JP3283532B2 - 加振装置およびそれを用いた構造物の振動試験装置 - Google Patents
加振装置およびそれを用いた構造物の振動試験装置Info
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- JP3283532B2 JP3283532B2 JP54030598A JP54030598A JP3283532B2 JP 3283532 B2 JP3283532 B2 JP 3283532B2 JP 54030598 A JP54030598 A JP 54030598A JP 54030598 A JP54030598 A JP 54030598A JP 3283532 B2 JP3283532 B2 JP 3283532B2
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- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
- G01M7/06—Multidirectional test stands
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、多自由度の加振試験を可能にする加振装置
及びそれを用いて構造物の一部分については実験的に加
振挙動を求め、その他の部分については振動応答数値計
算により加振挙動を求め、これらを組み合わせて構造物
全体の加振挙動を求める構造物の振動試験装置に関す
る。
及びそれを用いて構造物の一部分については実験的に加
振挙動を求め、その他の部分については振動応答数値計
算により加振挙動を求め、これらを組み合わせて構造物
全体の加振挙動を求める構造物の振動試験装置に関す
る。
背景技術 構造物の一部分について実験的に加振試験を行い、構
造物の他の部分については振動応答数値計算を実行し、
これらを組み合わせて構造物全体の試験をする構造物の
振動試験の例が、特開平５−10846号公報に記載されて
いる。この公報に記載の方法は、加振機を１台使用し
て、加振試験を実時間で行っている。
造物の他の部分については振動応答数値計算を実行し、
これらを組み合わせて構造物全体の試験をする構造物の
振動試験の例が、特開平５−10846号公報に記載されて
いる。この公報に記載の方法は、加振機を１台使用し
て、加振試験を実時間で行っている。
なお、実験的に加振するために用いられる加振装置と
して、供試体に並進および回転方向の負荷を与える装置
が第43回応用力学連合講演予稿集（平成５年）の581頁
に記載されている。
して、供試体に並進および回転方向の負荷を与える装置
が第43回応用力学連合講演予稿集（平成５年）の581頁
に記載されている。
ところで、上記特開平５−10846号公報に記載のもの
は、実物モデルが１方向にのみ変形する場合であって、
しかも以下の何れかの仮定が成立することを前提として
いる。すなわち、（１）建物における床の剛性が壁の剛
性に比べて非常に大きく、床の曲げ変形を無視できる。
さらに、壁の面内の変形に対する剛性が面外の変形に対
する剛性に比べ大きく壁の伸縮を無視できる。（２）実
物モデルの両端部ではモーメントがかからずに支持され
ている。
は、実物モデルが１方向にのみ変形する場合であって、
しかも以下の何れかの仮定が成立することを前提として
いる。すなわち、（１）建物における床の剛性が壁の剛
性に比べて非常に大きく、床の曲げ変形を無視できる。
さらに、壁の面内の変形に対する剛性が面外の変形に対
する剛性に比べ大きく壁の伸縮を無視できる。（２）実
物モデルの両端部ではモーメントがかからずに支持され
ている。
しかしながら、現実の配管や橋脚、免震装置などは、
並進方向と回転方向の双方向に変形する構造物であるか
ら、これらの実物モデルに対しても並進および回転方向
に加振を行う必要があるが、上記特開平５−10846号公
報に記載のものにおいては、双方向に加振することにつ
いては何等考慮されておらず、これらの加振挙動を正確
に知ることが困難であった。
並進方向と回転方向の双方向に変形する構造物であるか
ら、これらの実物モデルに対しても並進および回転方向
に加振を行う必要があるが、上記特開平５−10846号公
報に記載のものにおいては、双方向に加振することにつ
いては何等考慮されておらず、これらの加振挙動を正確
に知ることが困難であった。
一方、実物モデルに対して並進および回転方向に加振
が可能な後者の場合には、質量の大きい加振機が揺動し
て、慣性力および油圧配管の弾力が加振に対する外乱と
して作用する。このため、加振精度が低下するという不
具合があった。さらに、この装置は、反力フレーム内部
に加振機を配置しており、反力フレームの小型化および
高剛性化が困難であった。
が可能な後者の場合には、質量の大きい加振機が揺動し
て、慣性力および油圧配管の弾力が加振に対する外乱と
して作用する。このため、加振精度が低下するという不
具合があった。さらに、この装置は、反力フレーム内部
に加振機を配置しており、反力フレームの小型化および
高剛性化が困難であった。
発明の開示 本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたもので
あり、その目的は、並進方向と回転方向の双方向に変形
する構造物を試験可能な加振装置及びそれを用いた振動
試験装置を提供することにある。
あり、その目的は、並進方向と回転方向の双方向に変形
する構造物を試験可能な加振装置及びそれを用いた振動
試験装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、加振精度が良好で、小型
かつ高剛性な、振動試験装置に用いられる加振装置を提
供することにある。
かつ高剛性な、振動試験装置に用いられる加振装置を提
供することにある。
上記目的を達成するための本発明の第１の特徴は、構
造物の一部を模擬した実物モデルを加振する加振装置
と、この実物モデルに仮想的に接続される数値モデルの
振動応答を計算する制御演算装置とを備え、構造物全体
を振動試験する構造物の振動試験装置において、加振装
置に、実物モデルを加振する複数の加振手段と、この複
数の加振手段の変位を検出する複数の変位検出手段と、
実物モデルに加わる荷重を検出する荷重検出手段とを設
けると共に、制御演算装置に、荷重検出手段が検出され
た荷重と複数の変位検出手段の検出した加振手段の変位
とに基づいて予め定められた加振点の並進方向及び回転
方向の変位を演算する演算手段と、この演算手段が演算
した加振点の並進方向および回転方向の変位を発生させ
るために加振手段に演算した加振点の並進方向及び回転
方向の変位に応じた駆動信号を出力する信号発生手段と
を設けたものである 上記目的を達成するための本発明の第２の特徴は、構
造物の一部を模擬した実物モデルを加振する加振装置
と、この実物モテルに仮想的に接続される数値モデルの
振動応答を計算する制御演算装置とを備え、構造物全体
を振動試験する構造物の振動試験装置において、加振装
置は複数個の加振手段を備えるとともに、実物モデルの
予め定められた加振点に対して制御演算装置が算出した
並進変位と回転変位を同時に付与可能に複数個の加振手
段を配置したものである。
造物の一部を模擬した実物モデルを加振する加振装置
と、この実物モデルに仮想的に接続される数値モデルの
振動応答を計算する制御演算装置とを備え、構造物全体
を振動試験する構造物の振動試験装置において、加振装
置に、実物モデルを加振する複数の加振手段と、この複
数の加振手段の変位を検出する複数の変位検出手段と、
実物モデルに加わる荷重を検出する荷重検出手段とを設
けると共に、制御演算装置に、荷重検出手段が検出され
た荷重と複数の変位検出手段の検出した加振手段の変位
とに基づいて予め定められた加振点の並進方向及び回転
方向の変位を演算する演算手段と、この演算手段が演算
した加振点の並進方向および回転方向の変位を発生させ
るために加振手段に演算した加振点の並進方向及び回転
方向の変位に応じた駆動信号を出力する信号発生手段と
を設けたものである 上記目的を達成するための本発明の第２の特徴は、構
造物の一部を模擬した実物モデルを加振する加振装置
と、この実物モテルに仮想的に接続される数値モデルの
振動応答を計算する制御演算装置とを備え、構造物全体
を振動試験する構造物の振動試験装置において、加振装
置は複数個の加振手段を備えるとともに、実物モデルの
予め定められた加振点に対して制御演算装置が算出した
並進変位と回転変位を同時に付与可能に複数個の加振手
段を配置したものである。
そして好ましくは、加振装置は前記加振手段を少なく
とも３個有するとともに、水平方向に加振する水平加振
機と上下方向に加振する上下加振機とを含み、加振手段
と実物モデル間を構造的に接続するためのジョイントを
少なくとも２個有する；水平加振手段には水平リンク
が、上下加振手段には上下リンクがそれぞれ接続されて
おり、この水平リンクの少なくとも１つと、上下リンク
の少なくとも１つが、ジョイントに接続されている；加
振装置にジョイントを固定するためのジョイント固定手
段を設け、このジョイント固定手段とジョイント間に、
少なくとも異なる２方向の荷重を検出可能な荷重検出手
段を設けた；実物モデルを取り付けるためのジョイント
固定手段をジョイントに取り付け、このジョイント固定
手段に異なる２方向の荷重と１軸回りのモーメントの少
なくとも何れかを検出可能な荷重検出手段を設けた；複
数の加振手段の変位から加振点の位置を演算する加振点
位置演算手段と、少なくとも加振手段の変位と速度と加
速度との何れかに基づいて加振点の加速度を推定する加
振点の加速度推定手段と、この加振点の加速度推定手段
が推定した加振点の加速度と荷重検出手段が検出した荷
重と加振点位置演算手段が演算した加振点の位置とに基
づいて実物モデルの反力を演算する反力演算装置とを制
御演算装置が備える；少なくとも加速度検出手段と角加
速度検出手段のいずれかを備え、制御演算装置にこの何
れかの検出手段の検出値に基づいて加振点の加速度を演
算する加振点の速度及び加速度演算手段と、加振点の位
置を演算する加振点位置演算手段と、荷重検出手段が検
出した荷重と加進展位置演算手段が演算した加振点の位
置と加振点の速度及び加速度演算手段が演算した加振点
の加速度に基づいて実物モデルの反力を演算する反力演
算手段とを設けるものである。
とも３個有するとともに、水平方向に加振する水平加振
機と上下方向に加振する上下加振機とを含み、加振手段
と実物モデル間を構造的に接続するためのジョイントを
少なくとも２個有する；水平加振手段には水平リンク
が、上下加振手段には上下リンクがそれぞれ接続されて
おり、この水平リンクの少なくとも１つと、上下リンク
の少なくとも１つが、ジョイントに接続されている；加
振装置にジョイントを固定するためのジョイント固定手
段を設け、このジョイント固定手段とジョイント間に、
少なくとも異なる２方向の荷重を検出可能な荷重検出手
段を設けた；実物モデルを取り付けるためのジョイント
固定手段をジョイントに取り付け、このジョイント固定
手段に異なる２方向の荷重と１軸回りのモーメントの少
なくとも何れかを検出可能な荷重検出手段を設けた；複
数の加振手段の変位から加振点の位置を演算する加振点
位置演算手段と、少なくとも加振手段の変位と速度と加
速度との何れかに基づいて加振点の加速度を推定する加
振点の加速度推定手段と、この加振点の加速度推定手段
が推定した加振点の加速度と荷重検出手段が検出した荷
重と加振点位置演算手段が演算した加振点の位置とに基
づいて実物モデルの反力を演算する反力演算装置とを制
御演算装置が備える；少なくとも加速度検出手段と角加
速度検出手段のいずれかを備え、制御演算装置にこの何
れかの検出手段の検出値に基づいて加振点の加速度を演
算する加振点の速度及び加速度演算手段と、加振点の位
置を演算する加振点位置演算手段と、荷重検出手段が検
出した荷重と加進展位置演算手段が演算した加振点の位
置と加振点の速度及び加速度演算手段が演算した加振点
の加速度に基づいて実物モデルの反力を演算する反力演
算手段とを設けるものである。
上記目的を達成するための本発明の第３の特徴は、供
試体を加振する少なくとも３個の加振手段と、この加振
手段を取り付けるフレームと、供試体と加振手段を構造
的に接続可能にする少なくとも２個のジョイントとを有
し、加振手段は水平方向に加振する水平加振機と上下方
向に加振する上下加振機とを含み、水平加振機には水平
リンクが、上下加振機には上下リンクがそれぞれ接続さ
れており、さらにこの水平リンクの少なくとも一つと上
下リンクの少なくとも一つが前記ジョイントに接続され
ており、加振手段は供試体に対して並進変位と回転変位
を同時に付与可能に配置するものである。
試体を加振する少なくとも３個の加振手段と、この加振
手段を取り付けるフレームと、供試体と加振手段を構造
的に接続可能にする少なくとも２個のジョイントとを有
し、加振手段は水平方向に加振する水平加振機と上下方
向に加振する上下加振機とを含み、水平加振機には水平
リンクが、上下加振機には上下リンクがそれぞれ接続さ
れており、さらにこの水平リンクの少なくとも一つと上
下リンクの少なくとも一つが前記ジョイントに接続され
ており、加振手段は供試体に対して並進変位と回転変位
を同時に付与可能に配置するものである。
そして好ましくは、ジョイントを固定するためのジョ
イント固定手段を備え、このジョイント固定手段に少な
くとも異なる２方向の荷重と１軸回りのモーメントとの
少なくとも何れかを検出可能な荷重検出手段を設けた；
水平加振機および上下加振機についての少なくとも変位
と速度と加速度との何れかに基づいて加振点の加速度を
推定する加振点の加速度推定手段と、水平加振機および
上下加振機の変位から加振点の位置を演算する加振点位
置演算手段と、荷重検出手段が検出した荷重と加振点位
置演算手段が演算した加振点位置と加振点の加速度推定
手段が推定した加振点加速度とに基づいて供試体からの
反力を求める反力演算手段とを有する；少なくとも加速
度検出手段と角加速度検出手段のいずれかと、この何れ
かの検出手段の検出値に基づいて加振点の加速度を演算
する加振点の速度及び加速度演算手段と、加振点の位置
を演算する加振点位置演算手段と、荷重検出手段が検出
した荷重と加振点位置演算手段が演算した加振点の位置
と記加振点の速度及び加速度演算手段が演算した加振点
の加速度に基づいて実物モデルの反力を演算する反力演
算手段とを備えるものである。
イント固定手段を備え、このジョイント固定手段に少な
くとも異なる２方向の荷重と１軸回りのモーメントとの
少なくとも何れかを検出可能な荷重検出手段を設けた；
水平加振機および上下加振機についての少なくとも変位
と速度と加速度との何れかに基づいて加振点の加速度を
推定する加振点の加速度推定手段と、水平加振機および
上下加振機の変位から加振点の位置を演算する加振点位
置演算手段と、荷重検出手段が検出した荷重と加振点位
置演算手段が演算した加振点位置と加振点の加速度推定
手段が推定した加振点加速度とに基づいて供試体からの
反力を求める反力演算手段とを有する；少なくとも加速
度検出手段と角加速度検出手段のいずれかと、この何れ
かの検出手段の検出値に基づいて加振点の加速度を演算
する加振点の速度及び加速度演算手段と、加振点の位置
を演算する加振点位置演算手段と、荷重検出手段が検出
した荷重と加振点位置演算手段が演算した加振点の位置
と記加振点の速度及び加速度演算手段が演算した加振点
の加速度に基づいて実物モデルの反力を演算する反力演
算手段とを備えるものである。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明に係る振動試験装置の第１の実施例
の模式図である。
の模式図である。
第２図は、本発明に係る多軸加振装置の一実施例の模
式図である。
式図である。
第３図は、第２図に示した多軸加振装置における荷重
検出手段の詳細を説明する図である。
検出手段の詳細を説明する図である。
第４図は、本発明に係る加振点を説明するための図で
ある。
ある。
第５図は、本発明に係る振動試験装置の他の実施例の
模式図である。
模式図である。
第６図は、本発明に係る振動試験装置のさらに他の実
施例の模式図である。
施例の模式図である。
第７図は、荷重検出手段の他の実施例の模式図であ
る。
る。
発明を実施するための最良の形態 以下、本発明のいくつかの実施例を図面を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
第１図ないし第３図は、本発明に係る振動試験装置の
第１の実施例についての図であり、第１図は構造物の振
動試験装置の模式図、 第２図はこの第１図に示した振動試験装置に用いられる
加振装置の一例を示した図、第３図は第２図中で用いら
れる荷重検出手段の詳細を示す図である。本発明に係る
振動試験装置は、試験対象の構造物の一部分について、
実物大または縮小等の模型化を施した実物モデルを用い
て加振試験を行い、構造物の他の部分は数値モデル化し
その数値モデル化された部分について振動応答計算を行
う。そして、その両結果を組み合わせて構造物全体の振
動応答を評価する。そのため本実施例においては、複数
の加振記１、２、３と加振機変位を基礎15上に載置され
た実物モデル14に伝達するためのジョイントとそのジョ
イントの固定手段６と実物モデル14から加振機１、２、
３までの間に配置される荷重検出手段12とを備えた多軸
加振装置110と、この多軸加振装置110を制御し、数値モ
デルの振動応答を計算するデジタル計算機またはアナロ
グ計算機を有する制御演算装置100とを備えている。そ
して、各加振機１、２、３は、シリンダ1b、2b、3bと、
駆動軸1a、2a、3aと、変位検出手段1c、2c、3cとを備え
ている。
第１の実施例についての図であり、第１図は構造物の振
動試験装置の模式図、 第２図はこの第１図に示した振動試験装置に用いられる
加振装置の一例を示した図、第３図は第２図中で用いら
れる荷重検出手段の詳細を示す図である。本発明に係る
振動試験装置は、試験対象の構造物の一部分について、
実物大または縮小等の模型化を施した実物モデルを用い
て加振試験を行い、構造物の他の部分は数値モデル化し
その数値モデル化された部分について振動応答計算を行
う。そして、その両結果を組み合わせて構造物全体の振
動応答を評価する。そのため本実施例においては、複数
の加振記１、２、３と加振機変位を基礎15上に載置され
た実物モデル14に伝達するためのジョイントとそのジョ
イントの固定手段６と実物モデル14から加振機１、２、
３までの間に配置される荷重検出手段12とを備えた多軸
加振装置110と、この多軸加振装置110を制御し、数値モ
デルの振動応答を計算するデジタル計算機またはアナロ
グ計算機を有する制御演算装置100とを備えている。そ
して、各加振機１、２、３は、シリンダ1b、2b、3bと、
駆動軸1a、2a、3aと、変位検出手段1c、2c、3cとを備え
ている。
制御演算装置100は、以下の各手段を備えている。す
なわち、数値モデルと実物モデル14との境界部分に置か
れた加振点16の位置を各加振機１、２、３の変位に基づ
いて演算する加振位置演算手段101、荷重検出手段12が
検出した荷重と加振点16の位置とから実物モデル14で発
生する反力を演算する反力演算手段102、実物モデル14
で発生した反力と既知の外力とから所定時間後の数値モ
デル14の変位を計算する振動応答計算手段103、加振点1
6の位置指令値から各加振機１、２、３への変位指令値
を演算する加振機変位演算手段104、加振機１、２、３
への変位指令値に従い加振機１、２、３を動作させる加
振機制御手段105である。
なわち、数値モデルと実物モデル14との境界部分に置か
れた加振点16の位置を各加振機１、２、３の変位に基づ
いて演算する加振位置演算手段101、荷重検出手段12が
検出した荷重と加振点16の位置とから実物モデル14で発
生する反力を演算する反力演算手段102、実物モデル14
で発生した反力と既知の外力とから所定時間後の数値モ
デル14の変位を計算する振動応答計算手段103、加振点1
6の位置指令値から各加振機１、２、３への変位指令値
を演算する加振機変位演算手段104、加振機１、２、３
への変位指令値に従い加振機１、２、３を動作させる加
振機制御手段105である。
ところで、本発明の特徴の一つは回転変位と並進変位
を付与できる加振点を設けることにある。この加振点16
は、実物モデルの変形を一義的に表す点、またはその点
と１体１に対応する点から選ばれる。つまり、任意に加
振点を選んだときに、その点の変位から実物モデルの変
位が高精度に求められるのであれば、その点を加振点と
することができる。例えば、第１図で示した構造物につ
いて加振試験とする場合、支柱部分を実物モデルとし、
その上部を数値モデルとする。このときの加振点の選定
方法を第４図を用いて説明する。実物モデル14に形成さ
れる中立軸20と、数値モデルと実物モデルの境界面との
交点を境界点とする。中立軸は、第１図のように単純化
されたモデルにおいては、そのモデルの変形を最もよく
表す点であるから、最も簡単にはこの境界点を加振点と
して選択する。しかしながら、この境界点は第１図では
内部の点でありその変位を実際に計測することが困難で
ある。変位を計測して加振機１、２、３等の制御に用い
る場合には、装置の表面上の点が好ましい。このような
場合には、加振点16をジョイント固定手段６上に設ける
ことも可能である。ただし、その場合境界点での変位に
換算する演算が必要となる。一方、複雑な形状の場合に
は中立軸の選定が困難なこともある。その場合には、等
価モデル上で中立軸があれば、その等価モデルにおける
中立軸上の点を選ぶのがよい。等価モデルにおいても、
中立軸の選定が困難であれば、幾何学的な中心点等を選
ぶのがよい。いずれの場合においても、実物モデルの変
位を表すことができる点であれば、換算演算等の必要の
有無は別として加振点として用いることができる。
を付与できる加振点を設けることにある。この加振点16
は、実物モデルの変形を一義的に表す点、またはその点
と１体１に対応する点から選ばれる。つまり、任意に加
振点を選んだときに、その点の変位から実物モデルの変
位が高精度に求められるのであれば、その点を加振点と
することができる。例えば、第１図で示した構造物につ
いて加振試験とする場合、支柱部分を実物モデルとし、
その上部を数値モデルとする。このときの加振点の選定
方法を第４図を用いて説明する。実物モデル14に形成さ
れる中立軸20と、数値モデルと実物モデルの境界面との
交点を境界点とする。中立軸は、第１図のように単純化
されたモデルにおいては、そのモデルの変形を最もよく
表す点であるから、最も簡単にはこの境界点を加振点と
して選択する。しかしながら、この境界点は第１図では
内部の点でありその変位を実際に計測することが困難で
ある。変位を計測して加振機１、２、３等の制御に用い
る場合には、装置の表面上の点が好ましい。このような
場合には、加振点16をジョイント固定手段６上に設ける
ことも可能である。ただし、その場合境界点での変位に
換算する演算が必要となる。一方、複雑な形状の場合に
は中立軸の選定が困難なこともある。その場合には、等
価モデル上で中立軸があれば、その等価モデルにおける
中立軸上の点を選ぶのがよい。等価モデルにおいても、
中立軸の選定が困難であれば、幾何学的な中心点等を選
ぶのがよい。いずれの場合においても、実物モデルの変
位を表すことができる点であれば、換算演算等の必要の
有無は別として加振点として用いることができる。
次に、制御演算装置100の処理内容の一例を、動作手
順に基づき説明する。
順に基づき説明する。
（１）多軸加振装置110を用いて実物モデル14を並進方
向および回転方向に変位加振し、荷重検出手段12から検
出された荷重を制御演算装置100に入力する。
向および回転方向に変位加振し、荷重検出手段12から検
出された荷重を制御演算装置100に入力する。
（２）荷重検出時の加振機１、２、３の変位も制御演算
装置100に入力し、この入力された加振機１、２、３の
変位に基づいて加振点位置演算手段101が加振点16の位
置を演算する。
装置100に入力し、この入力された加振機１、２、３の
変位に基づいて加振点位置演算手段101が加振点16の位
置を演算する。
（３）荷重検出手段12が検出した荷重と（２）項で求め
た加振点16の位置とから、反力演算手段102が実物モデ
ル14で発生する反力を演算する。
た加振点16の位置とから、反力演算手段102が実物モデ
ル14で発生する反力を演算する。
（４）（３）項で求めた反力と既知の外力とから、所定
時間後である次ステップにおける数値モデルの変位を振
動応答計算手段103が演算する。
時間後である次ステップにおける数値モデルの変位を振
動応答計算手段103が演算する。
（５）（４）項で得た数値モデルの変位の中から、実物
モデル14と数値モデルとの境界部分、すなわち加振点16
の変位を抽出し、この変位に基づいて加振点位置演算手
段104が各加振機１、２、３の変位指令値を演算する。
モデル14と数値モデルとの境界部分、すなわち加振点16
の変位を抽出し、この変位に基づいて加振点位置演算手
段104が各加振機１、２、３の変位指令値を演算する。
（６）（５）項で求めた加振機変位指令値に従い、加振
機制御手段105が加振機１、２、３を駆動し、結局、多
軸加振装置110が実物モデル14を変位加振する。
機制御手段105が加振機１、２、３を駆動し、結局、多
軸加振装置110が実物モデル14を変位加振する。
上述した（１）〜（６）項までの処理を繰り返す。こ
れにより、対象構造物が並進方向および回転方向の双方
向に変形するものであっても、その振動応答が得られ
る。
れにより、対象構造物が並進方向および回転方向の双方
向に変形するものであっても、その振動応答が得られ
る。
次に、本振動試験装置に用いる多軸加振装置の一実施
例を、第２図を用いて説明する。多軸加振装置110は、
実物モデル14の相背向する２つの側面側に基礎15に固定
された側壁４、４を有している。そして、実物モデル14
の上方であって、この２つの側壁４、４を連結するよう
に天板５を配設する。側壁４、４および天板５は反力フ
レームを構成する。側壁４に加振機シリンダの駆動軸側
を固定された水平加振機１は、駆動軸中にジョイント８
を有している。そして、水平加振機１は、加振機シリン
ダが反力フレームの内側に入らないように配置されてい
る。同様に、駆動軸にジョイント９を有する上下加振機
２、３が、天板５に加振機シリンダの駆動軸側を固定さ
れており、各々の加振機シリンダは反力フレームの内側
に入らないように配置されている。さらに、実物モデル
14の上面でジョイント固定手段６を接続し、ジョイント
固定手段６を介してジョイント７を実物モデル14に接続
する。
例を、第２図を用いて説明する。多軸加振装置110は、
実物モデル14の相背向する２つの側面側に基礎15に固定
された側壁４、４を有している。そして、実物モデル14
の上方であって、この２つの側壁４、４を連結するよう
に天板５を配設する。側壁４、４および天板５は反力フ
レームを構成する。側壁４に加振機シリンダの駆動軸側
を固定された水平加振機１は、駆動軸中にジョイント８
を有している。そして、水平加振機１は、加振機シリン
ダが反力フレームの内側に入らないように配置されてい
る。同様に、駆動軸にジョイント９を有する上下加振機
２、３が、天板５に加振機シリンダの駆動軸側を固定さ
れており、各々の加振機シリンダは反力フレームの内側
に入らないように配置されている。さらに、実物モデル
14の上面でジョイント固定手段６を接続し、ジョイント
固定手段６を介してジョイント７を実物モデル14に接続
する。
このジョイント固定手段６として、第２図では１枚の
板状に形成されたものを使用しているが、その形状およ
び個数、取り付け位置はこれに限るものではなく、必要
に応じて適宜設けることができる。また、ジョイント固
定手段６は、ジョイント７を取り付けるために実物モデ
ル14自体に加工して設けたものをも含む。また、実物モ
デル14に取り付けるジョイント７を、第２図では２つに
しているが、この形状、自由度、個数および取り付け位
置もジョイント固定手段６同様、これに限るものではな
い。
板状に形成されたものを使用しているが、その形状およ
び個数、取り付け位置はこれに限るものではなく、必要
に応じて適宜設けることができる。また、ジョイント固
定手段６は、ジョイント７を取り付けるために実物モデ
ル14自体に加工して設けたものをも含む。また、実物モ
デル14に取り付けるジョイント７を、第２図では２つに
しているが、この形状、自由度、個数および取り付け位
置もジョイント固定手段６同様、これに限るものではな
い。
実物モデル14のジョイント７の１つと水平加振機駆動
軸のジョイント８とを、水平リンク10で接続する。ま
た、実物モデルのジョイント７の１つと上下加振機駆動
軸に取り付けたジョイント９とを上下リンク11で接続す
る。本実施例の多軸加振装置110においては、水平加振
機１および上下加振機２、３のそれぞれの変位は水平リ
ンク10および上下リンク11を介して実物モデル14に取り
付けたジョイント７に伝達される。その結果、実物モデ
ル14が加振される。
軸のジョイント８とを、水平リンク10で接続する。ま
た、実物モデルのジョイント７の１つと上下加振機駆動
軸に取り付けたジョイント９とを上下リンク11で接続す
る。本実施例の多軸加振装置110においては、水平加振
機１および上下加振機２、３のそれぞれの変位は水平リ
ンク10および上下リンク11を介して実物モデル14に取り
付けたジョイント７に伝達される。その結果、実物モデ
ル14が加振される。
上記実施例に示した多軸加振装置110においては、可
動部としては、加加振機駆動軸1a、2a、3a、水平リンク
10、上下リンク11、荷重検出手段12、ジョイント固定手
段６、実物モデル側ジョイント７だけであるから、その
総質量は水平加振機１と上下加振機２、３とを合わせた
質量よりも少ない。したがって、加振時に発生する慣性
力を、加振機全体が揺動する従来のものに比べ大幅に低
減できる。また、従来は各加振機に油圧を供給する配管
も加振機の揺動に合わせて動くため、配管の弾力が加振
の外乱として作用していた。一方、本実施例では加振機
シリンダが反力フレームに固定されているので配管は動
かず、加振に対して影響を与えない。以上述べたよう
に、本実施例によれば、可動部の慣性力や油圧配管の弾
力による外乱を低減できるので、加速精度が向上する。
動部としては、加加振機駆動軸1a、2a、3a、水平リンク
10、上下リンク11、荷重検出手段12、ジョイント固定手
段６、実物モデル側ジョイント７だけであるから、その
総質量は水平加振機１と上下加振機２、３とを合わせた
質量よりも少ない。したがって、加振時に発生する慣性
力を、加振機全体が揺動する従来のものに比べ大幅に低
減できる。また、従来は各加振機に油圧を供給する配管
も加振機の揺動に合わせて動くため、配管の弾力が加振
の外乱として作用していた。一方、本実施例では加振機
シリンダが反力フレームに固定されているので配管は動
かず、加振に対して影響を与えない。以上述べたよう
に、本実施例によれば、可動部の慣性力や油圧配管の弾
力による外乱を低減できるので、加速精度が向上する。
さらに、従来は反力フレームの内側に水平加振機と上
下加振機とを配置していたので、反力フレームを大型に
する必要があった。しかしながら、本実施例によれば反
力フレームの外側に加振機シリンダを配置できるので、
反力フレームは水平リンク10および上下リンク11が配置
可能な大きさであればよく、各リンク長を加振機シリン
ダより短くできる。したがって、反力フレームの小型化
それに伴う高剛性化が可能となる。
下加振機とを配置していたので、反力フレームを大型に
する必要があった。しかしながら、本実施例によれば反
力フレームの外側に加振機シリンダを配置できるので、
反力フレームは水平リンク10および上下リンク11が配置
可能な大きさであればよく、各リンク長を加振機シリン
ダより短くできる。したがって、反力フレームの小型化
それに伴う高剛性化が可能となる。
次に、加振する場合に必要な加振機の変位と加振点の
位置との対応関係について、上記実施例を例にして説明
する。
位置との対応関係について、上記実施例を例にして説明
する。
まず、加振点16の位置から水平加振機１の変位および
上下加振機２、３の変位を求める。水平加振機は１台で
あり、上下加振機は２台である。そして、実物モデル14
側のジョイントは２個である。この場合、各変位は（式
１）から求められる。
上下加振機２、３の変位を求める。水平加振機は１台で
あり、上下加振機は２台である。そして、実物モデル14
側のジョイントは２個である。この場合、各変位は（式
１）から求められる。
ここで、 なお、 x,z,θy:加振点位置、 l1:水平加振機１変位、 l2:上下加振機２変位、 l3:上下加振機３変位、 a1:水平リンク長、 a2:上下リンク長、 2b:実物モデル側ジョイント間隔（第３図参照）、 dz:ジョイント固定手段高さ（第４図参照）である。
上式を用いることにより、加振点16の位置から加振機
１、２、３の変位を一義的に求めることができる。ま
た、水平加振機および上下加振機が合わせて３つ以上、
実物モデル14側のジョイントが２つ以上あれば、上記手
法で加振点の位置から加振機の変位を一義的に決定でき
る。
１、２、３の変位を一義的に求めることができる。ま
た、水平加振機および上下加振機が合わせて３つ以上、
実物モデル14側のジョイントが２つ以上あれば、上記手
法で加振点の位置から加振機の変位を一義的に決定でき
る。
したがって、水平加振機と上下加振機とが合わせて３
つ以上、実物モデル側のジョイントが２つ以上の構成す
ることにより、加振点の位置から加振機の変位を一義的
に求めることができる。そして、実物モデルに加える並
進方向と回転方向の双方向の変形量を一義的に決定でき
る。
つ以上、実物モデル側のジョイントが２つ以上の構成す
ることにより、加振点の位置から加振機の変位を一義的
に求めることができる。そして、実物モデルに加える並
進方向と回転方向の双方向の変形量を一義的に決定でき
る。
逆に、水平加振機１の変位と上下加振機２、３の変位
とから加振点の位置を求めることも可能である。水平リ
ンクの少なくとも１つと上下リンクの少なくとも１つが
実物モデル側のジョイントのいずれかの一つと同時に接
続している第２図で示した実施例の場合を考える。この
とき、（式３）から加振点の位置が求められる。
とから加振点の位置を求めることも可能である。水平リ
ンクの少なくとも１つと上下リンクの少なくとも１つが
実物モデル側のジョイントのいずれかの一つと同時に接
続している第２図で示した実施例の場合を考える。この
とき、（式３）から加振点の位置が求められる。
ここで、 である。本方法によれば、水平加振機および上下加振機
の変位から加振点の位置を厳密に求められる。
の変位から加振点の位置を厳密に求められる。
上述したように、本実施例の振動試験装置において
は、水平加振機および上下加振機の変位に基づいて加振
点の位置を求める制御演算装置100が必要である。しか
しながら、各加振機の変位を厳密に求められない場合に
は、近似計算や収束計算を実行するが、その場合には演
算精度や演算時間の面で不満足な結果となりやすい。し
たがって、厳密解が得られるのであれば、この問題を解
決でき、試験精度が向上する。
は、水平加振機および上下加振機の変位に基づいて加振
点の位置を求める制御演算装置100が必要である。しか
しながら、各加振機の変位を厳密に求められない場合に
は、近似計算や収束計算を実行するが、その場合には演
算精度や演算時間の面で不満足な結果となりやすい。し
たがって、厳密解が得られるのであれば、この問題を解
決でき、試験精度が向上する。
次に、実物モデル14で発生する反力を求める例を、第
３図を用いて説明する。第３図は、第２図に示したジョ
イント固定手段６の詳細図である。直交する２方向の荷
重を検出する荷重検出手段12a,12bが、ジョイント固定
手段６と実物モデル側ジョイント７との間に配置されて
いる。
３図を用いて説明する。第３図は、第２図に示したジョ
イント固定手段６の詳細図である。直交する２方向の荷
重を検出する荷重検出手段12a,12bが、ジョイント固定
手段６と実物モデル側ジョイント７との間に配置されて
いる。
このときの反力の演算方法は、以下の通りである。加
振時には、ジョイント固定手段６、実物モデル側ジョイ
ント７および荷重検出手段12a,12bが同時に加振され、
これら各機器に慣性力、遠心力、及びコリオリ力が発生
する。また、実物モデル14が回転するように力を加える
と、ジョイント固定手段６、ジョイント７および荷重検
出手段12は各々の自重により転倒モーメントを発生す
る。加振により発生したこれらの慣性力、遠心力、コリ
オリ力と転倒モーメントは、実物モデル14からの反力に
重畳されて荷重検出手段12a,12bで検出される。従っ
て、荷重検出手段12a,12bの検出値から、慣性力、遠心
力、コリオリ力や転倒モーメントの分を差し引けば、実
物モデル14に発生する反力が得られる。実物モデルに発
生する反力は、（式５）で表される。
振時には、ジョイント固定手段６、実物モデル側ジョイ
ント７および荷重検出手段12a,12bが同時に加振され、
これら各機器に慣性力、遠心力、及びコリオリ力が発生
する。また、実物モデル14が回転するように力を加える
と、ジョイント固定手段６、ジョイント７および荷重検
出手段12は各々の自重により転倒モーメントを発生す
る。加振により発生したこれらの慣性力、遠心力、コリ
オリ力と転倒モーメントは、実物モデル14からの反力に
重畳されて荷重検出手段12a,12bで検出される。従っ
て、荷重検出手段12a,12bの検出値から、慣性力、遠心
力、コリオリ力や転倒モーメントの分を差し引けば、実
物モデル14に発生する反力が得られる。実物モデルに発
生する反力は、（式５）で表される。
ここで、 Fx,Fz,My:実物モデルに発生する反力、 f1x,f1z,f2x,f2z:荷重検出手段から検出される荷重、 ，，y:加振点加速度、 mt:ジョイント固定手段、ジョイントおよび荷重検出
手段の総質量、 It:ジョイント固定手段、ジョイントおよび荷重検出
手段全体の重心回り慣性モーメント、 ht:ジョイント固定手段下面からジョイント固定手
段、ジョイントおよび荷重検出手段全体の重心までの高
さ、 g:重力加速度。
手段の総質量、 It:ジョイント固定手段、ジョイントおよび荷重検出
手段全体の重心回り慣性モーメント、 ht:ジョイント固定手段下面からジョイント固定手
段、ジョイントおよび荷重検出手段全体の重心までの高
さ、 g:重力加速度。
本実施例によれば、ジョイント固定手段６とジョイン
ト７の間に荷重検出手段12を配置したので、実物モデル
14の反力を得ることができる。なお、荷重検出手段12を
上記位置に配置すれば、実物モデル14から荷重検出手段
までの間に存在する部品が少なくなり、荷重検出値に占
める余分な部品の慣性力、遠心力、コリオリ力、自重お
よび摩擦による影響を低減でき、より高精度に反力を得
られる。
ト７の間に荷重検出手段12を配置したので、実物モデル
14の反力を得ることができる。なお、荷重検出手段12を
上記位置に配置すれば、実物モデル14から荷重検出手段
までの間に存在する部品が少なくなり、荷重検出値に占
める余分な部品の慣性力、遠心力、コリオリ力、自重お
よび摩擦による影響を低減でき、より高精度に反力を得
られる。
ところで、（式５）に示したように、実物モデル14に
発生する反力を求めるには、荷重検出手段12で検出され
る荷重の他に、ジョイント固定手段６、ジョイント７、
荷重検出手段12に作用する慣性力、遠心力、コリオリ力
および転倒モーメントの値が必要となる。この中で、転
倒モーメントは加振点16の位置が分かれば求められる。
一方、慣性力、遠心力及びコリオリ力については、加振
点16の加速度が分かれば求められる。そこで、これらの
量を求め、その影響を補償した制御演算装置100の例を
第５図に示す。
発生する反力を求めるには、荷重検出手段12で検出され
る荷重の他に、ジョイント固定手段６、ジョイント７、
荷重検出手段12に作用する慣性力、遠心力、コリオリ力
および転倒モーメントの値が必要となる。この中で、転
倒モーメントは加振点16の位置が分かれば求められる。
一方、慣性力、遠心力及びコリオリ力については、加振
点16の加速度が分かれば求められる。そこで、これらの
量を求め、その影響を補償した制御演算装置100の例を
第５図に示す。
制御演算装置100には、加振機の変位、速度および加
速度から加振点16における速度を推定する加振点速度推
定手段106a及び加速度を推定する加振点加速度推定手段
106bが設けられている。反力演算手段102において、荷
重検出手段12が検出した荷重と、加振点位置演算手段10
1が演算した加振点位置と、加振点速度推定手段106aが
推定した加振点速度と、加振点加速度推定手段106bが推
定した加振点加速度とから（式５）を用いて反力を演算
する。このとき、上述した方法に従って、慣性力、遠心
力、コリオリ力と転倒モーメントを補償する。この加振
点速度推定手段106aおよび加速度推定手段106bでは、例
えば加振機の変位に基づいて得られる加振点位置を微分
したり、加振機の変位と速度と加速度とからオブザーバ
ーを用いて加振点の速度及び加速度を推定する。本実施
例によれば、加振点速度推定手段106aにより速度を、加
振点加速度推定手段106bにより加速度を推定することが
できるので、慣性力、遠心力、及びコリオリ力を補償
し、より高精度に反力が得られる。
速度から加振点16における速度を推定する加振点速度推
定手段106a及び加速度を推定する加振点加速度推定手段
106bが設けられている。反力演算手段102において、荷
重検出手段12が検出した荷重と、加振点位置演算手段10
1が演算した加振点位置と、加振点速度推定手段106aが
推定した加振点速度と、加振点加速度推定手段106bが推
定した加振点加速度とから（式５）を用いて反力を演算
する。このとき、上述した方法に従って、慣性力、遠心
力、コリオリ力と転倒モーメントを補償する。この加振
点速度推定手段106aおよび加速度推定手段106bでは、例
えば加振機の変位に基づいて得られる加振点位置を微分
したり、加振機の変位と速度と加速度とからオブザーバ
ーを用いて加振点の速度及び加速度を推定する。本実施
例によれば、加振点速度推定手段106aにより速度を、加
振点加速度推定手段106bにより加速度を推定することが
できるので、慣性力、遠心力、及びコリオリ力を補償
し、より高精度に反力が得られる。
次に、本発明の第３の実施例を第６図を用いて説明す
る。この実施例が第２の実施例と異なる点は、加振点の
速度や加速度を得るために、加速度検出手段13a及び角
速度検出手段13bをジョイント固定手段６に設けたこと
にある。この加速度検出手段13a及び角速度検出手段13b
の出力を用いて、加振点の速度及び加速度を高精度に求
めることが可能になる。なお、加速度検出手段13a及び
角速度検出手段13bは別体であってもよいし、一体であ
ってもよい。また、加速度検出手段13aが検出した値に
基づいて角速度を求めてもよい。さらに、角速度検出手
段13bの他に角加速度検出手段13cを設けてもよい。この
場合、加振点の速度及び加速度をより簡単に求めること
が可能になる。
る。この実施例が第２の実施例と異なる点は、加振点の
速度や加速度を得るために、加速度検出手段13a及び角
速度検出手段13bをジョイント固定手段６に設けたこと
にある。この加速度検出手段13a及び角速度検出手段13b
の出力を用いて、加振点の速度及び加速度を高精度に求
めることが可能になる。なお、加速度検出手段13a及び
角速度検出手段13bは別体であってもよいし、一体であ
ってもよい。また、加速度検出手段13aが検出した値に
基づいて角速度を求めてもよい。さらに、角速度検出手
段13bの他に角加速度検出手段13cを設けてもよい。この
場合、加振点の速度及び加速度をより簡単に求めること
が可能になる。
加振点の速度及び加速度演算手段107は、加速度検出
手段13aおよび角速度検出手段13bで検出された加速度と
角速度とから、加振点16の速度と加速度を演算する。反
力演算手段102は、荷重検出手段12が検出した荷重と、
加振点位置演算手段101が演算した加振点16の位置と、
加振点の速度及び加速度演算手段107が演算した加振点1
6の速度と加速度とから、慣性力、遠心力、コリオリ力
と転倒モーメントを補償して（式５）に従って反力を演
算する。なお、加振点の速度及び加速度演算手段107で
は、例えば、加速度検出手段13aおよび角速度検出手段1
3が検出した加速度と角速度を座標変換する。
手段13aおよび角速度検出手段13bで検出された加速度と
角速度とから、加振点16の速度と加速度を演算する。反
力演算手段102は、荷重検出手段12が検出した荷重と、
加振点位置演算手段101が演算した加振点16の位置と、
加振点の速度及び加速度演算手段107が演算した加振点1
6の速度と加速度とから、慣性力、遠心力、コリオリ力
と転倒モーメントを補償して（式５）に従って反力を演
算する。なお、加振点の速度及び加速度演算手段107で
は、例えば、加速度検出手段13aおよび角速度検出手段1
3が検出した加速度と角速度を座標変換する。
本実施例によれば、ジョイント固定手段６に加速度検
出手段13aおよび角速度検出手段13bを設け、制御演算装
置100に検出した加速度と角速度とから加振点の速度及
び加速度を演算する手段107を備えたので、反力計測手
段が計測した反力に対して慣性力を補償できるので、よ
り高精度に反力を得ることができる。なお、上記実施例
では、角加速度を角速度の検出値から求めているが、角
加速度の検出手段を別に設ければ、さらに高精度に加振
点の速度、加速度が得られる。
出手段13aおよび角速度検出手段13bを設け、制御演算装
置100に検出した加速度と角速度とから加振点の速度及
び加速度を演算する手段107を備えたので、反力計測手
段が計測した反力に対して慣性力を補償できるので、よ
り高精度に反力を得ることができる。なお、上記実施例
では、角加速度を角速度の検出値から求めているが、角
加速度の検出手段を別に設ければ、さらに高精度に加振
点の速度、加速度が得られる。
本発明に係る振動試験装置のさらに他の実施例を以下
に説明する。直交する２方向の荷重と、荷重検出方向に
直交する軸回りのモーメントとを検出する荷重検出手段
12が、ジョイント固定手段６と実物モデル14との間に設
けられている。ジョイント固定手段６の詳細を第８図に
示す。このように構成した本実施例においては、反力は
（式６）から求められる。
に説明する。直交する２方向の荷重と、荷重検出方向に
直交する軸回りのモーメントとを検出する荷重検出手段
12が、ジョイント固定手段６と実物モデル14との間に設
けられている。ジョイント固定手段６の詳細を第８図に
示す。このように構成した本実施例においては、反力は
（式６）から求められる。
ここで、 fx,fz,my:荷重検出手段から検出される荷重。
本実施例によれば、上記各実施例と同様、反力を高精度
に検出することが可能である。
に検出することが可能である。
上記いずれの実施例においても、多軸加振装置は供試
体に対して所定の入力信号に基づき並進方向および回転
方向に加振可能である。さらに振動試験装置は、加振試
験に必要な、加振点の位置から加振機の変位への変換、
およびその逆変換である加振機の変位から加振点への変
換、供試体における反力の検出、等の機能を有してい
る。
体に対して所定の入力信号に基づき並進方向および回転
方向に加振可能である。さらに振動試験装置は、加振試
験に必要な、加振点の位置から加振機の変位への変換、
およびその逆変換である加振機の変位から加振点への変
換、供試体における反力の検出、等の機能を有してい
る。
本発明によれば、対象構造物が並進方向および回転方
向の双方向に変形する場合でも、構造物の一部分につい
ては実際に加振試験をし、構造物の他の部分については
振動応答計算を組み合わせることにより、構造物全体の
振動試験を高精度に与える。そして、加振試験における
加振精度が向上し、小型で剛性の高い振動試験装置に用
いられる多軸加振装置を提供できる。
向の双方向に変形する場合でも、構造物の一部分につい
ては実際に加振試験をし、構造物の他の部分については
振動応答計算を組み合わせることにより、構造物全体の
振動試験を高精度に与える。そして、加振試験における
加振精度が向上し、小型で剛性の高い振動試験装置に用
いられる多軸加振装置を提供できる。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱するこ
となく、他のいろいろな形で実施することができる。そ
のため、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的な
ものであり、限定的なものではない。本発明の範囲は、
添付の特許請求の範囲によって示されており、その特許
請求の範囲の意味の中に入るすべての変形例は本発明の
範囲に含まれるものである。
となく、他のいろいろな形で実施することができる。そ
のため、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的な
ものであり、限定的なものではない。本発明の範囲は、
添付の特許請求の範囲によって示されており、その特許
請求の範囲の意味の中に入るすべての変形例は本発明の
範囲に含まれるものである。
フロントページの続き (72)発明者 今野 隆雄 茨城県東茨城郡美野里町羽鳥2352―455 (72)発明者 菅野 正治 茨城県稲敷郡阿見町阿見1881―52 (72)発明者 多田野 有司 茨城県土浦市富士崎１―１―13―1305 (56)参考文献 特開 昭61−34438（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−24124（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−10846（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−306115（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 7/02
Claims (15)
- 【請求項１】（補正後） 構造物の一部を模擬した実物モデルを加振する加振装置
と、この実物モデルに仮想的に接続される数値モデルの
振動応答を計算する制御演算装置とを備え、構造物全体
を振動試験する構造物の振動試験装置において、 前記加振装置に、実物モデルを加振する複数の加振手段
と、この複数の加振手段の変位を検出する複数の変位検
出手段と、前記実物モデルに加わる荷重を検出する荷重
検出手段とを設けると共に、前記制御演算装置に、前記
荷重検出手段が検出した荷重と前記複数の変位検出手段
の検出した加振手段の変位とに基づいて予め定められた
加振点の並進方向及び回転方向の変位を演算する演算手
段と、この演算手段が演算した加振点の並進方向および
回転方向の変位を発生させるために前記加振手段に前記
演算した加振点の並進方向及び回転方向の変位に応じた
駆動信号を出力する信号発生手段とを設けたことを特徴
とする構造物の振動試験装置。 - 【請求項２】（補正後） 構造物の一部を模擬した実物モデルを加振する加振装置
と、この実物モテルに仮想的に接続される数値モデルの
振動応答を計算する制御演算装置とを備え、構造物全体
を振動試験する構造物の振動試験装置において、 前記加振装置は複数の加振手段を備えるとともに、前記
実物モデルの予め定められた加振点に対して前記制御演
算装置が算出した並進変位と回転変位を同時に付与可能
なように前記複数個の加振手段を配置したことを特徴と
する構造物の振動試験装置。 - 【請求項３】（補正後） 前記加振装置は前記加振手段を少なくとも３個有すると
ともに、水平方向に加振する水平加振機と上下方向に加
振する上下加振機とを含み、前記加振手段と実物モテル
間を構造的に接続するためのジョイントを少なくとも２
個有することを特徴とする請求の範囲第２項記載の構造
物の振動試験装置。 - 【請求項４】（補正後） 前記水平加振手段には水平リンクが、前記上下加振手段
には上下リングがそれぞれ接続されており、この水平リ
ンクの少なくとも１つと、上下リンクの少なくとも１つ
が、ジョイントに接続されていることを特徴とする請求
の範囲第３項記載の構造物の振動試験装置。 - 【請求項５】（補正後） 前記加振装置に前記ジョイントを固定するためのジョイ
ント固定手段を設け、このジョイント固定手段と前記ジ
ョイント間に、少なくとも異なる２方向の荷重を検出可
能な荷重検出手段を設けたことを特徴とする請求の範囲
第３項記載の構造物の振動試験装置。 - 【請求項６】（補正後） 前記実物モデルを取り付けるためのジョイント固定手段
を前記ジョイントに取り付け、このジョイント固定手段
に異なる２方向の荷重と１軸回りのモーメントとの少な
くとも何れかを検出可能な荷重検出手段を設けたことを
特徴とする請求の範囲第３項記載の構造物の振動試験装
置。 - 【請求項７】（補正後） 前記複数の加振手段の変位から加振点の位置を演算する
加振点位置演算手段と、少なくとも前記加振手段の変位
と速度と加速度との何れかに基づいて前記加振点の加速
度を推定する加振点の加速度推定手段と、この加振点の
加速度推定手段が推定した加振点の加速度と前記荷重検
出手段が検出した荷重と前記加振点位置演算手段が演算
した加振点の位置とに基づいて前記実物モデルの反力を
演算する反力演算装置と前記制御演算装置が備えたこと
を特徴とする請求の範囲第３項記載の構造物の振動試験
装置。 - 【請求項８】（補正後） 少なくとも加速度検出手段と角加速度検出手段のいずれ
かを備え、前記制御演算装置にこの何れかの検出手段の
検出値に基づいて加振点の加速度を演算する加振点の速
度及び加速度演算手段と、前記加振点の位置を演算する
加振点位置演算手段と、前記荷重検出手段が検出した荷
重と前記加振点位置演算手段が演算した加振点の位置と
前記加振点の速度及び加速度演算手段が演算した加振点
の加速度に基づいて前記実物モデルの反力を演算する反
力演算手段とを備えたことを特徴とする請求の範囲第３
項記載の構造物の振動試験装置。 - 【請求項９】（削除）
- 【請求項１０】（削除）
- 【請求項１１】（削除）
- 【請求項１２】（補正後） 供試体を加振する少なくとも３個の加振手段と、この加
振手段を取り付けるフレームと、供試体と前記加振手段
を構造的に接続可能にする少なくとも２個のジョイント
とを有し、前記加振手段は水平方向に加振する水平加振
機と上下方向に加振する上下加振機とを含み、前記水平
加振機には水平リンクが、上下加振機には上下リンクが
それぞれ接続されており、さらにこの水平リンクの少な
くとも一つと上下リンクの少なくとも一つが前記ジョイ
ントに接続されており、前記加振手段は供試体に対して
並進変位と回転変位を同時に付与可能に配置されている
ことを特徴とする加振装置。 - 【請求項１３】（補正後） 前記ジョイントを固定するためのジョイント固定手段を
備え、このジョイント固定手段に少なくとも異なる２方
向の荷重と１軸回りのモーメントとの少なくとも何れか
を検出可能な荷重検出手段を設けたことを特徴とする請
求の範囲第12項記載の加振装置。 - 【請求項１４】（補正後） 前記水平加振機および前記上下加振機についての少なく
とも変位と速度と加速度との何れかに基づいて加振点の
加速度を推定する加振点の加速度推定手段と、前記水平
加振機および前記上下加振機の変位から加振点の位置を
演算する加振点位置演算手段と、前記荷重検出手段が検
出した荷重と前記加振点位置演算手段が演算した加振点
位置と前記加振点の加速度推定手段が推定した加振点加
速度とに基づいて供試体からの反力を求める反力演算手
段とを有することを特徴とする請求の範囲第12項記載の
加振装置。 - 【請求項１５】（補正後） 少なくとも加速度検出手段と角加速度検出手段のいずれ
かと、この何れかの検出手段の検出値に基づいて加振点
の加速度を演算する加振点の速度及び加速度演算手段
と、前記加振点の位置を演算する加振点位置演算手段
と、前記荷重検出手段が検出した荷重と前記加振点位置
演算手段が演算した加振点の位置と前記加振点の速度及
び加速度演算手段が演算した加振点の加速度に基づいて
前記実物モデルの反力を演算する反力演算手段とを備え
たことを特徴とする請求の範囲第12項記載の加振装置。
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