JP2003287461A - Vibration analytical method for object to be measured symmetric with respect to central axis, program for executing the same and computer-readable recording medium with recorded program - Google Patents

Vibration analytical method for object to be measured symmetric with respect to central axis, program for executing the same and computer-readable recording medium with recorded program

Info

Publication number
JP2003287461A
JP2003287461A JP2002089621A JP2002089621A JP2003287461A JP 2003287461 A JP2003287461 A JP 2003287461A JP 2002089621 A JP2002089621 A JP 2002089621A JP 2002089621 A JP2002089621 A JP 2002089621A JP 2003287461 A JP2003287461 A JP 2003287461A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mode
transfer function
wheel
point
tire
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
Application number
JP2002089621A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4123412B2 (en
Inventor
Hisayoshi Matsuoka
久祥 松岡
Masaaki Okuma
政明 大熊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rikogaku Shinkokai
Original Assignee
Rikogaku Shinkokai
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rikogaku Shinkokai filed Critical Rikogaku Shinkokai
Priority to JP2002089621A priority Critical patent/JP4123412B2/en
Publication of JP2003287461A publication Critical patent/JP2003287461A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4123412B2 publication Critical patent/JP4123412B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To model a dynamic specification of an object to be measured in the object to be measured which is symmetric with respect to a central axis. <P>SOLUTION: An excitation point in one place of the object to be measured symmetric with respect to the central axis is excited, and a transfer function between the excitation point and an observation point on the object to be measured is measured. The transfer function between the excitation point and the observation point is spatially Fourier-transformed at each frequency, and the transfer function to a mode shape from a point is found. A curve is adapted from the point to the mode phase, and a mode characteristic of the object to be measured is found. By using an identified specification, the dynamic specification of the object to be measured is modeled by modeling the object to be measured in a form of a characteristic matrix. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両用タ
イヤのように中心軸に対して対称な被測定物を対象と
し、振動実験で得た加振力と応答の測定結果から信号処
理によって伝達関数を求め、モード解析により特性行列
の形で動特性を同定する振動解析方法に関する。さら
に、本発明は、前記方法を実行させるためのプログラム
及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is intended for an object to be measured which is symmetrical with respect to a central axis, such as a vehicle tire, and is subjected to signal processing from the measurement results of the exciting force and response obtained in a vibration experiment. The present invention relates to a vibration analysis method for obtaining a transfer function and identifying dynamic characteristics in the form of a characteristic matrix by modal analysis. Further, the present invention relates to a program for executing the method and a computer-readable recording medium recording the program.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両用タイヤの特性は、車両の運動挙
動、振動及び騒音に大きな影響を及ぼす。タイヤの特性
を解析にする方法は、一般的に、理論的同定法と実験的
同定法に大別される。理論的同定法では、有限要素法を
利用して被測定物を離散化し、特性行列を決定する方法
が主流である。一方、実験的同定法では、加振実験で得
た加振力と応答の測定結果から信号処理によって伝達関
数を求め、モード特性を同定する方法が主流である。
2. Description of the Related Art The characteristics of vehicle tires have a great influence on the behavior, vibration and noise of the vehicle. Methods for analyzing tire characteristics are generally classified into theoretical identification methods and experimental identification methods. In the theoretical identification method, a method in which the measured object is discretized by using the finite element method and the characteristic matrix is determined is the mainstream. On the other hand, in the experimental identification method, a method in which the transfer function is obtained by signal processing from the measurement results of the excitation force and the response obtained in the excitation experiment to identify the mode characteristic is the mainstream.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両用タイ
ヤは、ゴム、繊維、ワイヤ等により複合構成されてお
り、有限要素法のような理論的同定法では精度良いモデ
ルを得ることが難しい。仮に、満足できる精度で固有モ
ード及び固有振動数が求まったとしても、理論的にはモ
ード減衰比は求められないため、車両用タイヤのように
減衰の大きな被測定物については、理論的同定法を用い
ることは適していない。
By the way, a vehicle tire is composed of rubber, fibers, wires and the like, and it is difficult to obtain an accurate model by a theoretical identification method such as the finite element method. Even if the eigenmode and the natural frequency are obtained with satisfactory accuracy, the modal damping ratio is not theoretically obtained.Therefore, for the DUT with large damping such as a vehicle tire, the theoretical identification method is used. Is not suitable.

【0004】一方、加振実験による実験的同定法におい
ても、中心軸に対して対称な被測定物ではモード解析を
行うことが難しい。すなわち、車両用タイヤでは、形状
の対称性による重根や大きな減衰等の理由によりモード
解析を行うことが困難である。また、車両用タイヤを比
較的少ない自由度のばね質量モデルとして、1次から数
次までの固有振動数が一致するように、剛性、質量及び
減衰係数を設定することでモデル化を行う方法も提案さ
れているが、この方法では、解析可能周波数領域が高く
ないために、実用的に注目したい300Hz程度又はそ
れ以上の周波数領域において騒音振動解析を行うには適
しておらず、同定すべき振動モードの一部を見落とす問
題もある。
On the other hand, even in the experimental identification method based on the vibration experiment, it is difficult to perform the mode analysis on the object to be measured which is symmetrical with respect to the central axis. That is, in a vehicle tire, it is difficult to perform modal analysis due to a heavy root due to the symmetry of the shape, a large damping, or the like. In addition, there is also a method in which the vehicle tire is set as a spring-mass model with relatively few degrees of freedom, and the rigidity, the mass, and the damping coefficient are set so that the natural frequencies from the first order to the several orders coincide with each other. Although proposed, this method is not suitable for noise / vibration analysis in the frequency range of about 300 Hz or higher that is of practical interest because the frequency range that can be analyzed is not high. There is also the problem of overlooking some of the modes.

【0005】本発明の目的は、中心軸に対して対称な被
測定物において、振動実験で得た加振力と応答の測定結
果から信号処理によって点から点への伝達関数を求め、
その伝達関数をトレッド面円周方向に発生する定常波状
の各モード形毎の伝達関数に変換することにより、被測
定物の振動解析を行う方法を提供することにある。本発
明の他の目的は、前記方法を実行させるためのプログラ
ム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り
可能な記録媒体を提供することにある。
An object of the present invention is to obtain a point-to-point transfer function by signal processing from a measurement result of an exciting force and a response obtained in a vibration experiment on an object to be measured which is symmetric with respect to the central axis.
An object of the present invention is to provide a method for performing vibration analysis of an object to be measured by converting the transfer function into a transfer function for each mode shape of a stationary wave generated in the circumferential direction of the tread surface. Another object of the present invention is to provide a program for executing the method and a computer-readable recording medium recording the program.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、中心
軸に対して対称な被測定物の1つの場所の加振点に加振
器を配置する工程;前記被測定物の円周表面上における
複数の観測点にセンサを配置する工程;前記センサによ
って前記加振点と前記観測点との間の伝達関数を測定す
る工程;及び前記加振点と前記観測点との間の伝達関数
を周波数毎に空間的にフーリエ変換して点からモード形
への伝達関数を求める工程;を備えることを特徴とす
る、中心軸に対して対称な被測定物の振動解析方法を提
供する。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, according to the present invention, a step of arranging an exciter at an exciter point at one location of an object to be measured, which is symmetrical with respect to a central axis; Disposing sensors at a plurality of observation points above; measuring a transfer function between the excitation point and the observation point by the sensor; and a transfer function between the excitation point and the observation point Is spatially Fourier-transformed for each frequency to obtain a transfer function from a point to a mode shape. A vibration analysis method for an object to be measured symmetrical with respect to a central axis is provided.

【0007】本発明は、被測定物として、中心軸に対し
て対称であり、粘弾性を備えた車両用タイヤを対象とし
て、そのようなタイヤの振動解析に特に有用であり、タ
イヤのトレッド面の1つの場所の加振点に加振器を配置
する工程;ホイール上の観測点にセンサを配置する工
程;前記ホイールに取り付けられたタイヤのトレッド面
の観測点にセンサを配置する工程;前記センサによって
前記加振点と前記観測点との間の伝達関数を測定する工
程;前記加振点と前記ホイールの観測点との間の伝達関
数を曲線適合により求めて前記ホイールのモード特性及
び前記ホイールのモード特性を求める工程;前記加振点
と前記タイヤの観測点との間の伝達関数を周波数毎に空
間的にフーリエ変換して点からモード形への伝達関数を
求める工程;フーリエ変換後の伝達関数のうち0次及び
1次の伝達関数と前記ホイールのモード特性とにより前
記トレッド面の前記ホイールの動きのあるモードを求め
る工程;前記ホイールのモード特性と前記トレッド面の
モードより、前記ホイールの動きのある6個のモードと
空気の振動モードを算出して前記ホイールの動きのある
モードを求める工程;フーリエ変換後の伝達関数のうち
2次以上の伝達関数を曲線適合して前記トレッド面の2
次以上のモードを求める工程;及び前記タイヤの寸法、
質量、慣性モーメント及び重心より前記タイヤの6自由
度の剛体モードを算出して前記タイヤの剛体モードを求
める工程を備える。
The present invention is particularly useful for vibration analysis of a tire for a vehicle, which is symmetrical with respect to the central axis and has viscoelasticity, as an object to be measured, and a tread surface of the tire. A step of arranging an exciter at an oscillating point at one of the locations; a step of arranging a sensor at an observing point on the wheel; a step of arranging a sensor at an observing point on a tread surface of a tire attached to the wheel; Measuring the transfer function between the excitation point and the observation point by a sensor; determining the transfer function between the excitation point and the observation point of the wheel by curve fitting, and the mode characteristic of the wheel and the Step of obtaining a mode characteristic of a wheel; Step of spatially Fourier transforming a transfer function between the excitation point and an observation point of the tire for each frequency to obtain a transfer function from a point to a mode shape; Obtaining a mode of movement of the wheel on the tread surface from 0th and 1st order transfer functions of the transformed transfer function and the mode characteristic of the wheel; from the mode characteristic of the wheel and the mode of the tread surface Calculating the six modes with movement of the wheel and the vibration mode of air to obtain the mode with movement of the wheel; curve-fitting a transfer function of the second or higher order among transfer functions after Fourier transformation 2 of the tread surface
Determining more than the following modes; and the tire dimensions,
A step of calculating a rigid body mode of the tire with 6 degrees of freedom from the mass, the moment of inertia and the center of gravity to obtain the rigid body mode of the tire is provided.

【0008】タイヤのように中心軸に対して対称な被測
定物では、重根の存在によりモード同定が困難である
が、本発明では、フーリエ変換後の伝達関数のうち2次
以上の伝達関数を曲線適合して前記トレッド面の2次以
上のモードを求める工程において、前記モードの位相を
空間的にπ/2ずらして、トレッド面のモードの重根の
伝達関数を生成することによりこれを可能としている。
In an object to be measured, which is symmetrical with respect to the central axis, such as a tire, it is difficult to identify the mode due to the presence of a heavy root. In the step of finding the second or higher order mode of the tread surface by curve fitting, the phase of the mode is spatially shifted by π / 2 to generate the transfer function of the root of the mode of the tread surface. There is.

【0009】さらに、本発明では、振動解析の結果とし
て、前記ホイールの動きのあるモードと、前記トレッド
面の2次以上のモードと、前記タイヤの剛体モードとに
より動特性を特性行列の形で出力することを特徴とす
る。
Further, in the present invention, as a result of the vibration analysis, the dynamic characteristics are expressed in the form of a characteristic matrix by the mode in which the wheel is moving, the second or higher order mode of the tread surface, and the rigid body mode of the tire. It is characterized by outputting.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1は、本実施形態におけるブロック図で
ある。図1において、被測定物10はタイヤである。タ
イヤ10には、加振器12及び複数のセンサ14が取り
付けられる。制御部16は、加振器12からタイヤ10
に動的な作用、すなわち、振動を加える。加振器12
は、例えば、打撃ハンマである。制御部16は、信号発
生器18により加振器12に動的な作用を行わせる。加
振器12により加えられた動的な作用は、タイヤ10を
伝わりセンサ14によって測定される。信号処理手段2
0は、加振器12の加振入力とセンサ14により測定さ
れた応答に信号処理を施す。記憶手段22は、信号処理
方法を記憶している。また、記憶手段22は、FDやC
Dでもよい。入力手段24は、キーボード等の入力機器
である。出力手段26は、ディスプレー等の出力機器で
ある。制御部16は、センサ14によって測定された応
答について、記憶手段22に格納されたプログラムに基
づいてフーリエ変換を行うとともに、実験的モード同定
法によりモード特性を同定し、最終的に特性行列出表現
された被測定物のモデルを生成する。
FIG. 1 is a block diagram of this embodiment. In FIG. 1, the DUT 10 is a tire. A vibrator 12 and a plurality of sensors 14 are attached to the tire 10. The control unit 16 controls the vibrator 12 to the tire 10
A dynamic action, that is, vibration is applied to. Shaker 12
Is, for example, a hammer. The control unit 16 causes the vibrator 12 to perform a dynamic action by the signal generator 18. The dynamic action exerted by the exciter 12 travels through the tire 10 and is measured by the sensor 14. Signal processing means 2
0 applies signal processing to the vibration input of the vibration exciter 12 and the response measured by the sensor 14. The storage unit 22 stores the signal processing method. In addition, the storage means 22 stores FD and C
It may be D. The input means 24 is an input device such as a keyboard. The output means 26 is an output device such as a display. The control unit 16 performs a Fourier transform on the response measured by the sensor 14 based on the program stored in the storage unit 22, identifies the mode characteristic by the experimental mode identification method, and finally expresses the characteristic matrix. Generate a model of the measured object.

【0012】本発明の被測定物は、代表的には車両用タ
イヤである。このようなタイヤは、中心軸に対して対称
であり、ゴム、繊維、ワイヤ等により複合構成されてい
る。本発明は、タイヤの対称性を利用して周波数毎に空
間的にフーリエ変換することで点からモード形への伝達
関数を求めるものである。そこで、このような被測定物
において振動がどのような波動となるかを検討する。図
2は、タイヤの側面の模式図であり、タイヤのような中
心軸に対して対称な被測定物では、波動が定常波となる
ためには、波長の整数倍がタイヤの円周になる必要があ
る。タイヤのトレッド面に発生する波数nの定常波の固
有角速度をΩとすると、定常波の位置θにおける変位
yは、
The object to be measured of the present invention is typically a vehicle tire. Such a tire is symmetrical with respect to the central axis and is composed of rubber, fibers, wires, and the like. The present invention obtains a transfer function from a point to a mode by spatially performing Fourier transform for each frequency by utilizing the symmetry of the tire. Then, what kind of vibration the vibration will be in such an object to be measured will be examined. FIG. 2 is a schematic view of a side surface of a tire. For an object to be measured that is symmetrical with respect to the central axis, such as a tire, an integral multiple of the wavelength must be the circumference of the tire in order for the wave to be a standing wave. There is. Assuming that the natural angular velocity of the standing wave of wave number n generated on the tread surface of the tire is Ω n , the displacement y at the position θ of the standing wave is

【数1】 として表現できる。数1は、固有モードそのものであ
り、この中にはn=0のときの観測点全体が一様に半径
方向に広がるモードと捩れるモードが含まれる。
[Equation 1] Can be expressed as Equation 1 is the eigenmode itself, and includes a mode in which the entire observation point uniformly spreads in the radial direction and a mode in which the observation point is twisted when n = 0.

【0013】被測定物の剛体運動については、並進と回
転の6自由度があるので、円周上で観測される剛体運動
は、極座標で表すと、
Since the rigid body motion of the object to be measured has 6 degrees of freedom of translation and rotation, the rigid body motion observed on the circumference is expressed by polar coordinates as follows:

【数2】 と表現される。ここで、C,C,Cは剛体運動の
速さと向きによって定まる定数である。
[Equation 2] Is expressed as Here, C 0 , C 1 and C 2 are constants determined by the speed and direction of the rigid body motion.

【0014】タイヤの円周上において等間隔に2Nの観
測点を配置し、観測点k番目の位置をθ=π(k−1)
/Nと表すと、数1は、
2N observation points are arranged at equal intervals on the circumference of the tire, and the kth position of the observation point is θ = π (k-1).
When expressed as / N, the number 1 is

【数3】 に変形できる。数3によって表すことができる定常波は
n≦Nの範囲である。
[Equation 3] Can be transformed into The standing waves that can be represented by Equation 3 are in the range of n ≦ N.

【0015】次に、観測点iを加振したときの円周上の
応答を考える。この応答は、数1の固有モードを重ね合
わせた形で表現されるので、応答位置θにおける伝達関
数(コンプライアンス)は、
Next, consider the response on the circumference when the observation point i is excited. Since this response is expressed in a form in which the eigenmodes of Equation 1 are superimposed, the transfer function (compliance) at the response position θ is

【数4】 で表される。ここで、ζは、モード減衰比である。数
4と数3により、観測点iと観測点kの間の伝達関数
(コンプライアンス)は、
[Equation 4] It is represented by. Here, ζ n is a modal damping ratio. From equations 4 and 3, the transfer function (compliance) between the observation point i and the observation point k is

【数5】 で表される。ここでAi,j,Ci,l,di,kは複
素数で与えられ、 i, i,lは、それぞれA
i,j,Ci,lの共役複素数である。なお、モード形
が、N次までしか表現できないので、剰余剛性di,k
の項を導入している。
[Equation 5] It is represented by. Here, A i, j , C i, l , d i, k are given as complex numbers, and A i, j , C i, l are respectively A
It is a conjugate complex number of i, j and C i, l . Since the mode shape can be expressed only up to the Nth order, the residual rigidity d i, k
Has been introduced.

【0016】数5を利便的に変形すると、Mathematically transforming equation (5),

【数6】 となる。これにより、観測点iを加振したときの各点の
伝達関数は、
[Equation 6] Becomes As a result, the transfer function of each point when the observation point i is excited is

【数7】 として表される。上記数7は、センサ14が測定した加
振点から観測点の間における点から点への応答の伝達関
数を角速度毎に実空間上でフーリエ変換したものとな
る。本発明では、実験で得た加振点から観測点への応答
の伝達関数をフーリエ変換することにより、数7のよう
に点からモード形に伝達関数を変換し、特性行列の形で
表現する。
[Equation 7] Expressed as The above Equation 7 is the Fourier transform of the transfer function of the point-to-point response between the excitation point and the observation point measured by the sensor 14 in the real space for each angular velocity. In the present invention, the transfer function of the response from the excitation point to the observation point obtained by the experiment is Fourier-transformed, so that the transfer function is converted from the point to the mode shape as shown in Formula 7, and is expressed in the form of the characteristic matrix. .

【0017】上記数7において、フーリエ変換後の伝達
関数Hi,n(ω)において、A ,k,Ci,k,D
i,kの値を同定することにより、被測定物の振動解析
のモデル化を行うことができる。このモード解析では、
モードが分離されているために、1自由度の曲線適合に
より、解析を行うことができる。もっとも、実際には、
発生する波動は曲げ、捩り、圧縮等が同時に存在する場
合が多いため、必ずしも1自由度とならない場合がある
が、本発明の解析方法では、モード解析時の自由度を大
幅に下げることが可能となる。
In the above expression 7, in the transfer function H i, n (ω) after the Fourier transform, A i , k , C i, k , D
By identifying the values of i and k , the vibration analysis of the measured object can be modeled. In this modal analysis,
Because the modes are separated, the analysis can be done with a one degree of freedom curve fit. However, in reality,
Since the generated waves often have bending, twisting, compression, etc. at the same time, they may not always have one degree of freedom, but the analysis method of the present invention can significantly reduce the degree of freedom during mode analysis. Becomes

【0018】次に、被測定物として車両用タイヤに本発
明の解析方法を適用し、モデル化を行った例を説明す
る。図3は、実験装置を示している。被測定物であるタ
イヤ10をチューブ上に置き、ほぼ周辺自由状態とみな
せる状態を実現し加振実験を行った。まず、ホイール1
1の観測点にセンサ14を配置するとともに、タイヤ1
0のトレッド面の観測点にセンサ14を配置する。次
に、タイヤ10のトレッド面の1つの場所の加振点に加
振器12を配置する。ホイール11の観測点は、ホイー
ルの中心に1個、ホイールの円周上においてπ/2おき
に4個である。トレッド面の観測点は、トレッド面の車
軸方向に3列、トレッド面の円周方向においてπ/8お
きに16個で計48個である。加振点は、トレッド面の
1つの列において、隣合う観測点の間に1個である。
Next, an example in which the analysis method of the present invention is applied to a vehicle tire as an object to be measured and modeling is performed will be described. FIG. 3 shows the experimental setup. The tire 10, which is the object to be measured, was placed on the tube to realize a state in which it can be regarded as a substantially free state around the periphery, and a vibration test was conducted. First, wheel 1
The sensor 14 is arranged at the observation point 1 and the tire 1
The sensor 14 is arranged at the observation point on the 0 tread surface. Next, the vibration exciter 12 is arranged at a vibration point at one place on the tread surface of the tire 10. The observation points of the wheel 11 are one at the center of the wheel and four at every π / 2 on the circumference of the wheel. The tread surface has three observation points in the axial direction of the tread surface, and 16 points at every π / 8 in the circumferential direction of the tread surface, for a total of 48 points. There is one excitation point between adjacent observation points in one row on the tread surface.

【0019】円周方向に16個のセンサ14を配置した
本実施形態では、8次(N/2)までのモードを表すこ
とができるが、円周上のセンサ14は、多くなるほど同
定可能な周波数帯域が広がる。モード次数は、周波数帯
域の広さに関係しており、16個のセンサ14を配置し
た本実施形態の場合、300Hz程度の周波数帯域まで
伝達関数を得ることができ、24個のセンサ14を配置
した場合は、400Hz程度の周波数帯域まで伝達関数
を得ることができる。このように、本発明では、高周波
数帯域まで伝達関数を得ることができる。
In the present embodiment in which 16 sensors 14 are arranged in the circumferential direction, modes up to the 8th order (N / 2) can be represented, but the more sensors 14 on the circumference can be identified. The frequency band expands. The mode order is related to the width of the frequency band, and in the case of this embodiment in which 16 sensors 14 are arranged, a transfer function can be obtained up to a frequency band of about 300 Hz, and 24 sensors 14 are arranged. In that case, a transfer function can be obtained up to a frequency band of about 400 Hz. Thus, according to the present invention, the transfer function can be obtained up to a high frequency band.

【0020】図1に示した加振器12により、加振点に
おいてタイヤ10に動的な作用を与えると、加振点から
それぞれの観測点に振動が伝わり、センサ14によって
振動が応答として測定される。センサ14の応答は、信
号処理装置20によって、伝達関数として処理される。
When a dynamic action is applied to the tire 10 at the excitation point by the exciter 12 shown in FIG. 1, the vibration is transmitted from the excitation point to each observation point, and the vibration is measured by the sensor 14 as a response. To be done. The response of the sensor 14 is processed by the signal processor 20 as a transfer function.

【0021】図4は、加振点10000と1001番の
観測点との間における位相及び伝達関数(アクセレラン
ス)を示すボード線図であり、他の観測点における位相
及び伝達関数(アクセレランス)も同様に測定される。
実験によって得られた加振点の各観測点との間の伝達関
数は、数7に基づいて「周波数毎に空間的に」フーリエ
変換される。このフーリエ変換は、トレッド面の観測点
1001〜1016番、2001〜2016番、300
1〜3016番の3列の観測点に対して、それぞれ円周
方向、車軸方向及び半径方向の応答をそれぞれ別に分け
てから行う。また、ホイール11の観測点1〜5につい
ても同様にフーリエ変換を行う。図5は、加振点100
00番を半径方向に加振した際の観測点1000〜10
16番の半径方向応答についてモード別伝達関数の絶対
値を示している。同図よりモードの分離ができているこ
とを理解することができる。この実験において、300
Hz以下の周波数帯域に存在するトレッド面の振動モー
ドは、半径方向の曲げと半径方向の捩りを伴う車軸方向
への曲げの2つがあり、図5において各次数に現われて
いる大きなピークが半径方向の曲げモードであり、それ
より小さなピークが半径方向の捩りを伴う車軸方向への
曲げのモードである。これらのピークに対して曲線適合
を行うことによりモード特性を同定する。
FIG. 4 is a Bode diagram showing the phase and transfer function (acceleration) between the excitation point 10000 and the observation point 1001. The phase and transfer function (acceleration) at other observation points. Is measured similarly.
The transfer function between the excitation point and each observation point obtained by the experiment is Fourier-transformed “spatial for each frequency” based on Equation 7. This Fourier transform is performed at observation points 1001 to 1016, 2001 to 2016, and 300 on the tread surface.
Responses in the circumferential direction, the axle direction, and the radial direction are separately divided for the three rows of observation points 1 to 3016. Further, the Fourier transform is similarly performed for the observation points 1 to 5 of the wheel 11. FIG. 5 shows the excitation point 100
Observation points 1000 to 10 when No. 00 is excited in the radial direction
The absolute value of the transfer function for each mode is shown for the 16th radial response. It can be understood from the figure that the modes are separated. In this experiment, 300
There are two vibration modes of the tread surface existing in a frequency band of Hz or less, that is, bending in the radial direction and bending in the axle direction accompanied by torsion in the radial direction. The large peaks appearing in each order in FIG. Bending mode, and a smaller peak is a bending mode in the axial direction with radial twist. The modal characteristics are identified by performing a curve fit on these peaks.

【0022】ところで、タイヤのように中心軸に対して
対称な被測定物では、固有値の重根が存在する。すなわ
ち、タイヤのような円筒形の構造物の場合、軸を含む平
面に対して対称であるという幾何学的な特徴がある。そ
のため、構造が平面に対して対称であり、構造のもつモ
ード形が平面に対して対称でない場合、固有値が同一で
平面に対して対称なモード形を持つ重根のモードが存在
する。しかし、加振実験によって同定されるモードは、
重解のうちの加振点を腹とするモード形だけであるが、
本発明では、トレッド面に発生する定常波としてモード
を同定するので、定常波の物理座標上における位相を
「空間的に」π/2ずらすことにより重根のモードを生
成することにしている。図6は、3次の半径方向の曲げ
モードを示し、位相をπ/2ずらした重根のモードを示
している。こうすることにより、タイヤのような幾何学
的な特徴を持つ被測定物においても、センサ14が測定
した応答をフーリエ変換することで確実にモードをとら
えることができる。
By the way, in an object to be measured which is symmetrical with respect to the central axis, such as a tire, there is a root of eigenvalue. That is, in the case of a cylindrical structure such as a tire, there is a geometrical feature that it is symmetrical with respect to a plane including an axis. Therefore, if the structure is symmetric with respect to the plane and the mode shape that the structure has is not symmetric with respect to the plane, there are double root modes having the same eigenvalue and symmetric mode with respect to the plane. However, the modes identified by the vibration experiment are
Although it is only a mode shape that the excitation point of the multiple solution is the belly,
In the present invention, since the mode is identified as the standing wave generated on the tread surface, the phase of the standing wave is spatially shifted by π / 2 to generate the double root mode. FIG. 6 shows a third bending mode in the radial direction, and shows a double root mode in which the phase is shifted by π / 2. By doing so, even in an object to be measured having a geometrical characteristic such as a tire, it is possible to reliably capture the mode by Fourier-transforming the response measured by the sensor 14.

【0023】次に、ホイールの応答を検討する。図7
は、振動実験で得たホイール11の観測点1番の車軸方
向自己応答の位相及び伝達関数(アクセレランス)を示
すボード線図である。図4との比較において、ホイール
11では、120Hz以上の周波数帯域に複数あるトレ
ッド面での2次以上のモードが現われていない。このこ
とから、タイヤは軸に対して十分に対称であり、トレッ
ド面に発生する2次以上の定常波による振動の運動量は
対称性により釣り合い、ホイールセンターにおける動き
は生じない。したがって、ホイールの観測点におけるモ
ード解析はホイールの動きのある数個のモード、すなわ
ち、0次及び1次のモードについてのみ行うことで十分
である。
Now consider the wheel response. Figure 7
[Fig. 4] is a Bode diagram showing the phase and transfer function (acceleration) of the axle-direction self-response of observation point No. 1 of wheel 11 obtained in a vibration experiment. In comparison with FIG. 4, the wheel 11 does not show the second or higher order modes on the tread surface, which are present in a plurality of frequency bands of 120 Hz or higher. From this fact, the tire is sufficiently symmetrical with respect to the axis, the momentum of vibration due to the standing wave of the second order or higher generated on the tread surface is balanced by the symmetry, and the movement at the wheel center does not occur. Therefore, it is sufficient to carry out the modal analysis at the wheel observation points only for the few modes in which the wheel is moving, namely the 0th and 1st order modes.

【0024】上述の理論及び実験に基づく本発明の解析
方法を図8のフローチャートにしたがって説明する。ま
ず、解析者は、タイヤ10及びホイール11について
は、図2のように、周辺自由状態として、ホイール11
の観測点1〜5にセンサ14を配置するとともに、タイ
ヤ10のトレッド面の観測点1001〜1016番、2
001〜2016番、3001〜3016番にセンサ1
4を配置する。そして、タイヤ10のトレッド面の1つ
の場所の加振点に加振器12を配置する。
The analysis method of the present invention based on the above theory and experiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the analyst determines that the tire 10 and the wheel 11 are in the peripheral free state as shown in FIG.
The sensors 14 are arranged at the observation points 1 to 5 of the tire 10 and observation points 1001 to 1016 of the tread surface of the tire 10
Sensors 1 to 001 to 2016 and 3001 to 3016
Place 4 Then, the vibration exciter 12 is arranged at a vibration point at one place on the tread surface of the tire 10.

【0025】解析者が入力手段26を操作して解析装置
を起動すると、制御手段16が、記憶手段22に格納し
ているプログラムを読み込み、実行する。解析装置は、
解析者に対して出力手段26を通じ、被測定物の寸法等
の入力を促す。解析者は、被測定物となるタイヤについ
て、各種寸法、質量、慣性モーメント及び重心を測定
し、入力手段24からそれぞれの数値を入力する。
When the analyst operates the input means 26 to activate the analysis device, the control means 16 reads and executes the program stored in the storage means 22. The analyzer is
Through the output means 26, the analyst is prompted to input the dimensions and the like of the object to be measured. The analyst measures various dimensions, masses, moments of inertia, and center of gravity of the tires to be measured, and inputs the respective numerical values from the input means 24.

【0026】制御部16が、信号発生器18によって加
振器12からタイヤ10の加振点10000番に動的な
作用を加えると、各観測点のセンサ14は動的な作用の
応答を測定する(ステップS10)。
When the control section 16 applies a dynamic action from the exciter 12 to the excitation point 10000 of the tire 10 by the signal generator 18, the sensor 14 at each observation point measures the response of the dynamic action. (Step S10).

【0027】センサ14が加振点から各観測点への応答
を測定すると、その応答に基づいて信号処理装置20は
応答から伝達関数を求める。次いで、信号処理装置20
は、タイヤの寸法、質量、慣性モーメント及び重心より
タイヤの6自由度の剛体モードを算出してタイヤの剛体
モードを求める(ステップS20)。また、信号処理装
置20は、ホイール上の伝達関数を曲線適合し、ホイー
ルのモード特性を求めるとともに、ホイールの固有振動
数およびモード減衰比を求める(ステップS30)。ま
た、信号処理装置20は、トレッド面の観測点の伝達関
数を周波数毎に円周方向にフーリエ変換する(ステップ
S40)。
When the sensor 14 measures the response from the excitation point to each observation point, the signal processing device 20 obtains a transfer function from the response based on the response. Then, the signal processing device 20
Calculates the rigid body mode of the tire with six degrees of freedom from the tire size, mass, moment of inertia and center of gravity to obtain the rigid body mode of the tire (step S20). Further, the signal processing device 20 curve-fits the transfer function on the wheel to determine the mode characteristic of the wheel, and also determines the natural frequency and modal damping ratio of the wheel (step S30). Further, the signal processing device 20 Fourier-transforms the transfer function at the observation point on the tread surface in the circumferential direction for each frequency (step S40).

【0028】フーリエ変換後の伝達関数は、センサ14
の数に応じてN次まで求められる。本実施形態では、1
6個のセンサ14を用いるので、その半分の8次までの
伝達関数が求められる。このうち、0次及び1次の伝達
関数はホイールの動きのあるモードである。ステップS
40で求めたフーリエ変換後の伝達関数のうち、トレッ
ド面応答形状が0次及び1次の伝達関数と、ホイールの
固有振動数とモード減衰比とにより、信号処理装置20
は最小二乗法によりトレッド面のモード形を算出する
(ステップS41)。
The transfer function after the Fourier transform is the sensor 14
Up to the Nth order is obtained according to the number of In this embodiment, 1
Since the six sensors 14 are used, the transfer function up to the eighth order, which is a half thereof, can be obtained. Of these, the 0th-order and 1st-order transfer functions are modes in which the wheel moves. Step S
Among the transfer functions after the Fourier transform obtained in 40, the signal processing device 20 is obtained by the transfer functions of which the tread surface response shape is 0th order and 1st order, the natural frequency of the wheel and the modal damping ratio.
Calculates the mode shape of the tread surface by the method of least squares (step S41).

【0029】さらに、信号処理装置20は、ステップS
30で求めたホイールのモード特定と、ステップS41
で求めたトレッド面のモード形とにより、ホイールの動
きのある6個のモードと空気の振動モードを算出してホ
イールの動きのあるモードを求める(ステップS3
1)。
Further, the signal processing device 20 has a step S
Specifying the wheel mode obtained in step 30, and step S41
Based on the mode shape of the tread surface obtained in step 6, the six modes in which the wheel is moving and the vibration mode of the air are calculated to obtain the mode in which the wheel is moving (step S3).
1).

【0030】次いで、信号処理装置20は、ホイールの
動きのあるモードとして、フーリエ変換後の伝達関数の
うち2次以上の伝達関数を曲線適合して、トレッド面の
2次以上のモードを求める(ステップS42)。トレッ
ド面の2次以上の伝達関数を曲線適合することにより、
重根のピークからも確実にモードを求めることができ
る。
Next, the signal processor 20 curve-fits a transfer function of the second or higher order out of the transfer functions after the Fourier transform as a mode in which the wheel moves, and obtains a mode of the second or higher order of the tread surface ( Step S42). By curve-fitting the transfer function of the second or higher order on the tread surface,
The mode can be surely obtained from the peak of the root.

【0031】そして、信号処理装置20は、タイヤの剛
体モード、ホイールの動きのあるモード及びトレッド面
の2次以上のモードを特性行列の形で算出する。この特
性行列は、数7の形で表され、出力手段26に表示され
る。そして、求められた特性行列を、記憶手段22に保
存し、プログラムが終了する。
Then, the signal processing device 20 calculates the rigid body mode of the tire, the mode in which the wheel is moving, and the modes of the second or higher order of the tread surface in the form of a characteristic matrix. This characteristic matrix is represented in the form of Equation 7 and displayed on the output means 26. Then, the obtained characteristic matrix is stored in the storage means 22, and the program ends.

【0032】上記特性行列から算出された伝達関数と、
実験で求めた伝達関数との比較を行い、モデル化が所期
の周波数帯域でできているかの検証を行なった。図9
は、周辺自由状態の実験値から求めた伝達関数と、特性
行列からモード形として求めた伝達関数を比較する図で
ある。図9において、点線で示した実験値が1000番
半径方向加振時の3009番半径方向応答の伝達関数、
実線で示した特性行列から算出した伝達関数は1001
番加振時の3009番半径方向応答の伝達関数を示して
いる。加振点10000と観測点1001番とは円周方
向にわずかに(5cm)離れているだけであるので、本
検証では比較対象とした。
A transfer function calculated from the characteristic matrix,
By comparing with the transfer function obtained by the experiment, it was verified whether the modeling was done in the desired frequency band. Figure 9
[Fig. 4] is a diagram comparing a transfer function obtained from an experimental value in a free state with a periphery and a transfer function obtained as a mode form from a characteristic matrix. In FIG. 9, the experimental value indicated by the dotted line is the transfer function of the 3009 radial response at the time of No. 1000 radial excitation,
The transfer function calculated from the characteristic matrix shown by the solid line is 1001.
The transfer function of the 3009 radial response at the time of vibration excitation is shown. Since the excitation point 10000 and the observation point 1001 are only slightly (5 cm) apart in the circumferential direction, they were compared in this verification.

【0033】図9において、8次の半径方向曲げモード
がある270Hz付近までは、実験値と特性行列の算出
値がよく適合している。また、図9には示していない
が、他の観測点や他の伝達関数も高い一致を見せた。こ
の実験結果から、中心軸に対して対称な粘弾性ある被測
定物について、正しくモデル化ができることを示してい
る。また、モデルが特性行列の形で得られるので、固有
値解析を行なうことによって求まる固有振動数及びモー
ド減衰比を求めることもできる。
In FIG. 9, the experimental values and the calculated values of the characteristic matrix are well matched up to around 270 Hz where the 8th-order radial bending mode is present. Further, although not shown in FIG. 9, other observation points and other transfer functions also showed high agreement. From this experimental result, it is shown that a viscoelastic object to be measured symmetrical with respect to the central axis can be accurately modeled. Further, since the model is obtained in the form of a characteristic matrix, it is possible to obtain the natural frequency and modal damping ratio obtained by performing the eigenvalue analysis.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、本発明では、中心軸に対
して対称な被測定物において、振動実験で得た加振力と
応答の測定結果から信号処理によって点から点への伝達
関数を求め、「その伝達関数を周波数毎に空間的にフー
リエ変換することにより点からモード形への伝達関数を
求め」、車両用タイヤのように減衰性が大きく共振周波
数が高次まで得にくい粘弾性ある材料の被測定物であっ
ても、振動モードの取りこぼしがなく、多くの共振モー
ドと振動数を同定することができる。しかも、特性行列
の形でモデルを算出することができるので、境界条件の
変更が容易であるために設計解析上理想的に使いやすい
モデル化を実現することができる。さらに、中心軸に対
して対称な被測定物に特有の重根の問題も、その重根の
モードを確実にとらえることができ、車両において着目
したい高周波帯域(300Hz程度又はそれ以上)であ
っても、実験的モデル化が可能である。
As described above, according to the present invention, in the object to be measured which is symmetrical with respect to the central axis, the transfer function from point to point is obtained by signal processing from the measurement results of the excitation force and the response obtained in the vibration experiment. "The transfer function from the point to the mode shape is obtained by spatially Fourier transforming the transfer function for each frequency." Even for an object to be measured made of an elastic material, there are no omissions of vibration modes, and many resonance modes and frequencies can be identified. Moreover, since the model can be calculated in the form of the characteristic matrix, the boundary conditions can be changed easily, and thus the modeling that is ideally easy to use in design analysis can be realized. Furthermore, the problem of the heavy root peculiar to the DUT that is symmetric with respect to the central axis can be surely caught in the mode of the heavy root, and even in the high frequency band (about 300 Hz or more) of interest in the vehicle, Experimental modeling is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による振動解析方法を説明するブロッ
ク図。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a vibration analysis method according to the present invention.

【図2】 タイヤの側面の模式図。FIG. 2 is a schematic view of a side surface of a tire.

【図3】 本発明の解析方法を実施するための実験装置
の模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram of an experimental device for carrying out the analysis method of the present invention.

【図4】 加振点10000と1001番の観測点との
間における位相及び伝達関数(アクセレランス)を示す
ボード線図。
FIG. 4 is a Bode diagram showing the phase and transfer function (acceleration) between the excitation point 10000 and the observation point 1001.

【図5】 加振点10000番を半径方向に加振した際
の観測点1000〜1016番の半径方向応答について
モード別伝達関数の絶対値を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the absolute value of a transfer function for each mode with respect to the radial response of observation points 1000 to 1016 when the excitation point No. 10000 is excited in the radial direction.

【図6】 3次の半径方向の曲げモードを示し、位相を
π/2ずらした重根のモードを立体的に示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a third bending mode in a radial direction and showing a cubic root mode with a phase shifted by π / 2 in a three-dimensional manner.

【図7】 振動実験で得たホイール11の観測点1番の
車軸方向自己応答の位相及び伝達関数(アクセレラン
ス)を示すボード線図。
FIG. 7 is a Bode diagram showing the phase and the transfer function (acceleration) of the self-response in the axle direction of the observation point No. 1 of the wheel 11 obtained in the vibration experiment.

【図8】 本発明による振動解析方法を実行するための
フローチャート。
FIG. 8 is a flowchart for executing the vibration analysis method according to the present invention.

【図9】周辺自由状態の実験値から求めた伝達関数と、
特性行列からモード形として求めた伝達関数を比較する
ボード線図。
FIG. 9 is a transfer function obtained from experimental values in a free state in the periphery,
The Bode diagram comparing the transfer functions obtained as the mode form from the characteristic matrix.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 被測定物(タイヤ) 11 ホイール 12 加振器 14 センサ 16 制御部 18 信号発生器 20 信号処理手装置 22 記憶手段 24 入力手段 26 出力手段 10 DUT (tire) 11 wheels 12 shaker 14 sensors 16 Control unit 18 signal generator 20 Signal processor 22 storage means 24 Input means 26 Output means

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中心軸に対して対称な被測定物の1つの
場所の加振点に加振器を配置する工程;前記被測定物の
円周表面上における複数の観測点にセンサを配置する工
程;前記センサによって前記加振点と前記観測点との間
の伝達関数を測定する工程;及び前記加振点と前記観測
点との間の伝達関数を周波数毎に空間的にフーリエ変換
して点からモード形への伝達関数を求める工程;を備え
ることを特徴とする、中心軸に対して対称な被測定物の
振動解析方法。
1. A step of arranging a vibration exciter at a vibration point at one location of an object to be measured which is symmetrical with respect to a central axis; sensors are arranged at a plurality of observation points on a circumferential surface of the object to be measured. Measuring the transfer function between the excitation point and the observation point by the sensor; and spatially Fourier transforming the transfer function between the excitation point and the observation point for each frequency. And a step of obtaining a transfer function from a point to a mode shape. A method of analyzing vibration of an object to be measured symmetrical with respect to a central axis.
【請求項2】 タイヤのトレッド面の1つの場所の加振
点に加振器を配置する工程;ホイール上の観測点にセン
サを配置する工程;前記ホイールに取り付けられたタイ
ヤのトレッド面の複数の観測点にセンサを配置する工
程;前記センサによって前記加振点と前記観測点との間
の伝達関数を測定する工程;前記加振点と前記ホイール
の観測点との間の伝達関数を曲線適合により求めて前記
ホイールのモード特性及び前記ホイールのモード特性を
求める工程;前記加振点と前記タイヤの観測点との間の
伝達関数を周波数毎に空間的にフーリエ変換して点から
モード形への伝達関数を求める工程;フーリエ変換後の
伝達関数のうち0次及び1次の伝達関数と前記ホイール
のモード特性とにより前記トレッド面の前記ホイールの
動きのあるモードを求める工程;前記ホイールのモード
特性と前記トレッド面のモードより、前記ホイールの動
きのある6個のモードと空気の振動モードを算出して前
記ホイールの動きのあるモードを求める工程;フーリエ
変換後の伝達関数のうち2次以上の伝達関数を曲線適合
して前記トレッド面の2次以上のモードを求める工程;
及び前記タイヤの寸法、質量、慣性モーメント及び重心
より前記タイヤの6自由度の剛体モードを算出して前記
タイヤの剛体モードを求める工程;を備えることを特徴
とする、中心軸に対して対称な被測定物の振動解析方
法。
2. A step of arranging a vibration exciter at a vibration point at one place on a tread surface of a tire; a step of arranging a sensor at an observation point on a wheel; a plurality of tread surfaces of a tire attached to the wheel. Arranging a sensor at the observation point of: a step of measuring a transfer function between the excitation point and the observation point by the sensor; a curve of a transfer function between the excitation point and the observation point of the wheel Determining the modal characteristics of the wheel and the modal characteristics of the wheel by fitting; spatially Fourier transforming the transfer function between the excitation point and the observation point of the tire for each frequency to form the mode A transfer function to the tread surface of the tread surface by the 0th and 1st order transfer functions of the transfer function after Fourier transform and the mode characteristics of the wheel. Step; calculating six modes with movement of the wheel and vibration modes of air from the mode characteristics of the wheel and modes of the tread surface to obtain a mode with movement of the wheel; after Fourier transform Curve-fitting a transfer function of the second or higher order among the transfer functions of, to obtain a second or higher mode of the tread surface;
And a step of calculating a rigid body mode of the tire with six degrees of freedom from the size, mass, moment of inertia and center of gravity of the tire to obtain the rigid body mode of the tire, which is symmetric with respect to the central axis. Vibration analysis method for DUT.
【請求項3】 フーリエ変換後の伝達関数のうち2次以
上の伝達関数を曲線適合して前記トレッド面の2次以上
のモードを求める工程において、前記モードの位相を空
間的にπ/2ずらして、トレッド面のモードの重根を生
成することを特徴とする、請求項2の振動解析方法。
3. In the step of curve-fitting a transfer function of the second or higher order among transfer functions after Fourier transform to obtain a mode of the second or higher order of the tread surface, the phase of the mode is spatially shifted by π / 2. 3. The vibration analysis method according to claim 2, wherein the root of the mode of the tread surface is generated.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかの振動
解析方法において、前記ホイールの動きのあるモード
と、前記トレッド面の2次以上のモードと、前記タイヤ
の剛体モードとにより特性行列を算出する工程を含む振
動解析方法。
4. The vibration analysis method according to any one of claims 1 to 3, wherein a characteristic matrix is formed by a mode in which the wheel is moving, a second or higher mode of the tread surface, and a rigid body mode of the tire. A vibration analysis method including a step of calculating.
【請求項5】 中心軸に対して対称な被測定物の1つの
場所の加振点から前記被測定物の円周表面上における複
数の観測点のセンサとの間の伝達関数を求める処理;及
び前記加振点と前記観測点との間の伝達関数を周波数毎
に空間的にフーリエ変換して点からモード形への伝達関
数を求める処理;を備えることを特徴とする、中心軸に
対して対称な被測定物の振動を解析するための、コンピ
ュータ読み取り可能なプログラム。
5. A process of obtaining a transfer function between sensors at a plurality of observation points on the circumferential surface of the measured object from an excitation point at one location of the measured object that is symmetrical with respect to the central axis; And a process of spatially Fourier transforming a transfer function between the excitation point and the observation point for each frequency to obtain a transfer function from a point to a mode shape. A computer-readable program for analyzing the vibration of a symmetrical object to be measured.
【請求項6】 タイヤのトレッド面の1つの場所の加振
点からホイール上の観測点との間の伝達関数を求める処
理;前記タイヤのトレッド面の1つの場所の加振点から
前記ホイールに取り付けられたタイヤのトレッド面の観
測点との間の伝達関数を求める処理;前記加振点と前記
ホイールの観測点との間の伝達関数を曲線適合により求
めて前記ホイールのモード特性及び前記ホイールのモー
ド特性を求める処理;前記加振点と前記タイヤの観測点
との間の伝達関数を周波数毎に空間的にフーリエ変換し
て点からモード形への伝達関数を求める処理;フーリエ
変換後の伝達関数のうち0次及び1次の伝達関数と前記
ホイールのモード特性とにより前記トレッド面の前記ホ
イールの動きのあるモードを求める処理;前記ホイール
のモード特性と前記トレッド面のモードより、前記ホイ
ールの動きのある6個のモードと空気の振動モードを算
出して前記ホイールの動きのあるモードを求める処理;
フーリエ変換後の伝達関数のうち2次以上の伝達関数を
曲線適合して前記トレッド面の2次以上のモードを求め
る処理;及び前記タイヤの寸法、質量、慣性モーメント
及び重心より前記タイヤの6自由度の剛体モードを算出
して前記タイヤの剛体モードを求める処理;を備えるこ
とを特徴とする、中心軸に対して対称な被測定物の振動
を解析するための、コンピュータ読み取り可能なプログ
ラム。
6. A process for obtaining a transfer function between an excitation point at one location on a tread surface of a tire and an observation point on the wheel; a process from an excitation point at one location on the tread surface of the tire to the wheel. A process for obtaining a transfer function between an observation point on the tread surface of an attached tire; a transfer function between the excitation point and the observation point for the wheel is obtained by curve fitting, and a mode characteristic of the wheel and the wheel. Processing for obtaining the mode characteristic of the above; processing for spatially Fourier transforming the transfer function between the excitation point and the observation point of the tire for each frequency to obtain a transfer function from the point to the mode shape; A process of obtaining a mode in which the wheel moves on the tread surface based on the 0th and 1st order transfer functions of the transfer function and the mode characteristics of the wheel; A process of calculating the six modes in which the wheel is moving and the vibration mode of air from the modes of the tread surface to obtain the mode in which the wheel is moving;
A process of curve-fitting a transfer function of the second or higher order out of the transfer functions after Fourier transform to obtain a second or higher order mode of the tread surface; and six degrees of freedom of the tire from the size, mass, moment of inertia and center of gravity of the tire. A computer-readable program for analyzing the vibration of an object to be measured symmetrical with respect to a central axis, the process comprising: calculating a rigid body mode of a degree to obtain the rigid body mode of the tire.
【請求項7】 フーリエ変換後の伝達関数のうち2次以
上の伝達関数を曲線適合して前記トレッド面の2次以上
のモードを求める処理において、前記モードの位相を空
間的にπ/2ずらして、トレッド面のモードの重根を生
成する処理をさらに含むことを特徴とする、請求項6の
コンピュータ読み取り可能なプログラム。
7. In a process of curve-fitting a transfer function of a second order or higher among transfer functions after Fourier transform to obtain a second order or higher mode of the tread surface, the phase of the mode is spatially shifted by π / 2. The computer-readable program according to claim 6, further comprising a process of generating a root of a mode of a tread surface.
【請求項8】 請求項5乃至請求7のいずれかのコンピ
ュータ読み取り可能なプログラムにおいて、前記ホイー
ルの動きのあるモードと、前記トレッド面の2次以上の
モードと、前記タイヤの剛体モードとにより特性行列を
算出する処理を含むことを特徴とする、コンピュータ読
み取り可能なプログラム。
8. The computer-readable program according to any one of claims 5 to 7, characterized by a mode in which the wheel moves, a second or higher mode of the tread surface, and a rigid body mode of the tire. A computer-readable program comprising a process of calculating a matrix.
【請求項9】 中心軸に対して対称な被測定物の1つの
場所の加振点から前記被測定物の円周表面上における複
数の観測点のセンサとの間の伝達関数を求める処理;及
び前記加振点と前記観測点との間の伝達関数をフーリエ
変換して点からモード形への伝達関数を求める処理;を
備えることを特徴とする、 中心軸に対して対称な被測定物の振動を解析するための
プログラムをコンピュータに実行させるために記録した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
9. A process of obtaining a transfer function between a sensor at a plurality of observation points on a circumferential surface of the measured object from a vibration point at one location of the measured object that is symmetrical with respect to a central axis; And a process of Fourier-transforming a transfer function between the excitation point and the observation point to obtain a transfer function from a point to a mode shape. An object to be measured symmetric with respect to a central axis. A computer-readable recording medium for recording a program for causing a computer to execute a program for analyzing the vibration of the.
【請求項10】 タイヤのトレッド面の1つの場所の加
振点からホイール上の観測点との間の伝達関数を求める
処理;前記タイヤのトレッド面の1つの場所の加振点か
ら前記ホイールに取り付けられたタイヤのトレッド面の
観測点との間の伝達関数を求める処理;前記加振点と前
記ホイールの観測点との間の伝達関数を曲線適合により
求めて前記ホイールのモード特性及び前記ホイールのモ
ード特性を求める処理;前記加振点と前記タイヤの観測
点との間の伝達関数を周波数毎に空間的にフーリエ変換
して点からモード形への伝達関数を求める処理;フーリ
エ変換後の伝達関数のうち0次及び1次の伝達関数と前
記ホイールのモード特性とにより前記トレッド面の前記
ホイールの動きのあるモードを求める処理;前記ホイー
ルのモード特性と前記トレッド面のモードより、前記ホ
イールの動きのある6個のモードと空気の振動モードを
算出して前記ホイールの動きのあるモードを求める処
理;フーリエ変換後の伝達関数のうち2次以上の伝達関
数を曲線適合して前記トレッド面の2次以上のモードを
求める処理;及び前記タイヤの寸法、質量、慣性モーメ
ント及び重心より前記タイヤの6自由度の剛体モードを
算出して前記タイヤの剛体モードを求める処理;を備え
ることを特徴とする、中心軸に対して対称な被測定物の
振動を解析するためのプログラムをコンピュータに実行
させるために記録したコンピュータ読み取り可能な記録
媒体。
10. A process of obtaining a transfer function between an excitation point at one location on a tread surface of a tire and an observation point on the wheel; a process from an excitation point at one location on the tread surface of the tire to the wheel. A process for obtaining a transfer function between an observation point on the tread surface of an attached tire; a transfer function between the excitation point and the observation point for the wheel is obtained by curve fitting, and a mode characteristic of the wheel and the wheel. Processing for obtaining the mode characteristic of the above; processing for spatially Fourier transforming the transfer function between the excitation point and the observation point of the tire for each frequency to obtain a transfer function from the point to the mode shape; A process of obtaining a mode in which the wheel is moving on the tread surface based on 0th and 1st order transfer functions of the transfer function and the mode characteristics of the wheel; A process of calculating the six modes in which the wheel is moving and the vibration mode of air from the modes of the tread surface to obtain the mode in which the wheel is moving; transfer of the second or higher order of transfer functions after Fourier transform Rigid body mode of the tire by calculating a rigid body mode of 6 degrees of freedom of the tire from the size, mass, moment of inertia and center of gravity of the tire by curve fitting a function to obtain a second or higher mode of the tread surface. And a computer-readable recording medium for causing a computer to execute a program for analyzing vibration of an object to be measured that is symmetrical about a central axis.
【請求項11】 フーリエ変換後の伝達関数のうち2次
以上の伝達関数を曲線適合して前記トレッド面の2次以
上のモードを求める処理において、前記モードの位相を
空間的にπ/2ずらして、トレッド面のモードの重根を
生成する処理をさらに含むことを特徴とする、請求項1
0コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
11. In a process of curve-fitting a transfer function of a second order or higher among transfer functions after Fourier transform to obtain a second order or higher mode of the tread surface, the phase of the mode is spatially shifted by π / 2. The method further includes a process of generating a multiple root of a mode of the tread surface.
0 Computer readable recording medium.
【請求項12】 請求項9乃至請求11のいずれかのコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体において、前記ホイ
ールの動きのあるモードと、前記トレッド面の2次以上
のモードと、前記タイヤの剛体モードとにより特性行列
を算出する処理を含むことを特徴とする、コンピュータ
読み取り可能な記録媒体。
12. The computer-readable recording medium according to any one of claims 9 to 11, wherein a mode in which the wheel moves, a secondary or higher mode of the tread surface, and a rigid body mode of the tire are used. A computer-readable recording medium including a process of calculating a characteristic matrix.
JP2002089621A 2002-03-27 2002-03-27 Method of analyzing vibration of object under measurement symmetric with respect to central axis, program for executing the method, and computer-readable recording medium storing the program Expired - Fee Related JP4123412B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002089621A JP4123412B2 (en) 2002-03-27 2002-03-27 Method of analyzing vibration of object under measurement symmetric with respect to central axis, program for executing the method, and computer-readable recording medium storing the program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002089621A JP4123412B2 (en) 2002-03-27 2002-03-27 Method of analyzing vibration of object under measurement symmetric with respect to central axis, program for executing the method, and computer-readable recording medium storing the program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003287461A true JP2003287461A (en) 2003-10-10
JP4123412B2 JP4123412B2 (en) 2008-07-23

Family

ID=29235162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002089621A Expired - Fee Related JP4123412B2 (en) 2002-03-27 2002-03-27 Method of analyzing vibration of object under measurement symmetric with respect to central axis, program for executing the method, and computer-readable recording medium storing the program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4123412B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006266826A (en) * 2005-03-23 2006-10-05 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method and computer program for vibration mode determination
JP2006266825A (en) * 2005-03-23 2006-10-05 Yokohama Rubber Co Ltd:The Determination method on vibration mode of structure and computer program for determining vibration mode of structure
JP2010243370A (en) * 2009-04-07 2010-10-28 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method and computer program for vibration analysis of ring-like structure
JP2011164031A (en) * 2010-02-12 2011-08-25 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method and computer program for determining vibration mode of ring-shaped structure
JP2011169734A (en) * 2010-02-18 2011-09-01 Bridgestone Corp Radiation sound predicting method
JP2012002756A (en) * 2010-06-18 2012-01-05 Bridgestone Corp Radiation sound forecasting device, radiation sound forecasting method and program
JP2013083568A (en) * 2011-10-11 2013-05-09 Toshiba Corp Blade vibration measuring device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006266826A (en) * 2005-03-23 2006-10-05 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method and computer program for vibration mode determination
JP2006266825A (en) * 2005-03-23 2006-10-05 Yokohama Rubber Co Ltd:The Determination method on vibration mode of structure and computer program for determining vibration mode of structure
JP4626351B2 (en) * 2005-03-23 2011-02-09 横浜ゴム株式会社 Method for discriminating vibration mode of structure and computer program for discriminating vibration mode of structure
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
JP2010243370A (en) * 2009-04-07 2010-10-28 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method and computer program for vibration analysis of ring-like structure
JP2011164031A (en) * 2010-02-12 2011-08-25 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method and computer program for determining vibration mode of ring-shaped structure
JP2011169734A (en) * 2010-02-18 2011-09-01 Bridgestone Corp Radiation sound predicting method
JP2012002756A (en) * 2010-06-18 2012-01-05 Bridgestone Corp Radiation sound forecasting device, radiation sound forecasting method and program
JP2013083568A (en) * 2011-10-11 2013-05-09 Toshiba Corp Blade vibration measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4123412B2 (en) 2008-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2904368B1 (en) Turbine blade fatigue life analysis using non-contact measurement and dynamical response reconstruction techniques
DK2646787T3 (en) Method for improving the provision of swing forms of a mechanical structure and uses
EP2032950A1 (en) Methods and apparatus for modal parameter estimation
JP2007147634A (en) Method and device for vibration analysis and computer-readable recording medium
EP2390644B1 (en) Method and system for determining static and/or dynamic, loads using inverse dynamic calibration
WO2010115022A2 (en) Identification of loads acting on an object
Garcia-Pozuelo et al. Development and experimental validation of a real-time analytical model for different intelligent tyre concepts
JP4123412B2 (en) Method of analyzing vibration of object under measurement symmetric with respect to central axis, program for executing the method, and computer-readable recording medium storing the program
Abd_Elsalam et al. Modal analysis on tire with respect to different parameters
Bertini et al. Robot assisted modal analysis on a stationary bladed wheel
JP2001350741A (en) Method and device for analyzing vibration and computer readable recording medium
US6609428B2 (en) Nonresonant technique for estimation of the mechanical properties of viscoelastic materials
JP2009204517A (en) Oscillation analytic method and oscillation analytic equipment
Patil et al. Experimental modal analysis on a tyre–lessons learned
JP7100544B2 (en) Tire vibration characteristic evaluation method
JP5564889B2 (en) Viscoelasticity test method, tire simulation method, and tire simulation apparatus
JP2020183901A (en) Correction method for tire uniformity data and tire uniformity machine
Sujatha Basics of experimental modal analysis
JP6535208B2 (en) Structure identification device for vibration analysis model and identification method thereof
JP5445198B2 (en) Method for discriminating vibration mode of annular structure and computer program for discriminating vibration mode of annular structure
McBride Granda A wave propagation approach for prediction of tire-pavement interaction noise
Delamotte et al. Simple models for the dynamic modeling of rotating tires
Fouladi et al. Inverse combustion force estimation based on response measurements outside the combustion chamber and signal processing
Bottois et al. Identification of local young's modulus and loss factor of curved beam by using an inverse method and a finite element operator
JPH11281522A (en) Method and device for analyzing vibration characteristic

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050218

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050525

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050525

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20050804

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20050824

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070911

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071112

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20071023

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20071023

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080219

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20080219

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080325

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080423

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees