JP2008269455A - 振動制御系機械評価装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】振動制御系機械の構造解析モデルを生成する解析モデル生成手段と、構造解析モデルの固有振動解析を行う構造解析手段と、固有振動解析結果を基に機構解析モデルの動的応答解析を行って機構解析モデルの制御量に対する状態量を算出する機構解析手段と、振動制御系機械の計画加速度、計画速度または計画変位のいずれかと状態量とを基に機構解析モデルの制御量を決定する制御解析手段と、過渡応力を基に寿命を評価する寿命評価手段とを備え、制御解析手段または機構解析手段は、相互の連成解析によって時系列的に得られた状態量の内、加速度または力の履歴情報を構造解析手段に出力し、構造解析手段は加速度または力の履歴情報を基に構造解析モデルの過渡応答解析を行って過渡応力を算出する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施形態に係る振動制御系機械評価装置の機能ブロック図である。この図1に示すように、本振動制御系機械評価装置は、入力装置10、演算装置20、記憶装置30及び出力装置40から構成されている。
入力装置10からの入力情報(設計データ)と解析モデル生成部20aから入力される構造解析モデルのデータとを基に機構解析モデルを生成し、構造解析部20bから入力される固有振動解析結果と、制御解析部20dから入力される駆動力情報(制御量)とを基に、機構解析モデルの機構解析(動的応答特性の解析)を行い、当該解析結果(変位、速度、加速度等の状態量)を制御解析部20dに出力する。また、この機構解析部20cは、寿命評価部20eから寿命評価完了通知を受けた場合、機構解析結果を出力装置40に出力する。
この図に示すように、スタッカクレーン100は、X方向に離間して配置される一対のマスト101及び102と、マスト101及びマスト102を下部にて連結する下部フレーム103と、マスト101及びマスト102を上部にて連結する上部フレーム104と、マスト101及びマスト102の間に配置されると共にマスト101及び102にガイドされた上下方向(Z方向)に昇降される荷台105と、ワイヤを介して荷台105を昇降する昇降装置106と、荷台105に設置されるフォーク装置107とから概略構成されている。
まず、解析モデル生成部20aは、入力装置10から入力されるスタッカクレーン100の設計データを基に、スタッカクレーン100の形状を規定する各線分を細分割することによりスタッカクレーン100を複数の要素(3次元要素)にメッシュ分割した構造解析モデルを生成する(ステップS1)。そして、解析モデル生成部20aは、生成した構造解析モデルのデータを構造解析部20b及び機構解析部20cに出力する(ステップS2)。ここで、構造解析モデルのデータには、スタッカクレーン100を構成する部材の板厚や質量密度、ポアソン比等の材料パラメータも含まれる。これら材料パラメータも入力装置10から入力された情報である。
Claims (5)
- 評価対象物である振動制御系機械の設計データを基に、前記振動制御系機械を複数の要素にメッシュ分割した構造解析モデルを生成する解析モデル生成手段と、
前記構造解析モデルの固有振動解析を行う構造解析手段と、
前記設計データと前記構造解析モデルとを基に機構解析モデルを生成し、前記固有振動解析結果を基に前記機構解析モデルの動的応答解析を行うことにより、前記機構解析モデルの制御量に対する状態量を算出する機構解析手段と、
前記振動制御系機械の計画加速度、計画速度または計画変位のいずれかと前記機構解析手段から得られる前記状態量とを基に前記機構解析モデルの制御量を決定する制御解析手段と、
過渡応力を基に前記構造解析モデルの寿命評価を行う寿命評価手段と、
を備え、
前記制御解析手段または前記機構解析手段は、相互の連成解析によって時系列的に得られた前記状態量の内、加速度または力の履歴情報を前記構造解析手段に出力し、
前記構造解析手段は、前記加速度または力の履歴情報を基に前記構造解析モデルの過渡応答解析を行って前記過渡応力を算出する、
ことを特徴とする振動制御系機械評価装置。 - 前記構造解析手段は、前記構造解析モデルにおいて前記過渡応力が所定の基準値を超える箇所が存在する場合、前記解析モデル生成手段に対して設計データの見直し及び新たな構造解析モデルの生成を指示するか、または、前記制御解析手段に対して制御量の見直し及び前記機構解析手段との再連成解析を指示する、
ことを特徴とする請求項1記載の振動制御系機械評価装置。 - 前記寿命評価手段は、前記寿命評価の結果、前記構造解析モデルにおいて寿命が要求される仕様を満足しない箇所が存在する場合、前記解析モデル生成手段に対して設計データの見直し及び新たな構造解析モデルの再生成を指示するか、または、前記制御解析手段に対して制御量の見直し及び前記機構解析手段との再連成解析を指示する、
ことを特徴とする請求項1または2記載の振動制御系機械評価装置。 - 出力手段を備え、
前記寿命評価手段は、前記寿命評価の結果、前記構造解析モデルにおいて寿命が要求される仕様を満足しない箇所が存在しない場合、前記寿命評価結果を前記出力手段によって外部に出力させると共に、前記制御解析手段または前記機構解析手段に対して前記寿命が仕様を満足した場合の制御量を前記出力手段に出力するように指示する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の振動制御系機械評価装置。 - 評価対象物である振動制御系機械の設計データを基に、前記振動制御系機械を複数の要素にメッシュ分割した構造解析モデルを生成する第1の工程と、
前記構造解析モデルの固有振動解析を行う第2の工程と、
前記設計データと前記構造解析モデルとを基に機構解析モデルを生成し、前記固有振動解析結果を基に前記機構解析モデルの動的応答解析を行うことにより、前記機構解析モデルの制御量に対する状態量を算出する第3の工程と、
前記振動制御系機械の計画加速度、計画速度または計画変位のいずれかと前記機構解析手段から得られる前記状態量とを基に前記機構解析モデルの制御量を決定する第4の工程と、
前記第3の工程と前記第4の工程との連成解析によって時系列的に得られた前記状態量の内、加速度または力の履歴情報を基に前記構造解析モデルの過渡応答解析を行って過渡応力を算出する第5の工程と、
前記過渡応力を基に構造解析モデルの寿命評価を行う第6の工程と、
を有することを特徴とする振動制御系機械評価方法。
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