JP2011081543A - Contribution degree analysis method and apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To calculate a contribution degree of a transmission path for which a force input and an acceleration input are combined arbitrarily. <P>SOLUTION: A contribution degree calculation method includes: an input setting process for setting a physical quantity transmitted at an input point 12 of a structure 10 as a force input or an acceleration input; a function calculation process for calculating a force input transfer function P for a plurality of input points 12 of the force input to a response α at an evaluation point 14 of the stricture 10, and an acceleration input transfer function Q for a plurality of input points 12 of the acceleration input to a response α at the evaluation point 14; and a contribution degree calculation process for calculating a force input contribution degree Cp of the force input to the response α based on the force input value of the structure 10 and the force input transfer function P and calculating an acceleration input contribution degree Cq of the acceleration input to the response α based on the acceleration input value and the acceleration input transfer function Q. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、伝達経路解析技術に関し、特に、複数の振動源を有し、それらが評価点の音響・振動の原因となっているような伝達系において、効率的な改良の指針を得るために、音響・振動面で大きな寄与度(影響)をもっている振動源を特定するための解析技術に関する。   The present invention relates to a transmission path analysis technique, and in particular, in order to obtain a guideline for efficient improvement in a transmission system having a plurality of vibration sources and causing them to be the cause of sound and vibration at an evaluation point. The present invention relates to an analysis technique for identifying a vibration source having a large contribution (influence) on the sound / vibration surface.

この解析技術は、自動車、一般機械装置、建築構造物、OA機器類や鉄道などの分野に適用することができる。   This analysis technique can be applied to fields such as automobiles, general mechanical devices, building structures, OA equipment, and railways.

特許文献1には、少ない処理量で音響対策を施す最適な部位を求めることを目的として、有限要素法(FEM)により、加振点から評価点までの各節点の材料データに基づいて、当該各節点の剛性マトリクス及び質量マトリクスを求める手法(段落0029)が開示されている。そして、構造体の質量及び剛性に応じた各節点の伝達力を算出し、全節点の伝達力を総和することで評価点の音響レベルに及ぼす寄与度を求める(段落0031)。さらに、特許文献1記載の手法では、各節点の剛性マトリックスに応じて、伝達力成分と、質量マトリックスに応じて変化する伝達力成分とを分離することで、各伝達力成分の寄与度を演算する(段落0034)。各節点における伝達力を成分毎に分離することにより、評価点への寄与度を低減するために各節点に挿入すべき部材として、剛性対策と質量対策との何れが有効であるかの判定を図っている(段落0035)。
特許文献2及び非特許文献1には、車室内騒音を評価点とする騒音・音圧伝達特性解析にて、構造体での伝達のみならず、空気伝搬音の影響を含めた解析をすることを目的として、振動源と応答点との間の振動検出信号と、音源と応答点との間の音圧検出信号とをそれぞれ正規化することで、両者を同一と扱い(段落0012,0020,0021)、固体伝搬音と空気伝搬音との寄与度の大きさを把握することを図る(段落0013)手法が開示されている。
特許文献3では、評価点の振動低減に効果の大きい部分を特定することを目的として、最大振幅となる位相にて、各節点の節点力を算出し(段落0010)、節点力として弾性力と慣性力とを算出すると共に、弾性力に基づく寄与度と、慣性力に基づく寄与度とを算出する(段落0012,0036)。そして、特許文献3には、弾性力の寄与度が大きい場合には剛性を高める対策を採り、慣性力の寄与度が大きい場合には質量を増加させる対策を採る手法が開示されている(段落0013,0048)。
特許文献4には、車両の振動伝達特性に対して改善すべきコンポーネントを把握することを目的として、サスペンション、ボディ及びシートについて個別の伝達特性を求める手法が開示されている。さらに、特許文献4では、サスペンションの伝達特性として、サスペンション伝達力/接地面変位とし、ボディ特性として、ボディ加速度/サスペンション伝達力のイナータンス、シート特性として、シート加速度/ボディ加速度とする手法が開示されている。
In Patent Document 1, for the purpose of obtaining an optimal part for performing acoustic countermeasures with a small amount of processing, based on the material data of each node from the excitation point to the evaluation point by the finite element method (FEM), A technique (paragraph 0029) for determining the stiffness matrix and mass matrix of each node is disclosed. Then, the transmission force of each node according to the mass and rigidity of the structure is calculated, and the contribution to the acoustic level of the evaluation point is obtained by summing the transmission force of all the nodes (paragraph 0031). Furthermore, in the method described in Patent Document 1, the contribution of each transmission force component is calculated by separating the transmission force component from the transmission matrix and the transmission force component that changes according to the mass matrix according to the stiffness matrix of each node. (Paragraph 0034). By separating the transmission force at each node for each component, it is determined whether the stiffness countermeasure or the mass countermeasure is effective as a member to be inserted into each node in order to reduce the contribution to the evaluation point. (Paragraph 0035).
In Patent Document 2 and Non-Patent Document 1, in the noise / sound pressure transmission characteristic analysis with vehicle interior noise as an evaluation point, analysis including not only the transmission in the structure but also the effect of the air-borne sound is performed. For this purpose, the vibration detection signal between the vibration source and the response point and the sound pressure detection signal between the sound source and the response point are normalized to treat both as the same (paragraphs 0012, 0020, [0021] A method is disclosed in which the degree of contribution between solid-borne sound and air-borne sound is ascertained (paragraph 0013).
In Patent Document 3, for the purpose of specifying a portion having a large effect on vibration reduction of an evaluation point, a nodal force at each node is calculated at a phase having a maximum amplitude (paragraph 0010), and an elastic force and a nodal force are calculated as follows. The inertial force is calculated, and the contribution based on the elastic force and the contribution based on the inertial force are calculated (paragraphs 0012 and 0036). Patent Document 3 discloses a method of taking a measure for increasing rigidity when the contribution of elastic force is large, and taking a measure of increasing mass when the contribution of inertial force is large (paragraph). 0013,0048).
Patent Document 4 discloses a method for obtaining individual transmission characteristics for a suspension, a body, and a seat for the purpose of grasping components to be improved with respect to the vibration transmission characteristics of a vehicle. Further, Patent Document 4 discloses a method in which the suspension transmission characteristic is suspension transmission force / ground surface displacement, the body characteristic is body acceleration / suspension transmission inertia, and the seat characteristic is seat acceleration / body acceleration. ing.

特開2006-185193号公報JP 2006-185193 A 特開2007-57460号公報JP 2007-57460 A 特開2008-224503号公報JP 2008-224503 A 特開2009-97973号公報JP 2009-97973 A

能村幸介=吉田準史「実稼動データによる伝達経路解析手法」自動車技術会 2006年春季学術講演会前刷集 No55-06, p.7-12 (2006)Kosuke Nomura = Junfumi Yoshida "Transfer Route Analysis Method Using Actual Operational Data" Japan Society of Automotive Engineers 2006 Spring Academic Lecture Preprints No55-06, p.7-12 (2006)

上記特許文献1では、評価点への寄与度が大きい節点を表示しつつ、当該節点に挿入する部材を剛性対策とするか質量対策とするかを提示する旨が開示されているが(段落0035)、実際の構造体では節点等の位置に応じて可能な対策が限られており、剛性に応じた伝達力の寄与度が大きいと判定されても、その節点に対しては剛性対策が不可能な場合もある。すなわち、特許文献1記載の手法では、実際に適用可能な対策に応じた解析をすることができない。この点、特許文献3記載の手法も同様である(段落0048)。
また、特許文献1及び3記載の手法では、有限要素法を前提として構造物に多数の節点を定義し、構造物全体で伝達力の寄与度を求めるため、第1に、実際の構造体への力入力や加振により実行する解析と比較して精度が低く、第2に、予め着目する部分の寄与度ではなく構造全体についての寄与度の分布しか得ることができず、第3に、対策前の解析結果を前提として剛性や質量の対策を施し、対策後に解析をすると、対策の前後で伝達力等が異なり、対策の良否の判定が困難となる、という不都合があった。
上記特許文献2及び非特許文献1記載の手法では、入力点に対する応答点の伝達関数を算出するため、入力点の応答点に対する寄与度を算出することができるが、加速度を入力としているため、従前からの力を入力とする寄与度とどのような関係であるのかが必ずしも明確ではなく、寄与度に応じた対策が、実際には期待される効果を果たさないこととなってしまう。
In the above-mentioned Patent Document 1, it is disclosed that a node having a large contribution to the evaluation point is displayed and a member inserted into the node is presented as a countermeasure for rigidity or a countermeasure for mass (paragraph 0035). However, in the actual structure, possible countermeasures are limited depending on the position of the node, etc. Even if it is determined that the contribution of the transmission force according to the rigidity is large, there is no rigidity countermeasure for that node. Sometimes it is possible. That is, with the method described in Patent Document 1, it is not possible to perform analysis according to measures that can be actually applied. In this respect, the method described in Patent Document 3 is also the same (paragraph 0048).
In the methods described in Patent Documents 1 and 3, a large number of nodes are defined in the structure on the premise of the finite element method, and the contribution of the transmission force is obtained in the entire structure. Compared with the analysis executed by force input or vibration of the second, the accuracy is low, and secondly, it is possible to obtain only the distribution of the contribution of the entire structure, not the contribution of the part of interest, and thirdly, If measures for rigidity and mass are taken on the premise of the analysis results before the countermeasures, and analysis is performed after the countermeasures, there is a disadvantage that transmission force and the like differ before and after the countermeasures, making it difficult to judge whether the countermeasures are good or bad.
In the methods described in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1, since the transfer function of the response point with respect to the input point is calculated, the contribution degree of the input point to the response point can be calculated, but since the acceleration is input, It is not always clear what the relationship is with the contribution level using the conventional force as input, and measures according to the contribution level will not actually achieve the expected effect.

上記特許文献4には、入力を力とし出力を加速度とするイナータンスと、変位量から伝達力への伝達関数等を併用することで、構造体のコンポーネントを単位とした応答への寄与度を求める手法が開示されている。そして、加速度と力とを使用した複数の伝達関数を使用することで、実路走行相当の振動を入力とする車両の振動特性に対する各コンポーネントの寄与度を算出する(段落0053)。しかし、この特許文献4記載の手法では、第1に、力入力と加速度入力とを任意に組み合わせて寄与度を算出することができない。第2に、対策を施すべき周波数帯及びコンポーネントを特定することができても、どのような対策が有効であるかについては何ら情報を得ることができず、第3に、対策を施した後に当該対策の有効性を確認しようとしても、再度加振して新たに伝達関数群を算出しなければならず、対策の前後での有効な比較が難しい、という不都合があった。   In Patent Document 4 described above, the contribution to the response in units of components of the structure is obtained by using together the inertance with the input as the force and the output as the acceleration and the transfer function from the displacement amount to the transfer force. A technique is disclosed. Then, by using a plurality of transfer functions using acceleration and force, the contribution of each component to the vibration characteristics of the vehicle that receives vibration equivalent to actual road travel is calculated (paragraph 0053). However, according to the method described in Patent Document 4, first, the contribution cannot be calculated by arbitrarily combining force input and acceleration input. Secondly, even if the frequency band and component to which countermeasures should be taken can be specified, no information can be obtained about what countermeasures are effective, and thirdly, after the countermeasures have been taken. Even if the effectiveness of the countermeasure is to be confirmed, the transfer function group has to be newly calculated by exciting again, and it is difficult to make an effective comparison before and after the countermeasure.

[課題1]このように、上記従来例では、力入力と加速度入力とを任意に組み合わせた伝達経路の寄与度を算出することができない、という不都合があった。この加速度入力の性質と、力入力と加速度入力とを組み合わせる際の課題については、本願に特有な分析の開示を含めて、その課題を実施形態にてさらに検討する。
[課題2]上記従来例では、適用可能な対策の種類及び位置を前提とした寄与度の解析をすることができない、という不都合があった。
[課題3]さらに、上記従来例では、対策を与える前後にて当該対策の有効性を明確に判定可能な解析をすることができない、という不都合があった。
すなわち、従来例では、対策の効果の予測が不正確で、不確実性の高い予測しかすることができなかった。
[Problem 1] As described above, the conventional example has a disadvantage that it is impossible to calculate the contribution degree of a transmission path in which force input and acceleration input are arbitrarily combined. The subject of the combination of the nature of the acceleration input and the force input and the acceleration input will be further examined in the embodiment including the disclosure of the analysis specific to the present application.
[Problem 2] The conventional example described above has a disadvantage that it is impossible to analyze the degree of contribution based on the type and position of applicable measures.
[Problem 3] Furthermore, the conventional example described above has a disadvantage that it is impossible to perform an analysis that can clearly determine the effectiveness of the countermeasure before and after the provision of the countermeasure.
That is, in the conventional example, the prediction of the effect of the countermeasure is inaccurate, and only the prediction with high uncertainty can be performed.

[発明の目的]本発明の目的は、力入力と加速度入力とを任意に組み合わせた伝達経路の寄与度を算出することにある。
本発明の更なる目的は、適用可能な対策の種類及び位置を前提としつつ、評価点の応答に対する当該位置(入力点)の寄与度を解析することにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to calculate the contribution degree of a transmission path in which force input and acceleration input are arbitrarily combined.
A further object of the present invention is to analyze the contribution of the position (input point) to the response of the evaluation point, assuming the type and position of applicable measures.

[着眼点]本発明の発明者は、力入力の入力点の加速度を、加速度入力と捉えると良い、という点に着目した。そして、力入力の入力点で当該力に対応する加速度を想定し、加速度入力の入力点で当該加速度に対応する力を想定しつつ、伝達関数の算出手法を工夫することで、上記課題を解決できるのではないか、との着想に至った。   [Focus Point] The inventor of the present invention has focused on the point that acceleration at an input point of force input can be regarded as acceleration input. Then, by assuming an acceleration corresponding to the force at the input point of the force input and assuming a force corresponding to the acceleration at the input point of the acceleration input, the above problem is solved by devising a transfer function calculation method. I came up with the idea that I could do it.

[課題解決手段1]実施例1に対応する本発明は、構造体の入力点で伝達される物理量を力入力又は加速度入力と設定する入力設定工程と、前記力入力の複数の前記入力点から前記構造体の評価点の応答までの力入力伝達関数と、前記加速度入力の複数の前記入力点から前記評価点の前記応答までの加速度入力伝達関数とを算出する関数算出工程と、前記構造体の力入力値及び前記力入力伝達関数に基づいて当該力入力の前記応答への力入力寄与度を算出すると共に、前記加速度入力値及び前記加速度入力伝達関数に基づいて当該加速度入力の前記応答への加速度入力寄与度を算出する寄与度算出工程とを備えた、という構成を採っている。
これにより、上記課題1及び2を解決した。
[Problem Solving Means 1] The present invention corresponding to the first embodiment includes an input setting step of setting a physical quantity transmitted at an input point of a structure as a force input or an acceleration input, and a plurality of input points of the force input. A function calculating step of calculating a force input transfer function until a response of the evaluation point of the structure and an acceleration input transfer function from a plurality of the input points of the acceleration input to the response of the evaluation point; and the structure A force input contribution to the response of the force input based on the force input value and the force input transfer function, and to the response of the acceleration input based on the acceleration input value and the acceleration input transfer function. And a contribution degree calculating step for calculating the acceleration input contribution degree.
Thereby, the said subject 1 and 2 were solved.

[課題解決手段2]実施例1にて好適な要素を追加した本発明では、前記寄与度算出工程が、前記力又は加速度の対策後の前記力入力値又は前記加速度入力値と、対策前の前記力入力伝達関数及び前記加速度入力伝達関数とに基づいて、当該対策後の力入力寄与度及び前記加速度入力寄与度を算出する工程を備えた、という構成を採っている。
これにより、上記課題3を解決した。
[Problem Solving Means 2] In the present invention in which suitable elements are added in the first embodiment, the contribution calculation step includes the force input value or the acceleration input value after the countermeasure for the force or acceleration, and the countermeasure before the countermeasure. Based on the force input transfer function and the acceleration input transfer function, a step of calculating the force input contribution after the countermeasure and the acceleration input contribution is provided.
Thereby, the said subject 3 was solved.

本発明は、本明細書の記載及び図面を考慮して各請求項記載の用語の意義を解釈し、各請求項に係る発明を認定すると、各請求項に係る発明は、上記背景技術等との関連において次の有利な効果を奏する。   The present invention interprets the meaning of the terms described in each claim in consideration of the description of the present specification and the drawings, and certifies the invention according to each claim. There are the following advantageous effects in relation to

[発明の作用効果1] 課題解決手段1の寄与度解析方法は、入力設定工程が、構造体の入力点で伝達される物理量を力入力又は加速度入力と設定し、関数算出工程が、前記力入力の複数の前記入力点についての力入力伝達関数と、前記加速度入力の複数の前記入力点についての加速度入力伝達関数とを算出し、寄与度算出工程が、前記構造体の力入力値及び前記力入力伝達関数に基づいて当該力入力の前記応答への力入力寄与度を算出すると共に、前記加速度入力値及び前記加速度入力伝達関数に基づいて当該加速度入力の前記応答への加速度入力寄与度を算出するため、入力点を予め力入力又は加速度入力に定式化しつつ、力入力に関する伝達関数と、加速度入力に関する伝達関数とを算出し、寄与度を求めることができる。
従って、力入力と加速度入力とを任意に組み合わせた伝達経路の寄与度を算出することができる。
力入力と加速度入力とを任意に組み合わせた伝達経路の寄与度の算出が可能となると、設計者が入力点に適用可能な対策の種類及び位置を予め特定しておけば、適用可能な対策に直結する寄与度を算出することができる。
なお、本発明では、評価点での応答の単位を例えば加速度とすると、力入力伝達関数及び加速度入力伝達関数は入力値を加速度の単位に変換する役割を果たし、力入力寄与度と加速度入力寄与度とは加速度の単位で加算性があり、これら寄与度の全てを加算したものが当該評価点での応答となる。
[Functional Effect 1 of the Invention] In the contribution analysis method of the problem solving means 1, the input setting step sets the physical quantity transmitted at the input point of the structure as force input or acceleration input, and the function calculation step includes the force calculation step. A force input transfer function for a plurality of input points of the input and an acceleration input transfer function for the plurality of input points of the acceleration input are calculated, and a contribution calculating step includes a force input value of the structure and the force input value The force input contribution to the response of the force input is calculated based on the force input transfer function, and the acceleration input contribution to the response of the acceleration input is calculated based on the acceleration input value and the acceleration input transfer function. In order to calculate, a transfer function related to force input and a transfer function related to acceleration input can be calculated while formulating input points into force input or acceleration input in advance, and the contribution can be obtained.
Therefore, it is possible to calculate the contribution degree of the transmission path by arbitrarily combining the force input and the acceleration input.
If it is possible to calculate the contribution of the transmission path by arbitrarily combining force input and acceleration input, if the designer specifies in advance the types and positions of measures that can be applied to the input points, the measures can be applied. The degree of contribution that is directly connected can be calculated.
In the present invention, when the unit of response at the evaluation point is acceleration, for example, the force input transfer function and the acceleration input transfer function play a role of converting the input value into the unit of acceleration, and the force input contribution degree and the acceleration input contribution Degree is an additivity in units of acceleration, and the sum of all these contributions is the response at the evaluation point.

[発明の作用効果2] 前記寄与度算出工程が、前記力又は加速度の対策後の前記力入力値又は前記加速度入力値と、対策前の前記力入力伝達関数及び前記加速度入力伝達関数とに基づいて、当該対策後の力入力寄与度及び前記加速度入力寄与度を算出するため、対策の前後にて同一の伝達関数を使用して当該対策の有用性を比較可能に精度良く定量化することができる。このように、本発明では、対策を与える前後にて、計算に使用する伝達関数を同一とすることができるため、当該対策の有効性を明確に判定可能な解析をすることができる。   [Operation Effect 2 of the Invention] The contribution calculation step is based on the force input value or the acceleration input value after the countermeasure for the force or acceleration, and the force input transfer function and the acceleration input transfer function before the countermeasure. Thus, in order to calculate the force input contribution and the acceleration input contribution after the countermeasure, it is possible to use the same transfer function before and after the countermeasure to quantify the usefulness of the countermeasure with high accuracy. it can. As described above, in the present invention, the transfer function used for the calculation can be made the same before and after the countermeasure is given, so that the analysis that can clearly determine the effectiveness of the countermeasure can be performed.

本発明の一実施形態の構成例を示すフローチャートである。(実施例1から3)It is a flowchart which shows the structural example of one Embodiment of this invention. (Examples 1 to 3) 本実施形態での入力点、力入力、加速度入力及び評価点の関係例を示す説明図である。(実施例1から3)It is explanatory drawing which shows the example of a relationship between the input point in this embodiment, force input, acceleration input, and an evaluation point. (Examples 1 to 3) 本実施形態にて四輪車室内音を寄与度解析の対象とするモデルの一例を示す説明図である。(実施例1から3)It is explanatory drawing which shows an example of the model which makes a four-wheeled vehicle interior sound the object of contribution analysis in this embodiment. (Examples 1 to 3) 図3に示すモデルにて力入力ベースで伝達関数を求める一例を示す説明図である。(実施例1から3)It is explanatory drawing which shows an example which calculates | requires a transfer function on the basis of force input with the model shown in FIG. (Examples 1 to 3) 図3に示すモデルにて加速度入力ベースで伝達関数を求める一例を示す説明図である。(実施例1から3)It is explanatory drawing which shows an example which calculates | requires a transfer function on the acceleration input base with the model shown in FIG. (Examples 1 to 3) 図3に示すモデルにて力入力と加速度入力とのハイブリッド入力で伝達関数を求める一例を示す説明図である。(実施例1から3)It is explanatory drawing which shows an example which calculates | requires a transfer function by the hybrid input of force input and acceleration input in the model shown in FIG. (Examples 1 to 3) 本発明の実施例1の構成例を示す説明図である。(実施例1から3)It is explanatory drawing which shows the structural example of Example 1 of this invention. (Examples 1 to 3) 実施例1の処理工程の一例を示すフローチャートである。(実施例1から3)3 is a flowchart illustrating an example of a processing process according to the first embodiment. (Examples 1 to 3) 本発明の実施例2で寄与度解析の対象とするエンジンマウントモデルの一例を示す説明図である。(実施例1から3)It is explanatory drawing which shows an example of the engine mount model made into the object of contribution analysis in Example 2 of this invention. (Examples 1 to 3) 本発明の実施例3で寄与度解析の対象とするマスばねモデルの一例を示す説明図である。(実施例1から3)It is explanatory drawing which shows an example of the mass spring model made into the object of contribution analysis in Example 3 of this invention. (Examples 1 to 3) 図10に示すモデルの伝達関数の一例を示す図で、図11(A)は入力点12Aから応答への伝達関数を示し、図11(B)は入力点12Bから応答への伝達関数を示す。(実施例1から3)FIG. 11A shows an example of the transfer function of the model shown in FIG. 10, FIG. 11A shows the transfer function from the input point 12A to the response, and FIG. 11B shows the transfer function from the input point 12B to the response. . (Examples 1 to 3) 図10に示すモデルへの実際の入力のスペクトルを示す波形図である。(実施例1から3)It is a wave form diagram which shows the spectrum of the actual input to the model shown in FIG. (Examples 1 to 3) 図12に示すスペクトルに対応する対応入力のスペクトルを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the spectrum of the corresponding input corresponding to the spectrum shown in FIG. 図14(A)及び(B)は図10に示すモデルにて力入力ベースで求めた寄与度の一例を示す波形図である。(実施例1から3)FIGS. 14A and 14B are waveform diagrams showing examples of contributions obtained on a force input basis in the model shown in FIG. (Examples 1 to 3) 図15(A)及び(B)は図10に示すモデルにて加速度入力ベースで求めた寄与度の一例を示す波形図である。(実施例1から3)FIGS. 15A and 15B are waveform diagrams showing an example of contributions obtained on an acceleration input basis in the model shown in FIG. (Examples 1 to 3) 図16(A)及び(B)は図10に示すモデルにてハイブリッド入力ベースで求めた寄与度の一例を示す波形図である。(実施例1から3)FIGS. 16A and 16B are waveform diagrams showing examples of contributions obtained on a hybrid input basis in the model shown in FIG. (Examples 1 to 3) 図17(A)及び(B)は図10に示すモデルにて他のハイブリッド入力ベースで求めた寄与度の例を示す波形図である。(実施例1から3)FIGS. 17A and 17B are waveform diagrams showing examples of contributions obtained on the other hybrid input base in the model shown in FIG. (Examples 1 to 3) 図14から図17に示す例での効果予測の一例を示す波形図である。(実施例1から3)It is a wave form diagram which shows an example of the effect prediction in the example shown in FIGS. (Examples 1 to 3)

<1 寄与度解析方法>
<1.1 力入力寄与度と加速度入力寄与度>
発明を実施するための形態として、3つの実施例を開示する。実施例1は寄与度解析方法及び装置である。実施例2では、実施例1の寄与度解析方法又は装置を使用して複数の組み合わせのうち最適な対策の組み合わせを選定する手法を開示する。実施例3では、実施例1の寄与度解析方法及び装置で使用する伝達関数や寄与度の性質を開示する。
実施例1から3までを含めて実施形態という。
<1 Contribution analysis method>
<1.1 Force input contribution and acceleration input contribution>
Three embodiments are disclosed as modes for carrying out the invention. Example 1 is a contribution analysis method and apparatus. In the second embodiment, a method for selecting an optimum combination of countermeasures from among a plurality of combinations using the contribution analysis method or apparatus of the first embodiment is disclosed. In the third embodiment, the transfer function used in the contribution analysis method and apparatus of the first embodiment and the nature of the contribution are disclosed.
Embodiments including Examples 1 to 3 are referred to as embodiments.

振動解析やその寄与度解析の対象として、例えば、四輪車室内音の固体伝播音がある。この固体伝播音の原因には、エンジンマウント42を介して車体に伝わるエンジン40の振動、マフラ54の車体への取付部位を介して車体に伝わるマフラ振動、サスペンション48を介して車体に伝わる路面の凹凸がある。これらの固体伝播音の対策としては、車体構造を変更して車体の振動伝達特性の改善を図る手法と、車体は調整せずに車体部分への入力を軽減する手法とを想定できる。しかし、車両開発ステージの後期においては、車体構造を変更することが困難となり、固体伝播音を調節するには、むしろ車体への入力を低減する対策案を探ることになる。   As an object of vibration analysis and its contribution analysis, for example, there is a solid propagation sound of a four-wheeled vehicle interior sound. The cause of this solid-propagating sound is that the vibration of the engine 40 transmitted to the vehicle body via the engine mount 42, the muffler vibration transmitted to the vehicle body via the attachment portion of the muffler 54 to the vehicle body, and the road surface transmitted to the vehicle body via the suspension 48. There are irregularities. As measures against these solid propagation sounds, a method for improving the vibration transmission characteristics of the vehicle body by changing the vehicle body structure and a method for reducing the input to the vehicle body part without adjusting the vehicle body can be assumed. However, in the later stage of the vehicle development stage, it becomes difficult to change the vehicle body structure, and in order to adjust the solid propagation sound, rather, a countermeasure plan to reduce the input to the vehicle body is sought.

具体的な入力低減策として、代表的な方策は、車体と入力側部材との結合点の結合剛性(例えば、エンジンマウント剛性、サスペンションの車体側取付ブッシュ)を変更し、車体へ伝わる力そのものを変更し、或いは、結合部位へのマス(質量)やダイナミックダンパーの付加により、結合点の振動そのものを抑制する手法である。   As a specific input reduction measure, a typical measure is to change the coupling rigidity (for example, engine mount rigidity, suspension body mounting bushing of the suspension) at the coupling point between the vehicle body and the input side member, and to reduce the force transmitted to the vehicle body itself. This is a method of suppressing the vibration of the bonding point itself by changing or adding a mass or a dynamic damper to the bonding site.

本実施形態は、複数の振動源を有しそれらが評価点の音響・振動の原因となっているような伝達系において、「どの部位にどのような対策(伝わる力を低減するのか、結合点そのものの振動を抑制するのか)を施せば効果的に音や振動の低減ができるか」の指標を与える寄与度解析に関する。   In this embodiment, in a transmission system having a plurality of vibration sources, which are responsible for the sound and vibration of the evaluation point, “what measures to reduce to which part (the transmission force is reduced, the coupling point It is related to a contribution analysis that gives an index of whether sound or vibration can be effectively reduced if the vibration of itself is suppressed.

評価点の固体伝播音や振動に対して、車体各部への入力の寄与度を明らかにする手法として、従来、力を入力として定式化する力ベース手法が用いられていた。さらに、近年、加速度を入力として定式化する加速度ベース手法も提案されている。ともに、コンピュータ・ソフトウエアのシステムとして商品化されている。
力ベースのシステム:LMS社(TPA)、B&K社(SPC)
加速度ベース手法のシステム:Muller-BBM社(PAK Binaural TPA)
また、特許文献2及び非特許文献1は、加速度ベース手法を提案したものと考えることができる。
Conventionally, a force-based method for formulating force as an input has been used as a method for clarifying the contribution of input to each part of the vehicle body with respect to the solid propagation sound and vibration at the evaluation point. Furthermore, in recent years, an acceleration-based method for formulating acceleration as an input has also been proposed. Both have been commercialized as computer software systems.
Force-based systems: LMS (TPA), B & K (SPC)
Acceleration based method system: Muller-BBM (PAK Binaural TPA)
Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 can be considered to have proposed an acceleration-based method.

図2に示す例では、構造体10の複数の入力点12に力又は加速度が入力され、これらの入力が、評価点14の応答αを生じさせている。伝達経路解析による寄与度解析では、この応答αに対して、各入力点12の寄与度を求めるものである。
図3に示す例では、構造体10である車両につき、入力点12を設定し、ドライバーの外耳近傍を評価点14として寄与度解析を行う。
In the example shown in FIG. 2, force or acceleration is input to the plurality of input points 12 of the structure 10, and these inputs cause a response α of the evaluation point 14. In the contribution analysis by the transmission path analysis, the contribution of each input point 12 is obtained with respect to this response α.
In the example shown in FIG. 3, the input point 12 is set for the vehicle that is the structure 10, and the contribution analysis is performed with the vicinity of the driver's outer ear as the evaluation point 14.

○力ベース伝達経路解析
着目する評価点の加速度或いは固体伝播音の音圧をαとするとき、外部入力として力を採用するシステムでは、次式(1a)の力を独立な外部入力として、fiからαまでの伝達関数Hiを用いて、応答αを周波数領域で次式(1b)と分解する。なお、この力ベースの伝達経路解析では、加速度aiは力によって決まる応答となる。
この時、周波数ωにおいて、応答α(加速度或いは音圧)への力入力fiの寄与度Cfiは次式(1c)となる。
○ Force-based transmission path analysis When the acceleration of the target evaluation point or the sound pressure of the solid-propagating sound is α, in a system that uses force as an external input, the force of the following equation (1a) by using a transfer function H i from i to alpha, degrades response alpha in the frequency domain the following equation (1b). In this force-based transmission path analysis, the acceleration a i is a response determined by the force.
At this time, the frequency omega, contribution Cf i responses alpha (acceleration or sound pressure) force input f i to become the following equation (1c).

Figure 2011081543
Figure 2011081543

これらの寄与度Cfiを比較することにより、周波数ωにおいて寄与度Cfiの大きい力入力を特定することができる。そして、寄与度Cfiの大きい部位について、結合剛性を低下するなどの力入力を減ずる対策を検討することとなる。なお、全ての入力点12の寄与度Cfiを加算すると応答αとなる。
入力点12の位置は、簡易な分析であっても通常約15箇所以上ある。そして、1つの入力点12の位置への入力を直交する3軸とすると、15箇所で軸別の入力点12は45個となる。以下、入力は、入力点12の位置及び当該位置での軸数で表す。なお、図2に示す例では、簡易化のために入力点12の各位置にて1軸の自由度とし、入力点の総数をp個としている。
By comparing these contributions Cf i, it is possible to identify a large input force contribution Cf i at frequency omega. Then, for large parts of the contribution Cf i, and thus to consider measures to reduce the input force, such as lowering the bond rigidity. Note that the adding the contribution Cf i for all input points 12 and response alpha.
The position of the input point 12 is usually about 15 or more even in a simple analysis. Then, assuming that the input to the position of one input point 12 is three axes orthogonal to each other, there are 45 input points 12 for each axis at 15 locations. Hereinafter, the input is represented by the position of the input point 12 and the number of axes at the position. In the example shown in FIG. 2, for simplicity, the degree of freedom of one axis is set at each position of the input point 12, and the total number of input points is p.

図4に示す例では、入力点12に2つの力入力の入力点12の位置に入力f1, f2がある。また、図示省略したその他の力入力をfiで示す。これらの入力点12への力入力f1, f2及びその他の力入力fiが、評価点14での応答αを生じさせている。この力入力f1, f2及びfiと応答αとの関係は、各力入力を単位として、伝達関数H1, Hi及びH2で与えられる。 In the example shown in FIG. 4, there are inputs f 1 and f 2 at the position of the input point 12 for two force inputs at the input point 12. Also shows the other forces input is not shown in the f i. The force inputs f 1 , f 2 to these input points 12 and the other force inputs f i cause a response α at the evaluation point 14. The relationship between the force inputs f 1 , f 2 and f i and the response α is given by transfer functions H 1 , H i and H 2 with each force input as a unit.

○加速度ベース伝達経路解析
外部入力として加速度を採用するシステムでは、次式(2a)の加速度を独立な外部入力として、aiからαまでの伝達関数Giを用いて、αを周波数領域で次式(2b)と分解する。なお、力fiは加速度によって決まる応答となる。この時、周波数ωにおいて、加速度(或いは音圧)αへの加速度入力aiの寄与度Caiは次式(2c)となる。
○ Acceleration-based transfer path analysis In a system that uses acceleration as an external input, the following equation (2a) is used as an independent external input, and the transfer function G i from a i to α is used. Decomposes with equation (2b). The force f i is a response determined by the acceleration. At this time, the contribution degree Ca i of the acceleration input a i to the acceleration (or sound pressure) α at the frequency ω is expressed by the following equation (2c).

Figure 2011081543
Figure 2011081543

これらの寄与度Caiを比較することにより、周波数ωにおいて寄与度Caiの大きい加速度入力を特定することができる。そして、寄与度Caiの大きい部位について、マスやダイナミックダンパーを付加するなどの加速度を低減する対策を検討することになる。 By comparing these contribution levels Ca i , an acceleration input having a large contribution level Ca i at the frequency ω can be specified. Then, measures for reducing acceleration, such as adding a mass or a dynamic damper, will be examined for a portion having a large contribution degree Ca i .

例えば、図5に示す例では、入力点12に加速度入力a1, a2及びその他の力入力aiがあり、評価点14での応答αを生じさせている。この加速度入力a1, a2及びaiと応答αとの関係は、各力入力を単位として、伝達関数G1, Gi及びG2で与えられる。 For example, in the example shown in FIG. 5, there are acceleration inputs a 1 and a 2 and other force inputs a i at the input point 12, and a response α at the evaluation point 14 is generated. The relationship between the acceleration inputs a 1 , a 2 and a i and the response α is given by transfer functions G 1 , G i and G 2 with each force input as a unit.

○課題の分析
音や振動対策を行う場合、外部入力点の有る部位では結合剛性の変更等により力入力のコントロールが可能であり、ある部位ではマスの付加等により加速度入力のコントロールが可能である、というように、部位毎に想定される改良策が異なるのが通常である。それらの想定される改良策の中から効果的な対策指針を決定する必要がある。
ところが、従来の力ベース手法では、「全ての力入力は独立で加速度は力入力に応じて決まる」との前提の下、各力入力の寄与度Cfiが算出される。また、従来の加速度ベース手法では、「全ての加速度入力は独立で力は加速度入力に応じて決まる」との前提の下、各加速度入力の寄与度Caiが算出される。
○ Analysis of problems When taking measures against sound and vibration, force input can be controlled by changing the coupling rigidity, etc., in areas with external input points, and acceleration input can be controlled by adding mass in certain areas. Thus, it is normal that the improvement measures assumed for each part are different. It is necessary to determine an effective countermeasure guideline from these possible improvement measures.
However, in the conventional power-based scheme, under the premise that "acceleration independent all forces input is determined according to the force input" contribution Cf i of each force input is calculated. In the conventional acceleration-based method, the contribution degree Ca i of each acceleration input is calculated under the premise that “all acceleration inputs are independent and the force is determined according to the acceleration input”.

そのため、力ベース手法の寄与度分解と加速度ベース手法の寄与度分解を独立に行い、力ベース手法で力の寄与度Cfiの大きい部位を特定し、加速度ベース手法で加速度の寄与度Caiの大きい部位を特定し、其々の部位に其々力と加速度をコントロールする対策を施すと、力ベース手法の前提(全ての力入力は独立であり、加速度は力入力に応じて決まる)と加速度ベース手法の前提(全ての加速度入力は独立であり、力は加速度入力に応じて決まる)が相容れないため矛盾を生じ、其々の対策に期待される効果が得られないという事態を招くことになる。(実施例3参照) Therefore, the contribution decomposition of the force-based method and the contribution decomposition of the acceleration-based method are performed independently, the part where the force contribution Cf i is large is identified by the force-based method, and the acceleration contribution Ca i is determined by the acceleration-based method. If you specify a large part and take measures to control the force and acceleration for each part, the premise of the force-based method (all force inputs are independent, acceleration depends on the force input) and acceleration The premise of the base method (all acceleration inputs are independent and the force is determined according to the acceleration input) is incompatible, resulting in contradiction, and the expected effect of each measure will not be obtained . (See Example 3)

○本実施形態の構成
本実施形態による寄与度解析方法は、入力設定工程S1と、関数算出工程S2と、寄与度算出工程S3とを備えている。
Configuration of the present embodiment The contribution analysis method according to the present embodiment includes an input setting step S1, a function calculation step S2, and a contribution calculation step S3.

図1を参照すると、本実施形態の寄与度解析方法は、まず、構造体10の入力点12で伝達される物理量を力入力ff又は加速度入力aaと設定する(ステップS1,入力設定工程)。寄与度解析の対象とする1つの入力点12は、力入力又は加速度入力の一方に設定する。どの入力点12をどちらの入力とするかの判断は本方法を使用する設計者が行う。この入力点12への入力を力入力又は加速度入力の一方とする設定を、本明細書では、「定式化」という。
入力点12は、振動源側と分析対象の弾性体(構造体10)との接触点である。構造体10の設計者は、各入力点12について、何らかの対策により力のコントロールが可能な入力点12を力入力ffと定式化し、また他の対策により加速度aaのコントロールが可能な入力点12を加速度入力aaと定式化すると良い。
そして、いずれの対策も可能な入力点12については、当該入力点12にてより有意な一方としても良いし、力入力ffとする例と、加速度入力aaとする例とで個別に寄与分析を行い、結果を比較するようにしても良い。また、いずれの対策も不可能と想定される入力点12については、当該入力点12への入力としてより変化が少ないと想定される方を選定すると良い。すなわち、力の対策も加速度の対策も両方ともできない場合には、他の対策の影響をあまり受けないであろうと想定される物理量に振り分けると良い。
この選定は、真の入力に基づいて行うのではなく、あくまで、当該入力点12に施すことが可能な対策に基づいて選定することが望ましい。例えば、ある入力点12に対して、実稼働にて真の入力が力であることが明確であるとしても、当該入力点12にどれだけ力の対策をしても力を低減することには限界があるとする。このような場合、真の入力が力であっても、あえて加速度入力と設定することで、従来にない新規有用な寄与度解析を行うことも可能となる。
そして、ある入力点12の位置が3自由度であれば、実際の入力の方向や評価点14への影響を考慮しつつ3軸方向を定め、各軸毎に力入力ff又は加速度入力aaに設定する。例えば、同一位置の入力点12にてx方向が力入力ffでy方向が加速度入力aaという定式化は有り得る。一方、本実施例では、同一の入力点12で同一の軸方向については、単一の物理量に割り当て、力入力ffと加速度入力aaとの按分等は行わない。
Referring to FIG. 1, in the contribution analysis method of the present embodiment, first, a physical quantity transmitted at the input point 12 of the structure 10 is set as a force input f f or an acceleration input a a (step S1, input setting step). ). One input point 12 to be subjected to contribution analysis is set to one of force input and acceleration input. The designer who uses this method determines which input point 12 is used as which input. In this specification, the setting in which the input to the input point 12 is one of force input and acceleration input is referred to as “formulation”.
The input point 12 is a contact point between the vibration source side and the elastic body (structure 10) to be analyzed. The designer of the structure 10 formulates the input point 12 that can control the force by some measure as the force input f f for each input point 12, and the input point that can control the acceleration a a by other measures. 12 may be formulated as an acceleration input a a .
The input point 12 for which any countermeasure can be taken may be one that is more significant at the input point 12, and contributes individually to the example of the force input f f and the example of the acceleration input a a. Analysis may be performed and results may be compared. In addition, for the input point 12 for which any countermeasure is assumed to be impossible, it is preferable to select the input point 12 that is assumed to have less change as an input to the input point 12. In other words, if neither force countermeasures nor acceleration countermeasures are possible, it is better to allocate physical quantities that are assumed to be less affected by other countermeasures.
This selection is not based on the true input, but is preferably based on measures that can be applied to the input point 12. For example, even if it is clear that a true input is a force in actual operation with respect to a certain input point 12, no matter how much force is applied to the input point 12, the force can be reduced. Suppose that there is a limit. In such a case, even if the true input is a force, it is possible to perform an unprecedented new useful contribution analysis by deliberately setting the acceleration input.
If the position of a certain input point 12 has three degrees of freedom, the three axis directions are determined in consideration of the actual input direction and the influence on the evaluation point 14, and the force input f f or acceleration input a for each axis. It is set to a. For example, at the input point 12 at the same position, there can be a formulation in which the x direction is the force input f f and the y direction is the acceleration input a a . On the other hand, in the present embodiment, the same input point 12 and the same axial direction are allocated to a single physical quantity, and the force input f f and the acceleration input a a are not divided.

この入力設定工程S1に続いて、前記力入力ffの複数の前記入力点12から前記構造体10の評価点14の応答αまでの力入力伝達関数Pと、前記加速度入力の複数の前記入力点12から前記評価点14の応答αまでの加速度入力伝達関数Qとを算出する(ステップS2,関数算出工程)。力入力伝達関数P及び加速度入力伝達関数Qの算出手法は多々あり、イナータンス行列を展開する手法や、クロススペクトルを使用する手法などである。本実施形態では、力入力に定式化された入力点14の一群から応答αへの関数と、加速度入力に定式化された入力点12の一群から応答αへの関数とを別の関数として分けている。
イナータンス行列を取得するには、たとえば、入力から切り離した構造体の各入力点12毎に、力センサを有するハンマで入力点12を打撃して、全入力点の加速度と評価点14の応答を加速度ピックアップで測定することで、入力した力から全入力点の加速度と評価点14までの伝達関数を算出できる。これを全入力点について繰り返せば、イナータンス行列を得ることができる。
また、構造体の各入力点を同時に無相関力加振して、各入力点と応答点の加速度を測定することで、伝達関数を算出することもできる。
さらにFEM等のモデルのシミュレーションにより伝達関数をもとめてもよい。
Following this input setting step S1, a force input transfer function P from a plurality of the input points 12 of the force input f f to a response α of the evaluation point 14 of the structure 10 and a plurality of the inputs of the acceleration input The acceleration input transfer function Q from the point 12 to the response α of the evaluation point 14 is calculated (step S2, function calculation step). There are many methods for calculating the force input transfer function P and the acceleration input transfer function Q, such as a method of developing an inertance matrix and a method of using a cross spectrum. In the present embodiment, the function from the group of input points 14 formulated to force input to the response α and the function from the group of input points 12 formulated to acceleration input to the response α are separated as different functions. ing.
In order to obtain the inertance matrix, for example, for each input point 12 of the structure separated from the input, the input point 12 is hit with a hammer having a force sensor, and the acceleration of all the input points and the response of the evaluation point 14 are obtained. By measuring with the acceleration pickup, the acceleration at all input points and the transfer function up to the evaluation point 14 can be calculated from the input force. If this is repeated for all input points, an inertance matrix can be obtained.
Also, the transfer function can be calculated by simultaneously applying uncorrelated force to each input point of the structure and measuring the acceleration of each input point and the response point.
Further, the transfer function may be obtained by simulation of a model such as FEM.

関数算出工程に続いて、前記構造体10の力入力値及び前記力入力伝達関数Pに基づいて当該力入力ffの前記応答αへの力入力寄与度Cpiを算出すると共に、前記加速度入力値及び前記加速度入力伝達関数Qに基づいて当該加速度入力aaの前記応答αへの加速度入力寄与度Cqjを算出する(ステップS3,寄与度算出工程)。これにより、応答αの振動や音圧について、どの入力点12の寄与度Cpi, Cqjが大きいかが判明するのみならず、どちらに定式化された入力点12の寄与度Cpi, Cqjが大きいのかが判明する。従って、寄与度Cpi, Cqjが大きい入力点12に施すべき対策をその定式化に従って実行することが可能となる。このため、寄与度分析をしたが、その入力点12には実際には有効な対策を施せない、という不都合の発生を防止することができる。 Following the function calculation process, and calculates the force input contribution Cp i to the response α of the force input f f based on the force input value and said force input transfer function P of the structure 10, the acceleration input Based on the value and the acceleration input transfer function Q, an acceleration input contribution Cq j to the response α of the acceleration input a a is calculated (step S3, contribution calculation step). This not only determines which input point 12 contribution Cp i , Cq j is large with respect to the vibration or sound pressure of the response α, but also the contribution Cp i , Cq j of the input point 12 formulated to which. Is found to be large. Therefore, it is possible to execute a countermeasure to be applied to the input point 12 having a large contribution degree Cp i , Cq j according to the formulation. For this reason, although the contribution degree analysis is performed, it is possible to prevent an inconvenience that an effective measure cannot be actually applied to the input point 12.

このように、本実施形態では、評価点の振動或いは音圧に対して複数の外部入力の寄与度Cpi, Cqjを解析する際に、振動或いは音圧を低減するために各入力点で想定される改良策に応じて外部入力を力入力或いは加速度入力として定義する(定式化)。そして、入力として定義した力と加速度から評価点の振動或いは音圧までの伝達特性に基づき入力の寄与度Cpi, Cqjを求める。これにより、入力を変化させたときの評価点14の応答を予測することができる。 Thus, in this embodiment, the contribution Cp i of the plurality of external input to the vibration or sound pressure of the evaluation points, in analyzing Cq j, at each input point in order to reduce the vibration or sound pressure The external input is defined as a force input or an acceleration input according to an assumed improvement measure (formulation). Then, input contributions Cp i and Cq j are obtained based on transfer characteristics from force and acceleration defined as input to vibration or sound pressure at the evaluation point. Thereby, the response of the evaluation point 14 when the input is changed can be predicted.

具体的には、例えば、p個の外部入力のうち、力のコントロールが想定されるr個の力入力を次式(3a)の力ベクトルffとして、加速度のコントロールが想定される(p - r)個の加速度入力を次式(3b)の加速度ベクトルaaとする。この力ベクトルffと加速度ベクトルaaとの全外部入力を定義したハイブリッド入力システムでの、ffiからαまでの伝達関数Pi、aajからαまでの伝達関数Qjを用いて、αを周波数領域で、次式(3c)と分解する。 Specifically, for example, out of p external inputs, r force inputs assumed to be force controlled are assumed to be force vectors f f of the following equation (3a), and acceleration control is assumed (p − r) Acceleration input a is an acceleration vector a a in the following equation (3b). Using the transfer function P i from f fi to α and the transfer function Q j from a aj to α in a hybrid input system that defines all external inputs of this force vector f f and acceleration vector a a Is decomposed into the following equation (3c) in the frequency domain.

Figure 2011081543
Figure 2011081543

なお、このとき力入力ffiに対応する加速度afiと加速度入力aajに対応する力fajは入力によって決まる応答となる。
図6に示す例では、力入力又は加速度入力の入力数がp個あり、そのうち、力入力がr個ある。そのうち、力入力ff1、力入力ffi及び加速度入力aa(r+1)を例示し、他の入力の記載を省略する。この力入力ff1及びその他の力入力ffiと応答αとの関係は力入力伝達関数P1, Piで与えられ、一方、加速度入力aa(r+1)及びその他の加速度入力aa(r+j)については、加速度入力伝達関数Q(r+1),Q(r+j)で与えられる。
At this time, the acceleration a fi corresponding to the force input f fi and the force f aj corresponding to the acceleration input a aj are responses determined by the input.
In the example shown in FIG. 6, there are p force inputs or acceleration inputs, of which r are force inputs. Of these, force input f f1 , force input f fi and acceleration input a a (r + 1) are illustrated, and description of other inputs is omitted. The relationship between the force input f f1 and other force input f fi and the response α is given by force input transfer functions P 1 and P i , while the acceleration input a a (r + 1) and the other acceleration input a a (r + j) is given by acceleration input transfer functions Q (r + 1) and Q (r + j) .

入力点の定式化に応じて、同じ部位の同じ種類の入力であっても伝達関数は異なることになる。例えば、図4の伝達関数H1と図6に示す力入力伝達関数P1とは異なる関数となる。また、図5に示す伝達関数G2と、図6に示す加速度入力伝達関数Q(r+1)は異なる関数となる。従ってその寄与度も必然的に異なることになる。 Depending on the formulation of the input points, the transfer functions will be different for the same type of input at the same site. For example, the transfer function H 1 in FIG. 4 and the force input transfer function P 1 shown in FIG. 6 are different functions. Further, the transfer function G 2 shown in FIG. 5 and the acceleration input transfer function Q (r + 1) shown in FIG. 6 are different functions. Therefore, the degree of contribution will inevitably differ.

式(3c)により、周波数ωにおいて、加速度(或いは音圧)αへの力入力の寄与度Cpiは次式(4a)となり、加速度αへの加速度入力の寄与度Cqjは次式(4b)として得られる。 The formula (3c), at a frequency omega, the acceleration (or sound pressure) contribution Cp i force input to the α following formula (4a), and the contribution degree Cq j of the acceleration input to the acceleration α equation (4b ).

Figure 2011081543
Figure 2011081543

これより、コントロールを想定した入力に対する寄与度Cpi, Cqjが正確に求められ、それぞれの入力を同時に変更したときの加速度(或いは音圧)αの変化を予測することが可能となる。 Thus, contributions Cp i and Cq j to the input assuming control are accurately obtained, and it is possible to predict a change in acceleration (or sound pressure) α when the respective inputs are changed simultaneously.

・1.1 力入力寄与度と加速度入力寄与度の効果
上述したように本実施例1では、入力設定工程S1が、構造体の入力点で伝達される物理量を力入力又は加速度入力と設定し、関数算出工程S2が、力入力伝達関数Pと、加速度入力伝達関数Qとを算出し、寄与度算出工程S3が、力入力寄与度Cpi,と、加速度入力寄与度Cqjを算出するため、入力点12を予め力入力又は加速度入力に定式化しつつ、力入力に関する伝達関数と、加速度入力に関する伝達関数とを算出しておくことで、それぞれの寄与度Cpi, Cqjを求めることができる。従って、力入力と加速度入力とを任意に組み合わせた伝達経路の寄与度Cpi, Cqjを算出することができる。すると、設計者が入力点に適用可能な対策の種類及び位置を予め特定しておけば、適用可能な対策に直結する寄与度Cpi, Cqjを算出することができる。
すなわち、寄与度Cpi, Cqjの高い入力点12を特定すれば、その対策の種類は明確となる。このため、従来例では、好ましい対策を提案できても、実際にはその箇所にその対策を行うことができない解析結果を与えてしまう、という不都合があったが、本発明では、設計者による対策の事前設定により、適用可能な対策と直ちに結びつく寄与度Cpi, Cqjの分析をすることができる。
このように、力入力寄与度Cpiと加速度入力寄与度Cqjとを算出することで、力の影響と加速度の影響を定量的に比較可能に算出することができる。
1.1 Effects of force input contribution and acceleration input contribution As described above, in the first embodiment, the input setting step S1 sets the physical quantity transmitted at the input point of the structure as force input or acceleration input, calculating step S2 is to calculate the force input transfer function P, and an acceleration input transfer function Q, the contribution degree calculating step S3 is input force contribution Cp i, and, in order to calculate the acceleration input contribution Cq j, input The respective contributions Cp i and Cq j can be obtained by calculating the transfer function related to force input and the transfer function related to acceleration input while formulating the point 12 into force input or acceleration input in advance. Accordingly, it is possible to calculate the transmission path contributions Cp i and Cq j by arbitrarily combining the force input and the acceleration input. Then, if the designer specifies in advance the types and positions of measures that can be applied to the input points, contributions Cp i and Cq j that are directly related to the applicable measures can be calculated.
That is, if an input point 12 with high contributions Cp i and Cq j is specified, the type of countermeasure becomes clear. For this reason, in the conventional example, there is an inconvenience that even if a preferable countermeasure can be proposed, an analysis result in which the countermeasure cannot be actually performed is given, but in the present invention, the countermeasure by the designer is present. By making a preset, it is possible to analyze the contributions Cp i and Cq j that are immediately linked to applicable measures.
Thus, by calculating the force input contribution Cp i and the acceleration input contribution Cq j, it is possible to quantitatively comparable to calculate the effect of the impact force and acceleration.

○加速度入力システムへの変換
さらに、加速度ベース手法のオリジナル論文である非特許文献1では、力入力点そのものの加速度ではなく、入力点付近の加速度を用いた寄与度分解が示唆された.また、伝達率取得時の加振入力は任意の点に与えてもよいとされ、これらが応答−応答の関係を使っていると様々な議論を呼ぶところとなった.しかし、力入力点の加速度を加速度入力と考えることにより、加速度ベース手法は従来の力ベース手法と同等の手法とみなすことができる。
一般に、力学的な外部入力として力入力以外に強制加速度入力を想定することもできる。このような入力としては、予め決められた運動をする剛体との接触運動によって接触点に強制的に与えられる加速度がその典型である。加速度入力では、入力点で弾性体に働く力は応答として求まることになる。
○ Conversion to acceleration input system Furthermore, Non-Patent Document 1, which is the original paper on the acceleration-based method, suggested a contribution decomposition using acceleration near the input point, not the acceleration at the force input point itself. In addition, it is said that the excitation input at the time of transmission rate acquisition may be given to any point, and when these use the response-response relationship, various discussions have been called. However, by considering the acceleration at the force input point as an acceleration input, the acceleration-based method can be regarded as a method equivalent to the conventional force-based method.
Generally, a forced acceleration input can be assumed in addition to a force input as a dynamic external input. A typical example of such an input is an acceleration that is forcibly given to a contact point by a contact motion with a rigid body that performs a predetermined motion. In acceleration input, the force acting on the elastic body at the input point is obtained as a response.

図2の弾性体モデルを有限自由度で近似した運動方程式を次式(5a)とする。
ここで、ベクトルxf(t)は、外部力入力点の変位ベクトルであり、ベクトルx0(t)は外力の働かない節点(着目する応答点を含む)の変位ベクトルである。
この式(5a)のベクトルxf(t)の二階微分である加速度ベクトルa(t)を入力として、ベクトルx0(t)の二階微分及び力ベクトルf(t)を出力とするように変形すると、次式(5b)及び(5c)の状態・出力方程式を得る。式(5b)及び(5c)のベクトルξa(t)は次式(5d)となる。
The equation of motion obtained by approximating the elastic body model of FIG. 2 with finite degrees of freedom is represented by the following equation (5a).
Here, the vector xf (t) is a displacement vector of an external force input point, and the vector x0 (t) is a displacement vector of a node (including a focused response point) to which no external force works.
When the acceleration vector a (t), which is the second derivative of the vector xf (t) of the equation (5a), is input, and the second derivative of the vector x0 (t) and the force vector f (t) are output, The state and output equations of the following equations (5b) and (5c) are obtained. The vector ξa (t) in the equations (5b) and (5c) becomes the following equation (5d).

Figure 2011081543
Figure 2011081543

ここで、O、Iを各々適当なサイズの零行列、単位行列として、式(5b)及び(5c)の各行列は次式(6a), (6b), (6c)及び(6d)となる。   Here, assuming that O and I are zero matrices and unit matrices of appropriate sizes, the matrices of equations (5b) and (5c) are expressed by the following equations (6a), (6b), (6c) and (6d) .

Figure 2011081543
Figure 2011081543

以上のように、力入力点の加速度を入力とするシステム表現は可能である。なお、加速度入力システムの次数は力入力システムの次数と変わらない。
このように、加速度ベース手法も加速度を外部入力とした伝達関数に基づく手法であり、力をベースとした従来の伝達経路解析と同様の手法であることが明確となった。しかし、得られる寄与度は一般に同一ではない。
従来の力ベース手法においては、得られた寄与度から、どの外力を減らせば最も効果的に応答点の加速度を減らすことができるかが判る。つまり、ブッシュ等の剛性変更により力入力の大きさをコントロールすることを前提とした解析手法と言える。同様に、加速度ベース手法においては、得られた寄与度から、どの加速度入力を減らせば最も効果的に応答点の加速度を減らすことができるかが判る。つまり、加速度入力の大きさをコントロールすることを前提とした解析手法と言えよう。加速度のコントロールには、入力点へのマスダンパ等の付加が考えられる。
As described above, the system expression using the acceleration at the force input point as an input is possible. The order of the acceleration input system is not different from the order of the force input system.
Thus, the acceleration-based method is also a method based on a transfer function with acceleration as an external input, and it has become clear that the method is the same as the conventional transfer path analysis based on force. However, the degree of contribution obtained is generally not the same.
In the conventional force-based method, it can be seen from the obtained contribution level which external force can be reduced to most effectively reduce the acceleration at the response point. That is, it can be said that the analysis method is based on the premise that the magnitude of the force input is controlled by changing the rigidity of the bush or the like. Similarly, in the acceleration-based method, it can be seen from the obtained contribution degree which acceleration input can be reduced most effectively to reduce the acceleration at the response point. In other words, it can be said that the analysis method is based on the assumption that the magnitude of acceleration input is controlled. For controlling the acceleration, it is conceivable to add a mass damper or the like to the input point.

以上、二つの手法は対等の関係にあり、力入力をコントロールする対策を想定する場合は力ベース手法、加速度入力をコントロールする対策を想定する場合は加速度ベース手法、と要は使い分けの問題であると言える。
このように、本実施形態では、力入力と加速度入力とを任意に組み合わせた伝達経路の寄与度Cpi, Cqjを算出することができる。すなわち、力ベース手法の寄与度分解と加速度ベース手法の寄与度分解を独立に行ったのでは得ることができない、想定する対策に応じた力入力と加速度入力の寄与度Cpi, Cqjの算出が可能となる。
As described above, the two methods have an equal relationship. When assuming a measure for controlling force input, a force-based method is used. When a measure for controlling acceleration input is assumed, an acceleration-based method is used. It can be said.
As described above, in this embodiment, it is possible to calculate the contributions Cp i and Cq j of the transmission path by arbitrarily combining the force input and the acceleration input. That is, calculation of force input and acceleration input contributions Cp i and Cq j according to an assumed measure, which cannot be obtained by performing the contribution decomposition of the force-based method and the contribution decomposition of the acceleration-based method independently. Is possible.

<1.2 対策前後で同一の伝達関数を使用>
本実施形態では、より好ましくは、図1に示す前記寄与度算出工程S3が、前記力又は加速度の対策後の前記力入力値又は前記加速度入力値と、対策前の前記力入力伝達関数P又は前記加速度入力伝達関数Qとに基づいて、当該対策後の力入力寄与度Cpi及び前記加速度入力寄与度Cqjを算出する工程S7を備えると良い。すなわち、図1に示す例では、当初の寄与度算出を行い(ステップS3)、その後、寄与度Cpi, Cqjの大きい入力点12について、入力の種別(力又は加速度)に応じた対策を施す。続いて、分析及び対策を継続し(ステップS5)、再度ステップS3に戻る。ステップS3では、対策が施された結果、対策が施された入力点12の入力値(その定式化に応じて、力又は加速度)の値が変化している。
<1.2 Use the same transfer function before and after countermeasures>
In the present embodiment, more preferably, the contribution calculation step S3 shown in FIG. 1 includes the force input value or the acceleration input value after the countermeasure for the force or acceleration and the force input transfer function P or the countermeasure before the countermeasure is taken. wherein based on the acceleration input transfer function Q, may comprise a step S7 to calculate the force input contribution Cp i and the acceleration input contribution Cq j after the measures. That is, in the example shown in FIG. 1, performs initial contribution calculation (step S3), and thereafter, the contribution Cp i, the larger the input point 12 of Cq j, the measures according to the type of the input (force or acceleration) Apply. Subsequently, analysis and countermeasures are continued (step S5), and the process returns to step S3 again. In step S3, as a result of the countermeasure being taken, the value of the input point 12 where the countermeasure was taken (force or acceleration depending on the formulation) is changing.

一方、本実施形態では、その機能・作用の特徴として、対策の前後で伝達関数は変化しない。これは、力入力でも、加速度入力でも同様である。従って、寄与度算出工程S3は、対策後の寄与度解析にて、例えば力入力であれば、前記力の対策後の前記力入力値と、対策前の前記力入力伝達関数Pとに基づいて、当該対策後の力入力寄与度Cpiを算出する。このように、同一の伝達関数を使用して対策前後で寄与度Cpi, Cqj及び応答αを算出し、比較可能であるため、対策による応答の変化の予測精度を高くすることができる。 On the other hand, in the present embodiment, the transfer function does not change before and after the countermeasure as a feature of its function / action. This is the same for both force input and acceleration input. Therefore, the contribution calculation step S3 is based on the force input value after the countermeasure against the force and the force input transfer function P before the countermeasure in the contribution analysis after the countermeasure in the case of force input, for example. , and it calculates the force input contribution Cp i after the measures. In this way, the contributions Cp i , Cq j and response α can be calculated and compared before and after the countermeasure using the same transfer function, so that the prediction accuracy of the response change due to the countermeasure can be increased.

・1.2 対策前後で同一の伝達関数を使用する効果
この例では、寄与度算出工程が、前記力又は加速度の対策後の前記力入力値又は前記加速度入力値と、対策前の前記力入力伝達関数及び前記加速度入力伝達関数とに基づいて、当該対策後の力入力寄与度Cpi及び前記加速度入力寄与度Cqjを算出するため、対策の前後にて同一の伝達関数を使用して当該対策の有用性を比較可能に精度良く定量化することができる。
このように、適用可能な対策の種類及び位置を前提とした寄与度Cpi, Cqjの解析をすることができる。すなわち、適用可能な対策を前提として当該入力点を力入力又は加速度入力の一方に定式化しつつ、寄与度Cpi, Cqjの高い部分を特定することができるため、寄与度Cpi, Cqjの高い部分に確実に予め想定した対策を施すことができる。
さらに、本発明では、対策を与える前後にて、計算に使用する伝達関数を同一とすることができるため、当該対策の有効性を明確に判定可能な解析をすることができる。
従って、想定した入力低減を実現したときの効果予測が可能となる。
このように、本実施形態では、採用可能な対策を精度良く定量評価することができる。
1.2 Effect of using the same transfer function before and after the countermeasure In this example, the contribution calculation step includes the force input value or the acceleration input value after the countermeasure for the force or acceleration and the force input transfer function before the countermeasure. And the acceleration input transfer function Cq i and the acceleration input contribution Cq j after the countermeasure are calculated based on the acceleration input transfer function and the acceleration input transfer function. The usefulness can be quantified with high accuracy in a comparable manner.
In this way, it is possible to analyze the contributions Cp i and Cq j on the premise of the types and positions of applicable measures. That is, while one formulation to the said input point input force or acceleration input assumption applicable measures, contribution Cp i, it is possible to identify the portion of high Cq j, contribution Cp i, Cq j It is possible to surely take measures that are preliminarily assumed in the high portion.
Furthermore, in the present invention, the transfer function used for the calculation can be made the same before and after the countermeasure is given, so that the analysis that can clearly determine the effectiveness of the countermeasure can be performed.
Therefore, it is possible to predict the effect when the assumed input reduction is realized.
Thus, in the present embodiment, it is possible to quantitatively evaluate the measures that can be adopted with high accuracy.

<1.3 入力点の物理量の定式化を促す>
前記入力設定工程S1が、力の対策が可能な前記入力点12については前記力入力ffとする設定を促すと共に、加速度の対策が可能な入力点12については加速度入力aaとする設定を促す工程S6を備えると良い。入力を促す手法としては、本方法を実現するコンピュータのユーザ・インタフェースにて、入力点12の定式化に際して、採用可能な対策の種別と、入力の種別(力又は加速度)とを一致させるべき旨を表示すると良い。また、本発明による寄与度解析方法又は装置の使い方として事前説明するようにしても良い。
具体的な対策としては、例えば、ダイナミックダンパーをつけるスペースがあれば、その入力点12は加速度のコントロールが可能である。また、マウント剛性値を変更できる場合は、力のコントロールが可能である。そして、一方の対策のみの入力点12もあれば、両方の対策が可能な入力点もある。このため、例えば、ダイナミックダンパーが有効な入力点12については加速度入力とし、剛性変更が可能な場所は力入力とすることを促すと良い。
<1.3 Encourage the formulation of physical quantities at input points>
The input setting step S1 prompts the user to set the force input f f for the input point 12 capable of dealing with force, and sets the acceleration input a a for the input point 12 capable of dealing with acceleration. It is good to provide the prompting step S6. As a method for prompting input, the user interface of the computer realizing this method should match the type of measures that can be adopted and the type of input (force or acceleration) when formulating the input point 12 It is good to display. Moreover, you may make it explain beforehand as the usage of the contribution analysis method or apparatus by this invention.
As a specific countermeasure, for example, if there is a space for attaching a dynamic damper, the input point 12 can control the acceleration. If the mount stiffness value can be changed, the force can be controlled. In addition, there is an input point 12 for only one countermeasure, and there are input points for which both countermeasures are possible. For this reason, for example, it is preferable to encourage the input point 12 where the dynamic damper is effective to be an acceleration input and to use a force input in a place where the rigidity can be changed.

・1. 3 入力点の物理量の定式化を促す効果
力の対策が可能な前記入力点については前記力入力とする設定を促すと共に、加速度の対策が可能な入力点については加速度入力とする設定を促すことで、適用可能な対策のみを解析対象とした寄与度分析をすることができ、さらに、適用可能な対策の種類及び位置を前提とした寄与度Cpi, Cqjの解析をすることができる。すなわち、予め対策可能な箇所を入力点とし、さらに適用可能な対策を前提として当該入力点を力入力又は加速度入力の一方に定式化しつつ、寄与度Cpi, Cqjの高い部分を特定することができるため、寄与度Cpi, Cqjの高い部分に確実に予め想定した対策を施すことができる。
このように、本実施形態では、寄与分析の結果を直接的に対策の選定に結びつけることができ、対策を選定する設計上の裏付けを明確化することができる。
・ Effects for promoting formulation of physical quantities at input points Prompt to set the force input for the input points that can take measures against force, and set the acceleration input for input points that can take measures against acceleration Can be used to analyze the contributions only for applicable measures, and analyze the contributions Cp i and Cq j based on the types and positions of applicable measures. Can do. In other words, the advance measures where possible as input points, while further one formulation to the said input point input force or acceleration input assumption applicable measures to identify the portion of high contribution Cp i, Cq j Therefore, it is possible to reliably take measures that are preliminarily assumed in the portions where the contributions Cp i and Cq j are high.
As described above, in the present embodiment, the result of the contribution analysis can be directly linked to the selection of the countermeasure, and the design support for selecting the countermeasure can be clarified.

<1.4 伝達関数の算出手法>
図7に示すように、本実施例1では、複数の入力点12について、力入力と加速度入力との定式化をするハイブリッド入力を採用する。力入力と応答αとの関係を力入力伝達関数Pで表し、加速度入力と応答αとの関係を加速度伝達関数Qで表す。
<1.4 Transfer function calculation method>
As shown in FIG. 7, the first embodiment employs a hybrid input that formulates a force input and an acceleration input for a plurality of input points 12. The relationship between the force input and the response α is represented by a force input transfer function P, and the relationship between the acceleration input and the response α is represented by an acceleration transfer function Q.

図8を参照すると、本実施例では、まず、受動部16と入力部18と定義する(ステップS11)。このステップS11では、全体の音響構造物を、加速度や音圧の評価点14を含む受動部とそれ以外の入力部18に二分する。この切り分けは、部品同士が狭い範囲で接触していて、点接触とみなされる部位で行う。   Referring to FIG. 8, in this embodiment, first, the passive unit 16 and the input unit 18 are defined (step S11). In this step S11, the entire acoustic structure is divided into a passive part including the evaluation point 14 of acceleration and sound pressure and the other input part 18. This separation is performed at a site where the parts are in contact with each other within a narrow range and are regarded as point contacts.

次に、受動部16の入力と応答を定義する(ステップS12)。このステップS12では、まず、受動部16が入力部18から受ける力の自由度をpとする。そのうちコントロールを想定するr個の力入力をまとめて、次式(7a)とし、対応する加速度応答を次式(7b)とする。式(7a)は式(3a)と同一である。 また、(p-r)個のコントロールを想定する加速度入力をまとめて、次式(7c)とし、対応する力応答を次式(7d)とする。式(7c)は式(3b)と同一である。   Next, the input and response of the passive unit 16 are defined (step S12). In this step S12, first, let p be the degree of freedom of the force that the passive unit 16 receives from the input unit 18. Among them, r force inputs that are assumed to be controlled are put together into the following equation (7a), and the corresponding acceleration response is expressed as the following equation (7b). Expression (7a) is the same as Expression (3a). Further, acceleration inputs assuming (p-r) controls are collectively expressed as the following equation (7c), and the corresponding force response is expressed as the following equation (7d). Expression (7c) is the same as Expression (3b).

この実入力ff, aaに対する対応入力af, faは、当該入力点12での応答である。例えば、実入力である力入力ff1が入力点12に与えられた際に、当該力入力ff1に対する加速度の応答が発生する。この加速度応答のうち、当該力入力ff1の軸方向と同一方向の成分を、対応入力af1とする。このように、実入力ff, aaに対する対応入力af, faは、実入力の入力点12の位置を基準位置として、実入力の軸(実入力のベクトルの向き)と同一方向についての成分である。このように、実入力ff, aaと対応入力af, faとは軸方向を共有している。そして、対応入力af, faの大きさは、実入力ff, aaの応答のうち、当該実入力の軸方向についての成分を取り出すことで定まる。
なお、実入力に対応して想定する力や加速度は、イナータンス行列を定義するためにのみ使用し、実際の計算では使用しないため、質量等を用いて実際の値を算出する必要はない。
The corresponding inputs a f and f a corresponding to the actual inputs f f and a a are responses at the input point 12. For example, when a force input f f1 that is an actual input is given to the input point 12, an acceleration response to the force input f f1 occurs. In this acceleration response, a component in the same direction as the axial direction of the force input f f1 is set as a corresponding input a f1 . In this way, the corresponding inputs a f and f a corresponding to the actual inputs f f and a a are in the same direction as the axis of the actual input (direction of the vector of the actual input) with the position of the input point 12 of the actual input as the reference position. Of the ingredients. Thus, the actual inputs f f , a a and the corresponding inputs a f , f a share the axial direction. The magnitudes of the corresponding inputs a f and f a are determined by taking out components in the axial direction of the actual inputs from the responses of the actual inputs f f and a a .
In addition, since the force and acceleration assumed corresponding to an actual input are used only for defining an inertance matrix and are not used in an actual calculation, it is not necessary to calculate an actual value using mass or the like.

Figure 2011081543
Figure 2011081543

次に、入力部18を取り外す(ステップS13)。このステップS13では、伝達関数行列を算出するために、全体の音響構造物からステップS11で定義した入力部18を取り外す。   Next, the input unit 18 is removed (step S13). In step S13, in order to calculate a transfer function matrix, the input unit 18 defined in step S11 is removed from the entire acoustic structure.

さらに、実験により伝達関数行列を取得する(ステップS14)。このステップS14では、入力部18を取り外した受動部16に力入力fである力ベクトルff及び力ベクトルfaを与える。そして、加速度ベクトルaf及び加速度ベクトルaa、および加速度(或いは音圧)αを測定する。これにより、次式(8)の伝達関数行列H(ω)を取得する。特に応答αが加速度の時、H(ω)はイナータンス行列と呼ばれる。 Further, a transfer function matrix is obtained by experiment (step S14). In step S14, providing a force vector f f and the force vector f a is the force input f to the passive portion 16 has been removed the input section 18. Then, the acceleration vector a f, the acceleration vector a a , and the acceleration (or sound pressure) α are measured. Thereby, the transfer function matrix H (ω) of the following equation (8) is acquired. In particular, when the response α is acceleration, H (ω) is called an inertance matrix.

Figure 2011081543
Figure 2011081543

次に、ハイブリッド入力伝達関数行列P(ω)、Q(ω)を算出する(ステップS15)。ステップS15では、伝達関数行列H(ω)を整理し、力ベクトルffと、加速度ベクトルaaとを入力として、加速度αを出力とする次式(9a)を導く。さらに、次式(9b)に定義するように、この式(9a)の右辺第1項の括弧内を伝達関数行列P(ω)とし、次式(9c)に定義するように、式(9a)の右辺第2項の括弧内を伝達関数行列Q(ω)とする。 Next, hybrid input transfer function matrices P (ω) and Q (ω) are calculated (step S15). In step S15, the transfer function matrix H (ω) is organized, and the following equation (9a) is derived, in which the force vector f f and the acceleration vector a a are input and the acceleration α is output. Further, as defined in the following equation (9b), the parenthesis in the first term on the right side of the equation (9a) is defined as a transfer function matrix P (ω), and as defined in the following equation (9c), the equation (9a ) Is the transfer function matrix Q (ω).

Figure 2011081543
Figure 2011081543

この式(9a)により、力入力と加速度入力という性質の異なる2つの手法を包括することができ、力入力と加速度入力との応答αに対する寄与度Cpi, Cqjを直接に比較することができる。 By this equation (9a), two methods with different properties of force input and acceleration input can be included, and the contributions Cp i and Cq j to the response α of force input and acceleration input can be directly compared. it can.

このように、本実施例1では、式(8)で示すイナータンス行列H(ω)を前提として、式(9a)のように当該イナータンス行列H(ω)を展開することで、式(9b)に示す力入力伝達関数P(ω)と、式(9c)に示す加速度入力伝達関数Qとを算出する。このイナータンス行列H(ω)は、上述のように、前記力入力ffの力と、前記加速度入力に対応する力とを入力とする伝達関数行列であって、前記加速度入力の加速度と、前記力入力に対応する加速度と、評価点の応答とを出力とする伝達関数行列である。 As described above, in the first embodiment, on the assumption of the inertance matrix H (ω) represented by the equation (8), the inertance matrix H (ω) is expanded as in the equation (9a), so that the equation (9b) A force input transfer function P (ω) shown in FIG. 5 and an acceleration input transfer function Q shown in equation (9c) are calculated. As described above, the inertance matrix H (ω) is a transfer function matrix having the force input f f and the force corresponding to the acceleration input as inputs, and the acceleration input acceleration and the acceleration input It is a transfer function matrix that outputs the acceleration corresponding to the force input and the response of the evaluation point.

このイナータンス行列H(ω)を展開する手法にて、力入力ffに対応する加速度応答afと、加速度入力aaに対応する力応答faとを定義するのは、イナータンス行列を立てるためのみであり、対応する加速度afや対応する力faはその後の計算では使用しない。また、力と加速度とを対応させるために個々の部分の質量・剛性を実測する必要はない。すなわち、ハイブリッド入力の伝達関数を算出するために、実測により求める必要があるのはイナータンス行列のみである。 In the method of developing this inertance matrix H (ω), the acceleration response a f corresponding to the force input f f and the force response f a corresponding to the acceleration input a a are defined in order to establish the inertance matrix The corresponding acceleration a f and the corresponding force f a are not used in subsequent calculations. Further, it is not necessary to actually measure the mass and rigidity of each part in order to correspond the force and the acceleration. That is, only the inertance matrix needs to be obtained by actual measurement in order to calculate the transfer function of the hybrid input.

このように、力を入力とみなそうが、加速度を入力とみなそうが、基本となるのは共通の運動方程式であり、力と加速度の間にはイナータンス行列で結ばれる関係が成立する。本実施例1では、この式から、何を入力とみなして、着目する応答までの伝達関数を求めるかを工夫し、ハイブリッドな伝達関数を得て、両者の寄与度Cpi, Cqjを加算可能に整理することができた。
特に、入力点12の位置での軸毎に物理量を定式化し、当該入力点12の軸毎の入力について力と加速度との按分をせず、必ず一方に振り分ける仕組みとしたため、入力点12の軸方向での力と加速度との関係を入力と応答と整理して、式(7)により対応付けることができる。この式(7)を前提として式(8)のイナータンス行列をたてることができる。そして、この式(8)を展開することで、式(9a)を導出し、この伝達関数を使用することで、力の寄与と加速度の寄与とを比較可能に算出することができる。また、この必ず一方に振り分ける仕組みを前提とした式(8), (9a)の理論を背景に、次に説明するクロススペクトルの手法を採用し、伝達関数の精度をより向上させていくこともできる。
In this way, whether force is regarded as input or acceleration is regarded as input, the basis is a common equation of motion, and a relationship connected by an inertance matrix is established between force and acceleration. In the first embodiment, what is considered as an input from this equation is devised to obtain a transfer function up to the response of interest, a hybrid transfer function is obtained, and the contributions Cp i and Cq j of both are added. I was able to organize it as possible.
In particular, since the physical quantity is formulated for each axis at the position of the input point 12 and the input for each axis of the input point 12 is not apportioned between force and acceleration, it is always distributed to one of the axes. The relationship between the force and acceleration in the direction can be organized as an input and a response, and can be correlated by equation (7). Given this equation (7), the inertance matrix of equation (8) can be established. Then, by expanding the expression (8), the expression (9a) is derived, and by using this transfer function, the force contribution and the acceleration contribution can be calculated in a comparable manner. Also, based on the theory of Equations (8) and (9a) that presupposes a mechanism that always distributes to one side, the cross-spectrum method described below can be used to further improve the accuracy of the transfer function. it can.

本実施例1では、イナータンス行列H(ω)の展開による手法ではなく、クロススペクトルを用いた手法により伝達関数を算出するようにしてもよい。
ここで、加速度入力伝達関数Qkはaakからαまでの伝達関数であり、原理的にはaak以外の加速度入力を滑らかに0に拘束し、全力入力を0とし、aakに広帯域加速度入力を加え、αの応答を計測することにより求めることができる。しかし、力を0とするのに比べ、加速度を滑らかに0に拘束するのは容易ではない。相互スペクトル行列が正則となるような多点入力により求めるのが現実的である。
このクロススペクトルを用いる例では、前記力入力ff及び加速度入力aaを入力wとして与えて応答を測定すると共に、当該入力wと応答αのクロススペクトルに基づいて前記力入力伝達関数P及び前記加速度入力伝達関数Qを算出する。
すなわち、入力ベクトルwのクロススペクトル行列Swwが正則となるような次式(10a)による入力を与え、その時の応答αを計測する。そして、ベクトルwと応答αとのクロススペクトルSwα(列ベクトル)を求め、次式(10b)により伝達関数行列P(ω)、Q(ω)を得る。この手法では、クロススペクトル行列が正則となるような、力と加速度の多入力加振をし、応答αを求めることで、ハイブリッド入力の伝達関数行列P(ω)、Q(ω)を直接的に同定することができる。
In the first embodiment, the transfer function may be calculated by a method using a cross spectrum instead of a method by developing the inertance matrix H (ω).
Here, the acceleration input transfer function Qk is a transfer function from a ak to α. In principle, acceleration input other than a ak is smoothly constrained to 0, the full power input is set to 0, and broadband acceleration input to a ak And can be obtained by measuring the response of α. However, it is not easy to smoothly constrain the acceleration to zero as compared to setting the force to zero. It is realistic to obtain by multi-point input such that the cross spectrum matrix is regular.
In the example using the cross spectrum, the force input f f and the acceleration input a a are given as the input w to measure the response, and the force input transfer function P and the force input function P and the response α based on the cross spectrum of the input w and the response α. Acceleration input transfer function Q is calculated.
That is, an input is given by the following equation (10a) so that the cross spectrum matrix Sww of the input vector w is regular, and the response α at that time is measured. Then, a cross spectrum Swα (column vector) between the vector w and the response α is obtained, and transfer function matrices P (ω) and Q (ω) are obtained by the following equation (10b). In this method, the multi-input excitation of force and acceleration is performed so that the cross spectrum matrix becomes regular, and the response α is obtained, so that the transfer function matrices P (ω) and Q (ω) of the hybrid input are directly obtained. Can be identified.

Figure 2011081543
Figure 2011081543

・1.4 伝達関数の算出手法の効果
このように、本実施例では、イナータンスから変形する手法や、クロススペクトルによる手法により、伝達関数を実験的に求めることができる。そして、イナータンスH(ω)を取得し、またはクロススペクトルを検討することにより、コントロールする入力の組み合わせを様々に変更して各部位の寄与度Cpi, Cqjの計算が可能となり、より効果的な対策指針を検討することができる。
原理的には、1入力のみを与え、その他の入力を0にして、その応答と入力の比を取れば一つずつ伝達関数を求めることが可能である。しかし、力入力を0にするのは、その点をフリーにすれば良いところ、加速度入力を0にするのは、その点の動きを滑らかに拘束する必要があるため、現実的には難しい。このため、上記2つの手法の一方により伝達関数を算出すると良い。
なお、イナータンス行列H(ω)から変形すると、イナータンスの極を相殺する現象が発生し、数値計算的には誤差が増える可能性がある。このため、精度としては、クロススペクトルによる手法が好ましい。
1.4 Effects of Transfer Function Calculation Method As described above, in this embodiment, the transfer function can be experimentally obtained by a method of deforming from inertance or a method using a cross spectrum. Then, by obtaining inertance H (ω) or examining the cross spectrum, it is possible to calculate the contributions Cp i and Cq j of each part by changing the combination of inputs to be controlled in various ways. Can consider appropriate countermeasure guidelines.
In principle, it is possible to obtain transfer functions one by one by giving only one input, setting the other inputs to 0, and taking the ratio of the response to the input. However, to make the force input zero, it is only necessary to make the point free. However, it is practically difficult to make the acceleration input zero because the movement of the point needs to be restrained smoothly. For this reason, the transfer function may be calculated by one of the above two methods.
If the inertance matrix H (ω) is deformed, a phenomenon that cancels the pole of the inertance occurs, and there is a possibility that an error increases in numerical calculation. For this reason, as a precision, a method using a cross spectrum is preferable.

<1.5 寄与度及び応答の算出手法>
まず、実稼動時の入力を推定し、または、測定する(ステップS16)。実稼働時の入力は、例えば車体であれば、路面からの振動やエンジンの振動を振動源として、各入力点に与えられる力又は加速度である。このステップS16では、例えば動ばね法等により実稼動時の力入力を推定する。動ばね法は、振動伝達部位のばね特性として、周波数領域で、変位を力に変換する周波数特性を予め測定しておく。そして、実稼働時に加速度センサを使用して動的な変位を記録する。この動的な変位と、動ばねにモデル化した振動伝達部位の周波数特性とに基づいて動的に変化する力を算出する。
また、加速度入力については、加速度ピックアップにより計測する。
<1.5 Contribution and response calculation methods>
First, the input during actual operation is estimated or measured (step S16). For example, in the case of a vehicle body, the input during actual operation is a force or acceleration applied to each input point using vibration from the road surface or engine vibration as a vibration source. In step S16, force input during actual operation is estimated by, for example, the dynamic spring method. In the dynamic spring method, a frequency characteristic for converting a displacement into a force is measured in advance in the frequency domain as a spring characteristic of a vibration transmitting portion. Then, the dynamic displacement is recorded using an acceleration sensor during actual operation. A dynamically changing force is calculated based on the dynamic displacement and the frequency characteristic of the vibration transmitting portion modeled on the dynamic spring.
The acceleration input is measured by an acceleration pickup.

次に、寄与度分析を行いたい時刻tにおける入力の短時間フーリエ解析を実施する(ステップS17)。このステップS17では、入力データ、の時刻tにおける時間幅Tの領域を切り出し、FFT処理により、次式(11a)の力入力の周波数スペクトル、及び、次式(11b)の加速度入力の周波数スペクトルを求める。   Next, short-time Fourier analysis of the input at time t at which contribution analysis is desired is performed (step S17). In this step S17, the region of time width T at time t of the input data is cut out, and the frequency spectrum of the force input of the following equation (11a) and the acceleration input frequency spectrum of the following equation (11b) are obtained by FFT processing. Ask.

Figure 2011081543
そして、上記時刻tにおける応答αへの各入力の寄与度Cpi, Cqjを算出する(ステップS18)。このステップS18では、そして、力入力の寄与度Cpi,を次式(12a)により求める。さらに、加速度入力の寄与度Cqjを次式(12b)により求める。全ての寄与度Cpi, Cqjを加算すると、式(9d)より、応答αとなる。
Figure 2011081543
The contribution Cp i of each input to the α response in the time t, and calculates the Cq j (step S18). In the step S18, and determines the contribution degree Cp i force input, a by the following equation (12a). Further, the contribution Cq j of the acceleration input is obtained by the following equation (12b). When all the contributions Cp i and Cq j are added, the response α is obtained from the equation (9d).

Figure 2011081543
Figure 2011081543

図1と図8の対応について、まず、図1のステップS1は、図8のステップS12に対応する。次に、図1のステップS2は、図8のステップS13, S14及びS15に対応する。そして、図1のステップS3は、図8のステップS16, S17及びS18に対応する。特に、本実施例では、この寄与度Cpi, Cqjを算出する工程S3は、次の各工程を備えている。
前記力入力ffの周波数スペクトルff(ω;t)と、前記加速度入力aaの周波数スペクトルaa(ω;t)とを算出する工程(ステップS17)。
前記力入力伝達関数Pと前記力入力ffの前記周波数スペクトルff (ω;t)とに基づいて前記力入力寄与度Cpiを算出する工程(ステップS18)。
前記加速度入力伝達関数Qと前記加速度入力aaの前記周波数スペクトルaa(ω;t)とに基づいて前記加速度入力寄与度Cqjを算出する工程(ステップS18)。
前記力入力寄与度Cpiと前記加速度入力寄与度Cqjとを加算することで前記評価点14の応答αを算出する工程(ステップS19)。
1 and FIG. 8, first, step S1 in FIG. 1 corresponds to step S12 in FIG. Next, step S2 in FIG. 1 corresponds to steps S13, S14 and S15 in FIG. Step S3 in FIG. 1 corresponds to steps S16, S17, and S18 in FIG. In particular, in the present embodiment, the step S3 for calculating the contributions Cp i and Cq j includes the following steps.
Calculating a frequency spectrum f f (ω; t) of the force input f f and a frequency spectrum a a (ω; t) of the acceleration input a a (step S17);
The frequency spectrum f f of the force input transfer function P and the force input f f; calculating a (omega t) and the force input contribution Cp i based on (step S18).
A step of calculating the acceleration input contribution Cq j based on the acceleration input transfer function Q and the frequency spectrum a a (ω; t) of the acceleration input a a (step S18).
Step of calculating the response α of the evaluation points 14 by adding the said acceleration input contribution Cq j and the force input contribution Cp i (step S19).

○寄与度のピークの定性的性質
(1) 力入力ffi 、加速度入力aajのスペクトル
伝達経路解析では、真の外部入力に晒される全体システムを二分し、着目する応答を含む弾性体を受動部16、振動源側を入力部18と定義し、入力部18から受動部16へのの入力を考える。この場合、受動部16側への力入力ffi、或いは、加速度入力aajは真の外力ではなく、外力の影響を受ける入力部18及び受動部16の全体システムの応答となるのが通常である。受動部16への入力とみなされる応答の周波数スペクトルは、概ね、全体システムの共振周波数と真の外部入力のスペクトルピーク位置とにピークを持つ。
○ Qualitative properties of contribution peaks
(1) Spectrum of force input f fi and acceleration input a aj In the transfer path analysis, the entire system exposed to the true external input is divided into two, the elastic body containing the response of interest is the passive part 16, and the vibration source side is the input part. 18, and consider the input from the input unit 18 to the passive unit 16. In this case, the force input f fi or the acceleration input a aj to the passive unit 16 side is not a true external force, but is normally a response of the entire system of the input unit 18 and the passive unit 16 affected by the external force. is there. The frequency spectrum of the response that is regarded as an input to the passive unit 16 generally has peaks at the resonance frequency of the entire system and the spectrum peak position of the true external input.

(2) 伝達関数Pi 、Qjの極について
各入力から応答αまでの伝達関数Pi 、Qjの極はシステムの固有値の一部である。固有モードはシステムの零入力応答であり、加速度入力として定義された自由度は零入力時に一定速度を与えられることになるが、弾性モードに着目する場合、拘束することになる。従って、加速度入力として定義した点を拘束した固有モードを持つこととなり、伝達関数Pi 、Qjの極は入力の定式化の違いにより異なったものとなる。
(2) poles of the transfer function P i, the transfer function P i from each input the poles of Q j to respond alpha, Q j is a part of the eigenvalues of the system. The eigenmode is the zero input response of the system, and the degree of freedom defined as the acceleration input is given a constant speed at the time of zero input, but is restricted when focusing on the elastic mode. Therefore, it has an eigenmode in which the points defined as acceleration inputs are constrained, and the poles of the transfer functions P i and Q j differ depending on the input formulation differences.

(3) 寄与度Cpi, Cqjのスペクトル
上記(1)、(2)の考察より、式(11)、(12)で算出される寄与度Cpi, Cqjのスペクトルは、概ね、真の外部入力に対し定式化された全体システムの共振周波数、真の外部入力のスペクトルピーク位置、及び入力の定式化により異なる伝達関数Pi 、Qjの極位置にピークを持つことになる。
(3) contribution Cp i, spectrum Cq j (1), from the discussion of (2), Equation (11), the spectral contribution Cp i, Cq j calculated by (12) is generally true The total system resonance frequency formulated for the external input, the spectral peak position of the true external input, and the input formulation will have peaks at the pole positions of the different transfer functions P i and Q j .

本実施例1の寄与度解析装置は、データ入力部20と、伝達関数記憶部22と、寄与度算出部26とを備えている。
図7に示す例では、さらに、フーリエ変換部24と、応答算出部28とを備えている。
The contribution analysis apparatus according to the first embodiment includes a data input unit 20, a transfer function storage unit 22, and a contribution calculation unit 26.
In the example illustrated in FIG. 7, a Fourier transform unit 24 and a response calculation unit 28 are further provided.

伝達関数記憶部22は、力の対策が可能な入力点12への力入力ffから評価点14での応答αへの力入力伝達関数Pと、加速度の対策が可能な入力点12への加速度入力aaから前記応答αへの加速度入力伝達関数Qとを予め記憶している。 The transfer function storage unit 22 transmits the force input transfer function P from the force input f f to the input point 12 capable of countermeasures against force to the response α at the evaluation point 14 and the input point 12 capable of countermeasures against acceleration. An acceleration input transfer function Q from the acceleration input a a to the response α is stored in advance.

データ入力部20は、構造体10の実稼働時の力入力及び加速度入力を推定又は測定する。具体的には、構造体10の入力点12で伝達される物理量として予め設定された力入力又は加速度入力に応じて、当該力入力に設定された前記入力点12については当該構造体10の実稼働での力入力値を動ばね法等により推定又は測定する。データ入力部20は、また、当該加速度入力に設定された前記入力点12については加速度ピックアップ等を使用して加速度入力値を測定する。
寄与度算出部26は、前記構造体10の実稼働時の力入力値及び前記力入力伝達関数Pに基づいて当該力入力の前記応答への力入力寄与度Cpi,を算出する。また、寄与度算出部26は、加速度入力値及び前記加速度入力伝達関数Qに基づいて当該加速度入力の前記応答への加速度入力寄与度Cqjを算出する。
The data input unit 20 estimates or measures force input and acceleration input during actual operation of the structure 10. Specifically, in response to a force input or acceleration input preset as a physical quantity transmitted at the input point 12 of the structure 10, the input point 12 set to the force input is the actual value of the structure 10. The force input value during operation is estimated or measured by the dynamic spring method or the like. The data input unit 20 measures an acceleration input value using an acceleration pickup or the like for the input point 12 set to the acceleration input.
Contribution calculation unit 26 calculates the power input contribution Cp i, to the response of the power input based on production at the force input value and said force input transfer function P of the structure 10. The contribution calculation unit 26 calculates the acceleration input contribution Cq j to the response of the acceleration input based on the acceleration input value and the acceleration input transfer function Q.

力入力値及び加速度入力値は、伝達関数P, Qとの積により寄与度Cpi, Cqjを求める関係上、周波数領域でのデータとし、例えば、周波数スペクトルとすると良い。
この例では、寄与度解析装置は、フーリエ変換部24を備える。このフーリエ変換部24は、前記力入力ffの周波数スペクトルff(ω;t)と、前記加速度入力aaの周波数スペクトルaa(ω;t)とを算出する。そして、寄与度算出部26は、前記力入力伝達関数Pと前記力入力ffの前記周波数スペクトルff (ω;t)とに基づいて前記力入力寄与度Cpiを算出する。同様に、寄与度算出部26は、前記加速度入力伝達関数Qと前記加速度入力aaの前記周波数スペクトルaa(ω;t)とに基づいて前記加速度入力寄与度Cqjを算出する。
また、式(9a)で明らかなように、力入力寄与度Cpiと、加速度入力寄与度Cqjとは加算性があり、全ての両寄与度Cpi, Cqjを加算すると、応答αとなる。従って、応答算出部28は、前記力入力寄与度Cpi, と前記加速度入力寄与度Cqjとを加算することで前記評価点14の応答αを算出することができる。
このように、寄与度解析装置は、図8に示すステップS13, S14及びS15による伝達関数の算出を予め実行して、図7に示す伝達関数記憶部22に格納しておく。そして、寄与度解析装置の各部20, 24, 26, 28は、図8に示すステップS12, S16, S17及びS18の対応する処理を実行する。この図8に示す当該処理と、図7に示す各部の処理とは、CPUとメモリーとを備えたコンピュータにて寄与解析用のプログラムを実行することで実現することができる。
なお、この寄与解析用プログラムは、コンピュータで使用するオペレーティングシステム及び市販のアプリケーションシステムの機能に依存して、本発明の寄与解析に特有な部分のみのコード(指令)を有すると良い。例えば、データの入出力やフーリエ変換自体はオペレーティングシステムや市販のアプリケーションシステムの機能で実現できるため、寄与解析用プログラムは、データの入出力自体を処理するためのコードを含まない。
The force input value and the acceleration input value are data in the frequency domain, for example, a frequency spectrum, in order to obtain the contributions Cp i and Cq j by the product of the transfer functions P and Q.
In this example, the contribution analysis apparatus includes a Fourier transform unit 24. The Fourier transform unit 24 calculates a frequency spectrum f f (ω; t) of the force input f f and a frequency spectrum a a (ω; t) of the acceleration input a a . The contribution calculation unit 26, the frequency spectrum f f of the force input transfer function P and the force input f f; to calculate the force input contribution Cp i on the basis of the (omega t). Similarly, the contribution degree calculating unit 26, the frequency spectrum a a of the said acceleration input transfer function Q acceleration input a a; calculating the (omega t) and the acceleration input contribution Cq j based on.
Moreover, as is clear by the formula (9a), a force input contribution Cp i, there is additivity is an acceleration input contribution Cq j, all of the two contributions Cp i, when adding Cq j, the response α Become. Therefore, the response calculation unit 28 can calculate the response α of the force input contribution Cp i, and the acceleration input contribution Cq j and the evaluation point 14 by adding the.
As described above, the contribution analysis apparatus executes the calculation of the transfer function in steps S13, S14 and S15 shown in FIG. 8 in advance and stores it in the transfer function storage unit 22 shown in FIG. And each part 20, 24, 26, 28 of a contribution analysis apparatus performs the process corresponding to step S12, S16, S17, and S18 shown in FIG. The processing shown in FIG. 8 and the processing of each unit shown in FIG. 7 can be realized by executing a contribution analysis program on a computer having a CPU and a memory.
Note that this contribution analysis program preferably includes only codes (commands) specific to the contribution analysis of the present invention, depending on the functions of an operating system used on a computer and a commercially available application system. For example, since the input / output of data and the Fourier transform itself can be realized by the functions of an operating system and a commercially available application system, the contribution analysis program does not include a code for processing the input / output of data itself.

・1.5 寄与度及び応答の算出手法の効果
上述したように本実施例によると、力入力と、加速度入力とを任意に組み合わせた複数の入力点での振動が、評価点の振動にどのように寄与しているかを定量評価することができる。このため、人為的に、構造物への想定される対策と入力のタイプ(力又は加速度)とを関連させて寄与度Cpi, Cqjを算出すると、寄与度Cpi, Cqjの大きい対策を容易に選定することができる。また、力と加速度とを別途に評価する際の実際とのズレなどが生じない。
例えば、力入力の寄与度Cpiの大きい部位は結合剛性を落として入力を低減するという指針や、加速度入力の寄与度Cqjの大きい部位には、ダイナミックダンパーを設定し、入力点の振動を低減するという指針など、具体的な対策指針を得ることができる。
また、本実施例では、物理的対策に直結した伝達関数を得るので、計算上の対策効
果を現実に反映させやすい。
さらに、対策の組み合わせを対策の実現可能性に従って予め絞ることができ、その可能な対策を前提として寄与度Cpi, Cqjを算出するため、寄与度Cpi, Cqjが高いが対策を採用できない入力点と、対策可能であるが寄与度Cpi, Cqjが低い入力点などが必然的に混在する従来例による手法と比較して、伝達経路解析及び対策の検討を大幅に効果的とすることができる。
そして、これにより、対策案の立案、検討時間が短縮できる。すなわち、設計期間の短縮に貢献=モデルサイクルの短縮化とコストダウンを図ることができる。
特に、例えば、四輪車の室内での騒音対策について、極めて高い効果を奏する。
さらに、開発後期で対策検討が結合点に限定されている中で、本実施例によると最適な対策の指針が得られる。そして、FEMではなく、実験的に得た伝達関数に基づくため、予想精度を向上させることができる。
なお、加速度ベース手法自体は非特許文献1や併用する手法は特許文献4等に開示されているが、本発明では、後述する実施例3等による理論的な分析を前提とした、加速度ベースの解析手法の真の性質に基づいた手法となっている。例えば、従前の加速度ベース手法に対する理解では、力の代わりに加速度を使った、と整理し、力と加速度を等価なものとして捉え、力=質量x加速度という単純な発想に従って、加速度の寄与度Cqjが大きい部位に対しても、力の寄与度Cpi,が大きい部位と同じように扱って、力を減らす対策を採用していた。しかし、本実施形態では、加速度の寄与度Cqjが大きい部位に対しては、ダイナミックダンパーで加速度を低減する対策をとれば良い、という発想に転換しているのである。
さらに、解析結果に応じて、剛性対策と質量対策との選択を促す従来例と比較して、本実施形態では、予め対策を想定してから解析することができ、従って、開発後期で対策が限られてくる際にも有効な寄与度解析を実行することができる。さらに、本実施形態では、想定した対策に基づき入力点に対策を施せば、対策後の伝達関数は不変のため、対策後の加速度入力と力入力を求めれば、対策後の寄与度解析を直ぐ行うことができ、対策の実効性に関する検証が容易で、対策の有効性に関する明確な定量化を提供することができる。
-1.5 Effects of the contribution and response calculation method As described above, according to the present embodiment, how vibrations at a plurality of input points arbitrarily combining force input and acceleration input change to vibration at the evaluation point. It is possible to quantitatively evaluate whether it contributes. For this reason, if the contributions Cp i and Cq j are calculated by artificially relating the assumed measures to the structure and the input type (force or acceleration), measures with large contributions Cp i and Cq j Can be selected easily. Further, there is no deviation from the actual when separately evaluating force and acceleration.
For example, a large portion of the contribution Cp i force input and guidance of reducing the input drop the bond rigidity, a large part of the contribution Cq j of the acceleration input, set the dynamic damper, the vibration input point Specific countermeasure guidelines such as guidelines for reduction can be obtained.
Further, in this embodiment, since a transfer function directly related to a physical measure is obtained, it is easy to actually reflect the calculation measure effect.
Furthermore, it is possible to narrow advance according feasibility measures a combination of measures, to calculate the contribution of Cp i, the Cq j and their possible countermeasures assumption, adopted the contribution Cp i, is high Cq j measures Compared with the conventional method where input points that cannot be used and countermeasures that can be taken but input points with low contributions Cp i and Cq j are inevitably mixed, transfer path analysis and countermeasures are considered to be significantly more effective. can do.
As a result, the time required for drafting and considering countermeasures can be shortened. That is, it contributes to the shortening of the design period, which can shorten the model cycle and reduce the cost.
In particular, for example, an extremely high effect can be obtained for noise countermeasures in the interior of a four-wheeled vehicle.
Furthermore, in the latter stage of development, the examination of countermeasures is limited to the connection point, and according to the present embodiment, a guideline for optimum countermeasures can be obtained. And since it is based on the transfer function obtained not experimentally but FEM, prediction accuracy can be improved.
The acceleration-based method itself is disclosed in Non-Patent Document 1 and the method used in combination is disclosed in Patent Document 4 and the like. However, in the present invention, the acceleration-based method is based on the theoretical analysis based on Example 3 described later. The method is based on the true nature of the analysis method. For example, in the conventional understanding of the acceleration-based method, it is arranged that acceleration is used instead of force, and the force and acceleration are regarded as equivalent, and the contribution of acceleration Cq according to the simple idea of force = mass × acceleration j even for large sites, treat the same as the site contribution Cp i, a large force, had adopted measures to reduce the force. However, in this embodiment, the idea is shifted to the idea that a measure to reduce acceleration with a dynamic damper should be taken for a portion where the contribution Cq j of acceleration is large.
Furthermore, compared with the conventional example that prompts the selection of the rigidity countermeasure and the mass countermeasure according to the analysis result, in this embodiment, the analysis can be performed after assuming the countermeasure in advance. An effective contribution analysis can be performed even when it is limited. Furthermore, in this embodiment, if the countermeasure is applied to the input point based on the assumed countermeasure, the transfer function after the countermeasure is unchanged, and if the acceleration input and the force input after the countermeasure are obtained, the contribution analysis after the countermeasure is immediately performed. It is easy to verify the effectiveness of the measures and provide clear quantification of the effectiveness of the measures.

<2.1 エンジンマウントモデル>
次に、本実施形態の実施例2を開示する。実施例2は、エンジンマウントモデルを例として、実施例1の寄与度解析方法及び装置を使用して、複数の対策の組み合わせが想定される際に、最適な組み合わせを選定する手法を説明する。
<2.1 Engine mount model>
Next, Example 2 of this embodiment is disclosed. In the second embodiment, a method for selecting an optimum combination when a combination of a plurality of countermeasures is assumed using the contribution analysis method and apparatus of the first embodiment, taking an engine mount model as an example.

近年、燃費向上のために低回転からATやCVTをロックアップする傾向にあり、低周波数のエンジン40の振動が車体に伝達し、ドライバーの耳位置で40Hz程度のこもり音が発生するケースがある。この問題については、エンジン40の振動の車体への主な伝達経路としては、エンジンマウント42、前輪(駆動輪)のサスペンション取付部、マフラ取付部が想定される。   In recent years, there has been a tendency to lock up AT and CVT from low rotation to improve fuel efficiency, and vibration of low-frequency engine 40 is transmitted to the vehicle body, and there is a case where a booming noise of about 40 Hz is generated at the driver's ear position . Regarding this problem, the engine mount 42, the suspension mounting portion of the front wheel (driving wheel), and the muffler mounting portion are assumed as the main transmission paths of the vibration of the engine 40 to the vehicle body.

図9に、エンジンマウントモデルの一例を示す。このモデルは、エンジン40を支持するエンジンマウント42と、マクファーソンストラット式のフロントサスペンション48A, 48Bとを備えている。このフロントサスペンション48A, 48Bは、ロアアーム44A, 44Bと、サスペンションストラット 46A, 46Bとを備えている。ロアアーム44A, 44Bは、エンジンマウント42と駆動輪50A, 50Bとを接続する。また、4カ所のマフラ取付点52を有する。   FIG. 9 shows an example of an engine mount model. This model includes an engine mount 42 that supports the engine 40 and McPherson strut type front suspensions 48A and 48B. The front suspensions 48A and 48B include lower arms 44A and 44B and suspension struts 46A and 46B. The lower arms 44A and 44B connect the engine mount 42 and the drive wheels 50A and 50B. Also, four muffler attachment points 52 are provided.

図9に示す例に対して、具体的な入力点12を次のように設定する。図9に示す例では、各入力点12を符号INと数字の組み合わせで表す。図9に示す全ての入力点12を表す際にはINxxと表記する。
エンジンマウント40について、入力点IN01, IN02及びIN03の合計3点で、それぞれ3軸方向である。ロアアーム44A, 44Bのエンジンマウント42への取付点を左側につき入力点IN04, IN05、右側につき入力点IN06, IN06として、左右各2点、それぞれ3軸方向とする。サスペンションストラット46A, 46Bは、左側の入力点IN08と、右側の入力点IN09の左右各1点とし、左右各々3軸方向とする。さらに、マフラ取付点52は4点で、各入力点IN10, IN11, IN12及びIN13で、3軸方向の入力を受けるとする。
For the example shown in FIG. 9, a specific input point 12 is set as follows. In the example shown in FIG. 9, each input point 12 is represented by a combination of a symbol IN and a number. When all the input points 12 shown in FIG. 9 are expressed, they are expressed as INxx.
Regarding the engine mount 40, the input points IN01, IN02, and IN03 are in total three points, each in the direction of three axes. The attachment points of the lower arms 44A and 44B to the engine mount 42 are input points IN04 and IN05 on the left side, and input points IN06 and IN06 on the right side, and the left and right points are in three axis directions. The suspension struts 46A and 46B have one left and one right input point IN08 and one right input point IN09, and three left and right axis directions. Furthermore, it is assumed that the muffler attachment points 52 are four points and receive inputs in three axial directions at the respective input points IN10, IN11, IN12, and IN13.

この図9に示す構成に対して、予め適用可能な具体的対策案を立案しておく。ここでは、全入力点INxxで結合剛性の変更が想定されるとする。また、エンジンマウント42の結合点である入力点IN01, IN02及びIN03には上下方向のダイナミックダンパーを付加することが可能であるとする。
そして、評価点14は図示しないドライバーの外耳位置とし、評価点14での対策の対象となる具体的応答は音圧で、40 [Hz] 成分を対象とする。
A specific countermeasure plan that can be applied in advance to the configuration shown in FIG. Here, it is assumed that the coupling stiffness is changed at all input points INxx. Further, it is assumed that a vertical dynamic damper can be added to the input points IN01, IN02, and IN03, which are coupling points of the engine mount 42.
The evaluation point 14 is the outer ear position of the driver (not shown), and the specific response to be taken as a countermeasure at the evaluation point 14 is the sound pressure, and the 40 [Hz] component is the target.

ここでは、3回の寄与度解析を行う。
(1) 全ての入力点INxxの入力を力として評価点14の対象音圧に対する寄与度分析を実施
(2) エンジンマウント42の入力点IN03の上下方向入力を加速度とし、その他の入力を力として評価点14の対象音圧に対する寄与度分析を実施
(3) エンジンマウント42の入力点IN01及びIN02の上下方向入力を加速度とし、その他の入力を力として対象音圧に対する寄与度分析を実施
Here, the contribution degree analysis is performed three times.
(1) Analysis of contribution to the target sound pressure at the evaluation point 14 with the input of all input points INxx as force
(2) Analysis of contribution to the target sound pressure at the evaluation point 14 using acceleration as the vertical input at the input point IN03 of the engine mount 42 and force as the other input
(3) Analysis of contribution to the target sound pressure using acceleration as the vertical direction input at the input points IN01 and IN02 of the engine mount 42 and other inputs as forces

3回の寄与度解析の検討結果として、累積寄与度が50%を超える寄与度上位の入力点INについて、次の例が得られたとする。
(1) 全てを力入力とした場合の寄与度上位: ロアアーム44A, 44Bの入力点IN04, IN06の前後方向入力と、入力点IN05, IN07の上下方向入力。
(2) エンジンマウント42の入力点IN03の上下方向入力を加速度とし、その他の入力を力とした場合の寄与度上位: エンジンマウントの入力点IN03の上下方向加速度と、ロアアームの入力点IN04及びIN06の前後方向入力
(3) エンジンマウント42の入力点IN01及びIN02の上下方向入力を加速度とし、その他の入力を力とした場合の寄与度上位: エンジンマウント42の入力点IN01及びIN02の上下方向加速度とロアアーム44A, 44Bの入力点IN05及びIN07の前後方向入力
Assume that the following example is obtained for the input point IN with the highest contribution exceeding the cumulative contribution of 50% as a result of the three contribution analysis.
(1) Higher contribution when all inputs are force inputs: Front / rear direction input at input points IN04 and IN06 of lower arms 44A and 44B, and vertical input at input points IN05 and IN07.
(2) Higher contribution when the vertical input at the input point IN03 of the engine mount 42 is acceleration and the other input is the force: Vertical acceleration at the input point IN03 of the engine mount and the input points IN04 and IN06 of the lower arm Forward / backward input
(3) Higher degree of contribution when the vertical input at the input points IN01 and IN02 of the engine mount 42 is acceleration and the other input is force: Vertical acceleration at the input points IN01 and IN02 of the engine mount 42 and the lower arm 44A, 44B input points IN05 and IN07 input in the front-rear direction

・2.1 エンジンマウントモデルの効果
以上の結果より、例えば、変更箇所を最小限に抑えたいならば、(2)の結果に基づき、エンジンマウントIN03の上下方向に40Hzの振動を低減するダイナミックダンパーを設定することでその振動レベルを低減し、また、ロアアームの入力点IN04及びIN06の前後方向の40Hzにおけるブッシュ動ばね定数を低減すれば、40Hz音圧を効果的に低減できることが判る。
また、設計者は、上記結果に基づいて、変更箇所を最小限に抑える条件での複数の対策や、同一水準のコストとなる複数の対策や、応答αの低減率など変更の目標を実現可能と想定される複数の対策などを提案することができる。そして、設計者は、複数の対策のうち、最適な対策を選定しなければならない。実施例1の寄与度解析方法又は装置は、上記の効果を奏する他、この設計者が最適な対策を選定する業務を支援することができる。
設計者は、上記結果に基づいて、対策を施す入力点と、その入力点への入力値を例えば20%減少させるなどの対策とを選定する。このような対策は、複数種類想定できる。そして、同一の伝達関数を使用して入力値の低減後の寄与解析をし、応答αを求める。この応答αは、複数種類の対策毎に算出することができる。すると、複数種類の対策のうち、最も応答αの値を低下させる対策をシミュレーションにより特定することができる。
また、対策のコストを予め求めておくことで、応答αを予め定められた目標値以下に低減できる複数の対策をシミュレーションにより抽出できれば、その有用な対策群のなかで最も低コストの対策を選定することができる。
しかも、本実施形態による寄与度解析方法及び装置では、力入力と、加速度入力とを対等に評価することができるため、力入力に応じた対策と、加速度入力とに応じた対策とを同一の基準にて比較し、設計者による選定に有用な情報を提供することができる。
例えば、従来の手法では入力点に与えられる力の低減のみを対策として検討していたところ、本実施形態にて力の低減ではなく、力入力に対して加速度を抜く対策を検討し、その応答αを算出することができる。すると、対策前の応答α、力対策とした際の応答α及び加速度対策とした際の応答αの値とを相互に定量的に比較することができる。
2.1 Effects of engine mount model From the above results, for example, if you want to minimize the number of changes, set a dynamic damper that reduces vibrations of 40 Hz in the vertical direction of engine mount IN03 based on the result of (2). Thus, it can be seen that if the vibration level is reduced and the bushing spring constant at 40 Hz in the front-rear direction of the lower arm input points IN04 and IN06 is reduced, the 40 Hz sound pressure can be effectively reduced.
In addition, based on the above results, designers can realize multiple objectives such as multiple countermeasures under conditions that minimize the number of changes, multiple countermeasures at the same level of cost, and the response α reduction rate. It is possible to propose a number of measures that are assumed to be. Then, the designer must select an optimum measure from among a plurality of measures. The contribution analysis method or apparatus according to the first embodiment can provide the above-described effect, and can assist the designer in selecting an optimum measure.
Based on the above result, the designer selects an input point for which a countermeasure is to be taken and a countermeasure for reducing the input value to the input point by, for example, 20%. Such countermeasures can be assumed in multiple types. Then, a contribution analysis after the reduction of the input value is performed using the same transfer function, and a response α is obtained. This response α can be calculated for each of a plurality of types of countermeasures. Then, the countermeasure that most reduces the value of the response α among the plurality of kinds of countermeasures can be specified by simulation.
In addition, if the cost of measures can be determined in advance and multiple measures that can reduce the response α below a predetermined target value can be extracted by simulation, the lowest cost measure is selected from the group of useful measures. can do.
Moreover, in the contribution analysis method and apparatus according to the present embodiment, the force input and the acceleration input can be evaluated on an equal basis. Therefore, the countermeasure according to the force input and the countermeasure according to the acceleration input are the same. It is possible to provide useful information for selection by a designer by comparing with a standard.
For example, in the conventional method, only the reduction of the force applied to the input point was considered as a countermeasure. In this embodiment, instead of reducing the force, a countermeasure for extracting acceleration with respect to the force input was examined, and the response α can be calculated. Then, it is possible to quantitatively compare the response α before the countermeasure, the response α when the countermeasure is taken with the force, and the value of the response α when the countermeasure is taken against the acceleration.

次に、平面運動をする3質点ばねマスモデルを用いて、加速度入力の性質及び寄与度について説明する。この例は、力ベース手法と加速度ベース手法を別々に適用しても効果予測ができない例であり、入力点12に力を与えるか加速度を与えるかの選択の仕方により寄与度が一般的に異なることを明らかにする。   Next, the properties and contribution of acceleration input will be described using a three-mass spring mass model that performs planar motion. In this example, the effect cannot be predicted even if the force-based method and the acceleration-based method are applied separately, and the degree of contribution generally differs depending on how to select whether to apply force or acceleration to the input point 12. Make it clear.

まず、前準備として、以下の運動方程式(13)について考える。   First, as a preparation, consider the following equation of motion (13).

Figure 2011081543
Figure 2011081543

ここで、ベクトルxf(t)は力入力の入力点12の変位ベクトル、xa(t)は加速度入力の入力点12の変位ベクトル、x0(t)は外力の働かない節点(着目する評価点14を含む)の変位ベクトルである。これら変位ベクトルは、力ベクトルff(t)に対応する変位で、当該力ベクトルff(t)の軸方向の変位成分である。
力ベクトルff(t)は力入力の入力点12に働く外力、力ベクトルfa(t)は加速度入力の入力点12に働く外力である。
この式(13)を、力ベクトルff(t)と、変位ベクトルxa(t)の二階微分である加速度ベクトルaa(t)とを入力とするように変形し、変位ベクトルxf(t)の二階微分と、変位ベクトルx0(t)の二階微分と、力ベクトルfa(t)とを出力とする。この式(13)の変形により、次式(14a)及び(14b)の状態・出力方程式を得る。式(14a)及び(14b)のベクトルξh(t)は次式(14c)となる。
Here, the vector xf (t) is the displacement vector of the force input point 12, xa (t) is the displacement vector of the input point 12 of the acceleration input, and x0 (t) is a node to which no external force acts (the evaluation point 14 to be focused on). Displacement vector). These displacement vectors are displacement, corresponding to the force vector f f (t), a displacement component in the axial direction of the force vector f f (t).
The force vector f f (t) is an external force acting on the input point 12 of force input, and the force vector f a (t) is an external force acting on the input point 12 of acceleration input.
This equation (13) is transformed so that the force vector f f (t) and the acceleration vector a a (t) which is the second derivative of the displacement vector xa (t) are input, and the displacement vector xf (t) Are the second derivative of, the second derivative of the displacement vector x0 (t), and the force vector f a (t). By changing the equation (13), the state / output equations of the following equations (14a) and (14b) are obtained. The vector ξh (t) in the equations (14a) and (14b) becomes the following equation (14c).

Figure 2011081543
Figure 2011081543

ここで、O、Iを各々適当なサイズの零行列、単位行列として、式(14a)及び(14b)のAh, Bh, Ch, 及びDhは、それぞれ、次式(15a), (15b), (15c)及び(15d)となる。さらに、このM及びKは次式(15e), (15f), (15g)及び(15h)となる。   Here, O and I are respectively a zero matrix and unit matrix of an appropriate size, and Ah, Bh, Ch, and Dh in equations (14a) and (14b) are respectively the following equations (15a), (15b), (15c) and (15d). Further, M and K are represented by the following equations (15e), (15f), (15g), and (15h).

Figure 2011081543
Figure 2011081543

さて、図10に示す平衡状態にある質量miの質点m、ばね剛性kiのマスばねモデルについて、その微小振動について考える。図10に示すマスばねモデルは、角θを有する直角三角形であり、角θで他の質点と結合された質点m1と、直角で他の質点と結合された質点m2と、質点m1及び質点m2と結合された質点m3とを有する。質点m3と質点m2との間のばね定数をk1、質点m3と質点m1との間のばね定数をk2、質点m1と質点m3との間のばね定数をk2とする。質点m1から質点m2に向かう方向をx方向とし、質点m2から質点m3に向かう方向をy方向とする。そして、質点m1及び質点m2を入力点12A, 12Bとし、質点m3を評価点14とする。 Now, mass m of the mass m i in the equilibrium state shown in FIG. 10, the mass spring model of the spring stiffness k i, consider that small vibrations. The mass spring model shown in FIG. 10 is a right triangle having an angle θ, a mass point m 1 coupled to another mass point at the angle θ, a mass point m 2 coupled to another mass point at a right angle, and a mass point m 1. And a mass point m 3 combined with a mass point m 2 . The spring constant between mass point m 3 and mass point m 2 is k 1 , the spring constant between mass point m 3 and mass point m 1 is k 2 , and the spring constant between mass point m 1 and mass point m 3 is k 2. And A direction from the material point m1 to the mass point m 2 and x-direction, a direction from the mass point m 2 in mass point m 3 and y directions. The mass point m 1 and the mass point m 2 are set as the input points 12A and 12B, and the mass point m 3 is set as the evaluation point 14.

そして、質点mの変位であるx成分をxi、y成分をyiとする。力又は加速度の入力は質点m1のy方向と質点m2のx方向に加わるものとし、この順序で力を各々f1、f2とし、加速度を各々a1、a2とする。また、着目する応答αは質点m3の加速度のy成分とする。
すると、運動方程式として式(16a)を得る。以下、簡単のため、Si = sinθ、Co = cosθとし、行列表現はMatlab表記に倣うものとする。この運動方程式(16a)の要素は、次式(16b), (16c), (16d)及び(16e)となる。式(16d)のdiagは対角行列を意味する。
The x component, which is the displacement of the mass point m, is x i , and the y component is y i . The input of force or acceleration is applied in the y direction of the mass point m 1 and the x direction of the mass point m 2. In this order, the forces are f 1 and f 2 , respectively, and the accelerations are a 1 and a 2 , respectively. Further, the response α of interest is the y component of the acceleration at the mass point m 3 .
Then, equation (16a) is obtained as an equation of motion. Hereinafter, for simplicity, it is assumed that Si = sinθ and Co = cosθ, and the matrix representation follows the Matlab notation. Elements of the equation of motion (16a) are expressed by the following equations (16b), (16c), (16d), and (16e). In the equation (16d), diag means a diagonal matrix.

Figure 2011081543
Figure 2011081543

各定式化での状態・出力方程式では、式(14)において、以下の様におけばよい。
(1) ハイブリッド入力による定式化(f1,a2が外部入力)
The state / output equations in each formulation should be as follows in Equation (14).
(1) Formulation by hybrid input (f 1 and a 2 are external inputs)

Figure 2011081543
Figure 2011081543

(2) 力入力による定式化(f1,f2が外部入力) (2) Formulation by force input (f 1 and f 2 are external inputs)

Figure 2011081543
Figure 2011081543

(3) 加速度入力による定式化(a1,a2が外部入力) (3) Formulation by acceleration input (a 1 and a 2 are external inputs)

Figure 2011081543
Figure 2011081543

○伝達関数
まず、真の外部入力として入力点12Aに力入力f1が加わり、入力点12Bに加速度入力a2が加わり、両者により上記マスばね系が振動している状況を考える。そして、この振動状態を次の3手法で捉える。第1は、力ベース手法で、外部入力を力f1と加速度a2に対応する力f2と捉える。第2は、加速度ベース手法で、外部入力を力f1に対応する加速度a1と加速度a2と捉える。第3は、本実施形態によるハイブリッド入力手法で、外部入力を力f1と加速度a2と捉える。これをハイブリッド1(HB1)とする。また、外部入力を加速度a1と力f2とする例もハイブリッド2(HB2)として開示する。
Transfer function First, consider a situation where a force input f 1 is applied to the input point 12A as a true external input, an acceleration input a 2 is applied to the input point 12B, and the mass spring system vibrates due to both. Then, this vibration state is captured by the following three methods. The first is a force-based method, in which external input is regarded as force f 2 corresponding to force f 1 and acceleration a 2 . The second is an acceleration-based method in which external inputs are regarded as acceleration a 1 and acceleration a 2 corresponding to force f 1 . The third is a hybrid input method according to the present embodiment, in which external input is regarded as force f 1 and acceleration a 2 . This is hybrid 1 (HB1). An example in which the external input is acceleration a 1 and force f 2 is also disclosed as hybrid 2 (HB2).

図11に各手法での入力点の定式化に応じた伝達関数を示す。図11(A)に入力点12Aから評価点14への伝達関数の例を示し、図11(B)に入力点12Bから評価点14への伝達関数の例を示す。図11(A)及び(B)にて、力ベース手法の伝達関数Hを二点差線で、加速度ベース手法の伝達関数Gを一点鎖線で、ハイブリッド手法の伝達関数P又はQについて、ハイブリッド1(f1, a2)を実線で、ハイブリッド2(f2, a1)を破線で示す。 FIG. 11 shows transfer functions according to the formulation of input points in each method. FIG. 11A shows an example of a transfer function from the input point 12A to the evaluation point 14, and FIG. 11B shows an example of a transfer function from the input point 12B to the evaluation point 14. In FIGS. 11A and 11B, the transfer function H of the force-based method is indicated by a two-dotted line, the transfer function G of the acceleration-based method is indicated by a one-dot chain line, and the hybrid 1 ( f 1 , a 2 ) is indicated by a solid line, and hybrid 2 (f 2 , a 1 ) is indicated by a broken line.

そして、本実施例では、図12に示す実入力及び図13に示す対応入力による寄与度を図14から図17に示す。以下、手法;図11の伝達関数;寄与度を示す図、と整理して掲げる。   In this embodiment, the contributions of the actual input shown in FIG. 12 and the corresponding input shown in FIG. 13 are shown in FIGS. The following is a summary of the method; the transfer function of FIG.

(1) 力ベース手法(f1, f2): 図11二点鎖線; 図14
(2) 加速度ベース手法(a1, a2): 図11一点鎖線; 図15
(3) ハイブリッド1(f1, a2): 図11実線; 図16
(4) ハイブリッド2(a1, f2): 図11破線; 図17
(1) Force-based method (f 1 , f 2 ): Fig. 11 Two-dot chain line; Fig. 14
(2) Acceleration based method (a 1 , a 2 ): FIG.
(3) Hybrid 1 (f 1 , a 2 ): FIG. 11 solid line; FIG.
(4) Hybrid 2 (a 1 , f 2 ): broken line in FIG. 11; FIG.

計算では、次のパラメーターを用いた。
m1: 10; m2: 20; m3: 15 [kg]
k1: 60,000; 20,000; 30,000 [N/m]
θ: 60 [deg]
The following parameters were used in the calculation.
m 1 : 10; m 2 : 20; m 3 : 15 [kg]
k 1 : 60,000; 20,000; 30,000 [N / m]
θ: 60 [deg]

図11に示すように、入力とみなすものの組み合わせ(定式化)によって、同じ入力に対する伝達関数が変化することがわかる。すなわち、図11(A)及び(B)の力ベース、加速度ベース及びハイブリッド1では、定式化の捉え方の相違により、異なる伝達関数となっている。   As shown in FIG. 11, it can be seen that the transfer function for the same input varies depending on the combination (formulation) of what is regarded as the input. That is, the force base, acceleration base, and hybrid 1 in FIGS. 11A and 11B have different transfer functions due to differences in the way of grasping the formulation.

そして、図11に示すように、いずれの手法の場合も弾性モードが3つ存在する。加速度を入力とみなすと零入力時にその質点の自由度が拘束されるため、弾性モードは変化する。共振周波数は、ハイブリッド入力では、39.5、62.0、89.1[rad/s]、力入力では44.2、70.2、89.2[rad/s]、加速度入力では24.2、59.4、87.9[rad/s]である。何を入力とみなすかにより共振周波数は異なり、寄与度分解ではこれらの共振点の違いの影響が現れる。   As shown in FIG. 11, there are three elastic modes in any of the methods. If the acceleration is regarded as an input, the degree of freedom of the mass point is constrained at the time of zero input, so the elastic mode changes. The resonance frequencies are 39.5, 62.0, and 89.1 [rad / s] for hybrid input, 44.2, 70.2, and 89.2 [rad / s] for force input, and 24.2, 59.4, and 87.9 [rad / s] for acceleration input. The resonance frequency differs depending on what is regarded as an input, and the influence of the difference between these resonance points appears in the contribution decomposition.

なお、加速度入力及びハイブリッド入力の場合の伝達関数は、式(8)のイナータンス行列から、式(9a)を用いて算出しても図11と同じ結果となる。しかし、イナータンスの極を相殺する演算により数値計算上のノイズが乗り易い。一方、式(12b)によるクロススペクトルの方法を用いると、このようなノイズの影響がなく好ましい。   Note that the transfer function in the case of acceleration input and hybrid input is the same as that shown in FIG. However, it is easy to get numerical noise due to the calculation that cancels the pole of inertance. On the other hand, it is preferable to use the cross spectrum method according to the equation (12b) because there is no influence of such noise.

○時刻歴シミュレーションと寄与度解析条件
或る短い時間区間において応答加速度αに占める外部入力の寄与度を上記3つの手法で算出する。
真の外部入力としてf1とa2を与え、その時の各定式化での寄与度を計算する。f1は30[rad/s]、75[rad/s]にスペクトルピークを持つランダム信号と100秒間で0から30 [rad/s] まで変化するスイ−プ信号の和とし、a2は50 [rad/s] にスペクトルピークを持つランダム信号と100秒間で125から95 [rad/s] まで変化するスイ−プ信号の和として、応答加速度αを計算した。その後、一例として50から52.56 [s] の区間を切り出し、各定式化における入力点12A、12Bの寄与度を算出した。当該区間でのf1とa2のスペクトルを図12に示す。スイープ信号の周波数はf1とa2で各々、約17[rad/s]、110[rad/s]である。図13は図12に示す真の入力f1, a2に対応するa1, f2のスペクトルである。
○ Time history simulation and contribution analysis conditions The contribution of external input to the response acceleration α in a short time interval is calculated by the above three methods.
Given f 1 and a 2 as true external inputs, calculate the contribution in each formulation at that time. f 1 is the sum of a random signal with a spectral peak at 30 [rad / s] and 75 [rad / s] and a sweep signal that changes from 0 to 30 [rad / s] in 100 seconds, and a 2 is 50 The response acceleration α was calculated as the sum of a random signal with a spectral peak at [rad / s] and a sweep signal varying from 125 to 95 [rad / s] in 100 seconds. Thereafter, as an example, a section from 50 to 52.56 [s] was cut out, and the contributions of the input points 12A and 12B in each formulation were calculated. FIG. 12 shows the spectra of f 1 and a 2 in this section. Frequency of the sweep signal are each at f 1 and a 2, about 17 [rad / s], a 110 [rad / s]. FIG. 13 is a spectrum of a 1 and f 2 corresponding to the true inputs f 1 and a 2 shown in FIG.

○各定式化での寄与度計算
第1例について、図14から図16の各図(A)及び(B)に各々、各定式化に基づく入力点12A、入力点12Bの寄与度を破線で示す。各図の実線は応答加速度αのスペクトルであり全ての図で同一である。真の外部入力がf1とa2であるため、応答加速度αのスペクトルには、ハイブリッド入力の伝達関数の共振(39.5、62.0、89.1[rad/s])に起因するピークと入力f1に起因するピーク(約17、30、75 [rad/s])及び入力a2に起因するピーク(50、約110[rad/s])が現れる。
○ Contribution calculation in each formulation For the first example, the contributions of the input point 12A and the input point 12B based on each formulation are shown by broken lines in FIGS. 14A to 16B, respectively. Show. The solid line in each figure is the response acceleration α spectrum, which is the same in all figures. Since the true external inputs are f 1 and a 2 , the response acceleration α spectrum has peaks due to the resonance of the hybrid input transfer function (39.5, 62.0, 89.1 [rad / s]) and the input f 1 A peak due to the input (approximately 17, 30, 75 [rad / s]) and a peak due to the input a 2 (50, approximately 110 [rad / s]) appear.

(1) 力入力(f1, f2)による定式化に基づく寄与度(図14)
入力点12Aの影響は、外部入力f1のスペクトルを図11(A)に二点鎖線で示す伝達関数に掛け合わせたものになる。
入力点12Bの影響は、力応答f2のスペクトルを図11(B)に二点鎖線で示す伝達関数に掛け合わせたものになる。力応答f2のスペクトル形状は概ね応答加速度αと似たものとなるため(図13)、入力点12Bの影響は、応答加速度αのスペクトルピークに、力入力による定式化の伝達関数の共振ピークが重畳したような形状となっている。
(1) Contribution based on formulation by force input (f 1 , f 2 ) (Fig. 14)
The influence of the input point 12A is obtained by multiplying the spectrum of the external input f1 by a transfer function indicated by a two-dot chain line in FIG.
Effect of the input point 12B will that by multiplying the spectrum of the force response f 2 to a transfer function indicated by the two-dot chain line in FIG. 11 (B). Since the spectrum shape of the force response f 2 is almost similar to the response acceleration α (FIG. 13), the influence of the input point 12B is that the resonance peak of the transfer function formulated by the force input is added to the spectrum peak of the response acceleration α. The shape is such that is superimposed.

(2) 加速度入力(a1, a2)による定式化に基づく寄与度(図15)
入力点12Aの影響は、加速度応答a1のスペクトルを図11(A)に一点鎖線で示す伝達関数に掛け合わせたものになる。加速度応答a1のスペクトル形状は概ね応答加速度αと似たものとなるため(図13)、入力点12Aの影響は、応答加速度αのスペクトルピークに、加速度入力による定式化の伝達関数の共振ピークが重畳したような形状となっている。
入力点12Bの影響は、外部入力a2のスペクトルを図11(B)に一点鎖線で示す伝達関数に掛け合わせたものになる。
図15の符号c1で示す24.2 [rad/s] 近傍では入力点12A、入力点12Bに大きな寄与度が現れるが、これらは反対位相の成分となり相殺され、応答加速度αには現れない。また、a1の寄与度が全周波数領域で支配的となっている。これは、図10においてa1とαは同じy方向だが、a2はαと直交しているためと思われる。
(2) Contribution based on formulation by acceleration input (a 1 , a 2 ) (Fig. 15)
The influence of the input point 12A is obtained by multiplying the spectrum of the acceleration response a 1 by the transfer function indicated by the alternate long and short dash line in FIG. Since the spectrum shape of the acceleration response a 1 is almost similar to the response acceleration α (FIG. 13), the influence of the input point 12A is that the resonance peak of the transfer function formulated by the acceleration input is added to the spectrum peak of the response acceleration α. The shape is such that is superimposed.
The influence of the input point 12B is obtained by multiplying the spectrum of the external input a 2 by the transfer function indicated by the alternate long and short dash line in FIG.
A large contribution appears at the input point 12A and the input point 12B in the vicinity of 24.2 [rad / s] indicated by the reference sign c1 in FIG. 15, but these components cancel out as opposite phase components and do not appear in the response acceleration α. Moreover, the contribution of a 1 is dominant in the entire frequency range. This is probably because a 1 and α are the same y direction in FIG. 10, but a 2 is orthogonal to α.

(3) ハイブリッド入力1(f1, a2)による定式化に基づく寄与度(図16)
入力点12Aの影響は、外部入力f1のスペクトルを図11(A)に実線で示す伝達関数に掛け合わせたものになる。
入力点12Bの影響は、外部入力a2のスペクトルを図11(B)に実線で示す伝達関数に掛け合わせたものになる。
加えた入力がハイブリッド入力そのものであるため、素直な寄与度分解となっている。
(3) Contribution based on formulation with hybrid input 1 (f 1 , a 2 ) (Fig. 16)
The influence of the input point 12A is obtained by multiplying the spectrum of the external input f 1 by the transfer function indicated by the solid line in FIG.
The influence of the input point 12B is obtained by multiplying the spectrum of the external input a 2 by the transfer function indicated by the solid line in FIG.
Since the added input is the hybrid input itself, the contribution decomposition is straightforward.

(4) ハイブリッド入力2(a1, f2)による定式化に基づく寄与度(図17)
入力点12Bの影響は、外部入力a1のスペクトルを図11(A)に破線で示す伝達関数に掛け合わせたものになる。
入力点12Aの影響は、外部入力f2のスペクトルを図11(B)に破線で示す伝達関数に掛け合わせたものになる。
加速度応答a1と、力応答f2のスペクトル形状は、おおむね応答αと似たものになるため、入力点12A,12Bの栄光は、応答痾のスペクトルピークに、ハイブリッド入力2の定式化の伝達関数の共振ピークが重畳したような形状となっている。
図14(B)と図17(B)より、同じf2の寄与度でも定式化により違いが生ずることが判る。また、図15(A)と図17(A)より、同じa1の寄与度でも定式化により違いがあることが判る。これらの相違は、図11に示す伝達関数の差に起因する。
(4) Contribution based on formulation with hybrid input 2 (a 1 , f 2 ) (Fig. 17)
The influence of the input point 12B is obtained by multiplying the spectrum of the external input a 1 by the transfer function indicated by the broken line in FIG.
Effect of input points 12A will those in multiplication transfer function shown by a broken line a spectrum of the external input f 2 in FIG. 11 (B).
Since the spectral shapes of the acceleration response a 1 and the force response f 2 are generally similar to the response α, the glory of the input points 12A and 12B is transferred to the formulation of the hybrid input 2 in the spectral peak of the response 痾. The shape is such that the resonance peak of the function is superimposed.
From FIG. 14B and FIG. 17B, it can be seen that even with the same contribution of f 2, a difference occurs due to the formulation. Further, from FIG. 15A and FIG. 17A, it can be seen that there is a difference due to the formulation even with the same a 1 contribution. These differences are caused by differences in transfer functions shown in FIG.

したがって、加速度a1のコントロールと力f2のコントロールを想定する場合に、加速度ベース手法で加速度a1を低減したときの効果を見積もり、また力ベース手法で力f2を低減したときの効果を見積もっても、加速度a1と力f2を同時にコントロールするときの効果を予測することはできない。むしろ、単独では効果があると思われた改善策が組み合わさることによって悪い結果を招くことすらある。 Therefore, when assuming control of acceleration a 1 and control of force f 2 , the effect of reducing acceleration a 1 with the acceleration-based method is estimated, and the effect of reducing force f 2 with the force-based method is estimated. be estimated, the effect can not be predicted at the time of controlling the acceleration a 1 and the force f 2 at the same time. Rather, it can even have bad results when combined with improvements that seem to be effective alone.

今、力ベース手法(外部入力を力f1と力f2と捉える)でf2→f2*0.3(力f1は不変)とした場合のαのスペクトルを図18の破線に示す。太線の破線はオリジナルのαのスペクトルである。この場合力f2が支配的な周波数でαのレベルが低減されているのがわかる。 Now, the broken line in FIG. 18 shows the spectrum of α when f 2 → f 2 * 0.3 (force f 1 is unchanged) by the force-based method (external input is regarded as force f 1 and force f 2 ). The thick dashed line is the original alpha spectrum. In this case, it can be seen that the level of α is reduced at a frequency where the force f 2 is dominant.

次に、加速度ベース手法(外部入力を加速度a1と加速度a2と捉える)でa1→a1*0.8(加速度a2は不変)とした場合のαのスペクトルを図18の一点鎖線に示す。この場合加速度a1が支配的な周波数でαのレベルが低減されているのがわかる。 Next, the spectrum of α in the case of a 1 → a 1 * 0.8 (acceleration a 2 is unchanged) by the acceleration-based method (external input is regarded as acceleration a 1 and acceleration a 2 ) is shown by a one-dot chain line in FIG. . In this case, it can be seen that the level of α is reduced at a frequency where the acceleration a 1 is dominant.

そこで、加速度a1と力f2をコントロールして、a1→a1*0.8に低減、f2→f2*0.3に低減した場合のαのスペクトルをハイブリッド入力手法(外部入力を加速度a1と力f2と捉える)で求めた結果を図18の実線に示す。
力ベース手法で期待される効果と加速度ベース手法で期待される効果ほどには効果が得られていないことが判る。特に40[rad/s]では、単独では大きな低減効果が予想されるにも拘らず、二つの対策を組み合わせることによりαのレベルの増大を招いている。
このように、想定する対策に応じて入力を選定しないと結果を予測することはできない。
Therefore, by controlling the acceleration a 1 and the force f 2 to reduce a 1 → a 1 * 0.8 and f 2 → f 2 * 0.3, the spectrum of α is hybrid input method (external input acceleration a 1 And the force f 2 ) is shown by a solid line in FIG.
It can be seen that the effect expected with the force-based method and the effect expected with the acceleration-based method are not as effective. In particular, at 40 [rad / s], although a large reduction effect is expected by itself, the level of α is increased by combining two measures.
Thus, a result cannot be predicted unless an input is selected according to an assumed measure.

上述したように本実施形態では、加速度ベース伝達経路解析の理論的妥当性について、弾性体の振動を対象に考察し以下の結論を説明した。応答を音とする場合も基本的な考え方は同様である。
(1) 加速度ベース手法は、力入力点そのものの加速度を強制加速度入力と捉えることにより、力ベース手法と同等の、伝達関数をベースとした手法とみなせることを確認した。
(2) 力ベース手法と加速度ベース手法で算出される寄与度が一般に異なることを示し、以下のように、その解釈を明確化した。
・力入力を低減する対策を想定→力ベース手法
・加速度入力を低減する対策を想定→加速度ベース手法
(3) 上記の解釈を踏まえて、入力として力と加速度を混在させるハイブリッド入力手法を提案した。
(4) 入力の選び方により伝達関数の共振周波数が異なるメカニズムについて考察し、寄与度のピークの定性的性質について明確化した。
(5) 簡易なシミュレーションで、定式化による寄与度の違いについて確認した。
As described above, in the present embodiment, the theoretical validity of the acceleration-based transmission path analysis is considered for the vibration of the elastic body, and the following conclusions are explained. The basic idea is the same when the response is a sound.
(1) It was confirmed that the acceleration-based method can be regarded as a transfer function-based method equivalent to the force-based method by regarding the acceleration at the force input point itself as a forced acceleration input.
(2) It was shown that contributions calculated by force-based method and acceleration-based method are generally different, and the interpretation was clarified as follows.
・ Assuming measures to reduce force input → Force-based method ・ Assuming measures to reduce acceleration input → Acceleration-based method
(3) Based on the above interpretation, we proposed a hybrid input method that mixes force and acceleration as inputs.
(4) The mechanism by which the resonance frequency of the transfer function differs depending on the choice of input was discussed, and the qualitative nature of the contribution peak was clarified.
(5) A simple simulation confirmed the difference in contribution due to formulation.

10 構造体
12 入力点
14 評価点
16 受動部
18 入力部
20 データ入力部
22 伝達関数記憶部
24 フーリエ変換部
26 寄与度算出部
28 応答算出部
40 エンジン
42 エンジンマウント
44A、44B ロアアーム
46A、46B ストラット
48A、48B サスペンション
50A、50B 駆動輪
52 マフラ取付点
54 マフラ
P、P(ω) 力入力伝達関数
Q、Q(ω) 加速度入力伝達関数
α 応答
C 寄与度
Cpi、Ci(ω;t) 力入力寄与度
Cqj、Cj(ω;t) 加速度入力寄与度
f、ff 力入力
a、aa 加速度入力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Structure 12 Input point 14 Evaluation point 16 Passive part 18 Input part 20 Data input part 22 Transfer function memory | storage part 24 Fourier transformation part 26 Contribution calculation part 28 Response calculation part 40 Engine 42 Engine mount 44A, 44B Lower arm 46A, 46B Strut 48A, 48B Suspension 50A, 50B Drive wheel 52 Muffler attachment point 54 Muffler
P, P (ω) Force input transfer function
Q, Q (ω) Acceleration input transfer function α Response
C contribution
Cp i , C i (ω; t) Force input contribution
Cq j , C j (ω; t) Acceleration input contribution
f, f f force input
a, a a Acceleration input

Claims (9)

構造体の入力点で伝達される物理量を力入力又は加速度入力と設定する入力設定工程と、
前記力入力の複数の前記入力点から前記構造体の評価点の応答までの力入力伝達関数と、前記加速度入力の複数の前記入力点から前記評価点の前記応答までの加速度入力伝達関数とを算出する関数算出工程と、
前記構造体の力入力値及び前記力入力伝達関数に基づいて当該力入力の前記応答への力入力寄与度を算出すると共に、加速度入力値及び前記加速度入力伝達関数に基づいて当該加速度入力の前記応答への加速度入力寄与度を算出する寄与度算出工程と、
を備えたことを特徴とする寄与度解析方法。
An input setting step for setting a physical quantity transmitted at an input point of the structure as force input or acceleration input;
A force input transfer function from the plurality of input points of the force input to responses of the evaluation points of the structure, and an acceleration input transfer function from the plurality of input points of the acceleration input to the responses of the evaluation points. A function calculation step to calculate,
Calculate the force input contribution to the response of the force input based on the force input value of the structure and the force input transfer function, and the acceleration input value based on the acceleration input value and the acceleration input transfer function A contribution calculation step of calculating an acceleration input contribution to the response;
A contribution analysis method characterized by comprising:
前記寄与度算出工程が、前記力又は加速度の対策後の前記力入力値又は前記加速度入力値と、対策前の前記力入力伝達関数及び前記加速度入力伝達関数とに基づいて、当該対策後の力入力寄与度及び前記加速度入力寄与度を算出する工程を備えた、
ことを特徴とする請求項1記載の寄与度解析方法。
The contribution calculation step is based on the force input value or the acceleration input value after the countermeasure for the force or acceleration, the force input transfer function and the acceleration input transfer function before the countermeasure, and the force after the countermeasure. A step of calculating an input contribution and the acceleration input contribution;
The contribution analysis method according to claim 1, wherein:
前記入力設定工程が、力の対策が可能な前記入力点については前記力入力とする設定を促すと共に、加速度の対策が可能な前記入力点については前記加速度入力とする設定を促す工程を備えた、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の寄与度解析方法。
The input setting step includes a step of prompting a setting to be the force input for the input point capable of countermeasures against force and a step of prompting a setting to be the acceleration input for the input points capable of countermeasures for acceleration. ,
The contribution analysis method according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記関数算出工程が、
前記力入力の力と、前記加速度入力に対応する力とを入力とする伝達関数行列であって、前記加速度入力の加速度と、前記力入力に対応する加速度と、前記評価点の前記応答とを出力とするイナータンス行列を前提として、
当該イナータンス行列を展開することで、前記力入力伝達関数及び前記加速度入力伝達関数を算出する、
ことを特徴とする請求項1,2又は3記載の寄与度解析方法。
The function calculating step includes
A transfer function matrix having as input the force of the force input and the force corresponding to the acceleration input, the acceleration of the acceleration input, the acceleration corresponding to the force input, and the response of the evaluation point Given an inertance matrix as output,
The force input transfer function and the acceleration input transfer function are calculated by expanding the inertance matrix.
The contribution analysis method according to claim 1, 2, or 3.
前記関数算出工程が、
前記力入力及び加速度入力を入力として与えて応答を測定すると共に、当該入力と応答のクロススペクトルに基づいて前記力入力伝達関数及び前記加速度入力伝達関数を算出する、
ことを特徴とする請求項1,2又は3記載の寄与度解析方法。
The function calculating step includes
Measuring the response by giving the force input and the acceleration input as inputs, and calculating the force input transfer function and the acceleration input transfer function based on the cross spectrum of the input and response;
The contribution analysis method according to claim 1, 2, or 3.
前記寄与度算出工程が、
前記力入力の周波数スペクトルと、前記加速度入力の周波数スペクトルとを算出する工程と、
前記力入力伝達関数と前記力入力の前記周波数スペクトルとに基づいて前記力入力寄与度を算出する工程と、
前記加速度入力伝達関数と前記加速度入力の前記周波数スペクトルとに基づいて前記加速度入力寄与度を算出する工程と、
前記力入力寄与度と前記加速度入力寄与度とを加算することで前記評価点の前記応答を算出する工程と、を備えた、
ことを特徴とする請求項1,2,3,4又は5記載の寄与度解析方法。
The contribution calculation step includes:
Calculating a frequency spectrum of the force input and a frequency spectrum of the acceleration input;
Calculating the force input contribution based on the force input transfer function and the frequency spectrum of the force input;
Calculating the acceleration input contribution based on the acceleration input transfer function and the frequency spectrum of the acceleration input;
Calculating the response of the evaluation score by adding the force input contribution and the acceleration input contribution,
The contribution analysis method according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
コンピュータを用いて請求項1,2,3,4,5又は6記載の方法を実行するための寄与度解析用プログラム。   A contribution analysis program for executing the method according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6 using a computer. 構造体の入力点で伝達される物理量として予め設定された力入力又は加速度入力に応じて、当該力入力に設定された前記入力点については当該構造体の実稼働での力入力値を推定又は測定すると共に、当該加速度入力に設定された前記入力点については加速度入力値を測定するデータ入力部と、
前記力入力の複数の前記入力点から前記構造体の評価点の応答までの力入力伝達関数と、前記加速度入力の複数の前記入力点から前記評価点の前記応答までの加速度入力伝達関数とを予め記憶した伝達関数記憶部と、
前記構造体の実稼働時の力入力値及び前記力入力伝達関数に基づいて当該力入力の前記応答への力入力寄与度を算出すると共に、加速度入力値及び前記加速度入力伝達関数に基づいて当該加速度入力の前記応答への加速度入力寄与度を算出する寄与度算出部と、
を備えたことを特徴とする寄与度解析装置。
In response to a force input or acceleration input set in advance as a physical quantity transmitted at an input point of the structure, for the input point set to the force input, a force input value in actual operation of the structure is estimated or A data input unit for measuring an acceleration input value for the input point set for the acceleration input,
A force input transfer function from the plurality of input points of the force input to responses of the evaluation points of the structure, and an acceleration input transfer function from the plurality of input points of the acceleration input to the responses of the evaluation points. A transfer function storage unit stored in advance;
While calculating the force input contribution to the response of the force input based on the force input value and the force input transfer function at the time of actual operation of the structure, and based on the acceleration input value and the acceleration input transfer function A contribution calculation unit for calculating an acceleration input contribution to the response of the acceleration input;
A contribution analysis device characterized by comprising:
構造体の実稼働時の力入力値及び加速度入力値を推定又は測定するデータ入力部と、
力の対策が可能な入力点への力入力から評価点での応答への力入力伝達関数と、加速度の対策が可能な入力点への加速度入力から前記応答への加速度入力伝達関数とを予め記憶した伝達関数記憶部と、
前記力入力の周波数スペクトルと、前記加速度入力の周波数スペクトルとを算出するフーリエ変換部と、
前記力入力伝達関数と前記力入力の前記周波数スペクトルとに基づいて前記力入力寄与度を算出すると共に、前記加速度入力伝達関数と前記加速度入力の前記周波数スペクトルとに基づいて前記加速度入力寄与度を算出する寄与度算出部と、
前記力入力寄与度と前記加速度入力寄与度とを加算することで前記評価点の応答を算出する応答算出部と、
を備えたことを特徴とする寄与度解析装置。
A data input unit for estimating or measuring a force input value and an acceleration input value during actual operation of the structure;
A force input transfer function from a force input to an input point capable of countermeasures against force to a response at an evaluation point, and an acceleration input transfer function from an acceleration input to an input point capable of countermeasures against acceleration to the response in advance A stored transfer function storage unit;
A Fourier transform unit for calculating the frequency spectrum of the force input and the frequency spectrum of the acceleration input;
The force input contribution is calculated based on the force input transfer function and the frequency spectrum of the force input, and the acceleration input contribution is calculated based on the acceleration input transfer function and the frequency spectrum of the acceleration input. A contribution calculation unit to calculate,
A response calculation unit that calculates the response of the evaluation score by adding the force input contribution and the acceleration input contribution;
A contribution analysis device characterized by comprising:
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