibrator and the displacement command value is within a predetermined allowable value, and means for input / output of data with the outside. And a signal transmitting means from the digital computer to the exciter control device, a signal transmitting means from the load measuring means to the computer, and a signal transmitting means from the displacement measuring means to the computer. Means for calculating the command signal value of Means out, one or a plurality of 2
It has a second delay system, one or more first-order delay systems or proportional system response calculation means, and signal value calculation means.
【0026】(15):(14)において、計算機は、
(a)荷重値及び外力値の入力、(b)加振機指令信号の算
出、(c)指令信号を生成出力、(d)変位計測、(e)収束判
定、(f)必要に応じて(c)〜(e)の繰り返し、のステップ
を予め定められた回数、または停止信号が入力されるま
で連続して繰り返す。(15): In (14), the computer:
(a) Input of load value and external force value, (b) Calculation of shaker command signal, (c) Generate and output command signal, (d) Displacement measurement, (e) Convergence judgment, (f) as necessary Steps (c) to (e) are repeated a predetermined number of times or continuously until a stop signal is input.
【0027】(16):(15)において、入力算出手
段は、荷重計測値若しくは信号と、予め定められた係数
と前ステップの指令信号値の積との差を求め、各系ごと
に予め定められた係数を乗じたものと、現ステップにお
ける外力値に各系ごとに別に定められた係数を乗じたも
のの和を求め、各系の入力とする。(16) In (15), the input calculation means obtains a difference between the measured load value or signal and a product of a predetermined coefficient and a command signal value of the previous step, and determines a difference for each system in advance. The sum of the value obtained by multiplying the obtained coefficient and the value obtained by multiplying the external force value at the current step by a coefficient separately determined for each system is obtained as an input to each system.
【0028】(17):(16)において、応答算出手
段は、入力算出手段により各系に対して算出された入力
に対する予め定められた一定時間後の応答を算出する。 (18):(17)において、信号値算出手段は、応答
算出手段の各系の応答算出値に各系ごとに予め定められ
ている係数を乗じたものの和を算出し、次ステップの加
振機への指令信号値とする。(17) In (16), the response calculating means calculates a response after a predetermined period of time to the input calculated for each system by the input calculating means. (18): In (17), the signal value calculation means calculates the sum of the response calculation value of each system of the response calculation means multiplied by a coefficient predetermined for each system, and the excitation in the next step is performed. Command signal value to the machine.
【0029】(19)評価対象構造物全体を数値モデル
化してデジタル計算機に搭載し、評価対象構造物の内一
部分を実物モデルとし、実物モデルに連結された一個ま
たは複数個の加振機で加振し、加振機によって実物モデ
ルに加えられる荷重を荷重計測手段により計測し、加振
機によって実物モデルに加えられる変位を変位計測手段
により計測し、(a)荷重値、変位値及び外力値の入力、
(b)加振機の荷重計測時刻から一定時間後の実物モデル
とその他の部分との境界点の変位を加振機指令信号とし
て算出、(c)一定時間後の加振機指令信号が加振機制御
装置に入力されるように指令信号を生成出力、のステッ
プをデジタル計算機内で時間管理して前記一定時間ごと
に実施し、予め定められた回数または停止信号が入力さ
れるまで連続して繰り返すに際して、数値モデルは、加
振対象構造物を線形数値モデル化し、固有値解析により
固有振動数、固有モードを算出し得られた固有モードの
内、少なくとも一つのモードは一自由度振動系、すなわ
ち2次遅れ系とし、残りの固有モードの内少なくとも一
つのモードは慣性項を省略し1次遅れ系または比例系と
してデジタル計算機に入力し、加振機への指令信号値の
算出は、入力算出ステップと、一つまたは複数個の2次
遅れ系と一つまたは複数個の1次遅れ系または比例系の
応答算出ステップと、信号値算出ステップにより実施さ
れる。(19) The whole structure to be evaluated is converted into a numerical model and mounted on a digital computer, and a part of the structure to be evaluated is used as a real model, and is shaken by one or a plurality of vibrators connected to the real model. Shaking, the load applied to the real model by the vibrator is measured by the load measuring means, the displacement applied to the real model by the vibrator is measured by the displacement measuring means, and (a) the load value, the displacement value and the external force value Input,
(b) The displacement of the boundary point between the real model and other parts after a certain time from the load measurement time of the shaker is calculated as a shaker command signal, and (c) The shaker command signal after a certain time The step of generating and outputting a command signal so as to be input to the shaker control device is time-managed in the digital computer and executed at the above-mentioned fixed time, and is continuously performed until a predetermined number of times or a stop signal is input At the time of repetition, the numerical model is a linear numerical model of the excitation target structure, the natural frequency by eigenvalue analysis, the natural mode obtained by calculating the natural mode, at least one mode is a single-degree-of-freedom vibration system, That is, a second-order lag system is used, and at least one of the remaining eigenmodes is omitted from the inertia term and input to the digital computer as a first-order lag system or a proportional system. Calculation stage And flop, a response step of calculating one or a plurality of secondary delay system and one or a plurality of first-order system or a proportional system, carried out by the signal value calculation step.
【0030】(20):(19)において、デジタル計
算機は、時間管理手段と、荷重計測結果の入力手段と、
変位計測結果の入力手段と、外力値の保存手段及び/ま
たは外力信号の入力手段と、数値モデルに基づいて、外
力値若しくは外力信号と荷重計測値若しくは荷重計測値
相当の信号と変位計測値とを用いて荷重計測値の計測時
刻から予め定められた一定時間後の実物モデルとその他
の部分の境界点の変位を算出し、加振機への指令信号値
を算出する手段と、加振機の指令信号の出力手段と、計
算機外部とのデータの入出力手段とを備える。(20): In (19), the digital computer includes time management means, load measurement result input means,
Based on the numerical model, an external force value or an external force signal, a load measured value or a signal equivalent to the load measured value, and a displacement measured value are input based on the displacement measurement result input means, the external force value storage means and / or the external force signal input means. Means for calculating the displacement of the boundary point between the real model and the other part after a predetermined time from the measurement time of the load measurement value using the load measurement value, and calculating a command signal value to the vibrator; And an input / output means for data input / output with the outside of the computer.
【0031】(21):(20)において、入力算出ス
テップは、荷重計測値と、実物モデル部分の数値モデル
のばね定数と変位計測値の積の値との差を求め、各モー
ドのモードベクトルの内実物モデルの両端に対応する要
素の差を乗じたものと、現ステップにおける外力値に予
め求めておいた各モードに対する外力の刺激係数を乗じ
たものの和を求め、各モードの入力とする。 (22):(21)において、応答算出ステップは、入
力算出ステップにおいて各モードに対して算出された入
力に対する前記一定時間後の応答を算出する。(21): In (20), in the input calculation step, the difference between the load measurement value and the product of the spring constant and the displacement measurement value of the numerical model of the real model part is determined, and the mode vector of each mode is determined. The sum of the product obtained by multiplying the difference between the elements corresponding to both ends of the internal real model and the product obtained by multiplying the external force value at the current step by the stimulation coefficient of the external force for each mode determined in advance is obtained as the input of each mode. . (22): In (21), the response calculation step calculates a response to the input calculated for each mode in the input calculation step after the predetermined time.
【0032】(23):(22)において、信号値算出
ステップは、応答算出ステップの各モードの応答算出値
の内、2次遅れ系として求めた各モードの応答算出値に
各モードのモードベクトルの内実物モデルの両端に対応
する要素の差を乗じたものとの和(以下、2次遅れ系応
答値と称す)を算出し、該和の値の、予め定められた加
振機応答遅れ時間分だけ先の値を予測し、更に1次遅れ
または比例系として求めた各モードの応答算出値に各モ
ードのモードベクトルの内実物モデルの両端に対応する
要素の差を乗じたもの(以下、1次遅れ系応答値と称
す)との和を算出し、前記2次遅れ系応答値の予測値と
の和を前記一定時間後の加振機への指令信号値とする。(23): In (22), in the signal value calculation step, among the response calculation values of each mode in the response calculation step, the mode calculation vector of each mode is added to the response calculation value of each mode obtained as a secondary delay system. Is calculated by multiplying the difference between elements corresponding to both ends of the internal real model (hereinafter referred to as a second-order lag system response value), and a predetermined shaker response delay of the sum is calculated. A value obtained by estimating the preceding value by the time and further multiplying the response calculation value of each mode obtained as a first-order delay or a proportional system by the difference between elements corresponding to both ends of the internal real model of the mode vector of each mode (hereinafter, referred to as (Referred to as a first-order lag-system response value), and the sum of the second-order lag-system response value and a predicted value is used as a command signal value to the vibrator after the predetermined time.
【0033】(24):(23)において、信号値算出
ステップにおいて2次遅れ系応答値の一定時間後の予測
は、予め定められた個数の前記加振機応答遅れ時間ごと
の過去の2次遅れ系応答値と現ステップの2次遅れ系応
答値とに夫々予め定められた係数を乗じた上で加え合わ
せて実施する。(24): In (23), in the signal value calculating step, the prediction of the second-order delay system response value after a predetermined time is performed by using a predetermined number of past vibrator response delay times for each of the vibrator response delay times. The delay system response value and the second-order delay system response value of the current step are each multiplied by a predetermined coefficient and then added to each other.
【0034】(25):(23)または(24)におい
て、計算機では、前記変位計測値と2次遅れ系応答値と
1次遅れ系応答値の和とを比較し、加振信号算出に際し
て予測に使用する加振機応答遅れ時間の設定値を修正す
る。(25) In (23) or (24), the computer compares the measured displacement value with the sum of the second-order lag-based response value and the first-order lag-based response value, and makes a prediction when calculating the excitation signal. Correct the set value of the shaker response delay time used for.
【0035】(26):(25)において、加振機応答
遅れ時間の修正は、2次遅れ系応答値と、変位計測値と
予測に使用される加振機応答遅れ時間設定値前の1次遅
れ応答値との差とを比較して修正値を算出する。(26): In (25), the vibration exciter response delay time is corrected by the second-order delay system response value and the displacement measurement value and the vibration exciter response delay time set value before the set value used for prediction. A correction value is calculated by comparing the difference with the next delay response value.
【0036】(27):(19)乃至(26)のいずれ
かにおいて、加振加速度を計測若しくは算出し、荷重計
測値として実際の荷重計測値と実物モデルの等価的な質
量として予め定められている係数と前記加速度計測値若
しくは算出値の積との差を使用する。 (28):(19)乃至(27)のいずれかにおいて、
加振機と試験対象構造物を振動台に搭載し、かつ加振機
による加振と同時に構造物に加わる加速度で加振する。(27): In any one of (19) to (26), the excitation acceleration is measured or calculated, and the measured load is determined in advance as an equivalent mass of the actual measured load and the actual model. The difference between the coefficient and the product of the measured acceleration value or the calculated value is used. (28): In any one of (19) to (27),
The shaker and the structure to be tested are mounted on a vibrating table, and are excited by the acceleration applied to the structure simultaneously with the excitation by the shaker.
【0037】(29):(19)乃至(28)のいずれ
かにおいて、計算機は、加振実験を実施する前に予め定
められた値よりも入力された2次遅れ系の固有振動数が
大きい場合には、2次微分項を省略した1次遅れ系とし
て置換するステップを有している。(29): In any one of (19) to (28), the computer may have the input natural frequency of the second-order lag system larger than a predetermined value before performing the vibration experiment. In this case, the method includes a step of replacing the second-order differential term as a first-order lag system omitting the second-order differential term.
【0038】(30):(19)乃至(29)のいずれ
かにおいて、計算機は、加振機を微小に加振して加振対
象構造物のばね定数を測定するステップと、前記ばね定
数と予め入力された数値を用いて固有値解析を実施する
ステップと、前記解析結果の内予め与えられた値よりも
固有振動数が小さいモードは2次遅れ系として設定し、
解析結果の内予め与えられた値よりも固有振動数が大き
いモードは1次遅れ系として設定するステップ実施した
後、与えられた条件による加振実験を実施する。(30) In any one of the constitutions (19) to (29), the computer may include: a step of minutely vibrating the vibrator to measure a spring constant of the structure to be vibrated; Performing a natural value analysis using a numerical value input in advance, and setting a mode in which the natural frequency is smaller than a predetermined value in the analysis result as a second-order lag system;
A mode in which the natural frequency is larger than a given value in the analysis results is set as a first-order lag system, and then a vibration experiment is performed under given conditions.
【0039】(31):評価対象構造物全体を数値モデ
ル化してデジタル計算機に搭載し、評価対象構造物の内
一部分を実物モデルとし、該構造物に連結された一個ま
たは複数個の加振機で加振し、加振機によって実物モデ
ルに加えられる荷重を計測し、(a)荷重値、変位値及び
外力値の入力、(b)加振機指令信号の算出、(c)指令信号
を生成出力、(d)変位計測、(e)収束判定、(f)必要に応
じて(c)〜(e)の繰り返し、のステップを予め定められた
回数、または停止信号が入力されるまで連続して繰り返
すに際して、数値モデルは、加振対象構造物を線形数値
モデル化し、固有値解析により固有振動数、固有モード
を算出し得られた固有モードの内、少なくとも一つのモ
ードは一自由度振動系すなわち2次遅れ系とし、残りの
固有モードの内少なくとも一つのモードは慣性項を省略
し1次遅れ系または比例系として入力し、前記加振機へ
の指令信号値の算出は、入力算出ステップと、前記の一
つまたは複数個の2次遅れ系と前記一つまたは複数個の
1次遅れ系または比例系の応答算出ステップと、信号値
算出ステップにより実施される。(31): The whole structure to be evaluated is numerically modeled and mounted on a digital computer, and a part of the structure to be evaluated is used as a real model, and one or more vibrators connected to the structure The load applied to the real model by the shaker is measured, and (a) input of the load value, displacement value and external force value, (b) calculation of the shaker command signal, and (c) the command signal The steps of generation output, (d) displacement measurement, (e) convergence judgment, (f) repeating (c) to (e) as necessary, are repeated a predetermined number of times, or until a stop signal is input. At the time of repetition, the numerical model is a linear numerical model of the excitation target structure, and at least one of the eigenmodes obtained by calculating the eigenfrequency and the eigenmode by eigenvalue analysis is a one-degree-of-freedom vibration system. That is, a second-order delay system is used, and at least one of the remaining eigenmodes is used. In this mode, the inertia term is omitted and the signal is input as a first-order lag system or a proportional system. The calculation of the command signal value to the vibrator is performed by an input calculation step and the one or more second-order lag systems. This is performed by one or a plurality of first-order lag-based or proportional-based response calculation steps and a signal value calculation step.
【0040】(32):(31)において、デジタル計
算機は、荷重計測結果の入力手段と、外力値の保存手段
及び/または外力信号の入力手段と、数値モデルに基づ
いて、外力値若しくは外力信号と荷重計測値若しくは荷
重計測値相当の信号を用いて荷重計測値の計測時刻から
予め定められた一定時間後の実物モデルとその他の部分
の境界点の変位を算出し、加振機への指令信号値を算出
する手段と、加振機の指令信号の出力手段と、加振機の
変位計測値と上記指令値と、加振機の変位と上記変位指
令値との差が予め定められた許容値内に納まっているか
収束判定する手段と、計算機外部とのデータの入出力手
段とを備える。(32): In (31), the digital computer uses the external force value or the external force signal based on the numerical model based on the load measurement result inputting means, the external force value storing means and / or the external force signal inputting means. Calculate the displacement of the boundary point between the real model and other parts after a predetermined time from the measurement time of the load measurement value using the load measurement value or a signal equivalent to the load measurement value, and send a command to the vibrator. Means for calculating a signal value, means for outputting a command signal of the shaker, a displacement measured value of the shaker and the command value, and a difference between the displacement of the shaker and the displacement command value is predetermined. It is provided with means for determining whether or not convergence is within an allowable value, and means for inputting / outputting data with the outside of the computer.
【0041】(33):(31)または(32)におい
て、入力算出ステップは、荷重計測値と、実物モデル部
分の数値モデルのばね定数と前ステップの指令信号値の
積の値の差を求め、各モードのモードベクトルの内実物
モデルの両端に対応する要素の差を乗じたものと、現ス
テップにおける外力値に予め求めておいた各モードに対
する外力値の刺激係数を乗じたものの和を求め、各モー
ドの入力とする。 (34):(33)において、算出ステップは、入力算
出ステップより各モードに対して算出された入力に対す
る前記一定時間後の応答を算出する。(33): In (31) or (32), the input calculation step calculates the difference between the measured load value and the product of the spring constant of the numerical model of the actual model and the command signal value of the previous step. The sum of the product of the mode vector of each mode multiplied by the difference between the elements corresponding to both ends of the inner real model and the product of the external force value at the current step multiplied by the stimulation coefficient of the external force value for each mode previously determined is calculated. , Input of each mode. (34): In (33), in the calculation step, a response to the input calculated for each mode in the input calculation step after a predetermined time has been calculated.
【0042】(35):(34)において、信号値算出
ステップは、応答算出手段の各モードの応答算出値に各
モードのモードベクトルの内実物モデルの両端に対応す
る要素の差を乗じたものとの和を算出し、加振機への指
令信号値とする。(35): In (34), in the signal value calculating step, the response calculation value of each mode of the response calculating means is multiplied by a difference between elements corresponding to both ends of the mode model of each mode at both ends of the real model. Is calculated as a command signal value to the vibrator.
【0043】(36):(1)乃至(13)のいずれか
に記載の振動試験装置を使用し、評価対象構造物の内一
部分を実物モデルとして加振対象とし、構造物全体を線
形数値モデル化してその固有値解析を予め実施し、それ
によって得られた固有モードの内少なくとも1つを応答
算出手段における2次遅れ系とし、残りの内少なくとも
一つを1次遅れ系若しくは線形系とし、数値モデル化に
おける加振対象構造物部分のばね定数を入力算出手段に
おいて前ステップの指令信号値に乗ぜられる係数とし、
固有値解析をもとにして算出された外力の各モードに対
する刺激係数を入力算出手段において現ステップにおけ
る外力値に乗ぜられる各系ごとに定められた係数とし、
固有値解析により算出された各モードの固有モードベク
トルの内実物モデルの両端に対応する要素の差を入力算
出手段において各系ごとに定められた係数とし、固有値
解析により算出された各モードの固有モードベクトルの
内実物モデルの両端に対応する要素の差を信号値算出手
段において2次遅れ系乃至1次遅れ系または比例系の応
答算出値に乗ぜられる係数とし、加振機の応答遅れ時間
を2次遅れ系の応答算出値の和の予測に使用する時間と
する。(36): Using the vibration test apparatus according to any one of (1) to (13), a part of the structure to be evaluated is subjected to vibration as a real model, and the entire structure is a linear numerical model. The eigenvalue analysis is performed in advance, and at least one of the eigenmodes obtained thereby is used as a second-order delay system in the response calculation means, and at least one of the remaining eigenmodes is used as a first-order delay system or a linear system. The spring constant of the excitation target structure part in the modeling is a coefficient multiplied by the command signal value of the previous step in the input calculation means,
The stimulus coefficient for each mode of the external force calculated based on the eigenvalue analysis is a coefficient determined for each system multiplied by the external force value at the current step in the input calculation means,
The eigenmode vector of each mode calculated by the eigenvalue analysis is used as a coefficient determined for each system by the input calculation means using the difference between elements corresponding to both ends of the inner real model, and the eigenmode of each mode calculated by the eigenvalue analysis The difference between elements corresponding to both ends of the internal model of the vector is set as a coefficient multiplied by the response calculation value of the second-order delay system or the first-order delay system or the proportional system in the signal value calculation means, and the response delay time of the vibrator is set to 2 It is the time used for predicting the sum of the response calculation values of the secondary delay system.
【0044】(37):(14)乃至(18)のいずれ
かに記載の振動試験装置を使用し、評価対象構造物の内
一部分を実物モデルとして加振対象とし、構造物全体を
線形数値モデル化してその固有値解析を予め実施し、そ
れによって得られた固有モードの内少なくとも1つを応
答算出手段における2次遅れ系とし、残りの内少なくと
も一つを1次遅れ系若しくは線形系とし、数値モデル化
における加振対象構造物部分のばね定数を入力算出手段
において前ステップの指令信号値に乗ぜられる係数と
し、固有値解析をもとにして算出された外力の各モード
に対する刺激係数を入力算出手段において現ステップに
おける外力値に乗ぜられる各系ごとに定められた係数と
し、固有値解析により算出された各モードの固有モード
ベクトルの内実物モデルとの両端に対応する要素の差を
入力算出手段において各系ごとに定められた係数とし、
固有値解析により算出された各モードの固有モードベク
トルの内実物モデルとの両端に対応する要素の差を信号
値算出手段において2次遅れ系乃至1次遅れ系または比
例系の応答算出値に乗ぜられる係数とする。(37): Using the vibration test apparatus according to any one of (14) to (18), a part of the structure to be evaluated is subjected to vibration as a real model, and the whole structure is a linear numerical model. The eigenvalue analysis is performed in advance, and at least one of the eigenmodes obtained thereby is used as a second-order delay system in the response calculation means, and at least one of the remaining eigenmodes is used as a first-order delay system or a linear system. The input constants are used as the coefficients to be multiplied by the command signal value of the previous step in the input calculation means, and the stimulus coefficients for each mode of the external force calculated based on the eigenvalue analysis are input calculation means. In the above, the coefficients determined for each system to be multiplied by the external force value at the current step are used, and the internal real model of the eigenmode vector of each mode calculated by the eigenvalue analysis And a coefficient defined for each system in the input-calculating means the difference between the two ends to the corresponding element of the Le,
The difference between the elements corresponding to both ends of the eigenmode vector of each mode calculated by the eigenvalue analysis and the internal model is multiplied by the response calculation value of the second-order lag system or the first-order lag system or the proportional system by the signal value calculation means. It is a coefficient.
【0045】ところで、本構造物の振動試験装置及び試
験方法において用いられるデジタル計算機は、複数のプ
ロセッサと、前記複数のプロセッサ間でのデータのやり
とりを行う手段と、前記複数のプロセッサ間で関連する
処理を待ち合わせる手段とを有し、複数のモードを複数
のグループに分けて、その各グループの演算処理を、前
記複数のプロセッサで処理するものである。By the way, the digital computer used in the vibration test apparatus and test method for the present structure has a plurality of processors, means for exchanging data between the plurality of processors, and a relation among the plurality of processors. Means for waiting for processing, wherein a plurality of modes are divided into a plurality of groups, and arithmetic processing of each group is processed by the plurality of processors.
【0046】また、前記デジタル計算機は、複数のプロ
セッサと、前記複数のプロセッサ間でのデータのやりと
りを行う手段と、前記複数のプロセッサ間で関連する処
理を待ち合わせる手段とを有し、前記複数のプロセッサ
を複数のプロセッサグループに分けて、複数のモードを
複数のグループに分けその各グループの演算処理を、そ
れぞれ前記複数のプロセッサグループに割り付けて処理
するようにしてもよい。さらに、前記各プロセッサグル
ープが処理する、モードの各グループの処理を複数の処
理ステージに分割し、各ステージ毎の処理を前記各プロ
セッサグループ内の各プロセッサにおいて行うようにし
てもよい。Further, the digital computer has a plurality of processors, a unit for exchanging data between the plurality of processors, and a unit for waiting for a related process among the plurality of processors. The processor may be divided into a plurality of processor groups, a plurality of modes may be divided into a plurality of groups, and arithmetic processing of each group may be assigned to each of the plurality of processor groups for processing. Furthermore, the processing of each mode group, which is performed by each processor group, may be divided into a plurality of processing stages, and the processing of each stage may be performed by each processor in each processor group.
【0047】振動試験対象のばね定数を仮定し、それを
用いて構造物全体の固有値解析を実施し、モード空間に
おいて数値計算を実施するにおいて、短周期の固有モー
ドは1次遅れ系または比例系に置換し、他は2次遅れ系
として計算して試験を実施すること、及び上記試験が可
能な試験装置とすることにより、1次遅れ系または比例
系に置換された数値計算時間刻みが大きいことによる振
動応答の発散が起きなくなるので、数値計算時間刻みは
2次遅れ系として取り扱っているモードの中で最も固有
周期の短いものについて定めればよくなる。また、短周
期の固有モードに起因する変形は1次遅れ系または比例
系の応答として評価されているので、試験対象の部分構
造物のばね定数の固有値解析に用いられた値と実際の値
が異なっていても誤差が少なくなる為、短周期の固有周
期を持つ構造物の振動評価を比較的大きな時間刻みで実
施し、かつ精度を高いものとすることができる。Assuming the spring constant of the vibration test object, performing eigenvalue analysis of the entire structure using the spring constant, and performing numerical calculation in mode space, the short-period eigenmode is a first-order lag system or a proportional system. And the other is calculated as a second-order lag system to perform the test, and by using a test device capable of performing the above test, the numerical calculation time step replaced by the first-order lag system or the proportional system is large. Since the divergence of the vibration response does not occur, the numerical calculation time step may be determined for the mode having the shortest natural period among the modes handled as the second-order lag system. In addition, since the deformation caused by the short-period eigenmode is evaluated as the response of the first-order lag system or the proportional system, the value used for the eigenvalue analysis of the spring constant of the substructure to be tested and the actual value are Even if different, the error is reduced, so that the vibration evaluation of the structure having the short natural period can be performed at a relatively large time interval and the accuracy can be made high.
【0048】2次遅れ系の加振機応答遅れ相当時間先の
振動応答を予測して、加振機指令信号作成に使用するこ
と及び上記が実施可能な装置とすることにより、予測さ
れた時間だけ先の指令信号が加振機によって遅れて実現
するので、結果として実現すべき変位が実現すべき時刻
に加振機によって実現されることになり、加振機応答遅
れにより発生する負の減衰を相殺することが可能とな
る。By predicting the vibration response ahead of the exciter response delay of the second order delay system and using it for generating the exciter command signal, and by using a device capable of performing the above, the predicted time is obtained. However, since the previous command signal is delayed by the shaker, the resulting displacement is realized by the shaker at the time to be realized, and the negative damping caused by the shaker response delay Can be offset.
【0049】過去の一定時間刻みごとの応答値に応答値
の個数によって決まる係数を乗じた和を予測値とするこ
と及び上記が実施可能な装置とすることにより、単純な
積和演算により予測ができるので、振動応答の予測を短
時間に実施することが可能となる。The prediction value is obtained by multiplying the past response value at predetermined time intervals by a coefficient determined by the number of response values to obtain a prediction value. Since it is possible, the prediction of the vibration response can be performed in a short time.
【0050】加振機の変位を計測し、加振すべき振動応
答計算値と比較して両者が一致するように前記予測にお
ける一定時間刻みを修正することにより、加振機の動特
性の変化にも追随した予測ができるので、予測を精度良
く実施することが可能となる。The displacement of the vibrator is measured by measuring the displacement of the vibrator and comparing it with the calculated value of the vibration response to be vibrated so as to correct the predetermined time interval in the prediction so that the two agree with each other. Therefore, the prediction can be performed with high accuracy.
【0051】予め振動試験対象構造物の質量を評価して
おき、加振加速度を計測または計算して発生している慣
性力を求め、計測された反力から除去して振動応答計算
に使用すること、及び上記が実施可能な装置とすること
により計測反力内に含まれる慣性力を除去し振動試験対
象構造物の両端の相対変形に関する荷重だけを用いて振
動応答計算を実施することができるので、反力に含まれ
る慣性力に起因する誤差を取り除くことができる。The mass of the structure to be subjected to the vibration test is evaluated in advance, and the generated inertia force is obtained by measuring or calculating the excitation acceleration, and is removed from the measured reaction force to be used for the vibration response calculation. In addition, by using an apparatus capable of performing the above, the inertial force included in the measured reaction force can be removed, and the vibration response calculation can be performed using only the load related to the relative deformation of both ends of the vibration test target structure. Therefore, it is possible to remove an error caused by the inertial force included in the reaction force.
【0052】また、加振機と振動試験対象構造物を振動
台に搭載して振動実験を実施することによっても、基礎
加振によって発生する慣性力が正しく反力に含めること
ができるので、反力に含まれる慣性力に起因する誤差を
取り除くことができる。Also, by mounting a vibration exciter and a structure to be subjected to a vibration test on a vibration table and conducting a vibration test, the inertia force generated by the basic vibration can be correctly included in the reaction force. The error caused by the inertial force included in the force can be eliminated.
【0053】計算機に、計算機に入力された固有周期、
またはそれに関連した量(例えば、固有振動数)と予め
入力されている判定条件を比較して、2次遅れ系として
取り扱うか、1次遅れ系として取り扱うかを判断して振
動応答計算処理手段へ引き渡す機能を持たせることによ
り、試験実施者がどの固有モードを1次遅れ系として取
り扱うか判断する必要がないので、振動実験を容易に実
施することができる。The natural period input to the computer is
Alternatively, an amount related thereto (for example, natural frequency) is compared with a judgment condition input in advance, and it is determined whether to treat as a second-order delay system or a first-order delay system. By providing the function of delivering, it is not necessary for the tester to determine which eigenmode is to be treated as the first-order lag system, so that the vibration experiment can be easily performed.
【0054】更に、実際の加振試験の前に微小振幅の予
備加振を行い振動試験対象構造物のばね定数を測定する
ことと、これを用いて振動応答評価構造物全体の固有値
解析を実施することを、自動的に実施すること、及びこ
れらが実施可能な装置とすることによっても予め振動対
象部分構造物のばね定数の評価やそれを用いた固有値解
析を実施する必要がなくなるので、振動実験を容易に、
かつ正確に実施することができる。Further, before the actual vibration test, a preliminary vibration with a small amplitude is performed to measure the spring constant of the structure to be subjected to the vibration test, and the eigenvalue analysis of the entire vibration response evaluation structure is performed by using this. It is not necessary to evaluate the spring constant of the substructure to be vibrated in advance and to perform eigenvalue analysis using the same in advance by automatically performing the above-mentioned operations, and by using a device capable of performing these operations. Experiment easily
And can be implemented accurately.
【0055】[0055]
【発明の実施の形態】以下に、図を引用しながら本発明
の実施例について述べる。例えば図2に示すような構造
物1を考える。この内の部分構造物2は図3に示すよう
に加振機4によって加振され、他の部分3は数値モデル
化され計算機5に搭載される。加振機4には荷重計測器
6が備えられ、部分構造物2から加振機4へ加わる反力
が計測される。計測された反力は計算機5に入力され
る。加振機4は制御装置7により制御されており、計算
機5において指令信号が算出され制御装置7に入力され
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. For example, consider a structure 1 as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the partial structure 2 is vibrated by a vibrator 4, and the other parts 3 are numerically modeled and mounted on a computer 5. The vibrator 4 is provided with a load measuring device 6, and measures a reaction force applied from the partial structure 2 to the vibrator 4. The measured reaction force is input to the computer 5. The vibrator 4 is controlled by the control device 7, and a command signal is calculated in the computer 5 and input to the control device 7.
【0056】計算機5には構造物に加わる地震力などの
加振力が、逐次入力されるか、若しくは計算機内のメモ
リ(図に記載せず)に記憶されており、この加振力と計
測された反力から外力ベクトルを算出するステップ、外
力ベクトルに対する数値モデル一定時間後の振動応答を
算出するステップ、振動応答計算結果に基づいて加振機
の指令値を算出するステップを繰り返し実施する。以上
により、部分構造物2が他の部分3と結合された状態
(構造物1)の振動応答が、部分構造物のみの振動試験
で評価可能となる。Exciting force such as seismic force applied to the structure is sequentially input to the computer 5 or stored in a memory (not shown) in the computer. A step of calculating an external force vector from the obtained reaction force, a step of calculating a vibration response of the numerical model with respect to the external force vector after a predetermined time, and a step of calculating a command value of the vibrator based on the vibration response calculation result. As described above, the vibration response in a state where the partial structure 2 is coupled to the other portion 3 (the structure 1) can be evaluated by the vibration test of only the partial structure.
【0057】計算機5で実施される振動応答計算は以下
の通りである。実験対象となる部分構造物2以外の部分
3は質量マトリクスM、減衰マトリクスC、剛性マトリ
クスKとして数値モデル化される。すると基礎に対する
相対変位ベクトルxに関する運動方程式は、外力ベクト
ルqを用いて次のように書かれる。尚、・は時間に関す
る微分を表す。The vibration response calculation performed by the computer 5 is as follows. The part 3 other than the substructure 2 to be tested is numerically modeled as a mass matrix M, a damping matrix C, and a stiffness matrix K. Then, the equation of motion for the relative displacement vector x with respect to the foundation is written as follows using the external force vector q. In addition, * represents differentiation with respect to time.
【0058】[0058]
【数1】 (Equation 1)
【0059】ここで、外力ベクトルは地震力などの加振
力q1と計測された反力q2の2つの成分からなる。即
ち、Here, the external force vector is composed of two components, an exciting force q1 such as an earthquake force and a measured reaction force q2. That is,
【0060】[0060]
【数2】 (Equation 2)
【0061】これを用いて微小時間Δt後の振動応答を
計算する。尚、振動応答計算結果を加振機7で実現する
とき、試験対象構造物2のばね定数のような静的な反力
のみを取り扱う場合には計算上Δt後の結果をΔtより
大きな時間後に実現しても差し支えない。以下、この試
験方法を「準動的」試験と呼ぶ。Using this, the vibration response after a short time Δt is calculated. When the vibration response calculation result is realized by the vibrator 7, when only a static reaction force such as the spring constant of the test object structure 2 is handled, the calculation result after Δt is calculated after a time larger than Δt. It can be realized. Hereinafter, this test method is referred to as a “quasi-dynamic” test.
【0062】また、反力q2に含まれる減衰力などの動
的な成分を試験により計測し振動応答解析に反映するた
めには、実時間で実施することが必要である。この試験
方法を、以下、「実時間」試験と呼ぶ。Further, in order to measure a dynamic component such as a damping force included in the reaction force q2 by a test and reflect the result in a vibration response analysis, it is necessary to perform the measurement in real time. This test method is hereinafter referred to as a "real time" test.
【0063】数値計算の方法として様々なアルゴリズム
が使用可能であるが、例えば、公知の中央差分法では次
式のようにして、時刻tiにおける既知の情報から時刻
ti+1(ti+1=ti+Δt)の変位応答が算出できる。Various algorithms can be used as a numerical calculation method. For example, in the known central difference method, the time ti + 1 (ti + 1 = ti + Δt) is obtained from the known information at the time ti as shown in the following equation. ) Can be calculated.
【0064】[0064]
【数3】 (Equation 3)
【0065】前式はマトリクス演算によって計算される
ものであるが、これをモード空間において実施すること
も可能である。The above equation is calculated by a matrix operation, but it is also possible to implement this in the mode space.
【0066】上記技術において使用される数値計算にお
いては、計算対象となる構造物のもっとも短い固有周期
Tminと計算時間刻みΔtによって安定に計算できる範
囲が決まっている。例えば、中央差分法においてはIn the numerical calculation used in the above technique, the range in which the calculation can be performed stably is determined by the shortest natural period Tmin of the structure to be calculated and the calculation time step Δt. For example, in the central difference method
【0067】[0067]
【数4】 (Equation 4)
【0068】の関係が満たされている必要がある。その
為、評価対象とする固有周期が非常に短い場合には、計
算時間刻みΔtを(数4)、或いはその計算手法によっ
て決まる安定限界に合わせて小さくとる必要がある。Must be satisfied. Therefore, when the natural period to be evaluated is very short, it is necessary to reduce the calculation time step Δt according to (Equation 4) or the stability limit determined by the calculation method.
【0069】[0069]
【0070】そこで、準動的試験の場合にはある一定時
間の地震加振に対する応答を評価するのにかかるステッ
プ数が多くなり、一ステップの時間刻みに必要な時間が
一定であると実験時間が非常に長くなるという問題点が
あった。また、一ステップでの加振機7の加振変位変化
量が小さくなる為、加振精度が悪くなるという問題点が
あった。また、実時間試験を実施する際には、計算時間
刻みΔt後の応答計算処理を少なくともΔtの間に実施
する必要があるが、Δtが非常に小さくなると実施でき
ない恐れがあった。Therefore, in the case of the quasi-dynamic test, the number of steps required to evaluate the response to the earthquake excitation for a certain period of time increases, and if the time required for each time step is constant, the experimental time Is very long. Further, since the amount of change in the vibration displacement of the vibrator 7 in one step is small, there is a problem that the vibration accuracy is deteriorated. Further, when performing the real-time test, it is necessary to perform the response calculation process after the calculation time interval Δt at least during Δt. However, if Δt is too small, it may not be possible to perform the calculation.
【0071】上記課題を解決する一方法として、試験対
象構造物2の剛性を仮定して構造物全体1の固有モード
を算出し、数値計算を前記モード空間で実施し、その
際、固有周期の短いものを除去する手法が提案されてい
る。しかし、本手法では仮定したばね定数が実際のばね
定数と異なった場合には、得られる振動特性に誤差が生
じるという問題点があった。As one method for solving the above problem, the eigenmode of the entire structure 1 is calculated assuming the rigidity of the test object structure 2 and numerical calculation is performed in the mode space. Techniques for removing short ones have been proposed. However, this method has a problem that if the assumed spring constant is different from the actual spring constant, an error occurs in the obtained vibration characteristics.
【0072】また、振動試験に使用される加振機4は、
一般に応答遅れを含む動特性を持つ。即ち、図4に示す
ように、入力信号に対してわずかに遅れて加振変位が実
現されるという特徴を持つ。このような特性を持つ加振
機4を実時間試験に含めると、ばね定数kである線形ば
ねは図5に示すような特性を持つものとして評価される
ことになり、遅れ時間がδtの時にはThe vibrator 4 used for the vibration test is
Generally, it has dynamic characteristics including response delay. That is, as shown in FIG. 4, the excitation displacement is realized with a slight delay with respect to the input signal. When the vibrator 4 having such characteristics is included in the real-time test, the linear spring having the spring constant k is evaluated as having the characteristics shown in FIG. 5, and when the delay time is δt,
【0073】[0073]
【数5】 (Equation 5)
【0074】のような負の減衰ceqをもつこととなる。
従って、これが誤差の原因となり、特に構造自体が持つ
減衰よりもceqの絶対値が大きい場合には振動応答が発
散するという問題点があった。Has a negative attenuation ceq as shown below.
Therefore, this causes an error. In particular, when the absolute value of ceq is larger than the damping of the structure itself, there is a problem that the vibration response diverges.
【0075】更に、前記従来技術では、加振機4による
振動試験を用いているので試験対象構造物2の両端の相
対変形に関する反力だけを考慮していた。しかし、実時
間試験の場合、計測される反力では、加速度に関連する
慣性力が無視できない場合があるが、これは基礎加振で
得られる慣性力とは異なるもので、試験誤差となる恐れ
があった。Furthermore, in the prior art, since the vibration test using the vibrator 4 is used, only the reaction force related to the relative deformation of both ends of the test object structure 2 is considered. However, in the case of a real-time test, the inertia force related to the acceleration may not be negligible in the measured reaction force, but this is different from the inertia force obtained by basic excitation, and may cause test errors. was there.
【0076】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであって、構造物の一部分のみの振動試験
と振動応答数値解析を組み合わせて行う振動試験装置及
び方法において、特に、数値解析モデルが短周期の固有
周期を有する場合でも容易、かつ高精度に振動試験を実
施可能な、或いは本振動試験を高精度に実施するのに好
適な構造物の振動試験装置及び方法を提供することを目
的としている。The present invention has been made in order to solve such a problem, and a vibration test apparatus and a method for performing a vibration test and a vibration response numerical analysis of only a part of a structure in combination with the numerical analysis are particularly preferred. Provided is a vibration test apparatus and method for a structure that can easily and accurately perform a vibration test even when a model has a short natural cycle or that is suitable for performing the present vibration test with high accuracy. It is an object.
【0077】先ず、モード空間を用いて振動応答計算を
行う振動試験方法の概要を示す。例えば、図2に示す構
造物1を実験対象と考える。基礎と最下部の質点間の部
分構造物2が振動試験の対象となっており、他は数値モ
デル化されているものと考える。外力としては基礎の加
速度を考える。部分構造物2も含めた構造物1の基礎加
振に関する運動方程式は、簡単の為に減衰項を省略する
と次の通りである。First, an outline of a vibration test method for performing a vibration response calculation using the mode space will be described. For example, the structure 1 shown in FIG. It is considered that the substructure 2 between the foundation and the lowermost mass point is a target of the vibration test, and the others are numerically modeled. As the external force, consider the acceleration of the foundation. The equation of motion relating to the basic excitation of the structure 1 including the substructure 2 is as follows if the damping term is omitted for simplicity.
【0078】[0078]
【数6】 (Equation 6)
【0079】但し、M*は質量マトリクス、K*は剛性
マトリクス、x*は基礎に対する相対変位ベクトル、i
は全てが1であるベクトル、zは基礎加速度である。
尚、これらのマトリクス、ベクトルは振動試験対象の部
分構造物2を含めたもので(数1)とは異なったもので
あるので、*をつけて区別している。Here, M * is a mass matrix, K * is a rigidity matrix, x * is a relative displacement vector with respect to the foundation, i
Is a vector of all 1's, and z is the basal acceleration.
Since these matrices and vectors include the substructure 2 to be subjected to the vibration test and are different from (Equation 1), they are distinguished by adding *.
【0080】さて、部分構造物2の実際の剛性と数値モ
デルの剛性は、数値モデル化上の推定誤差、或いは、加
振中の要素特性の変化等により異なることが考えられ
る。部分構造物2の実際のばね定数をk、また、数値モ
デルとして仮定するばね定数をk’とし、数値モデルと
しての想定剛性マトリクスをK’とすると(数6)の剛
性マトリクスK*は次の通りである。The actual stiffness of the substructure 2 and the stiffness of the numerical model may differ due to an estimation error in numerical modeling, a change in element characteristics during excitation, and the like. Assuming that the actual spring constant of the substructure 2 is k, the spring constant assumed as a numerical model is k ′, and the assumed rigidity matrix as a numerical model is K ′, the rigidity matrix K * of (Formula 6) is as follows. It is on the street.
【0081】[0081]
【数7】 (Equation 7)
【0082】ここでEは部分構造物2の単位要素剛性マ
トリクスで、例えば、図2のような支持点の部材であれ
ば次式のようになる。Here, E is a unit element rigidity matrix of the substructure 2. For example, if a member is at a support point as shown in FIG.
【0083】[0083]
【数8】 (Equation 8)
【0084】(数7)を(数6)に代入し整理すると、
次式が得られる。By substituting (Equation 7) into (Equation 6) and rearranging,
The following equation is obtained.
【0085】[0085]
【数9】 (Equation 9)
【0086】ここに、Here,
【0087】[0087]
【数10】 (Equation 10)
【0088】従って、(数9)のように想定剛性マトリ
クスK’を用いた運動方程式に(数10)で示される荷
重fを外力として加えた振動応答数値計算を実施すれば
(数6)を計算するのと同等であることがわかる。とこ
ろで、(数10)を書き直すと次式のようになる。Therefore, if the vibration response numerical calculation is performed by adding the load f shown in (Equation 10) as an external force to the equation of motion using the assumed rigidity matrix K ′ as in (Equation 9), (Equation 6) is obtained. It turns out that it is equivalent to calculating. By the way, rewriting (Equation 10) is as follows.
【0089】[0089]
【数11】 [Equation 11]
【0090】ここで、Δxは部分構造物2の両端の相対
変位で加振機4による加振変位であり、rは部分構造物
2の内力の荷重がはたらく節点に対応する要素には1ま
たは−1(座標系によって決まる)、他は0であるベク
トル、である。Here, Δx is a relative displacement of both ends of the substructure 2 and is a vibration displacement by the vibrator 4, and r is 1 or 1 for an element corresponding to a node where an internal force load of the substructure 2 acts. -1 (depending on the coordinate system), the other is a vector that is zero.
【0091】kΔxは実際に部分構造物2に発生する反
力q’であって計測可能であり、k’Δxは加振機の変
位を計測することで算出できる量である。従って、(数
9)を用いた振動試験を実施することは可能である。
尚、部分構造物に減衰特性や非線形性があるときはこれ
らの特性は計測反力に反映されるので、振動応答数値計
算で考慮される。KΔx is the reaction force q ′ actually generated in the substructure 2 and can be measured, and k′Δx is an amount that can be calculated by measuring the displacement of the vibrator. Therefore, it is possible to perform a vibration test using (Equation 9).
If the substructure has damping characteristics or non-linearity, these characteristics are reflected in the measured reaction force, and are taken into account in the vibration response numerical calculation.
【0092】さて、(数9)は右辺を0とおき固有値解
析を行い、その固有モードベクトルを用いてモード空間
に変換することができる。固有値解析では、nを自由度
数とすると次式が得られる。Now, (Equation 9) can be converted into a mode space using the eigenmode vector by performing eigenvalue analysis by setting the right side to 0. In the eigenvalue analysis, the following equation is obtained when n is the number of degrees of freedom.
【0093】[0093]
【数12】 (Equation 12)
【0094】ここで、uはモード変位ベクトル、Pはモ
ードマトリクス、piはi次のモードベクトルである。
尚、以下の議論では固有モードはモード質量が1となる
ように規格化されているものとする。即ち、Iを単位マ
トリクスとして、Here, u is a mode displacement vector, P is a mode matrix, and pi is an i-th mode vector.
In the following discussion, it is assumed that the eigenmode is standardized so that the mode mass is 1. That is, with I as the unit matrix,
【0095】[0095]
【数13】 (Equation 13)
【0096】これによっても一般性は失われない。これ
を用いると、(数9)は次式のように書き直せる。The generality is not lost by this. Using this, (Equation 9) can be rewritten as the following equation.
【0097】[0097]
【数14】 [Equation 14]
【0098】ここで、ωiはi次の固有円振動数で、T
は転置を示すものとするとHere, ωi is the ith natural circular frequency, and T
Denote transposition
【0099】[0099]
【数15】 (Equation 15)
【0100】であり、bは基礎加振に関する刺激係数ベ
クトル、gは部分構造物2から発生する加振力に対する
刺激係数ベクトルであり、Where b is a stimulus coefficient vector for the basic excitation, g is a stimulus coefficient vector for the excitation force generated from the substructure 2,
【0101】[0101]
【数16】 (Equation 16)
【0102】[0102]
【数17】 [Equation 17]
【0103】である。尚、ここで得られたモードパラメ
ータは仮定した数値モデルの剛性マトリクスK’から求
められるものであるから必ずしも真の値ではない。Is as follows. The mode parameter obtained here is not necessarily a true value because it is obtained from the rigidity matrix K ′ of the assumed numerical model.
【0104】以上をまとめると図6に示したようなフロ
ーになる。即ち荷重計測値と変位計測値から試験対象構
造物に起因する外力の算出を行い(ステップi)、その
算出出力と地震力等からの外力とからモード外力の計算
をし(ステップii)、次いでモード応答の算出をし(ス
テップiii)、そしてこれから物理空間への変換を行う
(ステップiv)。これによりモード空間による振動計算
によっても(数3)を用いる振動試験と同等のことが実
施可能である。(数14)により振動数値計算を行うに
当たって、短周期の固有モードを除去することもでき
る。しかし、モードを除去した場合、固有値解析にあた
って想定したばね定数k’と実際のばね定数kに差があ
ると誤差の原因となることが分かっている。The above is summarized as a flow as shown in FIG. That is, an external force caused by the test object structure is calculated from the measured load value and the measured displacement value (step i), and a modal external force is calculated from the calculated output and an external force from seismic force or the like (step ii). The mode response is calculated (step iii), and then converted into the physical space (step iv). Thereby, the same calculation as the vibration test using (Equation 3) can be performed by the vibration calculation in the mode space. In calculating the vibration numerical value according to (Equation 14), the eigenmode having a short period can be removed. However, when the mode is removed, it is known that a difference between the spring constant k ′ assumed in the eigenvalue analysis and the actual spring constant k causes an error.
【0105】以下、図1を引用しながら本発明の一実施
例を説明する。部分構造物2は加振機4により加振され
る。加振機4には加振機から部分構造物2に加えられる
荷重の計測手段6と加振機4により部分構造物2に与え
られている変位の計測手段8が備えられている。荷重計
測手段6による計測値は荷重伝達手段9により伝達され
荷重入力手段11を介してデジタル計算機である計算機
5に入力される。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The substructure 2 is vibrated by the vibrator 4. The shaker 4 is provided with a means 6 for measuring the load applied to the partial structure 2 from the shaker and a means 8 for measuring the displacement applied to the partial structure 2 by the shaker 4. The value measured by the load measuring means 6 is transmitted by the load transmitting means 9 and input to the computer 5 which is a digital computer via the load input means 11.
【0106】また、変位計測手段8による計測値は変位
伝達手段10により伝達され変位入力手段12を介して
同様に計算機5に入力される。計算機5には外力保存手
段15若しくは外力入力手段16のいずれか、または両
方が備わって、振動応答評価対象構造物1に加わる地震
力等外力が保存されており、若しくは入力される。Further, the value measured by the displacement measuring means 8 is transmitted by the displacement transmitting means 10 and is similarly input to the computer 5 through the displacement input means 12. The computer 5 is provided with one or both of the external force storage means 15 and the external force input means 16 to store or input an external force such as a seismic force applied to the vibration response evaluation target structure 1.
【0107】計算機5には加振機指令信号計算手段17
が搭載されており、前記荷重計測値、変位計測値、並び
に外力値を用いて、加振機4への指令信号を算出する。
また、指令信号生成手段18が搭載されており、前記指
令信号算出結果に基づいて指令信号を生成し、指令信号
出力手段13を介して出力される。前記指令信号は指令
信号伝達手段14を介して加振機4の制御装置7に入力
され加振機が駆動される。The computer 5 has a vibrator command signal calculating means 17
And calculates a command signal to the vibrator 4 using the load measurement value, the displacement measurement value, and the external force value.
Further, a command signal generating means 18 is mounted, generates a command signal based on the command signal calculation result, and outputs the command signal via the command signal output means 13. The command signal is input to the control device 7 of the vibrator 4 via the command signal transmitting means 14 to drive the vibrator.
【0108】外力値・荷重計測値・変位計測値の入力、
加振機指令信号の算出、加振機指令信号の生成、加振機
指令信号の出力は、時間管理手段19により管理され、
例えば図7に示されるように、一定時間刻みごとに繰り
返し実施される。Input of external force value, load measurement value, displacement measurement value,
Calculation of the shaker command signal, generation of the shaker command signal, and output of the shaker command signal are managed by the time management means 19,
For example, as shown in FIG. 7, the process is repeatedly performed at regular intervals.
【0109】尚、荷重・変位計測値、加振機指令信号は
例えば電圧信号として伝達される。その際、信号伝達手
段9、10、14はケーブル線である。また、信号入力
手段11、12はA/D変換器であり、信号出力手段1
3はD/A変換器である。しかし、これら信号は他の形
態であってもよく、それに応じて伝達手段、入出力手段
も異なったものとなる。The load / displacement measurement value and the shaker command signal are transmitted as, for example, a voltage signal. At this time, the signal transmission means 9, 10, and 14 are cable lines. The signal input means 11 and 12 are A / D converters, and the signal output means 1
3 is a D / A converter. However, these signals may be in other forms, and the transmission means and input / output means will differ accordingly.
【0110】指令信号算出手段17では次の手順により
信号が算出される。但し、以下の計算に必要なパラメー
タ(固有振動数、モードベクトル、刺激係数など)は予
め計算機5に付属するデータ入力手段(図示せず)から
入力されデータ保存手段(図示せず)に下記手順におい
て利用可能なように保存されている。The command signal calculating means 17 calculates a signal in the following procedure. However, the parameters (e.g., natural frequency, mode vector, stimulus coefficient, etc.) required for the following calculations are input in advance from data input means (not shown) attached to the computer 5 and stored in data storage means (not shown) according to the following procedure. Stored for use in.
【0111】(1)入力算出手段171において(数1
1)により評価対象構造物1に加わる荷重を算出する。
即ち、荷重計測値q’と、変位計測値Δxと数値モデル
で想定したばね定数k’の積との差(以下、部分構造物
起因外力と称す)をとる。また、外力である加振加速度
値を入力する。そして、(数14)の右辺により各モー
ドに対する外力項を算出する。あるモードに対する加速
度による加振力は、刺激係数ベクトルbのそのモードに
対する要素と前ステップで入力した加速度値の積の値で
あり、部分構造物起因外力については、刺激係数ベクト
ルgのそのモードに対する要素と部分構造物起因外力の
積をとる。この両者の和の符号を変えたものを各モード
に対する加振力とする。(1) In the input calculation means 171, (Equation 1)
The load applied to the evaluation target structure 1 is calculated by 1).
