JP7307671B2 - Vibration test apparatus and control method for vibration test apparatus - Google Patents

Vibration test apparatus and control method for vibration test apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP7307671B2
JP7307671B2 JP2019228826A JP2019228826A JP7307671B2 JP 7307671 B2 JP7307671 B2 JP 7307671B2 JP 2019228826 A JP2019228826 A JP 2019228826A JP 2019228826 A JP2019228826 A JP 2019228826A JP 7307671 B2 JP7307671 B2 JP 7307671B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
waveform
waveforms
range
excitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019228826A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021096199A5 (en
JP2021096199A (en
Inventor
広行 屋嘉
広季 砂庭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Original Assignee
Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi GE Nuclear Energy Ltd filed Critical Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority to JP2019228826A priority Critical patent/JP7307671B2/en
Publication of JP2021096199A publication Critical patent/JP2021096199A/en
Publication of JP2021096199A5 publication Critical patent/JP2021096199A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7307671B2 publication Critical patent/JP7307671B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、振動試験装置および振動試験装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a vibration test apparatus and a control method for the vibration test apparatus.

構造物の地震に対する耐久性を調査するために、振動試験装置の加振機に試験体を設置して、模擬地震を作用させる実験が実施される。
あらかじめ入力する時刻歴波形を定めて加振試験を行う場合には、試験の対象となる構造物に期待する耐震性能を、応答スペクトルとして提示されることが多い(例えば、特許文献1を参照。)。
In order to investigate the durability of structures against earthquakes, experiments are conducted in which a test specimen is placed in the vibration exciter of a vibration tester and simulated earthquakes are applied.
When a vibration test is performed by determining a time history waveform to be input in advance, the seismic performance expected of the structure to be tested is often presented as a response spectrum (for example, see Patent Document 1. ).

加振装置の使用者は、時刻歴波形の包絡関数および位相を設定して、期待される耐震性能に相当する時刻歴波形を生成する必要がある。この波形生成手法は、「正弦波合成法」と呼称される。 The user of the vibrating device needs to set the envelope function and phase of the time history waveform to generate a time history waveform corresponding to the expected seismic resistance performance. This waveform generation method is called "sine wave synthesis method".

「正弦波合成法」の具体的な手法としては、例えば、振動試験装置の使用者が、生成される時刻歴波形に期待する応答スペクトルを入力し、包絡関数を選択すると、波形を生成して、応答スペクトルを計算し、期待に対する差異が使用者の許容する範囲にあるかどうかを確認する検定を行う方法が提案されている。そして、波形の生成と検定を繰り返して、目標応答スペクトルに適合する模擬地震動の時刻歴波形が一つ生成される。
この手法は、加振機の加振台の性能が目標応答スペクトルに適合する模擬地震動の時刻歴波形に対して余裕を持っている場合には有効である。
As a specific method of the "sine wave synthesis method", for example, the user of the vibration test equipment inputs the expected response spectrum of the time history waveform to be generated, selects the envelope function, and generates the waveform. , a method of calculating the response spectrum and performing a test to confirm whether the difference from the expectation is within the user's acceptable range has been proposed. Then, waveform generation and verification are repeated to generate one time-history waveform of the simulated seismic ground motion that matches the target response spectrum.
This method is effective when the performance of the shaking table of the shaker has a margin for the time history waveform of the simulated seismic motion that matches the target response spectrum.

特開2012-237634号公報JP 2012-237634 A

しかしながら、振動試験装置の加振機が発生できる荷重には制限があり、搭載する試験体の重量に応じて発生可能な最大加速度が制限される。
それに対して、耐震要求は高まり続けており、目標応答スペクトルに適合しているだけの時刻歴波形では、既存の加振機で加振試験を実施できない場合がある。このため、模擬地震動の時刻歴波形を生成する際には、目標応答スペクトルに対して十分であることに加えて、使用する予定の加振機において加振可能な模擬地震動の時刻歴波形が生成されることが望まれる。
However, there is a limit to the load that can be generated by the vibration exciter of the vibration test apparatus, and the maximum acceleration that can be generated is limited according to the weight of the test object to be mounted.
On the other hand, demand for seismic resistance continues to increase, and there are cases in which it is not possible to carry out excitation tests with existing shakers using time history waveforms that only conform to the target response spectrum. Therefore, when generating the time history waveform of the simulated seismic motion, in addition to being sufficient for the target response spectrum, the time history waveform of the simulated seismic motion that can be excited by the shaker to be used is generated. It is hoped that

従来の正弦波合成法で、加振機の性能に対して余裕がない波形を生成する場合には、生成された波形を使用者が確認して、最大加速度および最大変位が加振機の性能の範囲外であると、波形生成の設定を微調整して再生成させて確認する必要が生じ、波形生成にかかる時間が増大する課題がある。
また、波形が生成できた場合でも、限界に近い状況で生成された時刻歴波形では、実際の加振中の誤差に起因して加振台のリミッターに触れるなど、加振成功確率が低くなる。
In the conventional sine wave synthesis method, when generating a waveform that has no margin for the performance of the shaker, the user checks the generated waveform to ensure that the maximum acceleration and maximum displacement are within the performance of the shaker. If it is out of the range of , there arises a problem that the waveform generation setting needs to be fine-tuned and regenerated for confirmation, and the time required for waveform generation increases.
In addition, even if the waveform can be generated, the time history waveform generated in a situation close to the limit will reduce the probability of successful excitation, such as touching the limiter of the shaking table due to errors during actual excitation. .

従来の正弦波合成法で、多方向の加振に適用する時刻歴波形を生成するためには、加振機の性能の範囲内であり、かつ目標応答スペクトルに対して十分な時刻歴波形を加振方向の数と同じだけ用意する必要がある。そのため、加振機の性能に余裕がない場合には、波形生成にさらに多くの時間を要する。特に、目標スペクトルを修正する場合には、生成した波形が加振機の限界もしくは限界に限りなく近いことを示す必要も生じる。 In order to generate a time history waveform applicable to multi-directional excitation with the conventional sine wave synthesis method, the time history waveform is within the performance range of the shaker and sufficient for the target response spectrum. It is necessary to prepare as many as the number of excitation directions. Therefore, if the performance of the vibrator does not have enough margin, it takes more time to generate the waveform. Especially when modifying the target spectrum, it also becomes necessary to indicate that the generated waveform is at or very close to the limits of the shaker.

本発明の目的は、目標応答スペクトルに対して検定されており、かつ加振機の加振限界の範囲におさまる模擬地震動の時刻歴波形を生成する振動試験装置およびその制御方法を提供することである。加振機の加振限界は、加速度、速度、変位について想定される。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vibration test apparatus that generates a time history waveform of a simulated seismic motion that has been verified against a target response spectrum and is within the vibration limit range of a shaker, and a control method thereof. be. Exciter excitation limits are assumed for acceleration, velocity and displacement.

また、本発明の上記の目的およびその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって、明らかにする。 Moreover, the above objects, other objects and novel features of the present invention will be made clear by the description of the present specification and the accompanying drawings.

本発明の振動試験装置は、試験体を搭載する加振台、および加振台を振動させる駆動機構を備えた加振機と、加振機の駆動機構の駆動を制御する制御部と、加振機に加える振動の波形を生成して、生成した波形を制御部に付与する演算部と、を備える。
また、加振機は、少なくとも水平面内の異なる2つの方向にそれぞれ加振台を振動させる駆動機構を備える。
また、演算部は、2つの方向に加振台を振動させる2つの波形のリサージュ曲線の包絡線が加振機の加振可能範囲に収まるように、リサージュ曲線を編集してから、編集したリサージュ曲線を2つの波形に戻して、戻した2つの波形の応答スペクトルを解析して得られる結果応答スペクトルが、演算部に入力された目標応答スペクトルに合致するかを検定する。
そして、演算部は、2つの波形の加振範囲が加振機の加振可能範囲に収まる振動波形を生成する。
A vibration test apparatus of the present invention comprises a vibration table on which a test specimen is mounted, a vibration exciter provided with a drive mechanism for vibrating the vibration vibration table, a control section for controlling the driving of the drive mechanism of the vibration exciter, a calculation unit that generates a waveform of vibration to be applied to the shaker and provides the generated waveform to the control unit.
Further, the vibrator includes a drive mechanism that vibrates the vibration table in at least two different directions in the horizontal plane.
In addition, the calculation unit edits the Lissajous curve so that the envelope of the Lissajous curve of the two waveforms for vibrating the shaking table in two directions falls within the excitation range of the shaker, and then edits the edited Lissajous curve. The curve is returned to the two waveforms, and it is tested whether the resultant response spectrum obtained by analyzing the response spectra of the returned two waveforms matches the target response spectrum input to the calculation unit.
Then, the calculation unit generates vibration waveforms in which the vibration ranges of the two waveforms are within the vibration possible range of the vibration exciter.

本発明の振動試験装置の制御方法は、試験体を搭載する加振台、および加振台を振動させる駆動機構を備えた加振機と、加振機の駆動機構の駆動を制御する制御部と、加振機に加える振動の波形を生成して、生成した波形を制御部に付与する演算部と、を備えた振動試験装置の制御方法である。
加振機は、少なくとも水平面内の異なる2つの方向にそれぞれ加振台を振動させる駆動機構を備える。
そして、波形として、2つの方向に加振台を振動させる2つの波形を生成する工程と、生成した2つの波形の加振範囲が加振機の加振可能範囲に収まるかどうか検定する工程と、検定の結果、加振範囲が加振可能範囲に収まらない場合、再度2つの波形を生成する工程と、を有する。
A control method for a vibration test apparatus according to the present invention comprises a vibration table on which a test piece is mounted, a vibration exciter having a drive mechanism for vibrating the vibration vibration table, and a control unit for controlling the driving of the vibration vibration machine drive mechanism. and a computing unit that generates a waveform of vibration to be applied to the vibrator and gives the generated waveform to a control unit.
The vibration exciter includes a drive mechanism that vibrates the vibration table in at least two different directions in the horizontal plane.
Then, as waveforms, a step of generating two waveforms for vibrating the shaking table in two directions, and a step of verifying whether or not the excitation range of the generated two waveforms falls within the vibration possible range of the shaker. and generating two waveforms again if the excitation range does not fit within the vibratory range as a result of the test.

上述の本発明の振動試験装置によれば、演算部が、水平面内の異なる2つの方向にそれぞれ加振台を振動させる2つの波形の加振範囲が加振機の加振可能範囲に収まる振動波形を生成する。
これにより、生成した2つの波形の加振範囲が、加振機の加振可能範囲内に確実に収まる。従って、前述した加振中の誤差に起因して加振機のリミッターに触れるなどのエラーを回避して、高い確率で加振を成功させることができる。
そして、目標応答スペクトルに適合した模擬地震動の時刻歴波形であり、かつ使用予定の加振機で加振可能な時刻歴波形を、簡易に生成することができる。
According to the vibration test apparatus of the present invention described above, the calculation unit vibrates the vibration table in two different directions in the horizontal plane. Generate a waveform.
As a result, the excitation range of the two generated waveforms is reliably within the excitation possible range of the shaker. Therefore, it is possible to avoid errors such as contacting the limiter of the vibration exciter due to the above-described error during excitation, and it is possible to achieve successful excitation with a high probability.
Then, it is possible to easily generate a time-history waveform of the simulated seismic motion that matches the target response spectrum and that can be excited by the vibrator to be used.

上述の本発明の振動試験装置の制御方法によれば、波形として水平面内の異なる2つの方向に加振台を振動させる2つの波形を生成する工程と、生成した2つの波形の加振範囲が加振機の加振可能範囲に収まるかどうか検定する工程と、検定の結果、加振範囲が加振可能範囲に収まらない場合、再度2つの波形を生成する工程とを有する。
これにより、生成した2つの波形の加振範囲が加振可能範囲に収まらない場合、再度2つの波形を生成するので、生成した2つの波形の加振範囲が、加振機の加振可能範囲内に確実に収まる。従って、前述した加振中の誤差に起因して加振機のリミッターに触れるなどのエラーを回避して、高い確率で加振を成功させることができる。
そして、目標応答スペクトルに適合した模擬地震動の時刻歴波形であり、かつ使用予定の加振機で加振可能な時刻歴波形を、簡易に生成することができる。
According to the control method of the vibration test apparatus of the present invention described above, the step of generating two waveforms for vibrating the vibration table in two different directions in the horizontal plane as waveforms, and the excitation ranges of the two generated waveforms are: It has a step of verifying whether or not it falls within the possible vibration range of the vibration exciter, and a step of generating two waveforms again when the vibration range does not fall within the possible vibration range as a result of the verification.
As a result, if the excitation range of the two generated waveforms does not fit within the vibrating range, the two waveforms are generated again, so the excitation range of the two generated waveforms is the vibratory range of the shaker. fits securely inside. Therefore, it is possible to avoid errors such as contacting the limiter of the vibration exciter due to the above-described error during excitation, and it is possible to achieve successful excitation with a high probability.
Then, it is possible to easily generate a time-history waveform of the simulated seismic motion that matches the target response spectrum and that can be excited by the vibrator to be used.

なお、上記以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

振動試験装置の一実施の形態の概略構成図(ブロック図)である。1 is a schematic configuration diagram (block diagram) of an embodiment of a vibration test apparatus; FIG. 実施例1における波形生成方法を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining a waveform generation method in Example 1. FIG. 実施例2における波形生成方法を説明するフローチャートである。9 is a flowchart for explaining a waveform generation method in Example 2; 実施例3における波形生成方法を説明するフローチャートである。10 is a flowchart for explaining a waveform generation method in Example 3; 従来の正弦波合成法による波形生成方法を説明するフローチャートである。2 is a flowchart for explaining a waveform generation method by a conventional sine wave synthesis method;

以下、本発明に係る実施の形態および実施例について、文章もしくは図面を用いて説明する。ただし、本発明に示す構造、材料、その他具体的な各種の構成などは、ここで取り上げた実施の形態および実施例に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, embodiments and examples according to the present invention will be described with reference to sentences or drawings. However, the structure, materials, and various other specific configurations shown in the present invention are not limited to the embodiments and examples taken up here, and can be appropriately combined and improved within the scope of not changing the gist. is. Elements that are not directly related to the present invention are omitted from the drawing.

振動試験機において、水平面内に2方向の加振を実施する場合には、1方向の水平加振の場合に比べて最大加振力が小さくなる加振機が多くある。これは、多くの加振機においては、加振テーブルを駆動するアクチュエータが直交する3方向に設置されているためである。このため、水平加振について、水平の2方向のアクチュエータに対して45°の方向に1方向加振を実施する場合には、直交する2系統のアクチュエータを同位相で駆動することで1系統のアクチュエータのみを用いる場合と比べて、約1.4倍の加振力で加振できる。
しかしながら、時刻歴波形を2波生成して水平2方向のアクチュエータを駆動する場合、加振テーブルの水平方向の制御の軸に対する、アクチュエータの駆動方向によって、特性が異なる。
In many vibration testers, when vibration is applied in two directions in a horizontal plane, the maximum vibration force is smaller than in the case of horizontal vibration in one direction. This is because actuators for driving the vibration table are installed in three orthogonal directions in many vibration exciters. For this reason, for horizontal excitation, when one-directional excitation is performed in the direction of 45° for two horizontal actuators, two orthogonal actuators are driven in the same phase, thereby Vibration can be performed with an excitation force approximately 1.4 times greater than when only an actuator is used.
However, when two time history waveforms are generated to drive an actuator in two horizontal directions, the characteristics differ depending on the driving direction of the actuator with respect to the horizontal control axis of the vibration table.

水平2方向の加速度として、時刻歴波形を2波生成し、リサージュ曲線を描くと、多くの場合おおむね円形の形状の範囲内に収まる。しかし、稀には、水平2方向が同時に最大値となって、加振テーブルの水平方向の制御の軸から45°の方向に、各時刻歴波形の最大値の1.4倍の加速度が生じる。 If two time-history waveforms are generated as acceleration in two horizontal directions and a Lissajous curve is drawn, the Lissajous curve is generally within the range of a circular shape in many cases. However, on rare occasions, two horizontal directions reach maximum values simultaneously, and an acceleration 1.4 times the maximum value of each time history waveform is generated in the direction of 45° from the horizontal control axis of the vibration table. .

ここで、加振テーブルの水平方向の制御の軸に対して、アクチュエータが平行に設置されている加振機では、水平2方向が同時に最大値となっていても、加振は可能である。
一方、加振テーブルの水平方向の制御の軸に対して、アクチュエータが45°の方向に設置されている加振機では、多軸加振を実施する場合に、単軸加振の制限値の1/1.4倍を最大値としなければならない。加えて、水平2方向が同時に最大値となっていた場合には、アクチュエータの設置されている方向に、単軸加振の1倍の振動が発生してしまう。この状況を避けるために、水平2方向が同時に最大値とならない2波を生成する必要がある。
Here, in a vibration exciter in which the actuator is installed parallel to the horizontal control axis of the vibration table, vibration can be generated even if two horizontal directions have maximum values at the same time.
On the other hand, with a vibration exciter in which the actuator is installed in the direction of 45° with respect to the horizontal control axis of the vibration table, when performing multi-axis vibration, the limit value of single-axis vibration is 1/1.4 times should be the maximum value. In addition, when the two horizontal directions are at maximum values at the same time, the vibration in the direction in which the actuator is installed is one times that of the single-axis vibration. In order to avoid this situation, it is necessary to generate two waves that do not have maximum values in both horizontal directions at the same time.

従来の正弦波合成法で、加振機の性能に対して余裕がない波形を生成する場合には、生成された波形を使用者が確認して、最大加速度および最大変位が加振機の性能の範囲外であると、波形生成の設定を微調整して再生成させて確認する必要が生じ、波形生成にかかる時間の増大する課題がある。
また、波形が生成できた場合でも、限界に近い状況で生成された時刻歴波形では、実際の加振中の誤差に起因して加振台のリミッターに触れるなど、加振成功確率が低くなる。
In the conventional sine wave synthesis method, when generating a waveform that has no margin for the performance of the shaker, the user checks the generated waveform to ensure that the maximum acceleration and maximum displacement are within the performance of the shaker. If it is out of the range of , there arises a problem that the waveform generation setting needs to be fine-tuned and regenerated for confirmation, and the time required for waveform generation increases.
In addition, even if the waveform can be generated, the time history waveform generated in a situation close to the limit will reduce the probability of successful excitation, such as touching the limiter of the shaking table due to errors during actual excitation. .

従来の正弦波合成法で、多方向の加振に適用する時刻歴波形を生成するためには、加振機の性能の範囲内であり、かつ目標応答スペクトルに対して十分な時刻歴波形を加振方向の数と同じだけ用意する必要がある。そのため、加振機の性能に余裕がない場合には、波形生成にさらに多くの時間を要する。特に、目標スペクトルを修正する場合には、生成した波形が加振機の限界もしくは限界内であることを示す必要も生じる。 In order to generate a time history waveform applicable to multi-directional excitation with the conventional sine wave synthesis method, the time history waveform is within the performance range of the shaker and sufficient for the target response spectrum. It is necessary to prepare as many as the number of excitation directions. Therefore, if the performance of the vibrator does not have enough margin, it takes more time to generate the waveform. Especially when modifying the target spectrum, there is also a need to show that the generated waveform is within or within the limits of the shaker.

このような課題を解決するために、本発明の振動試験装置およびその制御方法では、水平面内の異なる2つの方向にそれぞれ加振台を振動させるための2つの波形を生成し、生成した波形の加振範囲が加振機の加振可能範囲に収まるまで、2つの波形の生成を続ける。 In order to solve such problems, in the vibration test apparatus and the control method thereof according to the present invention, two waveforms are generated for vibrating the vibration table in two different directions in the horizontal plane. The generation of the two waveforms is continued until the excitation range falls within the excitation possible range of the shaker.

本発明の振動試験装置は、試験体を搭載する加振台、および加振台を振動させる駆動機構を備えた加振機と、加振機の駆動機構の駆動を制御する制御部と、加振機に加える振動の波形を生成して、生成した波形を制御部に付与する演算部と、を備える。
また、加振機は、少なくとも水平面内の異なる2つの方向にそれぞれ加振台を振動させる駆動機構を備える。
そして、演算部は、2つの方向に加振台を振動させるための2つの波形の加振範囲が加振機の加振可能範囲に収まる振動波形を生成する。
A vibration test apparatus of the present invention comprises a vibration table on which a test specimen is mounted, a vibration exciter provided with a drive mechanism for vibrating the vibration vibration table, a control section for controlling the driving of the drive mechanism of the vibration exciter, a calculation unit that generates a waveform of vibration to be applied to the shaker and provides the generated waveform to the control unit.
Further, the vibrator includes a drive mechanism that vibrates the vibration table in at least two different directions in the horizontal plane.
Then, the calculation unit generates vibration waveforms in which the vibration ranges of the two waveforms for vibrating the vibration table in two directions are within the vibration possible range of the vibration exciter.

上記の振動試験装置において、さらに、演算部が、生成される波形について、最大加速度、最大速度、最大変位のそれぞれの期待値を算出し、算出した期待値から、加振台の加振限界内に収まる波形が生成されるまでに必要な時間を予測し、予測した時間が許容演算時間よりも長い場合には、入力する目標応答スペクトルの修正を行う構成とすることができる。
この構成の振動試験装置において、さらに、演算部が、予測した時間が許容演算時間以下である場合には、算出した期待値と加振限界との比を限界比として算出する構成とすることができる。
In the above vibration test apparatus, the calculation unit further calculates the expected values of the maximum acceleration, maximum velocity, and maximum displacement for the generated waveform, and from the calculated expected values, It is possible to predict the time required to generate a waveform that fits within the range, and correct the input target response spectrum if the predicted time is longer than the allowable calculation time.
In the vibration test apparatus having this configuration, when the predicted time is equal to or less than the allowable calculation time, the calculation unit may calculate the ratio between the calculated expected value and the excitation limit as the limit ratio. can.

上記の振動試験装置において、さらに、演算部が、生成される波形について、加振範囲の期待値を算出し、算出した加振範囲の期待値から、加振可能範囲に収まる波形が生成されるまでに必要な時間を予測し、予測した時間が許容演算時間よりも長い場合には、入力する目標応答スペクトルの修正を行う構成とすることができる。 In the above vibration test apparatus, the calculation unit further calculates an expected value of the excitation range for the generated waveform, and generates a waveform that falls within the possible excitation range from the calculated expected value of the excitation range. If the estimated time is longer than the allowable computation time, the input target response spectrum can be corrected.

この構成の振動試験装置において、さらに、演算部が、予測した時間が許容演算時間以下である場合には、算出した期待値と加振可能範囲との比を限界比として算出する構成とすることができる。 In the vibration test apparatus having this configuration , when the predicted time is equal to or less than the allowable calculation time, the calculation unit calculates the ratio between the calculated expected value and the possible vibration range as the limit ratio. can be done.

上記の振動試験装置において、さらに、演算部が、2つの波形のリサージュ曲線の包絡線が加振機の加振可能範囲に収まるように、リサージュ曲線を修正してから、2つの波形の加振範囲が加振可能範囲に収まるかどうかを検定する構成とすることができる。 In the above-described vibration test apparatus, the calculation unit further corrects the Lissajous curves so that the envelopes of the Lissajous curves of the two waveforms fall within the vibrating range of the vibrator , and then vibrates the two waveforms. It can be configured to test whether or not the range is within the vibrable range.

本発明の振動試験装置の制御方法は、試験体を搭載する加振台、および加振台を振動させる駆動機構を備えた加振機と、加振機の駆動機構の駆動を制御する制御部と、加振機に加える振動の波形を生成して、生成した波形を制御部に付与する演算部と、を備えた振動試験装置の制御方法である。
加振機は、少なくとも水平面内の異なる2つの方向にそれぞれ加振台を振動させる駆動機構を備える。
そして、波形として、2つの方向に加振台を振動させる2つの波形を生成する工程と、生成した2つの波形の加振範囲が加振機の加振可能範囲に収まるかどうか検定する工程と、検定の結果、加振範囲が加振可能範囲に収まらない場合、再度2つの波形を生成する工程と、を有する。
A control method for a vibration test apparatus according to the present invention comprises a vibration table on which a test piece is mounted, a vibration exciter having a drive mechanism for vibrating the vibration vibration table, and a control unit for controlling the driving of the vibration vibration machine drive mechanism. and a computing unit that generates a waveform of vibration to be applied to the vibrator and gives the generated waveform to a control unit.
The vibration exciter includes a drive mechanism that vibrates the vibration table in at least two different directions in the horizontal plane.
Then, as waveforms, a step of generating two waveforms for vibrating the shaking table in two directions, and a step of verifying whether or not the excitation range of the generated two waveforms falls within the vibration possible range of the shaker. and generating two waveforms again if the excitation range does not fit within the vibratory range as a result of the test.

上記の振動試験装置の制御方法において、生成される波形について、最大加速度、最大速度、最大変位のそれぞれの期待値を算出する工程と、算出した期待値から、加振台の加振限界内に収まる波形が生成されるまでに必要な時間を予測する工程と、予測した時間が許容演算時間よりも長い場合には、入力する目標応答スペクトルの修正を行う工程と、をさらに有する構成とすることができる。 In the vibration test apparatus control method described above, the step of calculating the expected values of the maximum acceleration, the maximum velocity, and the maximum displacement of the generated waveform; A configuration further comprising a step of predicting the time required to generate a waveform that fits, and a step of correcting the target response spectrum to be input when the predicted time is longer than the allowable calculation time. can be done.

上記の振動試験装置の制御方法において、生成される波形について、加振範囲の期待値を算出する工程と、算出した加振範囲の期待値から、加振可能範囲に収まる波形が生成されるまでに必要な時間を予測する工程と、予測した時間が許容演算時間よりも長い場合には、入力する目標応答スペクトルの修正を行う工程と、をさらに有する構成とすることができる。 In the vibration test apparatus control method described above, for the waveform to be generated, a step of calculating the expected value of the excitation range, and from the calculated expected value of the excitation range to the generation of the waveform within the possible excitation range. and, if the predicted time is longer than the allowable calculation time, correcting the input target response spectrum.

上記の振動試験装置の制御方法において、さらに、予測した時間が許容演算時間以下である場合には、算出した期待値と加振可能範囲との比を限界比として算出する工程を行う構成とすることができる。 In the above control method for the vibration test apparatus, if the predicted time is equal to or less than the allowable calculation time, the ratio between the calculated expected value and the possible vibration range is calculated as a limit ratio. be able to.

上記の振動試験装置の制御方法において、さらに、2つの波形のリサージュ曲線の包絡線が加振機の加振可能範囲に収まるように、リサージュ曲線を修正する工程を行い、その後、2つの波形の加振範囲が加振可能範囲に収まるかどうかを検定する工程を行う構成とすることができる。 In the above control method for the vibration test apparatus, a step of correcting the Lissajous curves is further performed so that the envelopes of the Lissajous curves of the two waveforms fall within the vibrating range of the vibrator , and then the two waveforms It can be configured to perform a step of verifying whether or not the vibration range is within the vibratable range.

本発明に係る振動試験装置は、例えば、原子力機器などの耐震試験に好適であるが、試験の試料である試験体の用途は特に限定されず、様々な技術分野の試験体に適用することが可能である。 The vibration test apparatus according to the present invention is suitable, for example, for seismic testing of nuclear equipment and the like, but the application of the specimen that is the test sample is not particularly limited, and it can be applied to specimens in various technical fields. It is possible.

上記の振動試験装置において、加振機は、試験体を搭載する加振台、および加振台を振動させる駆動機構を備える。
加振台は、上面が平面形状である加振テーブルや、その他の形状を有し試験体を搭載可能である台によって、構成する。
駆動機構は、1次元方向に伸縮することにより加振台を振動させる、アクチュエータなどで、構成することができる。
In the vibration test apparatus described above, the vibrator includes a vibration table on which the test object is mounted, and a drive mechanism for vibrating the vibration table.
The vibrating table is composed of a vibrating table having a planar upper surface, or a table having another shape on which a specimen can be mounted.
The driving mechanism can be composed of an actuator or the like that vibrates the vibration table by expanding and contracting in one-dimensional direction.

加振機は、少なくとも水平面内の異なる2つの方向にそれぞれ加振台を振動させる駆動機構を備える。異なる2つの方向は、例えば、水平面内のX軸方向とY軸方向、X軸およびY軸に対して45°の方向などの、互いに直交する方向や、互いに斜交する方向が考えられる。
また、水平面内の異なる2つの方向に加振台を振動させる駆動機構に加えて、さらに加振台を上下方向に振動させる駆動機構を備えて、加振台を3次元で振動させることが可能な構成としてもよい。
The vibration exciter includes a drive mechanism that vibrates the vibration table in at least two different directions in the horizontal plane. The two different directions can be, for example, directions orthogonal to each other, such as X-axis direction and Y-axis direction in a horizontal plane, directions at 45° to the X-axis and Y-axis, or directions oblique to each other.
In addition to the drive mechanism that vibrates the vibration table in two different directions in the horizontal plane, it is also equipped with a drive mechanism that vibrates the vibration table in the vertical direction, making it possible to vibrate the vibration table in three dimensions. configuration.

制御部は、加振機の駆動機構の駆動を制御する。
制御部は、例えば、制御回路などを含んで構成される。また、制御部を、コンピュータプログラムで動作する構成とすることも可能である。
The control unit controls driving of the drive mechanism of the vibrator.
The control unit includes, for example, a control circuit. Also, the control unit can be configured to operate by a computer program.

演算部は、加振機に加える振動の波形を生成して、生成した波形を制御部に付与する。
演算部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、メモリ(記憶装置)などを含み、コンピュータプログラムで動作する構成とすることが可能である。
The calculation unit generates a waveform of vibration to be applied to the vibrator and applies the generated waveform to the control unit.
The calculation unit includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a memory (storage device), etc., and can be configured to operate with a computer program.

水平面内の異なる2つの方向に加振台を振動させる2つの波形を生成する際には、好ましくは、正弦波合成法を採用する。
そして、目標応答スペクトルと包絡関数を入力して、正弦波合成法により、即ち、多数の正弦波を重ね合わせることにより、時刻歴波形を生成する。生成した時刻歴波形は、入力した目標応答スペクトルと合致するかどうか検定を行い、検定に合格した時刻歴波形を使用する。
検定に不合格の場合は、上記の正弦波を構成するフーリエ振幅スペクトルを修正して、時刻歴波形を生成する。
A sinusoidal synthesis method is preferably employed in generating the two waveforms that vibrate the table in two different directions in the horizontal plane.
Then, a target response spectrum and an envelope function are input, and a time history waveform is generated by a sine wave synthesis method, that is, by superimposing a large number of sine waves. The generated time history waveform is tested to see if it matches the inputted target response spectrum, and the time history waveform that has passed the test is used.
If the test fails, the Fourier amplitude spectrum that constitutes the sine wave is modified to produce a time history waveform.

水平面内の異なる2つの方向に加振台を振動させる2つの波形について、それぞれ上記の検定に合格した時刻歴波形を生成した後には、生成した2つの波形の加振範囲が加振機の加振可能範囲に収まるかどうか、判定を行う。
判定の結果、加振可能範囲に収まる場合には、合格として、判定した2つの波形を時刻歴波形セットとして採用し、時刻歴波形セットを制御部に付与して、振動試験を行う。
判定の結果、加振可能範囲に収まらない場合には、不合格として、2つの波形の生成を続ける。ここでは、最初から波形の生成を行ってもよいが、例えば、後述する実施例1のように、多数の波形による時刻歴波形群を生成しておいて、時刻歴波形群から2つの波形を選択し、判定に不合格の場合には別の2つの波形を選択することも可能である。
For the two waveforms that vibrate the shaking table in two different directions in the horizontal plane, after generating the time history waveforms that pass the above test, the excitation range of the two waveforms generated is the excitation of the shaker. It is determined whether or not it falls within the vibrating range.
As a result of the determination, when it falls within the vibrating possible range, the determined two waveforms are adopted as a time-history waveform set, and the time-history waveform set is given to the control unit to perform the vibration test.
As a result of the determination, if it does not fit within the vibrating vibrating range, it is regarded as a failure and generation of two waveforms is continued. Here, the waveforms may be generated from the beginning. It is also possible to select one and, if the decision fails, select another two waveforms.

生成される波形について、最大加速度、最大速度、最大変位のそれぞれの期待値を算出し、算出した期待値から、加振台の加振限界内に収まる波形が生成されるまでに必要な時間を予測する構成としたときには、例えば、上記の期待値と加振機の加振限界とから、判定に合格する波形が得られるまでの試行回数を算出し、1回の試行に要する時間を乗じて、予測時間を導出する。 Calculate the expected values for the maximum acceleration, maximum velocity, and maximum displacement of the generated waveform, and calculate the time required to generate a waveform that is within the excitation limits of the shaking table from the calculated expected values. When it is configured to predict, for example, from the expected value and the excitation limit of the vibration exciter, the number of trials until a waveform that passes the judgment is obtained, and the time required for one trial is multiplied. , to derive the predicted time.

生成される波形について、加振範囲の期待値を算出し、算出した加振範囲の期待値から、加振可能範囲に収まる波形が生成されるまでに必要な時間を予測する構成としたときには、例えば、上記の加振範囲の期待値と加振機の加振可能範囲とから、判定に合格する波形セットが得られるまでの試行回数を算出し、1回の試行に要する時間を乗じて、予測時間を導出する。 For the waveform to be generated, the expected value of the excitation range is calculated, and from the calculated expected value of the excitation range, when it is configured to predict the time required to generate a waveform that falls within the possible excitation range, For example, from the expected value of the excitation range and the possible excitation range of the vibrator, the number of trials until obtaining a waveform set that passes the judgment is calculated, and the time required for one trial is multiplied, Derive the estimated time.

上記の必要な時間を予測するそれぞれの構成において、予測した時間が許容演算時間よりも長い場合には、入力する目標応答スペクトルの修正を行う。
目標応答スペクトルの修正は、演算時間が短くなるように修正する。好ましくは、目標応答スペクトルの低周波成分を低減する。目標応答スペクトルの低周波成分の低減の方法としては、例えば、最低周波数側から所定の周波数幅の成分について、当該成分を削除する方法、もしくは、当該成分の振幅を低減する方法、が考えられる。
In each configuration for predicting the required time, if the predicted time is longer than the allowable calculation time, the input target response spectrum is corrected.
Correction of the target response spectrum is made so as to shorten the calculation time. Preferably, the low frequency components of the target response spectrum are reduced. As a method of reducing the low-frequency component of the target response spectrum, for example, a method of deleting the component with a predetermined frequency width from the lowest frequency side, or a method of reducing the amplitude of the component can be considered.

2つの波形のリサージュ曲線の包絡線が加振機の加振可能範囲に収まるようにリサージュ曲線を修正する構成としたときには、例えば、リサージュ曲線をエンベロープ処理することにより修正する。具体的には、例えば、加振可能範囲と作成した波形の包絡線の比を、リサージュ曲線にかける。これにより、作成した波形の包絡線の方が大きい場合でも、修正したリサージュ曲線が加振可能範囲内に収まる。 When the Lissajous curve is modified so that the envelope of the Lissajous curve of the two waveforms falls within the excitation possible range of the vibrator , the Lissajous curve is modified, for example, by envelope processing. Specifically, for example, the Lissajous curve is multiplied by the ratio of the possible vibration range and the envelope of the created waveform. As a result, even if the created waveform has a larger envelope, the corrected Lissajous curve falls within the vibrating range.

上記の構成の振動試験装置によれば、演算部が、水平面内の異なる2つの方向にそれぞれ加振台を振動させる2つの波形の加振範囲が加振機の加振可能範囲に収まる振動波形を生成するので、生成した2つの波形の加振範囲が、加振機の加振可能範囲内に確実に収まる。従って、前述した加振中の誤差に起因して加振機のリミッターに触れるなどのエラーを回避して、高い確率で加振を成功させることができる。
そして、目標応答スペクトルに適合した模擬地震動の時刻歴波形であり、かつ使用予定の加振機で加振可能な時刻歴波形を、簡易に生成することができる。
According to the vibration test apparatus having the above configuration, the calculation unit vibrates the vibration table in two different directions in the horizontal plane. is generated, the excitation range of the two generated waveforms reliably falls within the excitation possible range of the shaker. Therefore, it is possible to avoid errors such as contacting the limiter of the vibration exciter due to the above-described error during excitation, and it is possible to achieve successful excitation with a high probability.
Then, it is possible to easily generate a time-history waveform of the simulated seismic motion that matches the target response spectrum and that can be excited by the vibrator to be used.

上記の振動試験装置の制御方法によれば、波形として水平面内の異なる2つの方向に加振台を振動させる2つの波形を生成する工程と、生成した2つの波形の加振範囲が加振機の加振可能範囲に収まるかどうか検定する工程と、検定の結果、加振範囲が加振可能範囲に収まらない場合、再度2つの波形を生成する工程とを有するので、生成した2つの波形の加振範囲が加振可能範囲に収まらない場合には、再度2つの波形を生成することになる。そのため、生成した2つの波形の加振範囲が、加振機の加振可能範囲内に確実に収まり、前述した加振中の誤差に起因して加振機のリミッターに触れるなどのエラーを回避して、高い確率で加振を成功させることができる。
そして、目標応答スペクトルに適合した模擬地震動の時刻歴波形であり、かつ使用予定の加振機で加振可能な時刻歴波形を、簡易に生成することができる。
According to the method for controlling the vibration test apparatus described above, the steps of generating two waveforms for vibrating the vibration table in two different directions in the horizontal plane as waveforms, and and a step of generating two waveforms again if, as a result of the test, the excitation range does not fit within the vibratory range. If the excitation range does not fit within the excitation possible range, two waveforms are generated again. Therefore, the excitation range of the two generated waveforms is reliably within the excitation range of the shaker, avoiding errors such as touching the limiter of the shaker due to the above-mentioned error during excitation. By doing so, the excitation can be successfully performed with a high probability.
Then, it is possible to easily generate a time-history waveform of the simulated seismic motion that matches the target response spectrum and that can be excited by the vibrator to be used.

上記の振動試験装置およびその制御方法において、生成される波形についての最大加速度、最大速度、最大変位の各期待値を算出し、算出した期待値から加振台の加振限界内に収まる波形が生成されるまでに必要な時間を予測し、予測した時間が許容演算時間よりも長い場合には入力する目標応答スペクトルの修正を行う構成としたときには、目標応答スペクトルの修正を行うことにより、演算時間を短くして、加振可能範囲内に収まる波形を許容演算時間内に取得する可能性を向上できる。
また、当初の目標応答スペクトルが無理な設定であった場合でも、生成した波形が加振可能範囲内にいつまでも収まらず無限ループに陥ることを回避できる。
In the vibration test equipment and its control method described above, the expected values of the maximum acceleration, maximum velocity, and maximum displacement of the generated waveform are calculated, and from the calculated expected values, the waveform that falls within the excitation limit of the shaking table is determined. When the time required for generation is predicted, and if the predicted time is longer than the allowable calculation time, the target response spectrum to be input is corrected, the calculation is performed by correcting the target response spectrum By shortening the time, it is possible to improve the possibility of acquiring a waveform that falls within the vibrating possible range within the allowable calculation time.
In addition, even if the initial target response spectrum is set unreasonably, it is possible to prevent the generated waveform from falling into an infinite loop because the generated waveform never stays within the excitation possible range.

上記の振動試験装置や振動試験装置の制御方法において、生成される波形について、加振範囲の期待値を算出し、算出した加振範囲の期待値から、加振可能範囲に収まる波形が生成されるまでに必要な時間を予測し、予測した時間が許容演算時間よりも長い場合には、入力する目標応答スペクトルの修正を行う構成としたときには、目標応答スペクトルの修正を行うことにより、演算時間を短くして、加振可能範囲内に収まる波形を許容演算時間内に取得する可能性を向上できる。
また、当初の目標応答スペクトルが無理な設定であった場合でも、生成した波形が加振可能範囲内にいつまでも収まらず無限ループに陥ることを回避できる。
In the vibration test equipment and control method of the vibration test equipment described above, the expected value of the excitation range is calculated for the generated waveform, and from the calculated expected value of the excitation range, the waveform that falls within the vibratory range is generated. If the predicted time is longer than the allowable computation time, the input target response spectrum is corrected. can be shortened to improve the possibility of acquiring a waveform that falls within the excitation possible range within the allowable calculation time.
In addition, even if the initial target response spectrum is set unreasonably, it is possible to prevent the generated waveform from falling into an infinite loop because the generated waveform never stays within the excitation possible range.

上記の振動試験装置や振動試験装置の制御方法において、さらに、予測した時間が許容演算時間以下である場合には、算出した期待値と加振限界との比を限界比として算出する構成、もしくは、算出した期待値と加振可能範囲との比を限界比として算出する構成としたときには、限界比の算出によって、生成した波形が、加振機の加振限界に対してどれほど厳しいか明確に示すことができる。 In the above-described vibration test apparatus and vibration test apparatus control method, further, when the predicted time is equal to or less than the allowable calculation time, the ratio between the calculated expected value and the excitation limit is calculated as a limit ratio, or , When the ratio between the calculated expected value and the possible vibration range is calculated as the limit ratio, the calculation of the limit ratio makes it clear how severe the generated waveform is with respect to the vibration limit of the vibration exciter. can be shown.

上記の振動試験装置や振動試験装置の制御方法において、2つの波形のリサージュ曲線の包絡線が加振機の加振可能範囲に収まるように、リサージュ曲線を修正してから、2つの波形の加振範囲が加振可能範囲に収まるかどうかを検定する構成としたときには、リサージュ曲線を修正した後の2つの波形の加振範囲が加振可能範囲に確実に収まる。これにより、高い確率で加振を成功させることができる。 In the vibration test apparatus and the control method of the vibration test apparatus described above, the Lissajous curves are corrected so that the envelopes of the Lissajous curves of the two waveforms fall within the excitation range of the shaker , and then the two waveforms are added. When it is configured to test whether or not the vibration range falls within the possible vibration range, the vibration range of the two waveforms after the correction of the Lissajous curve surely falls within the possible vibration range. As a result, the excitation can be successfully performed with a high probability.

以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施例1)
本発明の実施例を適用する振動試験装置の構成として、振動試験装置の一実施の形態の概略構成図(ブロック図)を、図1に示す。
図1に示す振動試験装置は、加振機10と、加振機10の動作を制御する制御部110と、制御部110に入力する時刻歴波形セット120を生成する入力波形生成システム300で構成されている。
(Example 1)
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram (block diagram) of one embodiment of a vibration test apparatus as a configuration of a vibration test apparatus to which an embodiment of the present invention is applied.
The vibration test apparatus shown in FIG. 1 includes a vibration exciter 10, a control unit 110 that controls the operation of the vibration exciter 10, and an input waveform generation system 300 that generates a time history waveform set 120 to be input to the control unit 110. It is

加振機10は、加振テーブル100、加振テーブル100を駆動する駆動機構であるアクチュエータ101、アクチュエータ101の一端を固定する基礎102を備えている。
加振テーブル100は、上面が平板状の加振台であり、試験体(振動試験を行う試料)104を搭載して固定する。
アクチュエータ101は、平面形状が正方形の加振テーブル100のそれぞれの角部に1個ずつ接続されており、合計4個設けられている。それぞれのアクチュエータ101は、一端が加振テーブル100の角部に接続され、他端が基礎102に接続されている。
基礎102は、加振テーブル100の左右に合計2個設けられている。加振テーブル100は、アクチュエータ101を介して、基礎102に固定されている。
The vibration exciter 10 includes a vibration table 100 , an actuator 101 that is a driving mechanism for driving the vibration table 100 , and a base 102 that fixes one end of the actuator 101 .
The vibrating table 100 is a vibrating table having a flat upper surface, on which a test object (a sample to be subjected to a vibration test) 104 is mounted and fixed.
One actuator 101 is connected to each corner of the vibration table 100 having a square planar shape, and a total of four actuators 101 are provided. Each actuator 101 has one end connected to the corner of the vibration table 100 and the other end connected to the base 102 .
A total of two foundations 102 are provided on the left and right sides of the vibration table 100 . A vibration table 100 is fixed to a foundation 102 via an actuator 101 .

制御部110は、加振機10の4個のアクチュエータ101を駆動する。
また、制御部110は、入力波形生成システム300から入力された時刻歴波形セット120の時刻歴波形が加振テーブル100上に再現されるように、油圧や電流などを制御してアクチュエータ101を駆動する。
制御部110は、例えば、制御回路などを含んで構成され、制御回路に供給された制御信号により、アクチュエータ101を駆動する構成とされる。
The controller 110 drives the four actuators 101 of the vibration exciter 10 .
In addition, the control unit 110 drives the actuator 101 by controlling hydraulic pressure, current, etc. so that the time history waveform of the time history waveform set 120 input from the input waveform generation system 300 is reproduced on the vibration table 100. do.
The control unit 110 includes, for example, a control circuit and the like, and is configured to drive the actuator 101 by a control signal supplied to the control circuit.

入力波形生成システム300は、入力された目標応答スペクトル1から、演算により、制御部110に入力する時刻歴波形セット120を生成する。
即ち、入力波形生成システム300は、制御部110に入力する波形を生成する演算を行う、演算部として機能する。
入力波形生成システム300は、CPU(Central Processing Unit)、メモリ(記憶装置)などを含んで構成され、コンピュータプログラムで動作する。そして、入力波形生成システム300は、後述するフローチャートに示す工程を経て、制御部110に入力する時刻歴波形セット120を生成する。
The input waveform generation system 300 generates a time history waveform set 120 to be input to the control section 110 from the input target response spectrum 1 by calculation.
That is, the input waveform generation system 300 functions as a calculation section that performs calculations for generating waveforms to be input to the control section 110 .
The input waveform generation system 300 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory (storage device), etc., and operates with a computer program. Then, the input waveform generation system 300 generates the time-history waveform set 120 to be input to the control unit 110 through the steps shown in the flowchart to be described later.

時刻歴波形セット120は、2つの波形が1組になっている。そして、時刻歴波形セット120のそれぞれの波形に基づく振動が、制御部110を経て4個のアクチュエータ101に付与される。 The time history waveform set 120 is a set of two waveforms. Vibration based on each waveform of the time history waveform set 120 is applied to the four actuators 101 via the control unit 110 .

図1では、加振機10の加振テーブル100を上面から見た模式図を示している。
図1では、一例として、加振テーブル100の水平方向の制御の軸に対して、それぞれのアクチュエータ101が45°の方向(平面形状が正方形状の加振テーブル100の対角線の方向)に設置されているタイプの加振機10を示している。
FIG. 1 shows a schematic diagram of the vibrating table 100 of the vibrator 10 as viewed from above.
In FIG. 1, as an example, each actuator 101 is installed in a direction of 45° with respect to the horizontal control axis of the vibration table 100 (diagonal direction of the vibration table 100 having a square planar shape). 1 shows a vibration exciter 10 of the type shown.

アクチュエータ101が直交して加振テーブル100に取り付けられていると、最大の加振力を発生できる方向は、直交する2方向のアクチュエータ101に対して45°の方向になる。そして、図1に示す4個のアクチュエータ101の配置では、最大の加振力を発生できる方向が、図中の左右方向になる。 When the actuators 101 are attached to the vibration table 100 orthogonally, the direction in which the maximum vibration force can be generated is the direction of 45° with respect to the two orthogonal directions of the actuators 101 . In the arrangement of the four actuators 101 shown in FIG. 1, the direction in which the maximum excitation force can be generated is the horizontal direction in the drawing.

2方向に加振する際の最大加振加速度を、加振機10のスペックとして表示する場合、入力加速度のリサージュ曲線の包絡線がおおむね円形になっていることを想定して、図中点線で示す、等方加振可能範囲106の範囲を示すことが多い。
ただし、実際には、図中破線で示す、方向依存の加振可能範囲107まで加振可能である。
When displaying the maximum vibration acceleration when vibrating in two directions as the specifications of the vibration exciter 10, it is assumed that the envelope of the Lissajous curve of the input acceleration is generally circular, and is indicated by the dotted line in the figure. In many cases, the range of the isotropic vibration possible range 106 is shown.
However, in practice, excitation is possible up to a direction-dependent excitation possible range 107 indicated by a dashed line in the drawing.

図1に示す加振機10は、加振テーブル100の水平方向の制御の軸に対して、アクチュエータ101が平行に設置されているタイプの加振機である。
この加振機10に制御用の加速度波形を入力する際には、加振テーブル100の制御座標103の方向とは無関係に、試験体104の座標軸105を、加振テーブル100の制御座標103の方向に対して傾けて設置する。そして、制御用の波形は、水平面内で座標変換して入力する。
The vibration exciter 10 shown in FIG. 1 is of a type in which an actuator 101 is installed parallel to a horizontal control axis of a vibration table 100 .
When inputting an acceleration waveform for control to the vibration exciter 10 , regardless of the direction of the control coordinates 103 of the vibration table 100 , the coordinate axis 105 of the test object 104 is aligned with the control coordinates 103 of the vibration table 100 . Install it at an angle to the direction. Then, the control waveform is input after coordinate transformation in the horizontal plane.

ここで、比較対象の構成として、従来の正弦波合成法による波形生成方法を説明するフローチャートを、図5に示す。 Here, FIG. 5 shows a flowchart for explaining a waveform generation method by a conventional sine wave synthesis method as a configuration to be compared.

正弦波合成法は、目標応答スペクトルを入力として、検定済み時刻歴波形を作成する手法であり、振動試験の対象物が設置される特定の位置での地震時の加速度波形を安全側に再現する特徴を持った時刻歴波形を生成することを目的とする。地震時の加速度波形の特徴は、目標応答スペクトルと包絡関数によって表現される。 The sine wave synthesis method is a method of creating a certified time history waveform with a target response spectrum as an input, and reproduces the acceleration waveform at the time of an earthquake at a specific position where the object of the vibration test is installed on the safe side. The purpose is to generate characteristic time history waveforms. The characteristics of the acceleration waveform during an earthquake are expressed by the target response spectrum and the envelope function.

正弦波合成法では、地震波の特徴として目標応答スペクトルと包絡関数を入力して、多数の正弦波を重ね合わせることで時刻歴波形を生成する。重ね合わせる正弦波の大きさの比と位相を表すのが、フーリエ振幅スペクトルとフーリエ位相スペクトルから成るフーリエスペクトルである。波形生成の最初の段階で、何らかのフーリエスペクトルが必要である。 In the sine wave synthesis method, a target response spectrum and an envelope function are input as characteristics of seismic waves, and a time history waveform is generated by superimposing many sine waves. A Fourier spectrum consisting of a Fourier amplitude spectrum and a Fourier phase spectrum represents the magnitude ratio and phase of the superimposed sine waves. The first step in waveform generation requires some Fourier spectrum.

フーリエ振幅スペクトルは、例えば応答スペクトルを正規化したものなど、開始段階では適当な初期値を設定する。図5のフローチャートでは、後述するように、目標応答スペクトルを正規化したものを、フーリエ振幅スペクトルの初期値(初期フーリエ振幅スペクトル)としている。 The Fourier amplitude spectrum is set to a suitable initial value in the starting stage, eg normalized response spectrum. In the flowchart of FIG. 5, the normalized target response spectrum is used as the initial value of the Fourier amplitude spectrum (initial Fourier amplitude spectrum), as will be described later.

なお、フーリエ位相スペクトルには、乱数を用いるケースと観測波のデータを用いるケースがあるが、本発明の振動試験装置ではフーリエ位相スペクトルに乱数を用いるケースを対象とする。 The Fourier phase spectrum includes cases where random numbers are used and cases where observed wave data is used, but the vibration test apparatus of the present invention deals with cases where random numbers are used for the Fourier phase spectrum.

図5に示すフローチャートでは、以下に説明するようにして、波形を生成する。
以下の説明では、図1に示した振動試験装置に、図5のフローチャートに示す従来の正弦波合成法を適用した場合の波形の生成方法を説明する。
In the flowchart shown in FIG. 5, waveforms are generated as described below.
In the following description, a method of generating a waveform when applying the conventional sine wave synthesizing method shown in the flow chart of FIG. 5 to the vibration test apparatus shown in FIG. 1 will be described.

まず、ステップS101において、目標応答スペクトルを入力する。また、ステップS102において、包絡関数を入力する。
図1の振動試験装置では、目標応答スペクトル1と、包絡関数(図示せず)を、それぞれ入力波形生成システム300に入力する。
First, in step S101, a target response spectrum is input. Also, in step S102, an envelope function is input.
In the vibration test apparatus of FIG. 1, a target response spectrum 1 and an envelope function (not shown) are input to an input waveform generation system 300, respectively.

次に、ステップS103において、ステップS101で入力した目標応答スペクトルを正規化する。
これにより、ステップS104に示す、初期フーリエ振幅スペクトルが得られる。
また、ステップS105において、乱数を生成させることにより、ステップS106に示す、フーリエ位相スペクトルが得られる。
Next, in step S103, the target response spectrum input in step S101 is normalized.
As a result, the initial Fourier amplitude spectrum shown in step S104 is obtained.
Also, by generating random numbers in step S105, the Fourier phase spectrum shown in step S106 is obtained.

次に、ステップS107において、ステップS104の初期フーリエ振幅スペクトルと、ステップS106のフーリエ位相スペクトルとを、フーリエ逆変換する。
これにより、ステップS108に示す、一定振幅の時刻歴波形が生成する。
Next, in step S107, the initial Fourier amplitude spectrum of step S104 and the Fourier phase spectrum of step S106 are subjected to inverse Fourier transform.
As a result, a time history waveform with a constant amplitude is generated as shown in step S108.

次に、ステップS109において、ステップS108の一定振幅の時刻歴波形に、ステップS102で入力された包絡関数を導入する。
さらに、ステップS110において、包絡関数を導入した、一定振幅の時刻歴波形に、帰線補正を行う。
これにより、ステップS111に示す、時間方向に振幅が変化する時刻歴波形とする。
Next, in step S109, the envelope function input in step S102 is introduced into the time history waveform of constant amplitude in step S108.
Further, in step S110, the time history waveform of constant amplitude into which the envelope function is introduced is subjected to blanking correction.
As a result, a time-history waveform whose amplitude changes in the time direction shown in step S111 is obtained.

次に、ステップS112において、ステップS111の時間方向に振幅が変化する時刻歴波形に対して、応答スペクトル解析を行い、ステップS113に示す、結果応答スペクトルを得る。 Next, in step S112, response spectrum analysis is performed on the time history waveform whose amplitude changes in the time direction in step S111, and the resulting response spectrum shown in step S113 is obtained.

続いて、ステップS114において、ステップS113の結果応答スペクトルが、ステップS101で入力された目標応答スペクトルに合致するか、検定する。例えば、周波数方向に誤差の最大値を検索し、誤差が設定した範囲に収まっているかどうか検定する。
検定に不合格だった場合は、ステップS115に進み、フーリエ振幅スペクトルを修正した修正フーリエ振幅スペクトルを作成し、再度処理を実施する。具体的には、初期フーリエ振幅スペクトルまたはフーリエ振幅スペクトルに、目標応答スペクトルを結果応答スペクトルで除したものを掛け合わせて修正する。そして、ステップS107に進み、ステップS115で作成した修正フーリエ振幅スペクトルと、ステップS106のフーリエ位相スペクトルとを、フーリエ逆変換する。以降は、ステップS114の検定で合格するまで、同様の過程が繰り返される。
検定に合格だった場合は、ステップS116に進み、検定済み時刻歴波形が得られ、正弦波合成法による入力波形生成は終了する。
Subsequently, in step S114, it is checked whether the resulting response spectrum of step S113 matches the target response spectrum input in step S101. For example, it searches for the maximum value of the error in the frequency direction and tests whether the error is within the set range.
If the test fails, the process proceeds to step S115, a corrected Fourier amplitude spectrum is created by correcting the Fourier amplitude spectrum, and the process is performed again. Specifically, the initial Fourier amplitude spectrum or the Fourier amplitude spectrum is modified by multiplying the target response spectrum divided by the resulting response spectrum. Then, in step S107, the modified Fourier amplitude spectrum created in step S115 and the Fourier phase spectrum in step S106 are subjected to inverse Fourier transform. After that, the same process is repeated until the test in step S114 is passed.
If the verification is passed, the process proceeds to step S116, the verified time history waveform is obtained, and the generation of the input waveform by the sine wave synthesis method ends.

図5にフローチャートを示した正弦波合成法を図1の振動試験装置に適用した場合には、入力された目標応答スペクトル1の正規化(ステップS103)から検定済み時刻歴波形の取得(ステップS116)までの各ステップを、入力波形生成システム300において実行する。
そして、取得した検定済み時刻歴波形を、図1に示した時刻歴波形セット120として、制御部110に入力する。
When the sine wave synthesis method whose flow chart is shown in FIG. 5 is applied to the vibration test apparatus of FIG. ) are executed in the input waveform generation system 300 .
Then, the acquired verified time history waveforms are input to the control unit 110 as the time history waveform set 120 shown in FIG.

この従来の正弦波合成法の場合、前述したように、加振機の性能に対して余裕がない波形を生成する場合には、生成された波形を使用者が確認して、最大加速度および最大変位が加振機の性能の範囲外であると、波形生成の設定を微調整して再生成させて確認する必要が生じ、波形生成にかかる時間の増大する課題がある。
また、波形が生成できた場合でも、限界に近い状況で生成された時刻歴波形では、実際の加振中の誤差に起因して加振台のリミッターに触れるなど、加振成功確率が低くなる。
In the case of this conventional sine wave synthesis method, as described above, when generating a waveform that has no margin for the performance of the shaker, the generated waveform should be checked by the user to determine the maximum acceleration and maximum acceleration. If the displacement is out of the performance range of the vibration exciter, it will be necessary to fine-tune the waveform generation settings and regenerate the waveform for confirmation, resulting in an increase in the time required to generate the waveform.
In addition, even if the waveform can be generated, the time history waveform generated in a situation close to the limit will reduce the probability of successful excitation, such as touching the limiter of the shaking table due to errors during actual excitation. .

次に、実施例1における入力波形生成方法を説明するフローチャートを、図2に示す。
本実施例では、図2のフローチャートに示すように、図5のフローチャートに示した、従来の正弦波合成法による波形生成方法に対して、使用予定の加振機の加振限界を、入力する内容として追加する。
Next, FIG. 2 shows a flowchart for explaining the input waveform generation method in the first embodiment.
In this embodiment, as shown in the flow chart of FIG. 2, the vibration limit of the vibration exciter to be used is input to the waveform generation method by the conventional sine wave synthesis method shown in the flow chart of FIG. Add content.

図2に示すフローチャートでは、以下に説明するようにして、波形を生成する。
以下の説明では、図1に示した振動試験装置に、図2のフローチャートに示す実施例1の方法を適用した場合の波形の生成方法を説明する。
なお、図2に示すフローチャートでは、ステップS4において、図5のフローチャートに示した、ステップS101~S115の各ステップと同様にして、正弦波合成法を行い、ステップS5において、図5に示したステップS116と同様に、検定済み時刻歴波形を得る。
In the flowchart shown in FIG. 2, waveforms are generated as described below.
In the following description, a method of generating a waveform when the method of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. 2 is applied to the vibration test apparatus shown in FIG. 1 will be described.
In the flowchart shown in FIG. 2, in step S4, the sine wave synthesis method is performed in the same manner as steps S101 to S115 shown in the flowchart in FIG. Similar to S116, a verified time history waveform is obtained.

まず、ステップS1において、図5に示したステップS101と同様に、目標応答スペクトルを入力する。また、ステップS2において、加振限界Lを入力する。さらに、ステップS13において、加振可能範囲を入力する。また、図示しないが、図5に示したステップS102と同様に、包絡関数を入力する。
図1の振動試験装置では、目標応答スペクトル1、加振限界(図示せず)L、加振可能範囲(図示せず)、包絡関数(図示せず)を、それぞれ入力波形生成システム300に入力する。
First, in step S1, a target response spectrum is input as in step S101 shown in FIG. Also, in step S2, the excitation limit L is input. Further, in step S13, the vibration possible range is input. Also, although not shown, an envelope function is input in the same manner as in step S102 shown in FIG.
In the vibration test apparatus of FIG. 1, a target response spectrum 1, a vibration limit (not shown) L, a possible vibration range (not shown), and an envelope function (not shown) are input to the input waveform generation system 300. do.

次に、ステップS3において、図5に示したステップS105と同様に、乱数を生成させる。
そして、ステップS4において、ステップS1で入力した目標応答スペクトルと、ステップS3で生成した乱数を用いて、図5に示したステップS103~S115の各ステップと同様にして、正弦波合成法を行う。
これにより、ステップS5において、図5に示したステップS116と同様に、検定済み時刻歴波形を得る。
Next, in step S3, a random number is generated in the same manner as in step S105 shown in FIG.
Then, in step S4, using the target response spectrum input in step S1 and the random number generated in step S3, sine wave synthesis is performed in the same manner as steps S103 to S115 shown in FIG.
As a result, in step S5, similarly to step S116 shown in FIG. 5, a verified time history waveform is obtained.

次に、ステップS6において、ステップS5で得られた検定済み時刻歴波形の最大加速度や最大速度、最大変位からなる特徴パラメータPを抽出する。
次に、ステップS7において、ステップS6で抽出した特徴パラメータPと、ステップS2で入力した加振限界Lとを比較する、限界判定を行う。
特徴パラメータPが加振限界Lを超える場合(P>L)には、判定に不合格となり、ステップS3に戻り、フーリエ位相スペクトルとして設定している乱数を更新して、検定済み時刻歴波形の生成を繰り返す。
特徴パラメータPが加振限界L以下の場合(P≦L)には、判定に合格となり、ステップS9に進み、このときの検定済み時刻歴波形を、限界内時刻歴波形とする。
Next, in step S6, a feature parameter P consisting of the maximum acceleration, maximum velocity, and maximum displacement of the verified time history waveform obtained in step S5 is extracted.
Next, in step S7, limit determination is performed by comparing the characteristic parameter P extracted in step S6 and the excitation limit L input in step S2.
If the characteristic parameter P exceeds the excitation limit L (P>L), the determination is rejected, the process returns to step S3, the random number set as the Fourier phase spectrum is updated, and the verified time history waveform is obtained. Repeat generation.
If the characteristic parameter P is equal to or less than the vibration limit L (P≦L), the determination is passed, and the process proceeds to step S9, where the verified time history waveform at this time is set as the within-limits time history waveform.

また、プログラムの実行を効率化するため、異なるフーリエ位相スペクトルを設定して波形生成を複数同時に実行することで、ステップS5に示す検定済み時刻歴波形の集合としてステップS8に示す検定済み時刻歴波形群を生成し、ステップS7の限界判定に合格する限界内時刻歴波形が生成されるまで継続する。 In addition, in order to make the execution of the program more efficient, by setting different Fourier phase spectra and simultaneously executing a plurality of waveform generations, the verified time history waveforms shown in step S8 are obtained as a set of verified time history waveforms shown in step S5. Generating groups and continuing until an in-limit time history waveform is generated that passes the limit determination of step S7.

上述したように単独の検定済み時刻歴波形を生成した後に、続いて、水平面内の2方向の時刻歴波形セットを生成する。
水平面内の2方向の時刻歴波形を用いて加振機を駆動する場合、加速度、速度、変位のリサージュ曲線の包絡線が、選択した2波による加振範囲である。
After generating a single qualified time history waveform as described above, a set of bidirectional time history waveforms in the horizontal plane is subsequently generated.
When the vibration exciter is driven using time history waveforms in two directions in the horizontal plane, the envelope of the Lissajous curve of acceleration, velocity, and displacement is the excitation range of the two selected waves.

ステップS10において、ステップS7の限界判定に合格した、ステップS9に示す限界内時刻歴波形の集合として、複数(2波以上)の限界内時刻歴波形で構成された、限界内時刻歴波形群を生成する。
そして、ステップS11において、ステップS10で生成した限界内時刻歴波形群から、総当たりで2波ずつ選択して、ステップS12において、選択した2波について、加振範囲を求める。
In step S10, as a set of in-limit time history waveforms shown in step S9 that have passed the limit determination in step S7, a group of in-limit time history waveforms composed of a plurality of (two or more) in-limit time history waveforms is selected. Generate.
Then, in step S11, two waves each are selected in round-robin from the within-limit time history waveform group generated in step S10, and in step S12, the excitation range is obtained for the selected two waves.

次に、ステップS14において、ステップS12で求めた加振範囲と、ステップS13で入力した加振可能範囲とを用いて、面内加振限界判定を行う。
加振範囲が加振可能範囲を超えている場合には、判定が不合格となり、ステップS11に戻り、2波の新たな組み合わせを選択する。
加振範囲が加振可能範囲以内である場合には、判定が合格となり、ステップS15に進み、2方向の時刻歴波形セットが得られ、波形生成が完了する。
Next, in step S14, in-plane vibration limit determination is performed using the vibration range obtained in step S12 and the possible vibration range input in step S13.
If the excitation range exceeds the excitation possible range, the determination is rejected, the process returns to step S11, and a new combination of two waves is selected.
If the excitation range is within the excitation possible range, the determination is passed, the process proceeds to step S15, a two-directional time history waveform set is obtained, and waveform generation is completed.

図1の振動試験装置では、入力波形生成システム300において、図2に示すフローチャートのうち、乱数生成(ステップS3)から時刻歴波形セットの取得(ステップS15)までの各ステップを実行する。
そして、図1の振動試験装置では、ステップS15で得られた時刻歴波形セットを、図1に示す2方向の時刻歴波形セット120として、入力波生成システム300から制御部110に入力する。
In the vibration test apparatus of FIG. 1, the input waveform generation system 300 executes each step from random number generation (step S3) to acquisition of the time history waveform set (step S15) in the flowchart shown in FIG.
1, the time history waveform set obtained in step S15 is input from the input wave generation system 300 to the control unit 110 as the bidirectional time history waveform set 120 shown in FIG.

上述の本実施例によれば、限界内時刻歴波形群から選択した2波について求めた加振範囲が、加振機の加振可能範囲に収まっているか、ステップS14の面内加振限界判定を行って確認し、面内加振限界判定に合格する2方向の時刻歴波形セットを取得する。また、ステップS14の面内加振限界判定により、ステップS13で入力された加振可能範囲に収まる(合格する)まで、ステップS11に示した、限界内時刻歴波形群からの2波の選択が繰り返される。即ち、面内加振限界判定に合格する2方向の時刻歴波形セットの生成が続行される。
これにより、取得した2方向の時刻歴波形セットの加振範囲が、加振機10の加振可能範囲内に確実に収まる。従って、前述した加振中の誤差に起因して加振機10のリミッターに触れるなどのエラーを回避して、高い確率で加振を成功させることができる。
そして、目標応答スペクトルに適合した模擬地震動の時刻歴波形であり、かつ使用予定の加振機で加振可能な時刻歴波形を、簡易に生成することができる。
According to the present embodiment described above, the in-plane vibration limit determination in step S14 determines whether the excitation range obtained for the two waves selected from the within-limit time history waveform group is within the vibration possible range of the vibration exciter. to obtain a bidirectional time history waveform set that passes the in-plane vibration limit determination. Further, by the in-plane excitation limit determination in step S14, the selection of two waves from the within-limit time-history waveform group shown in step S11 is continued until the excitation possible range (accepted) input in step S13 is satisfied. Repeated. That is, the generation of the bidirectional time history waveform set that passes the in-plane excitation limit determination is continued.
As a result, the excitation range of the acquired two-directional time history waveform set is reliably within the excitation possible range of the vibrator 10 . Therefore, it is possible to avoid an error such as touching the limiter of the vibration exciter 10 due to the above-described error during vibration, and the vibration can be successfully performed with a high probability.
Then, it is possible to easily generate a time-history waveform of the simulated seismic motion that matches the target response spectrum and that can be excited by the vibrator to be used.

(実施例2)
実施例1では、ステップS7の限界判定や、ステップS14の面内加振限界判定を、判定に合格する時刻歴波形が得られるまで繰り返すため、そもそも無理な設定であった場合に無限ループに陥ってしまう。
無限ループとなった場合には、使用者の判断によって波形生成システムを停止させ、続行する場合には、使用者の判断によって例えば目標応答スペクトルなどの入力を変更しなければならない。
(Example 2)
In the first embodiment, the limit determination in step S7 and the in-plane excitation limit determination in step S14 are repeated until a time history waveform that passes the determination is obtained. end up
In the event of an infinite loop, the user must decide to stop the waveform generating system, and to continue, the user must decide to change the input such as the target response spectrum.

そこで、本実施例では、無限ループを避けるために、検定済み時刻歴波形群が定めた個数(例えば10波)となった時点で、限界内時刻歴波形が一つ得られるまでの予測時間を求める。具体的には、例えば、95%以上の確率で限界判定に合格する限界内時刻歴波形が得られる試行回数を算出し、1つの波形を作成して限界判定まで行うために計算機が要する時間を乗じて、限界内時刻歴波形が一つ得られるまでの予測時間を導出する。 Therefore, in this embodiment, in order to avoid an infinite loop, when the number of verified time history waveform groups reaches a predetermined number (for example, 10 waves), the estimated time until one within-limit time history waveform is obtained is demand. Specifically, for example, the number of trials for obtaining an in-limit time history waveform that passes the limit judgment with a probability of 95% or more is calculated, and the time required by the computer to create one waveform and perform the limit judgment. Multiply to derive the predicted time until one within-limit time history waveform is obtained.

1つの波形を作成して限界判定まで行うために計算機が要する時間は、それまでの所要時間を、生成した検定済み時刻歴波形の数で除すことで算出する。
そして、使用者が、計算完了までの許容演算時間をあらかじめ入力しておき、入力された許容演算時間と、上述した限界内時刻歴波形が一つ得られるまでの予測時間とから、波形の生成を継続するかどうか、継続判定を行う。
また、入力された加振可能範囲と、限界内時刻歴波形群から算出される加振範囲の期待値とから、面内加振限界判定に合格する時刻歴波形セットが得られるまでの予測時間を求める。そして、入力された許容演算時間と、上述した面内加振限界判定に合格する時刻歴波形セットが得られるまでの予測時間とから、波形の生成を継続するかどうか、継続判定を行う。
これらの継続判定の結果、許容演算時間内に波形が生成できない可能性が高い場合には、目標応答スペクトルの低周波成分低減を実施して、波形生成を再実行する。
The time required by the computer to create one waveform and perform limit determination is calculated by dividing the time required up to that point by the number of verified time history waveforms generated.
Then, the user inputs in advance the allowable operation time until the calculation is completed, and the waveform is generated from the input allowable operation time and the predicted time until one time history waveform within the limit is obtained. Whether to continue or not, continuation determination is performed.
In addition, the estimated time until a time history waveform set that passes the in-plane excitation limit judgment is obtained from the input possible excitation range and the expected value of the excitation range calculated from the within-limit time history waveform group. Ask for Then, based on the input allowable calculation time and the predicted time until a time history waveform set that passes the above-described in-plane vibration limit determination is obtained, a continuation determination is made as to whether to continue waveform generation.
As a result of these continuation determinations, if there is a high possibility that the waveform cannot be generated within the allowable calculation time, the low-frequency component of the target response spectrum is reduced, and waveform generation is re-executed.

低周波成分低減の具体的方法は、例えば、現在の目標応答スペクトルの周波数範囲の最低側を1%ずつ0にする方法(出来上がった波形をハイパスフィルタ処理することに相当する)、試験体の1次の固有振動数の1/3より低周波数の成分を1%ずつ低減する方法など、いくつかオプションを設定し、使用者があらかじめ選択する。 Specific methods for reducing low-frequency components include, for example, a method of setting the lowest side of the frequency range of the current target response spectrum to 0 by 1% (corresponding to high-pass filtering the resulting waveform), Several options are set and selected by the user in advance, such as a method of reducing the frequency components lower than 1/3 of the next natural frequency by 1%.

なお、あらかじめ許容演算時間や低周波成分低減を入力しない場合は、予測時間を提示し続け、使用者の判断によって波形生成の中断と目標応答スペクトルの編集を実施する。 If the allowable calculation time and low-frequency component reduction are not input in advance, the predicted time is continuously presented, and the waveform generation is interrupted and the target response spectrum is edited according to the user's judgment.

また、限界内時刻歴波形や時刻歴波形セットが得られたとしても、加振限界や加振可能範囲に収まる確率が非常に低いような条件で作成されている場合がありうる。
この場合、実際に加振機を駆動する際のわずかな誤差によって、加振テーブルの挙動が制御目標から外れやすくなってしまう、場合によって加振機のリミッターが作動して試験が中断するなどの可能性が高まってしまう。
そこで、本実施例では、このような望まない状況を避けるためにも、継続判定の段階で、特徴パラメータの期待値と加振限界の比を、限界比として算出する。同様に、加振範囲の期待値と加振可能範囲の比を、限界比として算出する。そして、算出した限界比を振動試験装置の使用者に提示する。
限界比は、時刻歴波形セットが加振機の限界に対してどれほど厳しいかを示す指標であり、限界比として試験計画書類および試験結果報告書類へ提示する。
Moreover, even if a time history waveform within limits or a time history waveform set is obtained, it may be created under conditions where the probability of being within the vibration limit or vibration possible range is extremely low.
In this case, even a slight error when actually driving the vibration table can cause the behavior of the vibration table to deviate from the control target. the possibility increases.
Therefore, in this embodiment, in order to avoid such an undesirable situation, the ratio between the expected value of the feature parameter and the excitation limit is calculated as the limit ratio in the continuation determination stage. Similarly, the ratio between the expected vibration range and the possible vibration range is calculated as the limit ratio. Then, the calculated limit ratio is presented to the user of the vibration test apparatus.
The limit ratio is an index showing how severe the time history waveform set is with respect to the limit of the shaker, and is presented as the limit ratio in the test plan document and the test result report document.

実施例2における入力波形生成方法を説明するフローチャートを、図3に示す。
図3に示すフローチャートでは、以下に説明するようにして、波形を生成する。
FIG. 3 shows a flow chart for explaining the input waveform generation method in the second embodiment.
In the flowchart shown in FIG. 3, waveforms are generated as described below.

まず、ステップS21において、図2に示したステップS1と同様に、目標応答スペクトルを入力する。また、ステップS22において、図2に示したステップS2と同様に、加振限界Lを入力する。さらに、ステップS33において、図2に示したステップS13と同様に、加振可能範囲を入力する。また、ステップS38において、上述した許容演算時間を入力する。さらにまた、図示しないが、図5に示したステップS102と同様に、包絡関数を入力する。
図1の振動試験装置では、目標応答スペクトル1、加振限界(図示せず)L、加振可能範囲(図示せず)、許容演算時間(図示せず)、包絡関数(図示せず)を、それぞれ入力波形生成システム300に入力する。
First, in step S21, a target response spectrum is input in the same manner as in step S1 shown in FIG. Further, in step S22, similarly to step S2 shown in FIG. 2, the excitation limit L is inputted. Further, in step S33, similarly to step S13 shown in FIG. 2, an excitation possible range is input. Also, in step S38, the above-described allowable calculation time is input. Furthermore, although not shown, an envelope function is input in the same manner as in step S102 shown in FIG.
In the vibration test apparatus of FIG. 1, a target response spectrum 1, a vibration limit (not shown) L, a possible vibration range (not shown), an allowable calculation time (not shown), and an envelope function (not shown) are , respectively to the input waveform generation system 300 .

ステップS23~S35の各工程において、図2に示した実施例1のステップS3~S15の各工程と同様に、限界判定を行い、限界内時刻歴波形群を生成し、面内加振限界判定を行い、時刻歴波形セットを得る。
これらの各工程については、詳細な説明は省略する。
In each process of steps S23 to S35, similarly to each process of steps S3 to S15 of the first embodiment shown in FIG. to obtain a set of time history waveforms.
A detailed description of each of these steps is omitted.

ステップS28において、図2の実施例1のステップS8と同様に、検定済み時刻歴波形群を得る。
次に、ステップS36において、ステップS28で得た検定済み時刻歴波形群から、最大加速度や最大速度、最大変位からなる特徴パラメータの期待値を取得する。
In step S28, a verified time history waveform group is obtained in the same manner as in step S8 of the first embodiment shown in FIG.
Next, in step S36, expected values of characteristic parameters including maximum acceleration, maximum velocity, and maximum displacement are obtained from the verified time history waveform group obtained in step S28.

次に、ステップS37において、ステップS22で入力した加振限界と、ステップS36で得た特徴パラメータの期待値とから、限界判定合格予想時間を算出する。
そして、ステップS39において、ステップS37で算出した限界判定合格予想時間と、ステップS38で入力した許容演算時間とから、許容演算時間内に波形形成が可能であって波形生成を継続できるかどうかを判定(継続判定)する。
Next, in step S37, an expected limit judgment pass time is calculated from the excitation limit input in step S22 and the expected value of the feature parameter obtained in step S36.
Then, in step S39, it is determined whether or not the waveform can be formed within the allowable calculation time and the waveform generation can be continued, based on the limit judgment pass expected time calculated in step S37 and the allowable calculation time input in step S38. (Continue determination).

一方、ステップS30において、図2の実施例1のステップS10と同様に、限界内時刻歴波形群を得る。
次に、ステップS40において、ステップS30で得られた限界内時刻歴波形群から、加振範囲の期待値を求める。
次に、ステップS41において、ステップS40で求めた加振範囲の期待値と、ステップS33で入力した加振可能範囲とから、ステップS34の面内限界判定に合格するまでに予想される時間、即ち面内限界判定合格予想時間を算出する。
そして、ステップS42において、ステップS41で算出した面内限界判定合格予想時間と、ステップS38で入力した許容演算時間から、許容演算時間内に波形形成が可能であって波形生成を継続できるかどうかを判定(継続判定)する。
On the other hand, in step S30, similarly to step S10 of the first embodiment shown in FIG. 2, a group of in-limit time history waveforms is obtained.
Next, in step S40, an expected value of the excitation range is obtained from the within-limit time history waveform group obtained in step S30.
Next, in step S41, the time expected to pass the in-plane limit determination in step S34 based on the expected value of the excitation range obtained in step S40 and the possible excitation range input in step S33, i.e. Estimated in-plane limit judgment pass time is calculated.
Then, in step S42, it is determined whether or not the waveform can be formed within the allowable calculation time and the waveform generation can be continued, based on the in-plane limit determination pass expected time calculated in step S41 and the allowable calculation time input in step S38. Judgment (continuous judgment).

ステップS39とステップS42の継続判定において、許容演算時間内には波形形成が不可能であって、波形生成が継続不可と判定された場合には、ステップS43に進み、低周波成分を低減する。低周波成分を低減した後は、ステップS21に戻り、波形生成を再実行する。
一方、ステップS39の継続判定において、許容演算時間内に波形形成が可能であって波形生成が継続可能と判定された場合には、ステップS44に進み、ステップS36で求めた特徴パラメータの期待値と、ステップS22で入力した加振限界との比を、限界比として算出する。
また、ステップS42の継続判定において、許容演算時間内に波形形成が可能であって波形生成が継続可能と判定された場合には、ステップS44に進み、ステップS40で求めた加振範囲の期待値と、ステップS33で入力した加振可能範囲との比を、限界比として算出する。
If it is determined in the continuation determinations in steps S39 and S42 that the waveform cannot be formed within the allowable calculation time and the waveform generation cannot be continued, the process proceeds to step S43 to reduce the low frequency components. After reducing the low-frequency components, the process returns to step S21 to re-execute waveform generation.
On the other hand, if it is determined in the continuation determination in step S39 that waveform formation is possible within the allowable calculation time and that waveform generation can be continued, the flow advances to step S44, and the expected value of the feature parameter obtained in step S36 and , and the vibration limit input in step S22 is calculated as the limit ratio.
Further, in the continuation determination in step S42, if it is determined that waveform formation is possible within the allowable calculation time and that waveform generation can be continued, the process proceeds to step S44, and the expected value of the excitation range obtained in step S40 , and the possible vibration range input in step S33 is calculated as the limit ratio.

図1の振動試験装置では、入力波形生成システム300において、図3に示すフローチャートのうち、乱数生成(ステップS23)から限界比の算出(ステップS44)までの各ステップを実行する。
そして、図1の振動試験装置では、ステップS35で得られた時刻歴波形セットを、図1に示す2方向の時刻歴波形セット120として、入力波生成システム300から制御部110に入力する。
In the vibration test apparatus of FIG. 1, the input waveform generation system 300 executes each step from the random number generation (step S23) to the limit ratio calculation (step S44) in the flowchart shown in FIG.
1, the time history waveform set obtained in step S35 is input from the input wave generation system 300 to the control unit 110 as the bidirectional time history waveform set 120 shown in FIG.

ステップS44において算出した限界比は、試験計画書類および試験結果報告書類へ提示する。具体的には、例えば、図示しないが、ディスプレイなどの表示装置や入力波形生成システム300に設けられた表示部において表示する、メモリなどの記憶装置に記憶する、もしくは、紙に印刷する、などによって、振動試験装置の使用者に提示する。
なお、本実施例では、限界比を算出するために、プログラムを停止するまで波形生成を続ける。
The limit ratio calculated in step S44 is presented to the test plan document and the test result report document. Specifically, for example, although not shown, it is displayed on a display device such as a display or a display unit provided in the input waveform generation system 300, stored in a storage device such as a memory, or printed on paper. , to the user of the vibration test equipment.
Note that, in this embodiment, waveform generation is continued until the program is stopped in order to calculate the limit ratio.

なお、本実施例において、ステップS38における許容演算時間の入力は、1回または複数回の試験毎に入力しても、予め一定の時間の値を入力しておいて多数回の試験でその時間の値を共用しても、どちらも可能である。 In this embodiment, even if the permissible calculation time in step S38 is input for each test or a plurality of times, a value of a certain time is input in advance and the time is set for a large number of tests. Both are possible, even if they share the value of

上述の本実施例によれば、ステップS34において、実施例1のステップS14と同様に、面内加振限界判定を行って確認し、面内加振限界判定に合格する2方向の時刻歴波形セットを取得する。
これにより、実施例1と同様に、取得した2方向の時刻歴波形セットの加振範囲が、加振機10の加振可能範囲内に確実に収まる。従って、前述した加振中の誤差に起因して加振機10のリミッターに触れるなどのエラーを回避して、高い確率で加振を成功させることができる。
According to the present embodiment described above, in step S34, similar to step S14 of the first embodiment, in-plane vibration limit determination is performed and confirmed, and time history waveforms in two directions that pass the in-plane vibration limit determination get the set.
As a result, as in the first embodiment, the excitation range of the obtained two-direction time history waveform set is reliably within the excitation possible range of the shaker 10 . Therefore, it is possible to avoid an error such as touching the limiter of the vibration exciter 10 due to the above-described error during vibration, and the vibration can be successfully performed with a high probability.

また、本実施例によれば、ステップS38で入力された許容演算時間とステップS37で算出した限界判定合格予想時間とから、ステップS38で入力された許容演算時間とステップS41で算出した面内限界判定合格予想時間とから、それぞれ継続判定を行う。そして、継続判定の結果、許容演算時間内には波形が生成できない可能性が高い場合には、ステップS43において低周波成分を低減し、ステップS21に戻って波形生成を再実行する。
これにより、低周波成分を低減した目標応答スペクトルは、低周波成分を低減する前の前回の目標応答スペクトルよりも、演算時間が短くなるため、限界判定に合格する限界内時刻歴波形や時刻歴波形セットを、許容演算時間内に取得できる可能性を向上できる。
従って、目標応答スペクトルが無理な設定であった場合に、生成した波形が、ステップS27の限界判定やステップS34の面内加振限界判定において判定に合格しないことにより、無限ループに陥ることを回避できる。
Further, according to the present embodiment, the allowable operation time input in step S38 and the in-plane limit calculated in step S41 are calculated from the allowable operation time input in step S38 and the expected limit determination passing time calculated in step S37. The continuation determination is performed based on the expected time for passing the determination. As a result of the continuation determination, if there is a high possibility that the waveform cannot be generated within the allowable calculation time, the low frequency component is reduced in step S43, and the process returns to step S21 to re-execute waveform generation.
As a result, the target response spectrum with the low-frequency components reduced takes less time to calculate than the previous target response spectrum before the low-frequency components were reduced. The possibility of acquiring a waveform set within the allowable computation time can be improved.
Therefore, when the target response spectrum is set unreasonably, the generated waveform does not pass the limit determination in step S27 or the in-plane excitation limit determination in step S34, thereby avoiding falling into an infinite loop. can.

また、本実施例によれば、継続判定の結果、許容演算時間内に波形形成が可能であって波形生成が継続可能と判定された場合には、特徴パラメータの期待値と加振限界との比を、もしくは、加振範囲の期待値と加振可能範囲との比を、限界比として算出する。
これらの比を限界比として算出することにより、生成した時刻歴波形が、加振機の加振限界に対してどれほど厳しいか明確に示すことができる。
また、算出した限界比を提示することで、選ばれた時刻歴波形が使用予定の加振機で加振可能な最大限の波形であることを定量的に示すことができる。
Further, according to the present embodiment, when it is determined that waveform formation is possible within the allowable calculation time and that waveform generation can be continued as a result of the continuation determination, the expected value of the feature parameter and the excitation limit are determined. Alternatively, the ratio between the expected value of the vibration range and the vibration possible range is calculated as the limit ratio.
By calculating these ratios as limit ratios, it is possible to clearly show how severe the generated time history waveform is with respect to the vibration limit of the vibration exciter.
In addition, by presenting the calculated limit ratio, it is possible to quantitatively indicate that the selected time history waveform is the maximum waveform that can be excited by the vibration exciter to be used.

提示された限界比を使用者が見て、生成した時刻歴波形が加振機の限界に対して非常に厳しく、加振機のリミッターが作動して試験が中断するなどの望まない状況を生じる可能性が高いと判断した場合には、時刻歴波形を変更することが可能である。
そして、限界比が下がるように時刻歴波形を変更すれば、上述した望まない状況を生じる可能性を低減することができる。
The user sees the limit ratio presented and the generated time history waveform is too tight for the shaker limits, creating an undesired situation such as tripping the shaker limiter and aborting the test. If it is determined that the possibility is high, it is possible to change the time history waveform.
Then, by changing the time history waveform so that the critical ratio is lowered, the possibility of causing the above-described undesirable situation can be reduced.

(実施例3)
実施例1および実施例2では、水平2方向の時刻歴波形のリサージュ曲線に対する制限について、位相スペクトルの乱数を変更する以外に形状が変化する要素が無いため、制限を満足させるために多数の試行回数が必要になる場合がある。
(Example 3)
In Example 1 and Example 2, regarding the restriction on the Lissajous curve of the time history waveform in two horizontal directions, since there is no element that changes the shape other than changing the random number of the phase spectrum, many trials were performed to satisfy the restriction. times may be required.

そこで、本実施例では、無作為に波形生成を繰り返していては作成することが困難なリサージュ曲線を実現するために、リサージュ曲線を編集してから検定をする。 Therefore, in this embodiment, in order to realize a Lissajous curve that is difficult to create by repeating waveform generation at random, the Lissajous curve is edited and then tested.

実施例3における入力波形生成方法を説明するフローチャートを、図4に示す。
図4に示すフローチャートでは、以下に説明するようにして、波形を生成する。
なお、波形を生成するための各工程は、図2に示した実施例1と同様であるので、図4での図示と詳細な説明は省略する。
FIG. 4 shows a flow chart for explaining the input waveform generation method in the third embodiment.
In the flowchart shown in FIG. 4, waveforms are generated as described below.
Each step for generating a waveform is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 2, so illustration and detailed description in FIG. 4 are omitted.

まず、ステップS51において、図2に示したステップS1と同様に、目標応答スペクトルを入力する。
また、ステップS54において、図2の実施例1のステップS13と同様に、加振可能範囲を入力する。
図1の振動試験装置では、目標応答スペクトル1、加振可能範囲(図示せず)を、それぞれ入力波形生成システム300に入力する。また、実施例1と同様に波形を生成するための各工程を行うことから、加振限界、包絡関数なども、それぞれ入力波形生成システム300に入力する。
First, in step S51, a target response spectrum is input as in step S1 shown in FIG.
In addition, in step S54, similarly to step S13 of the first embodiment shown in FIG. 2, an excitation possible range is input.
In the vibration test apparatus of FIG. 1, a target response spectrum 1 and a possible vibration range (not shown) are input to an input waveform generation system 300, respectively. Further, since each step for generating a waveform is performed in the same manner as in the first embodiment, the excitation limit, envelope function, etc. are also input to the input waveform generation system 300 respectively.

次に、ステップS52において、2波について、正弦波合成法を行う。このステップS52の正弦波合成法は、図2の実施例1のステップS4や、図3の実施例2のステップS24と同様に行うことができる。 Next, in step S52, the sine wave synthesis method is performed for the two waves. The sinusoidal wave synthesizing method in step S52 can be performed in the same manner as in step S4 of the first embodiment shown in FIG. 2 and step S24 of the second embodiment shown in FIG.

次に、ステップS53において、上記の2波から加振範囲を求める。
例えば、ステップS53の右の図に示すように、2波の軌跡301から、加振範囲として円形のリサージュ曲線302を得る。
Next, in step S53, an excitation range is obtained from the above two waves.
For example, as shown in the right diagram of step S53, a circular Lissajous curve 302 is obtained as the excitation range from the locus 301 of the two waves.

次に、ステップS55において、ステップS54で入力された加振可能範囲を用いて、リサージュ曲線を編集する。即ち、ステップS54で入力された加振機の加振可能範囲内に収まるように、リサージュ曲線を編集する。
具体的には、ステップS52の2波によるリサージュ曲線302を、エンベロープ処理する。そして、加振可能範囲と作成した波形の包絡線の比を、時刻歴波形のリサージュ曲線にかけて、時刻歴波形のリサージュ曲線を編集する。
例えば、ステップS55の右の図に示すように、上の図の円形のリサージュ曲線302を、矢印303で示すように編集して、略正方形のリサージュ曲線304を得る。この編集により、上の図の2波の軌跡301も変更されて、軌跡305となる。
Next, in step S55, the Lissajous curve is edited using the excitation possible range input in step S54. That is, the Lissajous curve is edited so that it falls within the possible vibration range of the vibrator input in step S54.
Specifically, the Lissajous curve 302 with two waves in step S52 is subjected to envelope processing. Then, the Lissajous curve of the time history waveform is edited by multiplying the ratio of the vibratorable range and the envelope of the generated waveform by the Lissajous curve of the time history waveform.
For example, as shown in the right diagram of step S55, the circular Lissajous curve 302 in the upper diagram is edited as indicated by arrow 303 to obtain a substantially square Lissajous curve 304. FIG. By this editing, the trajectory 301 of the two waves in the above figure is also changed to become a trajectory 305. FIG.

次に、ステップS56において、ステップS55で編集したリサージュ曲線を、2波の波形に戻す。
次に、ステップS57において、2波の応答スペクトルを解析する。
これにより、ステップS58に示す、結果応答スペクトルを得る。
Next, in step S56, the Lissajous curve edited in step S55 is restored to a two-wave waveform.
Next, in step S57, the response spectra of the two waves are analyzed.
As a result, the resultant response spectrum shown in step S58 is obtained.

次に、ステップS59において、ステップS58で得た結果応答スペクトルが、S51に入力された目標応答スペクトルに合致するか、検定を行う。
検定に不合格の場合には、ステップS60に進み、フーリエ振幅スペクトルを修正する。
修正して得られた修正フーリエ振幅スペクトルを用いて、ステップS52に戻り、正弦波合成法を行う。
検定に合格の場合には、ステップS61に進み、(2方向の)時刻歴波形セットを得る。
Next, in step S59, it is tested whether the resulting response spectrum obtained in step S58 matches the target response spectrum input in S51.
If the test fails, go to step S60 to modify the Fourier amplitude spectrum.
Using the corrected Fourier amplitude spectrum obtained by correction, the process returns to step S52 to perform the sine wave synthesis method.
If the test is passed, the process proceeds to step S61 to obtain a (bi-directional) time history waveform set.

図1の振動試験装置では、入力波形生成システム300において、図4に示すフローチャートのうち、2波についての正弦波合成法を行う工程(ステップS52)から時刻歴波形セットの取得(ステップS61)までの各ステップを実行する。
そして、図1の振動試験装置では、ステップS61で得られた時刻歴波形セットを、図1に示す2方向の時刻歴波形セット120として、入力波生成システム300から制御部110に入力する。
In the vibration test apparatus of FIG. 1, in the input waveform generation system 300, in the flow chart shown in FIG. perform each step of
1, the time history waveform set obtained in step S61 is input from the input wave generation system 300 to the control unit 110 as the bidirectional time history waveform set 120 shown in FIG.

上述の本実施例によれば、ステップS55において、ステップS54の加振可能範囲を用いて、加振可能範囲内に収まるように、2波のリサージュ曲線を編集する。そして、編集したリサージュ曲線を波形に戻し、波形の応答スペクトル解析を行って得られた結果応答スペクトルが、目標応答スペクトルに合致するか検定して、検定に合格した時刻歴波形セットを得る。
これにより、取得した(2方向の)時刻歴波形セットの加振範囲が、加振機10の加振可能範囲内に確実に収まる。従って、前述した加振中の誤差に起因して加振機10のリミッターに触れるなどのエラーを回避して、高い確率で加振を成功させることができる。
そして、目標応答スペクトルに適合した模擬地震動の時刻歴波形であり、かつ使用予定の加振機で加振可能な時刻歴波形を、簡易に生成することができる。
According to the present embodiment described above, in step S55, the vibratable range obtained in step S54 is used to edit the two-wave Lissajous curve so as to fit within the vibratable range. Then, the edited Lissajous curve is restored to the waveform, and the response spectrum obtained by performing the response spectrum analysis of the waveform is tested to see if it matches the target response spectrum, and a time history waveform set that has passed the test is obtained.
As a result, the excitation range of the acquired (two-direction) time history waveform set is reliably within the excitation possible range of the vibrator 10 . Therefore, it is possible to avoid an error such as touching the limiter of the vibration exciter 10 due to the above-described error during vibration, and the vibration can be successfully performed with a high probability.
Then, it is possible to easily generate a time-history waveform of the simulated seismic motion that matches the target response spectrum and that can be excited by the vibrator to be used.

即ち、本実施例では、2波のリサージュ曲線を編集することにより、実施例1および実施例2の面内加振限界判定に合格する2方向の時刻歴波形セットを取得する工程を行うことによる効果と、同様の効果を得ることができる。 That is, in this embodiment, by editing two Lissajous curves, a step of obtaining a two-directional time history waveform set that passes the in-plane excitation limit determination of the first and second embodiments is performed. A similar effect can be obtained.

また、本実施例では、特に、波のリサージュ曲線を、加振可能範囲内に収まるように、直接編集している。
これにより、最初に入力される目標応答スペクトルが、実施例1および実施例2の面内加振限界判定に合格するまで多数の試行回数が必要になる波形である場合であっても、リサージュ曲線の編集によって、速く加振可能範囲内に収まるように修正できる。
Moreover, in this embodiment, the Lissajous curve of the wave is directly edited so as to be within the vibrating range.
As a result, even if the initially input target response spectrum is a waveform that requires a large number of trials until it passes the in-plane excitation limit determination of the first and second embodiments, the Lissajous curve By editing, it can be quickly corrected to fit within the vibrating range.

(変形例)
図1では、アクチュエータ101が加振テーブル100の制御座標103の座標軸に対して、45°の方向(左上・右下方向、右上・左下方向)に、加振テーブル100を振動させるように配置されていた。
本発明において、加振テーブルなどの加振台を振動させる、アクチュエータなどの駆動機構は、少なくとも水平面内の異なる2つの方向に加振台を振動させる構成であれば良く、図1に示した45°の方向のアクチュエータ101に限定されない。
例えば、加振テーブルなどの加振台の制御座標の座標軸に平行な方向(図1の上下方向と左右方向)に加振台を振動させるように、駆動機構が配置されていてもよい。
また、駆動機構が配置され加振台を振動させる、水平面内の異なる2つの方向は、図1に示した直交する2つの方向に限定されず、斜めに交差する2つの方向とすることも可能である。
(Modification)
In FIG. 1, the actuator 101 is arranged to vibrate the vibration table 100 in a direction of 45° (upper left/lower right direction, upper right/lower left direction) with respect to the coordinate axis of the control coordinates 103 of the vibration table 100 . was
In the present invention, a drive mechanism such as an actuator for vibrating a vibration table such as a vibration table may be configured to vibrate the vibration table in at least two different directions in a horizontal plane. It is not limited to the actuator 101 in the direction of °.
For example, a driving mechanism may be arranged so as to vibrate a vibration table such as a vibration table in directions parallel to the coordinate axes of the control coordinates of the vibration table (vertical direction and horizontal direction in FIG. 1).
In addition, the two different directions in the horizontal plane in which the driving mechanism is arranged to vibrate the vibration table are not limited to the two orthogonal directions shown in FIG. is.

上述の各実施例では、水平面内の異なる2つの方向に加振テーブル100を振動させる構成を説明した。
本発明は、試験体を上下方向も含む3方向に振動させる、即ち3次元で振動させる、加振機を備えた振動試験装置に適用することも可能である。その場合には、加振テーブルなどの加振台を水平面内の2つの方向に振動させる駆動機構に、加振台を上下方向に振動させるための駆動機構を追加し、上下方向に振動させるための波形を生成して、駆動機構を制御する制御部に生成した波形を付与する。
In each of the above-described embodiments, the configuration for vibrating the vibration table 100 in two different directions within the horizontal plane has been described.
The present invention can also be applied to a vibration test apparatus equipped with a vibrator that vibrates a test object in three directions including vertical directions, that is, vibrates in three dimensions. In that case, a driving mechanism for vibrating a vibration table such as a vibration table in two directions in the horizontal plane is added with a driving mechanism for vibrating the vibration table in the vertical direction. is generated, and the generated waveform is applied to the control unit that controls the drive mechanism.

実施例2では、許容演算時間を入力して、予測した判定合格予想時間が許容演算時間に収まらない場合には、波形の生成が継続不可であるとして、目標応答スペクトルの低周波成分の低減を行い、再度波形の生成を行っていた。これにより、無限ループを回避することができる。
これに対して、例えば、実施例1の構成では、演算時間を予測しないので、目標応答スペクトルが加振機の限界に対して無理な設定であった場合、無限ループに陥る可能性がある。
そこで、実施例1の構成において、もし無限ループに陥ってしまった場合には、時刻歴波形セットの生成がいつまでも終了しないので、振動試験装置のユーザーが、波形の生成を強制終了させる。その後、目標応答スペクトルを、加振機の限界に収まるように修正して、波形の生成を再開する。
In the second embodiment, when the allowable calculation time is input, and the predicted pass judgment time does not fit within the allowable calculation time, it is determined that waveform generation cannot be continued, and the low-frequency component of the target response spectrum is reduced. and generated the waveform again. This avoids infinite loops.
On the other hand, for example, in the configuration of the first embodiment, since the calculation time is not predicted, if the target response spectrum is set unreasonably with respect to the limit of the vibration exciter, there is a possibility of falling into an infinite loop.
Therefore, in the configuration of the first embodiment, if an infinite loop occurs, the generation of the time history waveform set will never end, so the user of the vibration test apparatus forcibly terminates the generation of the waveform. The target response spectrum is then modified to fit within the limits of the shaker and waveform generation resumes.

図1では、加振テーブル100の上面図を示しており、平板状の加振テーブル100を想定している。
加振テーブルなどの加振台は、平板状に限定されず、他の形状であっても構わない。例えば、公知の振動試験機でも採用されているような、試験体を加振台に固定するための構成(突起部など)を有する構成も可能である。
FIG. 1 shows a top view of the vibration table 100, and the vibration table 100 is assumed to be flat.
A vibrating table such as a vibrating table is not limited to a flat plate shape, and may have another shape. For example, a configuration having a configuration (protrusions, etc.) for fixing the test piece to the vibration table, which is adopted in a known vibration tester, is also possible.

なお、本発明は、上述した実施の形態および実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施の形態および実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments and examples have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.

1 目標応答スペクトル、10 加振機、100 加振テーブル、101 アクチュエータ、102 基礎、103 加振テーブルの制御座標、104 試験体、105 試験体の座標軸、106 等方加振可能範囲、107 方向依存の加振可能範囲、110 制御部、120 時刻歴波形セット、300 波形生成システム、302,304 リサージュ図形、L 加振限界、P 特徴パラメータ 1 Target response spectrum 10 Vibrator 100 Vibration table 101 Actuator 102 Foundation 103 Control coordinates of vibration table 104 Specimen 105 Coordinate axis of specimen 106 Isotropic excitation possible range 107 Direction dependence Excitation possible range 110 control unit 120 time history waveform set 300 waveform generation system 302, 304 Lissajous figure L excitation limit P feature parameter

Claims (3)

試験体を搭載する加振台、および前記加振台を振動させる駆動機構を備えた加振機と、
前記加振機の前記駆動機構の駆動を制御する制御部と、
前記加振機に加える振動の波形を生成して、生成した前記波形を前記制御部に付与する演算部と、を備えた振動試験装置であって、
前記加振機は、少なくとも水平面内の異なる2つの方向にそれぞれ前記加振台を振動させる駆動機構を備え、
前記演算部は、前記2つの方向に前記加振台を振動させる2つの波形のリサージュ曲線の包絡線が前記加振機の加振可能範囲に収まるように、前記リサージュ曲線を編集してから、編集したリサージュ曲線を2つの波形に戻して、戻した2つの波形の応答スペクトルを解析して得られる結果応答スペクトルが、前記演算部に入力された目標応答スペクトルに合致するかを検定し、
前記演算部は、前記2つの波形の加振範囲が前記加振機の前記加振可能範囲に収まる振動波形を生成する
振動試験装置。
a vibration table on which a test object is mounted, and a vibration exciter provided with a drive mechanism for vibrating the vibration table;
a control unit that controls driving of the drive mechanism of the vibrator;
A vibration testing apparatus comprising a computing unit that generates a waveform of vibration to be applied to the vibrator and applies the generated waveform to the control unit,
The vibration exciter includes a drive mechanism that vibrates the vibration table in at least two different directions in a horizontal plane,
The computing unit edits the Lissajous curve so that the envelope of the Lissajous curve having two waveforms for vibrating the shaking table in the two directions falls within the vibrable range of the vibrator, Return the edited Lissajous curve to two waveforms, and test whether the resulting response spectrum obtained by analyzing the response spectra of the returned two waveforms matches the target response spectrum input to the calculation unit,
The calculation unit generates a vibration waveform in which the vibration range of the two waveforms is within the vibration possible range of the vibration exciter. Vibration test apparatus.
試験体を搭載する加振台、および前記加振台を振動させる駆動機構を備えた加振機と、
前記加振機の前記駆動機構の駆動を制御する制御部と、
前記加振機に加える振動の波形を生成して、生成した前記波形を前記制御部に付与する演算部と、を備えた振動試験装置の制御方法であって、
前記加振機は、少なくとも水平面内の異なる2つの方向にそれぞれ前記加振台を振動させる駆動機構を備えており、
前記波形として、前記2つの方向に前記加振台を振動させる2つの波形を生成する工程と、
生成した2つの波形の加振範囲が前記加振機の加振可能範囲に収まるかどうか検定する工程と、
検定の結果、前記加振範囲が前記加振可能範囲に収まらない場合、再度2つの波形を生成する工程と、を有する
振動試験装置の制御方法。
a vibration table on which a test object is mounted, and a vibration exciter provided with a drive mechanism for vibrating the vibration table;
a control unit that controls driving of the drive mechanism of the vibrator;
A control method for a vibration test apparatus, comprising: a calculation unit that generates a waveform of vibration to be applied to the vibrator and applies the generated waveform to the control unit,
The vibration exciter includes a drive mechanism that vibrates the vibration table in at least two different directions in a horizontal plane,
generating, as the waveforms, two waveforms that vibrate the shaking table in the two directions;
a step of verifying whether or not the excitation range of the two generated waveforms falls within the excitation possible range of the shaker;
a step of generating two waveforms again if the excitation range does not fit within the possible excitation range as a result of the test.
前記2つの波形のリサージュ曲線の包絡線が前記加振機の前記加振可能範囲に収まるように、前記リサージュ曲線を編集する工程を行い、その後、編集したリサージュ曲線を2つの波形に戻す工程、および戻した2つの波形の応答スペクトルを解析して得られる結果応答スペクトルが、前記演算部に入力された目標応答スペクトルに合致するかを検定する工程を行う
請求項2に記載の振動試験装置の制御方法。
A step of editing the Lissajous curve so that the envelope of the Lissajous curve of the two waveforms falls within the excitation possible range of the vibrator , and then returning the edited Lissajous curve to the two waveforms; and verifying whether the resulting response spectrum obtained by analyzing the returned response spectrum of the two waveforms matches the target response spectrum input to the computing unit.
A control method for the vibration test apparatus according to claim 2 .
JP2019228826A 2019-12-19 2019-12-19 Vibration test apparatus and control method for vibration test apparatus Active JP7307671B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019228826A JP7307671B2 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Vibration test apparatus and control method for vibration test apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019228826A JP7307671B2 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Vibration test apparatus and control method for vibration test apparatus

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2021096199A JP2021096199A (en) 2021-06-24
JP2021096199A5 JP2021096199A5 (en) 2022-08-02
JP7307671B2 true JP7307671B2 (en) 2023-07-12

Family

ID=76431108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019228826A Active JP7307671B2 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Vibration test apparatus and control method for vibration test apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7307671B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009192363A (en) 2008-02-14 2009-08-27 Hitachi Plant Technologies Ltd Vibration tester
JP2014025702A (en) 2012-07-24 2014-02-06 Shimadzu Corp Fatigue testing machine
JP2014032113A (en) 2012-08-03 2014-02-20 Shimadzu Corp Material testing machine
KR101750901B1 (en) 2016-09-08 2017-06-29 (주)이에스다산 Method and apparatus for generating test wave for earthquake test

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5599040A (en) * 1979-01-24 1980-07-28 Hitachi Ltd Vibrating table controller
JP3220418B2 (en) * 1996-07-31 2001-10-22 アイエムブイ株式会社 Signal control system and signal control method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009192363A (en) 2008-02-14 2009-08-27 Hitachi Plant Technologies Ltd Vibration tester
JP2014025702A (en) 2012-07-24 2014-02-06 Shimadzu Corp Fatigue testing machine
JP2014032113A (en) 2012-08-03 2014-02-20 Shimadzu Corp Material testing machine
KR101750901B1 (en) 2016-09-08 2017-06-29 (주)이에스다산 Method and apparatus for generating test wave for earthquake test

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021096199A (en) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Palmieri et al. Non-Gaussianity and non-stationarity in vibration fatigue
JP3644292B2 (en) Structure vibration test apparatus and vibration test method
JP4158367B2 (en) Vibration test apparatus and vibration response evaluation method
US20200232874A1 (en) High intensity vibration testing using an empirically modified reference specification and method thereof
US20030109992A1 (en) Vibration testing system
JP7307671B2 (en) Vibration test apparatus and control method for vibration test apparatus
Kuether et al. Computing nonlinear normal modes using numerical continuation and force appropriation
WO2007028360A1 (en) Method for determination of strain distribution in components
KR102431570B1 (en) control unit of the test system
US5675505A (en) Sine on random data analysis method for simulating engine vibration
US9947361B2 (en) Active vibration control device and design method therefor
JP2000146747A (en) Vibration-testing device
JP7297209B2 (en) Swing index value calculation method, sway index value calculation device, and sway index value calculation program
JP2001350741A (en) Method and device for analyzing vibration and computer readable recording medium
JP3242260B2 (en) Vibration test apparatus for structure, vibration test method for structure, and structure
Thewalt et al. Non‐planar pseudodynamic testing
JP6297362B2 (en) Vibration test equipment
JP2004045294A (en) Determination system and program for risk of damaging structure
JP7388975B2 (en) Vibration test equipment, waveform generation method
Shaw et al. Frictional phenomena within a quasi zero stiffness vibration device
JP2023146320A (en) Method for creating simulated earthquake motion
JP2021117855A (en) Vibration test device
JP7421014B1 (en) Processing simulation device and processing simulation method
CN108416157A (en) Modal Analysis method, apparatus, computing device and the storage medium of generator unit stator
KR20220164295A (en) Vibrating type Combined Sinusoidal Loads And Simulating method of Earthquake Loads Using it

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220725

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220725

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230419

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230425

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230530

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230613

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230630

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7307671

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150