That is, the difference between the load measurement value q ′ and the product of the displacement measurement value Δx and the spring constant k ′ assumed in the numerical model (hereinafter, referred to as a partial structure-induced external force) is obtained. Also, a vibration acceleration value which is an external force is input. Then, an external force term for each mode is calculated from the right side of (Equation 14). The excitation force due to the acceleration for a certain mode is the product of the element for the mode in the stimulus coefficient vector b and the acceleration value input in the previous step. For the external force caused by the substructure, the stimulus coefficient vector g for the mode is The product of the element and the external force caused by the substructure is calculated. What changed the sign of the sum of the two is the excitation force for each mode.
【0112】(2)応答算出手段172において各モー
ドのΔt後の振動応答を求める。この際、予め選定した
モードについては(数14)の2次微分項を省略した比
例系、または減衰項を付加した1次遅れ系として取り扱
う。その他のモードは2次遅れ系として取り扱い、(数
3)等のアルゴリズムによって算出する。また、振動応
答にほとんど影響しないと考えられるモードについて
は、除去しても差し支えない。(2) The response calculating means 172 obtains the vibration response after Δt of each mode. At this time, the mode selected in advance is treated as a proportional system in which the secondary differential term of (Equation 14) is omitted or a first-order lag system in which an attenuation term is added. Other modes are treated as a second-order delay system and are calculated by an algorithm such as (Equation 3). Modes that are considered to have little effect on the vibration response can be removed.
【0113】(3)信号値算出手段173において加振
機の指令信号値(Δt後に加えるべき部分構造物2の両
端の変位Δx)を算出する。先ず2次遅れ系で、振動応
答を算出したモードに関して夫々のモード振動応答にそ
のモードベクトルの部分構造物2の両端の節点に対応す
る要素の差を乗じ、総和をとり、これをΔxlとおく
(数18)。(3) The signal value calculating means 173 calculates the command signal value of the vibrator (displacement Δx at both ends of the substructure 2 to be added after Δt). First, in the second-order lag system, for each of the modes for which the vibration response has been calculated, each mode vibration response is multiplied by the difference between the elements corresponding to the nodes at both ends of the substructure 2 of the mode vector, and the sum is obtained. (Equation 18).
【0114】[0114]
【数18】 (Equation 18)
【0115】また、1次遅れ系または比例系として算出
したモードに関しても同様の処理を行いΔxhとする。
次にΔxlの加振機遅れ時間に相当する時間先の値を予
測してΔxl’とする。その上で両者の和を加振機指令
信号Δxとする(数19)。The same processing is performed for the mode calculated as the first-order lag system or the proportional system to obtain Δxh.
Next, a value ahead of time corresponding to the shaker delay time of Δxl is predicted and set to Δxl ′. Then, the sum of the two is defined as a shaker command signal Δx (Equation 19).
【0116】[0116]
【数19】 [Equation 19]
【0117】以上により加振機4への指令信号値が算出
される。更に、信号生成手段18では上記算出値に基づ
いて、信号出力手段13と加振機4に応じて信号を生成
する。但し、信号の出力は時間管理手段19によって図
7のタイムテーブルに従って実施される。Thus, the command signal value to the vibrator 4 is calculated. Further, the signal generating means 18 generates a signal according to the signal output means 13 and the vibrator 4 based on the calculated value. However, the output of the signal is performed by the time management means 19 according to the time table of FIG.
【0118】本実施例のように、短周期のモードを1次
遅れ系、または比例系として取り扱う理由を示す。図8
にモードの周波数応答の模式図を示す。短周期即ち高振
動数の固有モードは試験実施範囲においてはほぼ一定振
幅を持っており、単純なばねで考えることができる。ま
た、この要素によって散逸するエネルギーまで考えると
1次遅れ系としてモデル化できる。The reason why a short-period mode is treated as a first-order lag system or a proportional system as in this embodiment will be described. FIG.
Fig. 3 shows a schematic diagram of the frequency response of the mode. The short-period or high-frequency eigenmode has a substantially constant amplitude in the test range and can be considered as a simple spring. Also, considering the energy dissipated by this element, it can be modeled as a first-order lag system.
【0119】若しこのモードを除去すると、このモード
によって生じるべき変位がなくなり、加振点の変位が減
少する。即ち、ばね定数を大きめに見積もったのと同等
のことが生じ、固有振動数の増加などの誤差の要因とな
る。比例系、または1次遅れ系とすると、時間刻みΔt
には安定が左右されないため、2次遅れ系として取り扱
ったモードの中での最小周期によって時間刻みを決めれ
ばよい。従って、時間刻みを大きくとることができ図7
に示した処理を実現することが容易となる。If this mode is removed, there is no displacement to be caused by this mode, and the displacement of the excitation point is reduced. That is, the same result as when the spring constant is overestimated occurs, and causes an error such as an increase in the natural frequency. If a proportional system or a first-order lag system is used, the time step Δt
Since the stability does not depend on, the time interval may be determined by the minimum period in the mode treated as the second-order delay system. Therefore, the time interval can be made large, and FIG.
Can be easily realized.
【0120】また、本実施例のように、2次遅れ系とし
て取り扱ったモードに依存する応答について加振機遅れ
時間だけ先の値を予測して加振機の指令信号とすること
によって、図9に示すように予測時間分だけ加振機によ
り応答が遅れるので、実現すべき時刻に実現すべき応答
が実現できることになる。Also, as in the present embodiment, the response depending on the mode treated as the second-order delay system is predicted by the vibrator delay time and used as a command signal for the vibrator. As shown in FIG. 9, since the response is delayed by the vibrator for the predicted time, the response to be realized at the time to be realized can be realized.
【0121】1次遅れ系または比例系として取り扱った
モードについて予測を行わないのは、一般に応答予測で
は予測時間に比較して周期の短い振動に関しては誤差が
大きいからである。2次遅れ系では固有振動数より高い
振動数範囲では応答がほとんど0となるためこの誤差が
相殺されるが、比例系、または、1次遅れ系では予測誤
差がそのまま現れるので振動解析の誤差が大きくなり、
場合によっては安定に実施できない。The reason why the prediction is not performed for the mode treated as the first-order lag system or the proportional system is that the error is generally large in the response prediction with respect to the vibration whose cycle is shorter than the prediction time. In the second-order lag system, the response is almost zero in the frequency range higher than the natural frequency, so that this error is offset. However, in the proportional system or the first-order lag system, the prediction error appears as it is. Get bigger,
In some cases, it cannot be performed stably.
【0122】本実施例によれば、時間刻みを大きくとる
ことができるので実時間試験の実現が容易になる。ま
た、加振機の応答遅れが補正されているので安定、かつ
高精度な振動試験が可能となる。According to the present embodiment, since the time interval can be set large, realization of a real-time test becomes easy. Further, since the response delay of the vibrator is corrected, a stable and highly accurate vibration test can be performed.
【0123】図10により別の実施例の説明をする。図
10は図1の実施例に加え、応答算出値保存手段20を
付加したものである。本実施例では2次遅れ系に関する
応答Δxlの予測を図11に示すような現時刻よりも加
振機応答遅れ時間δtごとの前の時刻の応答算出値Δx
lkに次表1に定められた係数を乗じた上で和をとる。但
し、予測に使用するデータの個数mは任意に選ぶことが
できる。Another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is obtained by adding a response calculation value storage unit 20 to the embodiment of FIG. In the present embodiment, the prediction of the response Δxl relating to the second-order delay system is performed by calculating the response calculation value Δx at the time preceding the current time by the vibrator response delay time δt as shown in FIG.
lk is multiplied by a coefficient determined in the following Table 1, and the sum is calculated. However, the number m of data used for prediction can be arbitrarily selected.
【0124】[0124]
【表1】 [Table 1]
【0125】即ち、次式の通りである。That is, the following equation is obtained.
【0126】[0126]
【数20】 (Equation 20)
【0127】本実施例によれば、応答の予測が単純な積
和演算により実施できるので計算時間が短く、従って図
7に示すような処理が容易に可能となる。但し、応答算
出値は計算時間刻みΔtごとに算出しているので、加振
機応答遅れ時間δtごとの値Δxlkが必ずしも得られる
とは限らない。その場合にはδt刻みに最も近い時刻の
応答算出値をΔxlkとして用いるか、若しくは応答算出
値を内挿することによりΔxlkを算出して数20の演算
を行う。According to the present embodiment, since the prediction of the response can be performed by a simple product-sum operation, the calculation time is short, and therefore, the processing shown in FIG. 7 can be easily performed. However, since the response calculation value is calculated for each calculation time interval Δt, the value Δxlk for each shaker response delay time δt is not always obtained. In that case, the response calculation value at the time closest to the interval of δt is used as Δxlk, or Δxlk is calculated by interpolating the response calculation value, and the calculation of Expression 20 is performed.
【0128】別の実施例を図12により説明する。本実
施例は図1の実施例に加えて予測時間修正手段27を設
けたものである。図1の実施例では応答値の予測時間は
予め計算機に入力されているが、この設定値が実際のも
のと異なっていたり、或いは試験実施中に変わってしま
ったりした場合には、予測信号の誤差、ひいては振動試
験の誤差の原因となる。Another embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is provided with a predicted time correcting means 27 in addition to the embodiment of FIG. In the embodiment of FIG. 1, the predicted time of the response value is input to the computer in advance, but if the set value differs from the actual value or changes during the test, the predicted time of the predicted signal is changed. It will cause errors and, consequently, errors in the vibration test.
【0129】そこで、加振すべき値と実際の変位を比較
し、予測時間を修正することにより、実験の精度が向上
する。予測時間の修正は、例えば次のように実施する。
計算された部分構造物2における相対変位Δx=Δxl
+Δxhと加振機4の変位の計測値Δx’に関して次の
積分を一周期にわたって実施する。Thus, the accuracy of the experiment is improved by comparing the value to be excited with the actual displacement and correcting the predicted time. The correction of the predicted time is performed, for example, as follows.
Calculated relative displacement Δx = Δxl in substructure 2
The following integration is performed over one cycle with respect to + Δxh and the measured value Δx ′ of the displacement of the shaker 4.
【0130】[0130]
【数21】 (Equation 21)
【0131】この積分値Iと振動の周期T、振幅A、加
振機応答遅れ時間の誤差(即ち、実際の遅れ時間と予測
に使われている遅れ時間の差)δt’には次式が成り立
つ。The following equation is used for the integral value I, the oscillation period T, the amplitude A, and the error (ie, the difference between the actual delay time and the delay time used for prediction) δt ′ between the shaker response delay time. Holds.
【0132】[0132]
【数22】 (Equation 22)
【0133】この演算を逐次実施し、適宜予測時間を変
更する。本実施例によれば予測時間が常に実際の値に設
定されるので、予測の精度、即ち試験精度が高くでき
る。また、本実施例の予測時間の修正においてΔxの代
わりにΔxl、Δx’の代わりに次式で表される値Δ
x”を用いることもできる。This calculation is performed sequentially, and the estimated time is changed as appropriate. According to the present embodiment, the prediction time is always set to the actual value, so that the prediction accuracy, that is, the test accuracy can be increased. In addition, in the correction of the prediction time of the present embodiment, the value Δ represented by the following equation is used instead of Δx and Δx ′ instead of Δx.
x "can also be used.
【0134】[0134]
【数23】 (Equation 23)
【0135】これによれば、予測が施されている部分だ
けを比較するとになるのでより精度が上がるという効果
がある。According to this, it is necessary to compare only the portion that has been subjected to prediction, so that there is an effect that the accuracy is further improved.
【0136】更に別の実施例を図13により説明する。
本実施例は図1の実施例に加え、加速度計測手段21を
加振点に備え、その計測値が加速度計測値伝達手段21
1により伝達され計算機5に加速度計測値入力手段22
により入力され、更に、荷重計測値q’の代わりに次式
で求められるq”を使って計算処理を行うようにしたも
のである。Another embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, in addition to the embodiment of FIG. 1, an acceleration measuring means 21 is provided at an excitation point,
The acceleration measurement value input means 22 transmitted to the computer 5
In addition, the calculation processing is performed using q ″ obtained by the following equation instead of the load measurement value q ′.
【0137】[0137]
【0138】[0138]
【数24】 (Equation 24)
【0139】荷重計測値の中には、部分構造物2の質量
による慣性力が含まれているが、本試験では部分構造物
の両端の相対加速度によって決まる慣性力となってい
る。ところが、実際には絶対加速度に比例する慣性力を
考えなくてはならないため誤差の原因となる。そこで、
荷重計測値q’から慣性力を除去し、相対変形に関する
荷重のみを振動応答計算に使用するようにしたものが本
実施例である。尚、本実施例では数値モデルとしては部
分構造物の質量を含んだモデル化が必要である。本実施
例では、慣性力を除去することができるので高精度な振
動試験が実施可能となる。The measured load value includes the inertial force due to the mass of the substructure 2, but in this test, the inertia force is determined by the relative acceleration at both ends of the substructure. However, actually, an inertia force proportional to the absolute acceleration must be considered, which causes an error. Therefore,
In this embodiment, the inertial force is removed from the measured load value q ′, and only the load related to the relative deformation is used for the vibration response calculation. In this embodiment, the numerical model needs to be modeled including the mass of the substructure. In this embodiment, since the inertial force can be removed, a highly accurate vibration test can be performed.
【0140】更に別の実施例を図14により説明する。
本実施例は図13の実施例の加速度計測手段21、加速
度入力手段22の代わりに、加速度算出手段23を設け
たものである。加速度算出手段23では変位計測値を微
分して加振加速度を算出する。この値を用いて前記実施
例と同等の処理を行う。本実施例によれば、前記実施例
と同じ効果が得られるとともに、計測手段等が不要であ
るという効果がある。Still another embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, an acceleration calculation unit 23 is provided instead of the acceleration measurement unit 21 and the acceleration input unit 22 in the embodiment of FIG. The acceleration calculation means 23 calculates the excitation acceleration by differentiating the measured displacement value. Using this value, the same processing as in the above embodiment is performed. According to this embodiment, the same effect as that of the above embodiment can be obtained, and there is an effect that a measuring unit or the like is not required.
【0141】更に別の実施例を図15により説明する。
本実施例は図1の実施例の部分構造物2と加振機を振動
台28上に搭載し、振動試験実施の際、振動台28を部
分構造の支持されている部分が加振されるべき加速度で
駆動するものである。本実施例によれば、測定される反
力に絶対加速度に対応した慣性力が含まれることになる
ので精度の高い振動試験が可能となる。尚、本実施例に
おいては、部分構造物の質量は除いて数値モデル化する
必要がある。振動だ以上に加速度計測手段を設置し、逐
次外力信号の入力手段16により入力し試験することも
可能である。Another embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the partial structure 2 and the vibrator of the embodiment of FIG. 1 are mounted on a shaking table 28, and a portion where the shaking table 28 is supported is vibrated when a vibration test is performed. It is driven by a power acceleration. According to this embodiment, since the measured reaction force includes the inertial force corresponding to the absolute acceleration, a highly accurate vibration test can be performed. In this embodiment, it is necessary to make a numerical model excluding the mass of the substructure. It is also possible to install an acceleration measuring means above the vibration, and to sequentially input and test the external force signal using the input means 16.
【0142】別の実施例を図16により説明する。本実
施例は図1に係る実施例に加えて、計算機5に前処理と
して固有モードを2次遅れ系として取り扱うか、1次遅
れ系、または比例系として取り扱うかを自動判別する手
段23を付加したものである。判定方法は、例えば、各
モードの固有振動数の基準値に対する大小であり、基準
値は振動計算の時間刻みなどから判断して事前に入力し
ておく。本実施例によれば、使用者が簡単に本試験装置
を利用することができる。Another embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, in addition to the embodiment according to FIG. 1, a means 23 for automatically determining whether the eigenmode is treated as a second-order delay system, a first-order delay system, or a proportional system as preprocessing is added to the computer 5. It was done. The determination method is, for example, the magnitude of the natural frequency of each mode with respect to the reference value, and the reference value is determined in advance from the time interval of the vibration calculation and is input in advance. According to the present embodiment, the user can easily use the test apparatus.
【0143】別の実施例を図17により説明する。本実
施例は図1に係る実施例に加えて、計算機5に前処理と
して微小振幅の加振試験を実施し部分構造物のばね定数
を測定する手段24と、そのばね定数を用いて構造物1
の固有値解析を実施する手段25を付加したものであ
る。本実施例によれば、使用者が簡単に本試験装置を利
用することができるとともに、ばね定数が正確なものと
なるので、振動試験が正確に実施できるという効果があ
る。Another embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, in addition to the embodiment according to FIG. 1, a means 24 for executing a vibration test of a small amplitude as a preprocessing on the computer 5 to measure the spring constant of the substructure, and the structure using the spring constant 1
The means 25 for performing the eigenvalue analysis is added. According to the present embodiment, the user can easily use the test apparatus, and the spring constant becomes accurate, so that the vibration test can be performed accurately.
【0144】別の実施例を図18により説明する。本実
施例は図1の実施例において、変位収束判定手段26を
設け、また、応答算出値の予測を実施せず、また、図7
のタイムテーブルのような時間管理を実施せず、その代
わりに変位収束判定手段26を備え準動的試験としたも
のである。本実施例においても計算の時間刻みを大きく
とることができるので、試験のステップ数を少なくする
ことができ試験時間を短縮することができるという効果
がある。Another embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that the displacement convergence determination means 26 is provided, and the response calculation value is not predicted.
In this embodiment, the time management is not performed as in the time table of FIG. Also in this embodiment, since the time interval of the calculation can be made large, there is an effect that the number of test steps can be reduced and the test time can be shortened.
【0145】尚、以上の実施例の説明では試験対象構造
物2及び加振機4の数を一つとしたが、一つの試験対象
部分構造物が複数個の加振機で加振されても差し支えな
い。また、試験対象部分構造物が複数個あっても差し支
えない。上記説明の組み合わせによって振動試験を実施
することが可能である。In the above description of the embodiment, the number of the test object structure 2 and the number of the vibrators 4 are one. However, even if one test object partial structure is vibrated by a plurality of the vibrators. No problem. Further, there may be a plurality of partial structures to be tested. A vibration test can be performed by a combination of the above description.
【0146】また、上記実施例は部分構造物として基礎
に連結された部分を振動試験対象として説明したが本発
明はこれに限定されるものではなく、構造物のどの部分
であってもよい。In the above embodiments, the part connected to the foundation as a partial structure has been described as an object of the vibration test. However, the present invention is not limited to this, and any part of the structure may be used.
【0147】また、一つの計算機によって計算処理が行
われるものとして説明してきたが、上記内容が実施でき
るのであれば、データの授受を行って複数個の計算機に
分担させても差し支えない。計算機は一つのCPUを持
つものに限定されず、例えば複数個のCPUを持つ、並
列計算機を用いることも可能である。例えば、一つのC
PUに一つのモードの応答計算を担当させることによ
り、一ステップに必要な計算時間を低減させることが可
能である。Although the description has been made assuming that the calculation processing is performed by one computer, the data may be exchanged and shared by a plurality of computers as long as the above contents can be implemented. The computer is not limited to a computer having one CPU, and for example, a parallel computer having a plurality of CPUs can be used. For example, one C
By causing the PU to perform one mode of response calculation, it is possible to reduce the calculation time required for one step.
【0148】更に、上記実施例では計算機にデータの入
出力装置、表示装置などは省略したが、これらは通常の
計算機と同様のものが備わっている。また、複数の計算
機を使用し、一つの計算機はデータ入力、及び固有値解
析などの処理に使用し、そこから別の計算機にデータを
転送し振動試験の振動応答計算を実施するというシステ
ムを構成することも可能である。Further, in the above-described embodiment, the computer does not include a data input / output device, a display device, and the like, but has the same components as those of a normal computer. In addition, a system is used in which a plurality of computers are used, and one computer is used for processing such as data input and eigenvalue analysis, from which data is transferred to another computer and a vibration response calculation of a vibration test is performed. It is also possible.
【0149】また、上記実施例の説明では、一軸の加振
機を用いて説明したが、実際には数値モデルの境界の自
由度に対応した加振方法をとる必要がある。例えば、図
19に示したような6軸の加振機を使用することも考え
られる。49a−fは6本のアクチュエータであり、5
0a−fは各アクチュエータを支持台やステージ51に
取り付けている軸受であり、51はステージであってこ
の上に構造物が搭載されることになる。Further, in the above description of the embodiment, a uniaxial vibrator was used, but in practice, it is necessary to adopt a vibrating method corresponding to the degree of freedom of the boundary of the numerical model. For example, it is conceivable to use a six-axis vibrator as shown in FIG. 49a-f are 6 actuators, 5
Reference numerals 0a to 0f denote bearings for mounting the respective actuators on the support base or the stage 51, and reference numeral 51 denotes a stage on which a structure is mounted.
【0150】上記実施例では、振動試験部分に注目した
説明を行ったが、本発明によれば加振点以外の振動応答
を計算することも可能である。そこで、これらの計算結
果を計算機内または計算機に付属した記憶装置に保存し
て試験終了後に処理可能とすることもできる。また、試
験中に逐次、計算機外に出力することも可能である。In the above embodiment, the description has been given focusing on the vibration test portion. However, according to the present invention, it is also possible to calculate the vibration response other than the excitation point. Therefore, these calculation results can be stored in the computer or in a storage device attached to the computer, and can be processed after the test is completed. It is also possible to sequentially output the data to the outside of the computer during the test.
【0151】図20乃至図27により本発明の一実施例
に係る振動試験方法について説明する。先ず、ステップ
31にて荷重値、変位値及び外力値を計算機に入力し、
変位算出のための入力値を算出し、次いでステップ32
により加振機の荷重計測時間から一定時間後の実物モデ
ルとその他の部分との境界点の変位を算出し、この変位
をステップ33にて加振機指令信号として算出し、加振
機制御装置に入力する。こうして加振機による実物モデ
ルの加振を行い(ステップ34)、荷重の計測(ステッ
プ35)と変位の計測(ステップ36)(この2つのス
テップは順序が逆でも、同時でも差し支えない。)を行
い、適宜終了判定し(ステップ37)、終了でなければ
ステップ31に戻す。A vibration test method according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, in step 31, a load value, a displacement value, and an external force value are input to a computer,
Calculate the input value for calculating the displacement, and then go to step 32
Calculates the displacement of the boundary point between the real model and the other part after a fixed time from the load measurement time of the vibrator, and calculates this displacement as a vibrator command signal in step 33. To enter. In this way, the real model is vibrated by the vibrator (step 34), and the measurement of the load (step 35) and the measurement of the displacement (step 36) (these two steps may be performed in reverse order or simultaneously). Then, the end is determined as appropriate (step 37). If not, the process returns to step 31.
【0152】次にステップ31(入力算出ステップ部
分)の内容を図21にて詳述する。先ず、変位計測値と
ばね定数の積の算出を行い(ステップ101)、その結
果と荷重計測値の差を算出する(ステップ102)。例
えばnを使用するモードの数、jをカウンタとした場
合、j=0とし(ステップ103)、j=j+1(ステ
ップ104)を求め、ステップ105において、j次モ
ードベクトルの実物モデルの両端に対応する要素の差と
ステップ102の結果の積の算出を行う。次に外力値と
j次モード刺激係数の積の算出を行い(ステップ10
6)、ステップ105の算出値とステップ106の算出
値との和を算出し、j次モードの入力とする(ステップ
107)。以上のステップ104から107までをj<
nである限り(ステップ108)繰り返す。尚、このル
ープから抜け出る判定は別でもよい。Next, the contents of step 31 (input calculation step portion) will be described in detail with reference to FIG. First, the product of the measured displacement value and the spring constant is calculated (step 101), and the difference between the result and the measured load value is calculated (step 102). For example, when the number of modes using n and j is a counter, j = 0 is set (step 103), j = j + 1 (step 104) is obtained, and in step 105, both ends of the real model of the j-order mode vector are determined. The product of the difference between the elements to be performed and the result of step 102 is calculated. Next, the product of the external force value and the j-order mode stimulation coefficient is calculated (step 10).
6), the sum of the calculated value of step 105 and the calculated value of step 106 is calculated, and the result is input to the j-th mode (step 107). J <
Repeat as long as n (step 108). Note that the determination for exiting this loop may be different.
【0153】このステップ31に続くステップ32(変
位算出ステップ)の内容を図22にて詳述する。尚、n
1は2次遅れとして計算するモードの数である。j=0
とし(ステップ111)、j=j+1(ステップ11
2)を求めた後、ステップ107の結果を入力とし2次
遅れ系の応答の算出を行う(ステップ113)。j次モ
ードベクトルの実物モデルの両端に対応する要素の差と
ステップ113の結果の積の算出を行い(ステップ11
4)、以上のステップ112から114までをj<n1
である限り(ステップ115)繰り返す。j<n1でな
ければ、1からn1次のモードについての総和を算出し
(ステップ116)、ステップ116の結果の遅れ時間
先の予測値の算出を行い(ステップ117)、j=n1
とし(ステップ118)、j=j+1(ステップ11
9)を求めた後ステップ107の結果を入力とし1次遅
れ系の応答の算出を行う(ステップ120)。次いでス
テップ121によりj次モードベクトルの実物モデルの
両端に対応する要素の差とステップ120の結果の積を
算出し、以上のステップ119から121までをj<n
である限り(ステップ122)繰り返す。j<nでなけ
ればステップ121の結果の(n1+1)からn次モー
ドについての総和の算出を行い(ステップ123)、次
いで、ステップ117の結果とステップ121の結果の
和の算出を行う(ステップ124)。The contents of step 32 (displacement calculation step) following step 31 will be described in detail with reference to FIG. Note that n
1 is the number of modes to be calculated as a secondary delay. j = 0
(Step 111), j = j + 1 (step 11)
After obtaining 2), the response of the second-order lag system is calculated using the result of step 107 as an input (step 113). The product of the result of step 113 and the difference between the elements corresponding to both ends of the real model of the j-order mode vector is calculated (step 11).
4), j <n1 in steps 112 to 114
Is repeated (step 115). If j <n1 is not satisfied, the sum of the modes from the 1st to the n1th order is calculated (step 116), and the predicted value of the delay time ahead of the result of step 116 is calculated (step 117), and j = n1
(Step 118), j = j + 1 (step 11)
After obtaining 9), the response of the first-order lag system is calculated using the result of step 107 as an input (step 120). Next, in step 121, the product of the difference between the elements corresponding to both ends of the real model of the j-order mode vector and the result of step 120 is calculated.
Is repeated (step 122). If j <n, the sum of the n-th mode is calculated from (n1 + 1) of the result of step 121 (step 123), and then the sum of the result of step 117 and the result of step 121 is calculated (step 124). ).
【0154】ステップ32におけるステップ117につ
き、図23及び図11にて一例を示す。mは予測に用い
る点数であり(数20参照)、akは予め設定された係
数(表1参照)であり、kはカウンタである。先ずステ
ップ116の結果を保存し(ステップ201)、k=0
とし(ステップ202)、k=k+1(ステップ20
3)を求めた後、ステップ204において、ステップ2
01よりΔxlkを求め、これとakの積を算出する。こ
のステップ203と204をk<mである限り(ステッ
プ205)繰り返す。k<mでなければステップ204
の結果の総和を算出し、予測値とする(ステップ20
6)。こうして信号値算出ステップにおいて2次遅れ系
の応答算出値の和の一定時間後の予測は、予め定められ
た個数の一定時間刻みごとの過去の応答算出値の和と現
ステップの応答算出値の和に夫々に予め定められた係数
を乗じた上で加え合わせて実施する。FIG. 23 and FIG. 11 show an example of step 117 in step 32. m is a score used for prediction (see Expression 20), ak is a coefficient set in advance (see Table 1), and k is a counter. First, the result of step 116 is stored (step 201), and k = 0.
(Step 202), k = k + 1 (step 20)
After obtaining 3), in step 204, step 2
Then, Δxlk is obtained from 01, and the product of this and ak is calculated. Steps 203 and 204 are repeated as long as k <m (step 205). If k <m, step 204
Is calculated as a predicted value (step 20).
6). Thus, in the signal value calculation step, the prediction after a predetermined time of the sum of the response calculation values of the second-order lag system is performed by calculating the sum of the response calculation values of the past and the response calculation value of the current step at predetermined time intervals. The sum is multiplied by a predetermined coefficient and added together.
【0155】図24にはステップ117についての図2
3の例の代案を示す。すなわちステップ210により変
位計測値と変位算出値、すなわち、ステップ116とス
テップ123の和の比較による予測時間の修正を行い、
次いで予測値を算出する(ステップ211)。すなわち
この例では、加振機の加振変位計測手段により加振機か
ら実物モデルに加えられる変位を計測し、この計測値を
計算機に入力し、計算機では変位計測値と加振機指令信
号算出ステップにおける算出値(ステップ116とステ
ップ123の和)を比較し、加振信号算出手段で予測に
使用する加振機応答遅れ時間の設定値を修正することに
なる。FIG. 24 is a flow chart of FIG.
An alternative to the third example is shown. That is, at step 210, the displacement measurement value and the displacement calculation value, that is, the prediction time is corrected by comparing the sum of step 116 and step 123,
Next, a predicted value is calculated (step 211). That is, in this example, the displacement applied to the real model from the shaker is measured by the vibration displacement measuring means of the shaker, and the measured value is input to the computer, and the computer calculates the displacement measured value and the shaker command signal calculation. The calculated value in the step (the sum of step 116 and step 123) is compared, and the set value of the shaker response delay time used for prediction by the shake signal calculating means is corrected.
【0156】図25にはステップ117についての図2
3の更に他の例を示す。すなわち変位計測値とステップ
121の結果の加振機応答遅れ時間前の値の差を算出し
(ステップ220)、ステップ220の結果とステップ
116の結果の比較により予測時間の修正を行う(ステ
ップ221)。次いで予測値の算出を行うことになる
(ステップ211)。つまりこの例では、加振機応答遅
れ時間の修正は、2次遅れ系の各系の応答算出値に各モ
ードのモードベクトルの内実物モデルの両端に対応する
要素の差を乗じたものとの和を算出値と、変位計測値と
予測に使用される加振機応答遅れ時間設定値前の1次遅
れまたは比例系の各モードのモードベクトルの内実物モ
デルの両端に対応する要素の差を乗じたものの和との差
とを比較して修正値を算出することになる。FIG. 25 shows FIG.
3 shows still another example. That is, the difference between the measured displacement value and the value of the result of step 121 before the shaker response delay time is calculated (step 220), and the prediction time is corrected by comparing the result of step 220 with the result of step 116 (step 221). ). Next, a predicted value is calculated (step 211). In other words, in this example, the response of the shaker response delay time is corrected by multiplying the response calculation value of each system of the second-order delay system by the difference between the elements corresponding to both ends of the internal real model of the mode vector of each mode. The sum of the calculated value and the difference between the element corresponding to both ends of the mode model of each mode of each mode of the primary delay or the proportional system before the shaker response delay time set value used for the displacement measurement value and the prediction are calculated. The correction value is calculated by comparing the difference between the product and the sum.
【0157】次に図26を用いてステップ31における
ステップ102の内容の代案を説明する。すなわちステ
ップ231にて加振加速度を計測若しくは算出し、次の
ステップ232で実物モデルの等価的な質量として予め
定められている係数と加速度計測若しくは算出値の積を
求め、ステップ233で実際の荷重計測値とステップ2
32の結果の差を算出し、このステップ233の結果を
荷重計測値として用いてステップ101との差を算出す
る。Next, an alternative to the contents of step 102 in step 31 will be described with reference to FIG. That is, the excitation acceleration is measured or calculated in step 231, the product of the acceleration measurement or the calculated value and the coefficient determined as the equivalent mass of the real model is calculated in the next step 232, and the actual load is calculated in step 233. Measurements and Step 2
A difference between the result of step S <b> 32 is calculated, and a difference from step S <b> 101 is calculated using the result of step S <b> 233 as a load measurement value.
【0158】図27にはステップ34(図20参照)の
一例を示す。すなわち加振機と試験対象構造物を振動台
に搭載し、加振機による加振(ステップ241)と同時
に構造物に加わる加速度で加振し、振動台により加振す
る(ステップ242)。FIG. 27 shows an example of step 34 (see FIG. 20). That is, the shaker and the structure to be tested are mounted on the shaking table, and simultaneously with the vibration by the shaker (step 241), the vibration is applied by the acceleration applied to the structure, and the vibration is caused by the shaking table (step 242).
【0159】次に図28にて本発明の別の実施例に係る
振動試験方法について説明する。図20の実施例と異な
る点は、計算機は加振実験を実施する前に予め定められ
た値よりも入力された2次遅れ系の固有振動数が大きい
場合には、2次微分項を省略した1次遅れ系として置換
するステップ38を有していることにある。すなわちス
テップ38は、固有振動数による2次遅れ系、1次遅れ
系の振り分けの工程である。Next, a vibration test method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference from the embodiment of FIG. 20 is that the computer omits the second derivative term when the input natural frequency of the second-order lag system is larger than a predetermined value before conducting the vibration experiment. That is, a step 38 for substituting the first-order lag system. That is, step 38 is a process of allocating the secondary delay system and the primary delay system based on the natural frequency.
【0160】更に他の実施例を図29及び図30により
説明する。先ず図20の実施例と同様に入力の算出を行
い(ステップ29)、次いで境界点の変位を算出する
(ステップ42)。次いで加振機指令信号を生成し(ス
テップ43)、加振機による実物モデルの加振を行う
(ステップ44)。図20の例と異なり、次のステップ
では変位の計測を行い(ステップ45)、収束か否かを
判断し(ステップ46)、収束しなければステップ43
に戻し、収束すれば荷重の計測を行う(ステップ4
7)。この後終了判断を行い(ステップ48)、終了で
ない限り入力の算出工程(ステップ41)に戻す。Another embodiment will be described with reference to FIGS. 29 and 30. First, the input is calculated in the same manner as in the embodiment of FIG. 20 (step 29), and then the displacement of the boundary point is calculated (step 42). Next, a shaker command signal is generated (step 43), and the real model is shaken by the shaker (step 44). Unlike the example of FIG. 20, in the next step, the displacement is measured (step 45), and it is determined whether or not convergence has occurred (step 46).
And if it converges, measure the load (Step 4)
7). Thereafter, an end determination is made (step 48), and the process returns to the input calculation step (step 41) unless the end is determined.
【0161】図30は図29におけるステップ42(境
界点の変位の算出)の詳細図である。まずj=0とし
(ステップ111)、次いでj=j+1(ステップ11
2)を求めた後、ステップ107の結果を入力として2
次遅れ系の応答を算出し(ステップ113)、ステップ
114にてj次モードベクトルの実物モデルの両端に対
応する要素の差とステップ113の結果の積の算出を行
い、これらのステップ112から114までの工程をj
<n1である限り繰り返し(ステップ115)、j<n1
でなくなったならステップ114の結果の1−n1次モ
ードについての総和を算出する(ステップ116)。次
にj=n1(ステップ118)、j=j+1(ステップ
119)を求めた後、ステップ107の結果を入力とし
て1次遅れ系の応答を算出し(ステップ120)、ステ
ップ121にて、j次モードベクトルの実物モデルの両
端に対応する要素の差とステップ120の結果の積の算
出を行い、以上のステップ119から121までをj<
nである限り繰り返し行う(ステップ122)。j<n
でなくなればステップ121の結果の(n1+1)〜n
次モードについての総和を算出し(ステップ123)、
最後にステップ116の結果とステップ123の結果の
和を算出する(ステップ124)。FIG. 30 is a detailed diagram of step 42 (calculation of the displacement of the boundary point) in FIG. 29. First, j = 0 (step 111), and then j = j + 1 (step 11)
After obtaining 2), the result of step 107 is input and 2
The response of the next-delay system is calculated (step 113). At step 114, the product of the difference between the elements corresponding to both ends of the real model of the j-order mode vector and the result of step 113 is calculated. Up to j
Repeat as long as <n1 (step 115), j <n1
If not, the sum of the result of step 114 for the 1-n 1st mode is calculated (step 116). Next, after obtaining j = n1 (step 118) and j = j + 1 (step 119), the response of the first-order lag system is calculated using the result of step 107 as an input (step 120). The product of the difference between the elements corresponding to both ends of the real model of the mode vector and the result of step 120 is calculated, and the above steps 119 to 121 are determined by j <
This is repeated as long as n is satisfied (step 122). j <n
, The result of step 121 is (n1 + 1) to n
The sum for the next mode is calculated (step 123),
Finally, the sum of the result of step 116 and the result of step 123 is calculated (step 124).
【0162】本発明のさらに他の実施例を図31に示
す。本実施例は、図20中の処理31および処理32を
並列処理する方法を示したものである。図31における
処理31および処理32は、図20中の処理31および
処理32にそれぞれ相当する。そして、図31中の処理
301,302は、図21中の処理101,102に相
当する。FIG. 31 shows still another embodiment of the present invention. This embodiment shows a method of performing the processes 31 and 32 in FIG. 20 in parallel. Processing 31 and processing 32 in FIG. 31 correspond to processing 31 and processing 32 in FIG. 20, respectively. The processes 301 and 302 in FIG. 31 correspond to the processes 101 and 102 in FIG.
【0163】図21における処理105は各モードjご
とに独立に処理可能であるので、図31ではこれを各モ
ードごとに処理305〜305b、305c〜305d
で並列処理する。即ち、モード1〜nまでの各処理を並
列に実行する。同様に、図21中の処理106;107
は各モードjごとに独立に処理可能であるので、図31
ではそれぞれこれを各モードごとに処理306〜306
b、306c〜306d;処理307〜307b、30
7c〜307dで並列処理する。Since the processing 105 in FIG. 21 can be independently processed for each mode j, FIG. 31 shows the processing 105 to 305b, 305c to 305d for each mode.
In parallel. That is, the processes of modes 1 to n are executed in parallel. Similarly, processing 106 and 107 in FIG.
Can be processed independently for each mode j.
Then, the processing is performed for each mode 306 to 306
b, 306c to 306d; processes 307 to 307b, 30
Parallel processing is performed in 7c to 307d.
【0164】また、図22中の処理113;114も各
モードjごとに独立に処理可能であるので、それぞれ各
モードごとに図31の処理313〜313b;314〜
314bで並列処理する。図31の処理316は、図2
2の処理116に、処理317は、処理117に相当す
る。Further, since the processes 113 and 114 in FIG. 22 can be independently processed for each mode j, the processes 313 to 313b;
Parallel processing is performed at 314b. The process 316 in FIG.
The process 317 in the second process 116 corresponds to the process 117.
【0165】図22中の処理120;121も各モード
jごとに独立に処理可能であるので、図31ではそれぞ
れ各モードごとに処理320〜320b;321〜32
1bで並列処理する。図31の処理323は、図22の
処理123に、処理324は、処理124に相当する。
図31において、処理313〜313b,314〜31
4b,316,317と処理320〜320b,321
〜321b,323とは並列に処理可能であるから、図
31に示すように、これらを並列に処理する。Since the processes 120 and 121 in FIG. 22 can also be independently processed for each mode j, FIG. 31 shows processes 320 to 320b and 321 to 32 for each mode.
1b performs parallel processing. The process 323 in FIG. 31 corresponds to the process 123 in FIG. 22, and the process 324 corresponds to the process 124.
In FIG. 31, processes 313 to 313b and 314 to 31
4b, 316, 317 and processing 320 to 320b, 321
321b and 323 can be processed in parallel, and as shown in FIG. 31, these are processed in parallel.
【0166】上記処理をデジタル計算機で行う方法の一
実施例について以下に述べる。計算機は、複数のプロセ
ッサと、前記複数のプロセッサ間でデータをやりとりす
る手段と、前記複数のプロセッサ間で関連する処理を待
ち合わせる手段すなわちプロセッサ間同期手段とを有し
ている。One embodiment of a method for performing the above processing by a digital computer will be described below. The computer has a plurality of processors, means for exchanging data between the plurality of processors, and means for waiting for related processing among the plurality of processors, that is, inter-processor synchronization means.
【0167】前記複数のプロセッサ間でデータをやりと
りする方法として、例えば、プロセッサ間で通信を行う
方法や、各プロセッサがアクセス可能な共有メモリを備
える方法などがある。共有メモリを構成する一方法とし
て、例えば、特開平3−257649号公報に記載の共
有資源アクセス制御装置を用いる方法がある。この方法
によれば、各プロセッサから共有メモリへ高速かつ効率
よくアクセスすることができる。As a method of exchanging data between the plurality of processors, for example, there are a method of communicating between the processors, a method of providing a shared memory accessible by each processor, and the like. As one method of configuring the shared memory, for example, there is a method using a shared resource access control device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-257649. According to this method, each processor can access the shared memory at high speed and efficiently.
【0168】前記複数のプロセッサ間で関連する処理を
待ち合わせる方法としては、例えば、プロセッサ間で通
信して特定のプロセッサにプロセッサ間同期情報を集
め、前記特定のプロセッサが、他のプロセッサに対して
同期処理する方法、前記共有メモリ上にプロセッサ間同
期フラグを設け、そのフラグを用いて同期処理する方
法、プロセッサからの指令によって直接同期処理を実行
するハードウェアロジック化された同期機構を用いる方
法等がある。ハードウェアロジック化された同期機構の
例としては、特開平5−2568号公報に記載のプロセ
ッサ間の同期処理装置がある。この同期方法によれば、
プロセッサ間の同期処理を高速かつ効率良く行うことが
できる。As a method of waiting for related processes among the plurality of processors, for example, communication between the processors collects inter-processor synchronization information in a specific processor, and the specific processor synchronizes with another processor. A method of processing, a method of providing an inter-processor synchronization flag on the shared memory and performing a synchronization process using the flag, a method of using a hardware logic-based synchronization mechanism that directly executes a synchronization process in accordance with an instruction from the processor, and the like. is there. As an example of a hardware logic-based synchronization mechanism, there is a synchronization processing device between processors described in JP-A-5-2568. According to this synchronization method,
Synchronous processing between processors can be performed quickly and efficiently.
【0169】特開平3−257649号公報に記載した
装置を用いた共有メモリシステムと、特開平5−256
8号公報に記載のプロセッサ間の同期処理装置を用いる
と、並列処理に起因するオーバーヘッドを小さくでき、
並列処理効率を高く保ちつつ、プロセッサが処理するタ
スクのサイズを小さくできる。これにより、処理対象の
有する並列性を十分に引き出すことが可能となり、処理
時間を短縮できる。A shared memory system using the device described in JP-A-3-257649 and JP-A-5-256
The use of the synchronous processing device between processors described in Japanese Patent Publication No. 8 can reduce overhead caused by parallel processing,
The size of tasks processed by the processor can be reduced while maintaining high parallel processing efficiency. As a result, the parallelism possessed by the processing target can be sufficiently brought out, and the processing time can be reduced.
【0170】図32に、前記処理を行うデジタル計算機
の一例を示す。計算機348はプロセッサ(1)341
〜プロセッサ(n1)342、プロセッサ(n1+1)3
43−プロセッサ(n)344の合計n個のプロセッサ
を備えている。各プロセッサ内にはローカルメモリが設
けられている。複数のプロセッサ間でデータをやりとり
するために、各プロセッサ341〜342,343〜3
44は、バス347を介してアクセス可能な共有メモリ
346を有している。そして、複数のプロセッサ間で関
連する処理を待ち合わせるプロセッサ間同期手段とし
て、共有メモリ上にプロセッサ間同期フラグを設け、こ
のフラグを用いて同期処理する手段を設けている。ここ
で、外部入出力装置345は、各プロセッサがバス34
7を介して外部とデータを入出力する装置である。FIG. 32 shows an example of a digital computer for performing the above processing. The computer 348 is a processor (1) 341
~ Processor (n1) 342, Processor (n1 + 1) 3
43-processor (n) 344, for a total of n processors. A local memory is provided in each processor. In order to exchange data between a plurality of processors, each of the processors 341 to 342 and 343 to 3
44 has a shared memory 346 accessible via the bus 347. As an inter-processor synchronization means for waiting for related processing among a plurality of processors, an inter-processor synchronization flag is provided on a shared memory, and means for performing a synchronization process using the flag is provided. Here, the external input / output device 345 is configured such that
7 is a device for inputting and outputting data to and from the outside through
【0171】図34に上述した処理を行うデジタル計算
機の他の実施例を示す。デジタル計算機375は、プロ
セッサ(1)363〜プロセッサ(n1)364、プロ
セッサ(n1+1)365〜プロセッサ(n)366の
合計n個のプロセッサを備えている。各プロセッサ内に
は、ローカルメモリおよびローカル共有メモリLCM3
71〜374が設けられている。ローカル共有メモリと
は、プロセッサiからのリード時は、プロセッサi内の
ローカル共有メモリにのみアクセスし、ライト時にはラ
イトデータを全てのプロセッサ内のローカル共有メモリ
にライトするプロセッサ間の共有メモリである。このロ
ーカル共有メモリを構成する手段としては、例えば、特
開平3−257649号公報に開示されている手段があ
る。この公報に記載されたローカル共有メモリを用いる
ことにより、共有メモリに対するアクセス競合を減らす
ことができ、共有メモリに対するアクセスオーバーヘッ
ドを小さくでき、並列処理効率を高めるとともに並列処
理時間を小さくすることができる。FIG. 34 shows another embodiment of the digital computer for performing the above-described processing. The digital computer 375 includes a total of n processors, i.e., a processor (1) 363 to a processor (n1) 364 and a processor (n1 + 1) 365 to a processor (n) 366. In each processor, a local memory and a local shared memory LCM3
71 to 374 are provided. The local shared memory is a shared memory between processors that accesses only the local shared memory in the processor i when reading from the processor i and writes write data to the local shared memory in all processors when writing. As means for configuring the local shared memory, for example, there is a means disclosed in JP-A-3-257649. By using the local shared memory described in this publication, contention for access to the shared memory can be reduced, access overhead to the shared memory can be reduced, parallel processing efficiency can be increased, and the parallel processing time can be reduced.
【0172】複数のプロセッサ間で関連する処理を待ち
合わせるプロセッサ間同期手段として、ハードウェアロ
ジック化されたプロセッサ間同期機構370を備えてい
る。プロセッサ間同期機構の例としては、特開平5−2
568号公報に記載のプロセッサ間の同期処理装置があ
る。この同期処理装置を用いることにより、プロセッサ
間同期処理に対するアクセスオーバーヘッドを小さくで
き、並列処理効率を高めるとともに並列処理時間を小さ
くすることができる。なお、368,369はバスを示
す。また、外部入出力装置345は、各プロセッサがバ
ス347を介して外部とのデータ入出力を行う装置であ
る。As an inter-processor synchronization means for waiting for related processing among a plurality of processors, an inter-processor synchronization mechanism 370 implemented as hardware logic is provided. An example of the inter-processor synchronization mechanism is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-2 / 1993.
There is a synchronous processing device between processors described in Japanese Patent Application Publication No. 568. By using this synchronous processing device, the access overhead for the inter-processor synchronous processing can be reduced, the parallel processing efficiency can be increased, and the parallel processing time can be reduced. 368 and 369 indicate buses. The external input / output device 345 is a device in which each processor performs data input / output with the outside via the bus 347.
【0173】本実施例の計算機においては、各プロセッ
サiは複数のCPU部を有していてもよい。そして、複
数のCPUからアクセス可能な共有メモリを有していて
もよい。各プロセッサi内に2つのCPU部を有する場
合は、その2つのCPUからそれぞれアクセス可能なデ
ュアルポートRAM(DPR)を有するようにしてもよ
い。なお、この種の関連技術は、特開昭61−1361
57号公報に詳しい記載がある。In the computer of this embodiment, each processor i may have a plurality of CPU units. Then, a shared memory accessible from a plurality of CPUs may be provided. When each processor i has two CPU units, a dual port RAM (DPR) accessible from each of the two CPUs may be provided. Incidentally, this kind of related technology is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-1361.
No. 57 has a detailed description.
【0174】図31に示す処理をデジタル計算機で行う
一例を、図32以下を用いて説明する。図31における
処理325,329を図32におけるプロセッサ(1)
341で、図31における処理326,330を図32
におけるプロセッサ(n1)342で、図31における
処理327,331を図32におけるプロセッサ(n1
+1)343で、図31における処理328,332を
図32におけるプロセッサ(n)344で処理する。こ
れと同様に、2,3,……,(n1−1)次モードに対
する処理を、プロセッサ(2),プロセッサ(3),…
…,プロセッサ(n1−1)で処理し、(n1+2),
(n1+3),……(n−1)次モードに対する処理
を、プロセッサ(n1+2),プロセッサ(n1+3),
……,プロセッサ(n−1)で処理する。ここで、プロ
セッサ間で授受すべきデータは、共有メモリ346上に
おく。An example in which the processing shown in FIG. 31 is performed by a digital computer will be described with reference to FIG. 32 and subsequent figures. The processing 325 and 329 in FIG. 31 are performed by the processor (1) in FIG.
In FIG. 321, the processes 326 and 330 in FIG.
The processing (327, 331) in FIG. 31 is performed by the processor (n1) 342 in FIG.
In (+1) 343, the processes 328 and 332 in FIG. 31 are processed by the processor (n) 344 in FIG. Similarly, processing for the (n1-1) next mode is performed by the processor (2), the processor (3),.
..., processed by the processor (n1-1), (n1 + 2),
(N1 + 3),... (N-1) Processing for the next mode is performed by the processor (n1 + 2), the processor (n1 + 3),
..., Processed by the processor (n-1). Here, data to be transferred between the processors is stored in the shared memory 346.
【0175】図31において、処理302の結果は共有
メモリ346上にストアしておき、処理305〜305
b、305c〜305dで処理302の結果を参照する
ときに共有メモリ上の処理302の結果を参照する。ま
た、図31の処理314〜314bの結果をそれぞれ共
有メモリ346上にストアし、処理316でこの共有メ
モリ346上の前記結果を参照する。図31の処理32
1〜321bの結果をそれぞれ共有メモリ346上にス
トアし、処理323ではこの共有メモリ346上の前記
結果を参照する。図31の処理317〜323の結果は
それぞれ共有メモリ346上にストアし、処理324で
はこの共有メモリ346上の前記結果を参照する。共有
メモリ上のデータへのアクセスをプロセッサ間で同期さ
せるときは、共有メモリ346上に同期用フラグを設
け、ソフトウェアを用いて同期させる。In FIG. 31, the result of the process 302 is stored in the shared memory 346,
b, when the result of the process 302 is referred to in 305c to 305d, the result of the process 302 on the shared memory is referred to. Also, the results of the processes 314 to 314b in FIG. 31 are stored on the shared memory 346, and the results on the shared memory 346 are referred to in the process 316. Process 32 in FIG. 31
The results of 1 to 321b are stored in the shared memory 346, respectively, and the process 323 refers to the results in the shared memory 346. The results of the processes 317 to 323 in FIG. 31 are respectively stored in the shared memory 346, and the process 324 refers to the results in the shared memory 346. When synchronizing access to data on the shared memory between the processors, a synchronization flag is provided on the shared memory 346 and synchronization is performed using software.
【0176】共有メモリ上のデータへのアクセスをプロ
セッサ間で同期させる他の方法としては、例えば、特開
平5−2568号公報に記載のプロセッサ間の同期処理
装置を用いる方法がある。この方法によれば、上述のソ
フトウェアを用いて同期させる方法に比べ高速に同期処
理できるという効果がある。また、共有メモリ346を
構成する一方法として、例えば、特開平3−25764
9号公報に記載の共有資源アクセス制御装置を用いる方
法がある。この方法によれば、共有メモリ346へ効率
よくアクセスできる。即ち、図34に示す計算機を用い
ても、図31に示す処理を上述の実施例と同様に行うこ
とができる。また、プロセッサ間でデータを授受する方
法として、共有メモリ346を用いずにプロセッサ間通
信を行ってもよい。ここで、外部とのデータの入出力は
外部入出力装置345を用いて行う。As another method for synchronizing access to data in the shared memory between processors, there is a method using a synchronization processing device between processors described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-2568. According to this method, there is an effect that synchronization processing can be performed at a higher speed than in the method of synchronizing using the above-described software. Further, as one method of configuring the shared memory 346, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-25764.
There is a method using the shared resource access control device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-209. According to this method, the shared memory 346 can be accessed efficiently. That is, even if the computer shown in FIG. 34 is used, the processing shown in FIG. 31 can be performed in the same manner as in the above-described embodiment. Further, as a method of exchanging data between processors, communication between processors may be performed without using the shared memory 346. Here, input / output of data with the outside is performed using the external input / output device 345.
【0177】この実施例によれば、処理31,32に要
する時間を短縮できる。これは、自由度数nが大きい場
合に特に効果的である。本実施例では、各次モードjご
との処理をプロセッサjで処理しているが、例えば1,
2,3次モードの処理をプロセッサ1で、4,5,6次
モードの処理をプロセッサ2で、……というように複数
個のモードの処理を1プロセッサで処理するようにして
もよい。According to this embodiment, the time required for the processes 31 and 32 can be reduced. This is particularly effective when the degree of freedom n is large. In this embodiment, the processing for each next mode j is performed by the processor j.
The processing in the second and third order modes may be performed by the processor 1, the processing in the fourth, fifth and sixth order modes may be performed by the processor 2, and so on.
【0178】図31に示す処理をデジタル計算機を用い
て行う更に他の方法を説明する。複数のプロセッサを複
数のプロセッサグループに分け、複数のモードを複数の
グループにそれぞれ分ける。そして、各グループの演算
処理をそれぞれ複数のプロセッサグループに割り付け
る。この例としては、各プロセッサグループが処理する
モードの各グループの処理を、複数の処理ステージに分
割し、各ステージ毎の処理を各プロセッサグループ内の
各プロセッサが行う方法がある。その一実施例を図31
と図33を用いて説明する。Another method for performing the processing shown in FIG. 31 using a digital computer will be described. A plurality of processors are divided into a plurality of processor groups, and a plurality of modes are respectively divided into a plurality of groups. Then, the arithmetic processing of each group is assigned to each of the plurality of processor groups. As an example of this, there is a method in which the processing of each group in the mode processed by each processor group is divided into a plurality of processing stages, and the processing in each stage is performed by each processor in each processor group. One embodiment is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG.
【0179】図33はデジタル計算機の一実施例であ
り、計算機がプロセッサ(1)a351、プロセッサ
(1)b352−プロセッサ(n)a357、プロセッ
サ(n)b358の2n個のプロセッサを有している点
以外は、図32に示す計算機と同様の構成である。FIG. 33 shows an embodiment of a digital computer. The computer has 2n processors of processor (1) a351, processor (1) b352, processor (n) a357, and processor (n) b358. Except for this point, the configuration is the same as that of the computer shown in FIG.
【0180】図31において、上記処理グループを次の
ように決める。即ち、1次モードに対する処理325と
処理329とからなる処理グループ1、n1次モードに
対する処理326と処理330とからなる処理グループ
n1、(n1+1)次モードに対する処理327と処理3
31とからなる処理グループ(n1+1)、n次モード
に対応する処理328と処理332とからなる処理グル
ープn、これと同様に、2,3,……,(n1−1)次
モードに対する処理グループを、処理グループ(2),
処理グループ(3),……,処理グループ(n1−1)
とし、(n1+2),(n1+3),……,(n−1)次
モードに対する処理グループを、処理グループ(n1+
2),処理グループ(n1+3),……,処理グループ
(n−1)とする。In FIG. 31, the processing groups are determined as follows. That is, the processing group 1 includes the processing 325 and the processing 329 for the primary mode, the processing group n1 including the processing 326 and the processing 330 for the n1st mode, the processing 327 and the processing 3 for the (n1 + 1) th mode.
31, a processing group (n1 + 1), a processing group n corresponding to the processing 328 and the processing 332 corresponding to the n-th mode, and similarly, a processing group for the 2, 3,..., (N1-1) next mode To the processing group (2),
Processing group (3),..., Processing group (n1-1)
, (N1 + 2), (n1 + 3),..., (N-1) The processing group for the next mode is the processing group (n1 +
2), processing group (n1 + 3),..., Processing group (n-1).
【0181】このように定めた各処理グループを、次の
ステージに分割する。即ち、処理グループ(1)を処理
325と処理329、処理グループ(n1)を処理32
6と処理330、処理グループ(n1+1)を処理32
7と処理331、処理グループ(n)を処理328と処
理332の各ステージに分割する。2,3,……,(n
1−1)次モードに対する処理グループ、(n1+2),
(n1+3),……,(n−1)次モードに対する処理
グループも、これと同様に分割する。Each processing group defined in this way is divided into the following stages. That is, the processing group (1) is processed in the processing 325 and the processing 329, and the processing group (n1) is processed in the processing 32
6, processing 330, and processing group (n1 + 1) as processing 32
7 and processing 331, and processing group (n) are divided into processing 328 and processing 332 stages. 2,3, ..., (n
1-1) Processing group for next mode, (n1 + 2),
The processing group for the (n1 + 3),..., (N-1) next mode is also divided in the same manner.
【0182】図33において、前記プロセッサグループ
を次のように定める。即ち、プロセッサ(i)aとプロ
セッサ(i)bとからなるプロセッサグループi(i=
1、2、……、n)にグループ付けする。In FIG. 33, the processor group is defined as follows. That is, a processor group i (i = i = i) including the processor (i) a and the processor (i) b
1, 2,..., N).
【0183】そして、プロセッサグループ1のプロセッ
サ(1)a:351でステージ325の処理を行い、プ
ロセッサ(1)b:352でステージ329の処理を行
う。同様に、プロセッサグループn1のプロセッサ(n
1)a:353でステージ326の処理を行い、プロセ
ッサ(n1)b:354でステージ330の処理を行
い、プロセッサグループ(n1+1)のプロセッサ(n1
+1)a:355でステージ327の処理を行い、プロ
セッサ(n1+1)b:356でステージ331の処理
を行い、プロセッサグループnのプロセッサ(n)a:
357でステージ328の処理を行い、プロセッサ
(n)b:358でステージ332の処理を行う。他の
ステージの処理も同様に行う。ここで、プロセッサia
とプロセッサibとの間でのデータ授受は、共有メモリ
360を用いて行う。これ以外のプロセッサ間でのデー
タのやりとりは、上述した実施例と同様に行う。このよ
うに構成することにより、図31に示す処理を高速に処
理できるという効果がある。Then, the processing of the stage 325 is performed by the processor (1) a: 351 of the processor group 1, and the processing of the stage 329 is performed by the processor (1) b: 352. Similarly, the processors (n
1) The processing of the stage 326 is performed at a: 353, the processing of the stage 330 is performed at the processor (n1) b: 354, and the processor (n1) of the processor group (n1 + 1) is performed.
+1) a: The processing of the stage 327 is performed at 355, the processor (n1 + 1) b: The processing of the stage 331 is performed at 356, and the processor (n) a of the processor group n is:
The processing of the stage 328 is performed at 357, and the processing of the stage 332 is performed at the processor (n) b: 358. The processing of the other stages is performed similarly. Here, the processor ia
Data transfer between the processor and the processor ib is performed using the shared memory 360. Other data exchange between processors is performed in the same manner as in the above-described embodiment. With such a configuration, there is an effect that the processing shown in FIG. 31 can be performed at high speed.
【0184】なお本実施例では、n次モードの処理を例
にすると、ステージを図31に示す処理305d,処理
306dおよび処理307dとからなる処理328のス
テージと、処理320b,処理321bとからなる処理
332のステージとに分割したが、処理328、処理3
32を構成する複数の処理をこれ以外の組み合わせのス
テージに分割してもよい。例えば、処理305dと処理
306dとを1つのステージとし、処理307dと処理
320bと処理321bとをもう1つのステージとする
こと等が考えられる。ここで、処理効率向上の観点から
は、各ステージの処理時間が同程度になるようにステー
ジを構成することが好ましく、ステージ数個のプロセッ
サを前記プロセッサグループに設けることが好ましい。In the present embodiment, taking the processing of the n-order mode as an example, the stage includes a stage of a process 328 including processes 305d, 306d and 307d shown in FIG. 31, and processes 320b and 321b. Although the stage is divided into the stage of the process 332, the process 328 and the process 3
The plurality of processes constituting the process 32 may be divided into other combinations of stages. For example, the processing 305d and the processing 306d may be set as one stage, and the processing 307d, the processing 320b, and the processing 321b may be set as another stage. Here, from the viewpoint of improving processing efficiency, it is preferable to configure the stages so that the processing time of each stage is substantially the same, and it is preferable to provide several processors in the processor group.
【0185】また、図34に示す計算機を用いても、図
31に示す処理を行える。この場合、図33に示した計
算機を用いる場合よりも、高速に処理できる効果があ
る。特に、図34に示す各プロセッサが2つのCPU部
と、この2つのCPUからともにアクセス可能なDPR
とを有しているときに、各モードの処理を2つのステー
ジに分け各CPUで処理すると、CPU間のデータ授受
をDPRを用いて行うことができ、より効率的に図31
に示す処理を行える。The processing shown in FIG. 31 can be performed using the computer shown in FIG. In this case, there is an effect that processing can be performed at a higher speed than in the case of using the computer shown in FIG. In particular, each processor shown in FIG. 34 has two CPU units and a DPR which can be accessed from both CPUs.
When the processing in each mode is divided into two stages and the processing is performed by each of the CPUs, data transfer between the CPUs can be performed by using the DPR.
Can be performed.
【0186】以上、本発明を代表的実施例にて説明した
が、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、
本発明の主旨を逸脱しない範囲で様々な形態をとること
が可能である。Although the present invention has been described with reference to the typical embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments.
Various forms can be adopted without departing from the gist of the present invention.
【0187】[0187]
【発明の効果】本発明によれば、短周期の固有モードに
起因する振動応答の発散が避けられるため、振動応答計
算の時間刻みを大きくとることができ、実時間試験が容
易に可能となり、また、準動的試験においては試験時間
の短縮ができるという効果がある。また、実時間試験に
おける様々な誤差の要因を除去できるので、高精度な試
験が可能となる。According to the present invention, since the divergence of the vibration response caused by the short-period eigenmode can be avoided, the time step of the vibration response calculation can be made large, and the real-time test can be easily performed. Further, in the semi-dynamic test, there is an effect that the test time can be reduced. Further, since various factors of errors in the real-time test can be removed, a highly accurate test can be performed.
【図1】本発明の振動試験装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a vibration test apparatus according to the present invention.
【図2】振動応答評価対象構造物の一例を示す模式図で
ある。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a vibration response evaluation target structure.
【図3】従来技術による振動試験方法の模式図である。FIG. 3 is a schematic view of a conventional vibration test method.
【図4】加振機の動特性の特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram of dynamic characteristics of a vibrator.
【図5】実時間試験で加振機応答遅れによって生じる負
の減衰の特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram of negative attenuation caused by a shaker response delay in a real-time test.
【図6】モード空間を用いた振動試験のフロー図であ
る。FIG. 6 is a flowchart of a vibration test using a mode space.
【図7】振動試験を実施するタイムテーブル図である。FIG. 7 is a time table diagram for performing a vibration test.
【図8】モード周波数応答の模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram of a mode frequency response.
【図9】応答遅れ予測の効果の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of an effect of response delay prediction.
【図10】本発明の振動試験装置の別の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing another embodiment of the vibration test apparatus of the present invention.
【図11】図10の実施例の応答予測方法の説明図であ
る。11 is an explanatory diagram of a response prediction method according to the embodiment of FIG.
【図12】本発明の振動試験装置の別の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing another embodiment of the vibration test apparatus of the present invention.
【図13】本発明の振動試験装置の別の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing another embodiment of the vibration test apparatus of the present invention.
【図14】本発明の振動試験装置の別の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing another embodiment of the vibration test apparatus of the present invention.
【図15】本発明の振動試験装置の別の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing another embodiment of the vibration test apparatus of the present invention.
【図16】本発明の振動試験方法に係る一実施例のフロ
ー図である。FIG. 16 is a flowchart of one embodiment according to the vibration test method of the present invention.
【図17】本発明の振動試験方法に係る他の実施例のフ
ロー図である。FIG. 17 is a flowchart of another embodiment according to the vibration test method of the present invention.
【図18】本発明の振動試験装置の別の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 18 is a block diagram showing another embodiment of the vibration test apparatus of the present invention.
【図19】6自由度加振機の概念図である。FIG. 19 is a conceptual diagram of a six-degree-of-freedom shaker.
【図20】本発明の振動試験方法に係る他の実施例のフ
ロー図である。FIG. 20 is a flowchart of another embodiment according to the vibration test method of the present invention.
【図21】図20の一部の詳細フロー図である。FIG. 21 is a detailed flowchart of a part of FIG. 20;
【図22】図20の一部の詳細フロー図である。FIG. 22 is a detailed flowchart of a part of FIG. 20;
【図23】図22の一部の詳細フロー図である。FIG. 23 is a detailed flowchart of a part of FIG. 22;
【図24】図22の一部の詳細フロー図である。FIG. 24 is a detailed flowchart of a part of FIG. 22;
【図25】図22の一部の詳細フロー図である。FIG. 25 is a detailed flowchart of a part of FIG. 22;
【図26】図21の一部の詳細フロー図である。FIG. 26 is a detailed flowchart of a part of FIG. 21;
【図27】図20の一部の詳細フロー図である。FIG. 27 is a detailed flowchart of a part of FIG. 20;
【図28】本発明の振動試験方法に係る他の実施例のフ
ロー図である。FIG. 28 is a flowchart of another embodiment according to the vibration test method of the present invention.
【図29】本発明の振動試験方法に係る他の実施例のフ
ロー図である。FIG. 29 is a flowchart of another embodiment according to the vibration test method of the present invention.
【図30】図29の一部の詳細フロー図である。FIG. 30 is a detailed flowchart of a part of FIG. 29;
【図31】本発明の一実施例を示すフロー図である。FIG. 31 is a flowchart showing one embodiment of the present invention.
【図32】本発明に用いるデジタル計算機の一実施例を
示す図である。FIG. 32 is a diagram showing one embodiment of a digital computer used in the present invention.
【図33】本発明に用いるデジタル計算機の他の実施例
を示す図である。FIG. 33 is a diagram showing another embodiment of the digital computer used in the present invention.
【図34】本発明に用いるデジタル計算機の他の実施例
を示す図である。FIG. 34 is a diagram showing another embodiment of the digital computer used in the present invention.
1…振動応答評価対象構造物、2…振動試験対象部分構
造物、3…振動試験対象部分構造物以外の部分構造物、
4…加振機、5…計算機、6…荷重計測手段、7…加振
機の制御装置、8…変位計測手段、9…荷重計測値の伝
達手段、10…変位計測手段の伝達手段、11…荷重計
測値の入力手段、12…変位計測値の入力手段、13…
加振機指令信号の出力手段、14…加振機指令信号の伝
達手段、15…外力信号の保存手段、16…外力信号の
入力手段、17…加振機指令信号の算出手段、171…
入力算出手段、172…応答値算出手段、173…信号
値算出手段、18…信号生成手段、19…時間管理手
段、20…応答算出値保存手段、21…加速度計測手
段、211…加速度計測値伝達手段、22…加速度計測
値の入力手段、23…モード自動判別手段、24…ばね
定数測定手段、25…固有値解析手段、26…変位収束
判定手段、27…予測時間修正手段、28…振動台。1 ... Vibration response evaluation target structure, 2 ... Vibration test target partial structure, 3 ... Vibration test target partial structure other than partial structure,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Exciter, 5 ... Computer, 6 ... Load measuring means, 7 ... Exciter control device, 8 ... Displacement measuring means, 9 ... Transmitting means of load measurement value, 10 ... Transmitting means of displacement measuring means, 11 ... load measurement value input means, 12 ... displacement measurement value input means, 13 ...
Means for outputting a vibrator command signal, 14 means for transmitting a vibrator command signal, 15 means for storing an external force signal, 16 means for inputting an external force signal, 17 means for calculating a vibrator command signal, 171 ...
Input calculation means, 172: response value calculation means, 173: signal value calculation means, 18: signal generation means, 19: time management means, 20: response calculation value storage means, 21: acceleration measurement means, 211: acceleration measurement value transmission Means, 22: Acceleration measurement input means, 23: Mode automatic determination means, 24: Spring constant measurement means, 25: Eigenvalue analysis means, 26: Displacement convergence determination means, 27: Predicted time correction means, 28: Shaking table.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 雅樹 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 今野 隆雄 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 (72)発明者 梅北 和弘 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masaki Kurihara 502 Kandate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.Mechanical Research Laboratory, Inc. Within the Tsuchiura Plant (72) Inventor Kazuhiro Umekita 502 Machinery, Kandachicho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.
Claims (6)
ジタル計算機に搭載し、評価対象構造物の内一部分を実
物モデルとし、該実物モデルに連結された加振機で加振
し、該加振機によって前記実物モデルに加えられる荷重
と変位とを計測し、(1)荷重値、変位値及び外力値の
入力、(2)加振機の荷重計測時間から一定時間後の実
物モデルとその他の部分との境界点の変位を加振機指令
信号として算出、(3)前記一定時間後の前記加振機指
令信号が前記加振機制御装置に入力されるように指令信
号を生成出力、のステップを前記デジタル計算機内で時
間管理して前記一定時間ごとに実施し、予め定められた
回数または停止信号が入力されるまで連続して繰り返す
構造物の振動試験方法において、前記数値モデルは、加
振対象構造物を線形数値モデル化し、固有値解析により
固有振動数、固有モードを算出し得られた固有モードの
内、少なくとも一つのモードは2次遅れ系とし、残りの
固有モードの内少なくとも一つのモードは慣性項を省略
し1次遅れ系または比例系として入力し、前記加振機へ
の指令信号値の算出は、入力算出ステップと、2次遅れ
系と1次遅れ系または比例系の応答算出ステップと、信
号値算出ステップにより実施されるものであり、前記複
数のモードは複数のグループに分けられており、各グル
ープの処理を前記デジタル計算機が有する複数のプロセ
ッサで処理することを特徴とする振動試験方法。The present invention relates to a method for calculating a numerical model of an entire structure to be evaluated and mounting the numerical model on a digital computer. A part of the structure to be evaluated is used as a real model. A load and a displacement applied to the real model by a shaker are measured, and (1) a load value, a displacement value, and an external force value are input; (2) a real model after a fixed time from the load measurement time of the shaker and others. (3) generating and outputting a command signal so that the shaker command signal after the predetermined time is input to the shaker control device; In the vibration test method for a structure, the step of performing time management in the digital computer and performing the predetermined time interval and continuously repeating until a predetermined number of times or a stop signal is input, the numerical model includes: Excitation target structure line Of the eigenmodes obtained by estimating the eigenfrequency and eigenmode by eigenvalue analysis by numerical modeling, at least one mode is a second-order lag system, and at least one of the remaining eigenmodes omits the inertial term A command signal value to the vibrator is calculated by an input calculation step, a response calculation step of a secondary delay system and a primary delay system or a proportional system, and a signal value is calculated. A vibration test method, which is performed by a calculation step, wherein the plurality of modes are divided into a plurality of groups, and a process of each group is processed by a plurality of processors included in the digital computer.
ジタル計算機に搭載し、評価対象構造物の内一部分を実
物モデルとし、該実物モデルに連結された加振機で加振
し、該加振機によって前記実物モデルに加えられる荷重
と変位とを計測し、(1)荷重値、変位値及び外力値の
入力、(2)加振機の荷重計測時間から一定時間後の実
物モデルとその他の部分との境界点の変位を加振機指令
信号として算出、(3)前記一定時間後の前記加振機指
令信号が前記加振機制御装置に入力されるように指令信
号を生成出力、のステップを前記デジタル計算機内で時
間管理して前記一定時間ごとに実施し、予め定められた
回数または停止信号が入力されるまで連続して繰り返す
構造物の振動試験方法において、前記数値モデルは、加
振対象構造物を線形数値モデル化し、固有値解析により
固有振動数、固有モードを算出し得られた固有モードの
内、少なくとも一つのモードは2次遅れ系とし、残りの
固有モードの内少なくとも一つのモードは慣性項を省略
し1次遅れ系または比例系として入力し、前記加振機へ
の指令信号値の算出は、入力算出ステップと、2次遅れ
系と1次遅れ系または比例系の応答算出ステップと、信
号値算出ステップにより実施されるものであり、前記デ
ジタル計算機が有する複数のプロセッサを複数のプロセ
ッサグループに分けるとともに、複数のモードを複数の
グループに分け、該各グループの演算処理をそれぞれ前
記複数のプロセッサグループに割り付けて処理すること
を特徴とする振動試験方法。2. The whole structure to be evaluated is numerically modeled and mounted on a digital computer, and a part of the structure to be evaluated is used as a real model, which is vibrated by a vibrator connected to the real model. A load and a displacement applied to the real model by a shaker are measured, and (1) a load value, a displacement value, and an external force value are input; (2) a real model after a fixed time from the load measurement time of the shaker and others. (3) generating and outputting a command signal so that the shaker command signal after the predetermined time is input to the shaker control device; In the vibration test method for a structure, the step of performing time management in the digital computer and performing the predetermined time interval and continuously repeating until a predetermined number of times or a stop signal is input, the numerical model includes: Excitation target structure line Of the eigenmodes obtained by estimating the eigenfrequency and eigenmode by eigenvalue analysis by numerical modeling, at least one mode is a second-order lag system, and at least one of the remaining eigenmodes omits the inertial term A command signal value to the vibrator is calculated by an input calculation step, a response calculation step of a secondary delay system and a primary delay system or a proportional system, and a signal value is calculated. A plurality of processors are divided into a plurality of processor groups, a plurality of modes are divided into a plurality of groups, and arithmetic processing of each group is performed by the plurality of processor groups. A vibration test method characterized in that the vibration test is performed by assigning to a vibration test.
ドの各グループの処理を複数の処理ステージに分割し、
各ステージ毎の処理を前記各プロセッサグループ内の各
プロセッサにおいて行うことを特徴とする請求項2記載
の振動試験方法。3. The processing of each group in a mode processed by each processor group is divided into a plurality of processing stages,
3. The vibration test method according to claim 2, wherein the processing for each stage is performed in each processor in each of the processor groups.
ジタル計算機に搭載し、評価対象構造物の内一部分を実
物モデルとし、該実物モデルに連結された加振機で加振
し、該加振機によって前記実物モデルに加えられる荷重
と変位とを計測し、(1)荷重値、変位値及び外力値の
入力、(2)加振機の荷重計測時間から一定時間後の実
物モデルとその他の部分との境界点の変位を加振機指令
信号として算出、(3)前記一定時間後の前記加振機指
令信号が前記加振機制御装置に入力されるように指令信
号を生成出力、のステップを前記デジタル計算機内で時
間管理して前記一定時間ごとに実施し、予め定められた
回数または停止信号が入力されるまで連続して繰り返す
構造物の振動試験方法において、前記数値モデルは、加
振対象構造物を線形数値モデル化し、固有値解析により
固有振動数、固有モードを算出し得られた固有モードの
内、少なくとも一つのモードは2次遅れ系とし、残りの
固有モードの内少なくとも一つのモードは慣性項を省略
し1次遅れ系または比例系として入力し、前記加振機へ
の指令信号値の算出は、入力算出ステップと、2次遅れ
系と1次遅れ系または比例系の応答算出ステップと、信
号値算出ステップにより実施されるものであり、前記デ
ジタル計算機が有する複数のプロセッサを複数のプロセ
ッサグループに分けるとともに、前記入力算出ステップ
の複数のモードをN(Nは2以上の正の整数)個のグル
ープに分け、該各グループの演算処理を前記デジタル計
算機の有する複数のプロセッサで処理し、前記2次遅れ
系の応答算出ステップの複数のモードを前記N個のグル
ープに分け、該各グループの演算処理を前記複数のプロ
セッサで処理し、前記1次遅れ系または比例系の応答算
出ステップの複数のモードを前記N個のグループに分
け、該各グループの演算処理を前記複数のプロセッサで
処理する振動試験方法。4. The whole structure to be evaluated is numerically modeled and mounted on a digital computer, and a part of the structure to be evaluated is used as a real model, which is vibrated by a vibrator connected to the real model. A load and a displacement applied to the real model by a shaker are measured, and (1) a load value, a displacement value, and an external force value are input; (2) a real model after a fixed time from the load measurement time of the shaker and others. (3) generating and outputting a command signal so that the shaker command signal after the predetermined time is input to the shaker control device; In the vibration test method for a structure, the step of performing time management in the digital computer and performing the predetermined time interval and continuously repeating until a predetermined number of times or a stop signal is input, the numerical model includes: Excitation target structure line Of the eigenmodes obtained by estimating the eigenfrequency and eigenmode by eigenvalue analysis by numerical modeling, at least one mode is a second-order lag system, and at least one of the remaining eigenmodes omits the inertial term A command signal value to the vibrator is calculated by an input calculation step, a response calculation step of a secondary delay system and a primary delay system or a proportional system, and a signal value is calculated. A plurality of processors of the digital computer are divided into a plurality of processor groups, and the plurality of modes of the input calculation step are divided into N (N is a positive integer of 2 or more) groups. The arithmetic processing of each group is processed by a plurality of processors of the digital computer, and a plurality of modes of the second-order lag-based response calculation step are calculated. Are divided into the N groups, the arithmetic processing of each group is processed by the plurality of processors, and the plurality of modes of the response calculation step of the primary delay system or the proportional system are divided into the N groups. A vibration test method in which arithmetic processing of each group is processed by the plurality of processors.
する加振機と、該加振機の制御装置と、該加振機から前
記構造物へ加えられる荷重の計測手段と、該加振機から
前記構造物へ加えられる変位の計測手段と、デジタル計
算機とを備え、該デジタル計算機は、時間管理手段と、
前記荷重計測手段の出力の入力手段と、前記変位計測手
段の出力の入力手段と、外力値の保存手段及び/または
外力信号の入力手段と、該外力値若しくは信号と前記荷
重計測手段による荷重計測値若しくは信号とを用いて該
荷重計測値若しくは信号の計測時刻から予め定められた
一定時間後に前記加振機への指令信号値を算出する手段
と、前記加振機の指令信号の出力手段と、外部とのデー
タの入出力手段とを有し、更に前記デジタル計算機から
前記加振機制御装置への信号伝達手段と、前記荷重計測
手段から前記計算機への信号伝達手段と、前記変位計測
手段から前記計算機への信号伝達手段とを備える構造物
の振動試験装置において、前記加振機への指令信号値を
算出する手段は、入力算出手段と、2次遅れ系と1次遅
れ系または比例系の応答算出手段と、信号値算出手段と
を有し、前記デジタル計算機は、複数のプロセッサと、
前記複数のプロセッサ間でデータをやりとりする手段
と、前記複数のプロセッサ間で関連する処理を待ち合わ
せる手段とを有し、前記複数のプロセッサ内の異なるプ
ロセッサは、N(Nは2以上の正の整数)個のグループ
にグループ分けされた前記入力算出ステップの複数のモ
ードの異なるグループと、N個のグループにグループ分
けされた前記2次遅れ系の応答算出ステップの複数のモ
ードの異なるグループと、N個のグループにグループ分
けされた前記1次遅れ系または比例系の応答算出ステッ
プの複数のモードの異なるグループとを夫々演算処理す
るものであることを特徴とする振動試験装置。5. A vibrator connected to a structure to be vibrated and vibrating the structure, a control device for the vibrator, and a means for measuring a load applied to the structure from the vibrator. Measuring means for measuring the displacement applied to the structure from the shaker, and a digital computer, the digital computer, time management means,
Input means for the output of the load measuring means, input means for the output of the displacement measuring means, storage means for external force values and / or input means for external force signals, and load measurement by the external force values or signals and the load measuring means Means for calculating a command signal value to the vibrator after a predetermined period of time from the measurement time of the load measurement value or the signal using the value or the signal, and a means for outputting a command signal of the vibrator. , An external data input / output unit, a signal transmission unit from the digital computer to the shaker control device, a signal transmission unit from the load measurement unit to the computer, and the displacement measurement unit In a vibration test apparatus for a structure, comprising: a signal transmission unit for transmitting a signal to the computer; a unit for calculating a command signal value to the vibrator; an input calculation unit; a second-order delay system and a first-order delay system; system Includes a response calculation means, and a signal value calculating means, the digital computer, a plurality of processors,
Means for exchanging data between the plurality of processors and means for waiting for related processing among the plurality of processors, wherein different ones of the plurality of processors are N (N is a positive integer of 2 or more) N) groups different in a plurality of modes in the input calculation step grouped into N groups, and different groups in a plurality of modes in the response calculation step of the second-order delay system grouped into N groups; A vibration test apparatus for performing arithmetic processing on each of the groups of a plurality of modes in the first-order lag-based or proportional-system response calculation step which are grouped into a plurality of groups.
する加振機と、該加振機の制御装置と、該加振機から前
記構造物へ加えられる荷重の計測手段と、該加振機から
前記構造物へ加えられる変位の計測手段と、デジタル計
算機とを備え、該デジタル計算機は、時間管理手段と、
前記荷重計測手段の出力の入力手段と、前記変位計測手
段の出力の入力手段と、外力値の保存手段及び/または
外力信号の入力手段と、該外力値若しくは信号と前記荷
重計測手段による荷重計測値若しくは信号とを用いて該
荷重計測値若しくは信号の計測時刻から予め定められた
一定時間後に前記加振機への指令信号値を算出する手段
と、前記加振機の指令信号の出力手段と、外部とのデー
タの入出力手段とを有し、更に前記デジタル計算機から
前記加振機制御装置への信号伝達手段と、前記荷重計測
手段から前記計算機への信号伝達手段と、前記変位計測
手段から前記計算機への信号伝達手段とを備える構造物
の振動試験装置において、前記加振機への指令信号値を
算出する手段は、入力算出手段と、2次遅れ系と1次遅
れ系または比例系の応答算出手段と、信号値算出手段と
を有し、N(Nは2以上の正の整数)個のグループにグ
ループ分けされた複数のモードを演算処理するN個のグ
ループにグループ分けされた複数のプロセッサと、この
複数のプロセッサ間でデータをやり取りする手段と、こ
の複数のプロセッサ間で関連する処理を待ち合わせる手
段とを有し、異なるグループに含まれるプロセッサは異
なるグループのモードを演算処理するものであることを
特徴とする振動試験装置で用いるデジタル計算機。6. A vibrator connected to a structure to be vibrated and vibrating the structure, a control device for the vibrator, and means for measuring a load applied to the structure from the vibrator. Measuring means for measuring the displacement applied to the structure from the shaker, and a digital computer, the digital computer, time management means,
Input means for the output of the load measuring means, input means for the output of the displacement measuring means, storage means for external force values and / or input means for external force signals, and load measurement by the external force values or signals and the load measuring means Means for calculating a command signal value to the vibrator after a predetermined period of time from the measurement time of the load measurement value or the signal using the value or the signal, and a means for outputting a command signal of the vibrator. , An external data input / output unit, a signal transmission unit from the digital computer to the shaker control device, a signal transmission unit from the load measurement unit to the computer, and the displacement measurement unit In a vibration test apparatus for a structure, comprising: a signal transmission unit for transmitting a signal to the computer; a unit for calculating a command signal value to the vibrator; an input calculation unit; a second-order delay system and a first-order delay system; system A plurality of groups, each of which includes a response calculation unit and a signal value calculation unit, and is grouped into N groups for performing arithmetic processing on a plurality of modes grouped into N (N is a positive integer of 2 or more) groups Processor, means for exchanging data between the plurality of processors, and means for waiting for related processing among the plurality of processors, wherein processors included in different groups perform processing of modes of different groups. A digital computer used in a vibration test device, characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001327091A JP3395777B2 (en) | 1995-02-13 | 2001-10-25 | Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2369095 | 1995-02-13 | ||
JP7-23690 | 1995-02-13 | ||
JP2001327091A JP3395777B2 (en) | 1995-02-13 | 2001-10-25 | Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02500896A Division JP3395504B2 (en) | 1995-02-13 | 1996-02-13 | Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002214068A true JP2002214068A (en) | 2002-07-31 |
JP3395777B2 JP3395777B2 (en) | 2003-04-14 |
Family
ID=26361097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001327091A Expired - Fee Related JP3395777B2 (en) | 1995-02-13 | 2001-10-25 | Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3395777B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7114394B2 (en) | 2004-01-19 | 2006-10-03 | Hitachi Plant Technologies,Ltd. | Vibration test system and method for structures |
JP2006266826A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Method and computer program for vibration mode determination |
JP2010168133A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | Method of earthquake resistance testing for elevating body of elevator |
JP2012202909A (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Taisei Corp | Excitation experiment method for connection part of two buildings |
JP2014106199A (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Satake Corp | Monitoring device for rotary machine |
CN113916698A (en) * | 2021-09-28 | 2022-01-11 | 天津大学 | Control system for pipeline resonance bending fatigue tester and testing method thereof |
-
2001
- 2001-10-25 JP JP2001327091A patent/JP3395777B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7114394B2 (en) | 2004-01-19 | 2006-10-03 | Hitachi Plant Technologies,Ltd. | Vibration test system and method for structures |
JP2006266826A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Method and computer program for vibration mode determination |
JP4626352B2 (en) * | 2005-03-23 | 2011-02-09 | 横浜ゴム株式会社 | Vibration mode discrimination method and vibration mode discrimination computer program |
JP2010168133A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | Method of earthquake resistance testing for elevating body of elevator |
JP2012202909A (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Taisei Corp | Excitation experiment method for connection part of two buildings |
JP2014106199A (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Satake Corp | Monitoring device for rotary machine |
CN113916698A (en) * | 2021-09-28 | 2022-01-11 | 天津大学 | Control system for pipeline resonance bending fatigue tester and testing method thereof |
CN113916698B (en) * | 2021-09-28 | 2023-09-26 | 天津大学 | Control system of pipeline resonance bending fatigue testing machine and testing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3395777B2 (en) | 2003-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0510846A (en) | Device and method for performing vibration test on structure and vibration response analyzing device | |
JP3644292B2 (en) | Structure vibration test apparatus and vibration test method | |
JP4158367B2 (en) | Vibration test apparatus and vibration response evaluation method | |
US5737239A (en) | Shaking test method and system for a structure | |
JP3882014B2 (en) | Structure vibration test apparatus and vibration test method therefor | |
Previati et al. | Measurement of the mass properties of rigid bodies by means of multi-filar pendulums–influence of test rig flexibility | |
JP3395777B2 (en) | Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method | |
Żółtowski et al. | The use of modal analysis in the evaluation of welded steel structures. | |
Gupta | Inverse methods for load identification augmented by optimal sensor placement and model order reduction | |
JP2000146747A (en) | Vibration-testing device | |
JP3242260B2 (en) | Vibration test apparatus for structure, vibration test method for structure, and structure | |
JP3395504B2 (en) | Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method | |
Chabod | Digital twin for fatigue analysis | |
JP2009204517A (en) | Oscillation analytic method and oscillation analytic equipment | |
Schumann et al. | Transmission simulator based MIMO response reconstruction | |
Borello et al. | Virtual SEA: towards an industrial process | |
JPH05332876A (en) | Apparatus and method for testing vibration of structure | |
JP3240757B2 (en) | Structure vibration test apparatus and method | |
Harvie et al. | Effects of precise FRF measurements for frequency based substructuring | |
JPH10123008A (en) | Apparatus and method for vibration test of structure | |
JPH05157656A (en) | Vibration test device and method and vibration response analysis method of structure | |
JPH11281522A (en) | Method and device for analyzing vibration characteristic | |
JP3422200B2 (en) | Test apparatus and test method | |
JP2903098B2 (en) | Structural design method | |
Sabahi et al. | Experimental investigation on the influence of accelerometer cables on modal parameters identified by impact testing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090207 Year of fee payment: 6 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090207 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090207 Year of fee payment: 6 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090207 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090207 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100207 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100207 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110207 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110207 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120207 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130207 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |