JPH0156698B2 - - Google Patents

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JPH0156698B2
JPH0156698B2 JP54046576A JP4657679A JPH0156698B2 JP H0156698 B2 JPH0156698 B2 JP H0156698B2 JP 54046576 A JP54046576 A JP 54046576A JP 4657679 A JP4657679 A JP 4657679A JP H0156698 B2 JPH0156698 B2 JP H0156698B2
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JP
Japan
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vibration
orifice
coupled
test
section
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JP54046576A
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Japanese (ja)
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JPS54141161A (en
Inventor
Tee Abusutein Junia Henrii
Bii Peeji Denisu
Emu Kariizu Jeemuzu
Efu Tarubotsuto Junia Chaaruzu
Eru Beekaa Richaado
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Raytheon Co
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Hughes Aircraft Co
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Publication of JPH0156698B2 publication Critical patent/JPH0156698B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/20Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of a vibrating fluid
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02Vibration-testing by means of a shake table
    • G01M7/022Vibration control arrangements, e.g. for generating random vibrations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02Vibration-testing by means of a shake table
    • G01M7/06Multidirectional test stands

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は振動試験用装置に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a vibration testing device.

(従来の技術) この明細書において使用する「準ランダム的振
動」という用語は振動数を変更した場合に、等間
隔をおいた複数のスペクトル・ラインすなわち高
調波成分を含むライン・スペクトラムの基本波周
波数が所定の周波数範囲において時間と共にラン
ダムに変化し、各スペクトル・ラインの振幅がラ
ンダムに変化することを意味する。この場合、基
本波周波数は充分長い期間にわたつて平均化され
た場合に実質的に連続したスペクトラムを発生さ
せ得るように変動する。また「擬似ランダム的」
という用語は例えば振動体を駆動するための駆動
手段の動作を変更させるために一連の数値情報を
選択するアルゴリズム等の数学的方法を意味す
る。ここで「擬似ランダム的」という用語を使用
したのは一連の数値情報が所定の計算方法により
得られるものであり、完全にランダムに得られる
ものではないからである。「多段の自由度」とい
う用語は振動構体が所定範囲内において複数方向
に移動または回動する能力を示し、「スペクトラ
ム」という用語は特定の振動レベルにおける振動
周波数に対する振動エネルギの累積的経時変化を
示し、「多重モード」という用語は多数の振動構
体が同時に振動している状態を示す。更に「ノー
ド」という用語は特定振動モードに対して相対的
な変動のない位置を意味する。多数のノードがあ
ればより高い振動モード、すなわち高周波の振動
状態を示す。「ノード・ライン」という用語は複
数のノードを結ぶラインを意味し、「局部ノード」
および「局部ノード・ライン」という用語はそれ
ぞれ絶対的な確定が困難な場合のノードおよびノ
ード・ラインを意味する。
(Prior Art) The term "quasi-random vibration" as used in this specification refers to the fundamental wave of a line spectrum containing multiple equally spaced spectral lines, that is, harmonic components, when the frequency of vibration is changed. This means that the frequency varies randomly over time within a given frequency range, and the amplitude of each spectral line varies randomly. In this case, the fundamental frequency varies in such a way that, when averaged over a sufficiently long period of time, it can generate a substantially continuous spectrum. Also “pseudo-random”
The term refers to a mathematical method, such as an algorithm, for selecting a sequence of numerical information in order to modify the operation of a driving means for driving a vibrating body. The term "pseudorandom" is used here because the series of numerical information is obtained by a predetermined calculation method, and is not obtained completely randomly. The term "multiple degrees of freedom" refers to the ability of a vibrating structure to move or rotate in multiple directions within a given range, and the term "spectrum" refers to the cumulative change in vibration energy over time with respect to vibration frequency at a particular vibration level. The term "multimode" refers to a situation in which multiple vibrating structures are vibrating simultaneously. Additionally, the term "node" refers to an unchanging position relative to a particular mode of vibration. A large number of nodes indicates a higher vibration mode, ie, a high frequency vibration state. The term "nodal line" means a line connecting two or more nodes, and the term "local node"
The terms "local node line" and "local node line" refer to nodes and node lines, respectively, where absolute determination is difficult.

従来において、航空機用レーダ装置および赤外
線検出装置等における振動試験は基本周波数で駆
動される単一軸方向用振動装置により実行されて
いる。単一軸方向または多軸方向における振動試
験を行うために、単一または複数の電動式振動装
置および制御装置が使用されている。この種装置
は高価であり、また多軸方向への振動モードで振
動試験を行う場合、振動数を一定の割合すなわち
加速度で増加させることが困難となる。
Conventionally, vibration tests on aircraft radar equipment, infrared detection equipment, etc. have been performed using a single-axis vibration device driven at a fundamental frequency. Single or multiple motorized vibrators and controls are used to perform vibration tests in a single or multiple axes. This type of apparatus is expensive, and when performing a vibration test in a multi-axial vibration mode, it is difficult to increase the vibration frequency at a constant rate, that is, acceleration.

ランダム振動と同様の振動モードを得るために
多数の空気圧式振動装置を使用することが報告書
「衝撃および振動試験速報(Shock &
Vibration Bulletin)」(1976年8月出版、第3部
No.46、第1頁ないし第14頁)においてジエネラ
ル・ダイナミツク・コーポレーシヨンにより紹介
されている。この報告書によると、ミサイル用振
動試験は自由可動の状態で保持したミサイルに9
個の空圧式振動装置を直接取付けて実施されてい
る。飛行中のランダム振動情報が得られ、周波数
スペクトラムおよび加速レベルが取付けた振動装
置の数および大きさ、および平均空気圧から決定
される。ミサイル構体の固有の歪曲振動を防止
し、周波数スペクトラムを決定するために供給圧
力を周期的に変更している。「環境科学ジヤーナ
ル(Journal of Environmental Sciences)」
(1976年11/12月号、ウエステングハウス社)の
第32頁ないし38頁に航空機器の試験用空気圧式振
動装置が紹介されている。これらの振動装置は2
軸方向の振動を与えるために固定体に直接取付け
られている。空気圧はライン・スペクトラムを最
小に抑えるように変調され、2500Hz以下の周波数
で有効な振動エネルギを得ることが強調されてい
る。
The use of a large number of pneumatic vibration devices to obtain vibration modes similar to random vibrations was reported in the Shock & Vibration Test Bulletin.
Vibration Bulletin)” (Published August 1976, Part 3)
No. 46, pages 1 to 14) by General Dynamics Corporation. According to the report, vibration testing for missiles was conducted on missiles held in a freely movable state.
This is done by directly attaching several pneumatic vibration devices. In-flight random vibration information is obtained, and the frequency spectrum and acceleration level are determined from the number and size of attached vibration devices and average air pressure. The supply pressure is varied periodically to prevent the inherent distortive vibrations of the missile structure and to determine the frequency spectrum. "Journal of Environmental Sciences"
(November/December 1976 issue, Westenghouse), pages 32 to 38 introduce a pneumatic vibration device for testing aircraft equipment. These vibrating devices are 2
Mounted directly on the fixed body to provide axial vibration. The air pressure is modulated to minimize the line spectrum, with emphasis on obtaining useful vibrational energy at frequencies below 2500Hz.

その他の従来技術が米国特許明細書(No.
4011749、3686927および3710082)に記述されて
いる。米国特許明細書(No.4011749)には、6段
階の自由度をもつ構成複雑な油圧式駆動装置によ
り時間的に変化する偏移量が与えられる試験台を
もつ多段自由度型振動装置が紹介されている。米
国特許明細書(No.3686927)には、被試験体に対
して多重モードの振動を与えるために所定の平
板、はりまたは同心筒体を別のはりまたは中間振
動体に結合する方法が示されている。ここに紹介
されている振動装置は励振周波数および振幅によ
つてのみ制御される。更に特許明細書(No.
3710082)には、振動状態をデイジタル的に検出
し、周波数情報を決定し(フーリエ変換)、この
周波数情報を所定のスペクトラムと比較し、この
周波数情報に4つの角度の正弦値および余弦値を
乗算し、この周波数情報を時間情報に変換し(逆
フーリエ変換)、この時間情報をアナログ情報に
変換して振動装置の基台を励振させる方法が記載
されている。
Other prior art is disclosed in the US Patent Specification (No.
4011749, 3686927 and 3710082). The U.S. patent specification (No. 4011749) introduces a multi-stage degree-of-freedom vibrating device with a test stand that provides time-varying deviations using a complex hydraulic drive system with six degrees of freedom. has been done. U.S. Patent No. 3686927 describes a method for coupling a given plate, beam, or concentric cylinder to another beam or intermediate vibrating body to impart multimode vibration to a test object. ing. The vibration device presented here is controlled solely by the excitation frequency and amplitude. Furthermore, the patent specification (No.
3710082) involves digitally detecting the vibration state, determining frequency information (Fourier transform), comparing this frequency information with a predetermined spectrum, and multiplying this frequency information by the sine and cosine values of the four angles. However, a method is described in which this frequency information is converted into time information (inverse Fourier transform), and this time information is converted into analog information to excite the base of the vibration device.

このように従来においては種々の振動装置が提
供されていた。これらの振動装置の中には、個々
に定められた複数の周波数をもつ入力信号により
駆動されるものもあるが、この場合でもランダム
的振動を得ることは出来なかつた。また励振され
た時に、異なる軸方向において種々の周波数で共
振する支持体を使用することも考えられていた
が、この場合にも、制御可能なランダム的振動を
得ることは出来なかつた。更に、従来の振動試験
装置においては、一般的に、試験すべき主軸以外
の軸方向における励振を極力抑える傾向にある。
このため、実際に多軸方向において起こり得るラ
ンダム的振動または準ランダム的振動をシミユレ
ートすることが出来なかつたのである。
As described above, various vibrating devices have been provided in the past. Some of these vibrating devices are driven by input signals having a plurality of individually determined frequencies, but even in this case it has not been possible to obtain random vibrations. It has also been considered to use supports that, when excited, resonate at different frequencies in different axial directions, but in this case too it was not possible to obtain controllable random oscillations. Furthermore, in conventional vibration testing apparatuses, there is generally a tendency to suppress excitation in axial directions other than the main shaft to be tested as much as possible.
For this reason, it has not been possible to simulate random or quasi-random vibrations that actually occur in multiple axial directions.

(発明が解決しようとする問題点) この発明の目的は、このような多軸方向の準ラ
ンタム振動を所望のように発生することができる
振動試験装置を提供することを目的とする。さら
に従来の装置では被試験体は振動台上に配置さ
れ、この振動台が振動駆動装置によつて直接駆動
されているが、この振動台はそれ自身の共振特性
を有しているために準ランタム振動の場合にはそ
の共振特性によつて振動特性が変化して駆動装置
の振動と異なつた振動が被試験体に与えられるお
それがあり、正確に所望の振動を与えることが困
難であつた。この発明はこのような振動台の共振
の影響を受けないで被試験体に振動を与えること
のできる装置を開発することを目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to provide a vibration testing device that can generate quasi-random vibrations in multiaxial directions as desired. Furthermore, in conventional equipment, the test object is placed on a vibration table, and this vibration table is directly driven by a vibration drive device, but this vibration table has its own resonance characteristics, so In the case of random vibration, the vibration characteristics change depending on the resonance characteristics, and there is a risk that vibrations different from those of the drive device will be applied to the test object, making it difficult to apply the desired vibration accurately. . The object of the present invention is to develop a device that can apply vibration to a test object without being affected by the resonance of the vibration table.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段および作用) この発明は、被試験体を支持する振動体と、こ
の振動体に結合され被試験体に振動を与えるよう
に動作する振動装置とを具備する振動試験用装置
において、振動装置の振動出力を自動的に変化さ
せ、それによつて多軸振動におけるランダム性を
増加させ、準ランタムな同時多軸振動を被試験体
に発生させるメカニズムが振動装置と被試験体と
の間に結合されており、閉ループ装置が振動体と
振動装置との間に結合されて多軸振動のレベルを
検出し、制御する振動試験用装置の構成を特徴と
する。
[Structure of the Invention] (Means and Effects for Solving the Problems) The present invention provides a vibrating body that supports a test object, and a vibration device that is coupled to the vibrating body and operates to give vibration to the test object. A mechanism for automatically changing the vibration output of the vibration device, thereby increasing randomness in multi-axis vibration, and generating quasi-random simultaneous multi-axis vibration in the test object, in a vibration testing device comprising: is coupled between the vibrating device and the test object, and a closed-loop device is coupled between the vibrating body and the vibrating device to detect and control the level of multiaxial vibration. shall be.

この発明の一態様においては、振動試験のため
に、例えば40Hzないし2kHzの周波数範囲におけ
る準ランダム的振動出力の周波数スペクトラムお
よび振動数の変更制御すなわち加速度制御を実施
するために空気圧式振動装置が振動体アセンブリ
に結合されている。この振動体アセンブリは前記
振動装置からの振動入力を機械的に処理する駆動
セクシヨンと、被試験体に多軸方向、多重モード
の振動出力を与えるための被駆動セクシヨンと、
それらを相互に連結する弾性構体とにより構成さ
れている。前記駆動セクシヨンは前記振動装置に
より多軸方向、多重モードで発生された強力な振
動スペクトラムに応動する。また前記被駆動セク
シヨンは適当な弾性材を介して前記駆動セクシヨ
ンからの変調振動エネルギに応動して振動する。
前記駆動セクシヨンおよび被駆動セクシヨンの寸
法、重量および共振特性を適当に選択することに
より、適当に制御された多重モード、一定の
RMS加速度、多段自由度および所定振動周波数
範囲内における振動試験が実行可能となる。弾性
結合部材を局部的に固定的に保持することにより
振動構体のいくつかのポイントにノードを形成
し、これらのノードにおいて設けられた駆動セク
シヨンおよび被駆動セクシヨンが相対的に変動す
るのを抑制している。機械的な振動入力または空
気圧式振動入力を使用するかに応じて、固定的に
保持する位置が静的か動的かが決定される。モー
ド数および加速度レベルの変更は弾性結合構体を
あらかじめ圧縮または伸張させて、この弾性結合
構体を通過する振動エネルギ量を制御することに
より実行される。
In one aspect of the invention, a pneumatic vibrator is vibrated to perform frequency spectrum and frequency change control, i.e. acceleration control, of a quasi-random vibration output in the frequency range of 40 Hz to 2 kHz, for example, for vibration testing. connected to the body assembly. This vibrating body assembly includes a driving section that mechanically processes vibration input from the vibrating device, and a driven section that provides multi-axial and multi-mode vibration output to the test object.
and an elastic structure that interconnects them. The drive section responds to a strong vibration spectrum generated in multiple axes and in multiple modes by the vibration device. The driven section also vibrates in response to modulated vibrational energy from the drive section via a suitable elastic material.
By appropriate selection of the dimensions, weight and resonance characteristics of the driving and driven sections, a well-controlled multi-mode, constant
Vibration tests can be performed with RMS acceleration, multiple degrees of freedom, and within a predetermined vibration frequency range. By holding the elastic coupling member locally and fixedly, nodes are formed at several points of the vibrating structure, and relative fluctuations of the driving section and the driven section provided at these nodes are suppressed. ing. Depending on whether a mechanical or pneumatic vibration input is used, the fixed holding position will be static or dynamic. Modification of the number of modes and acceleration levels is accomplished by pre-compressing or stretching the elastic coupling structure to control the amount of vibrational energy that passes through the elastic coupling structure.

空気圧式振動装置の空気圧に対する自動制御お
よび擬似ランダム的変調により、閉ループの振
動、スペクトラム制御およびスペクトラムの重み
づけ機能が得られ、より良い周波数情報を発生
し、共振構体の振動が特定の振動周波数にロツク
されることを防止する。また実際の動作状態を確
立するために直交する方向において振動制御が行
われる。振動装置の振動周波数は圧縮空気供給源
および空圧式振動装置間に設けられた実効面積が
可変のオリフイスにより変更可能である。このオ
リフイスの実効面積の擬似ランダム的変更はマイ
クロプロセツサのプログラムにより制御された圧
縮空気制御部により、例えば2ないし3秒毎に実
施される。すなわち、被試験体に対する振動入力
を周期的に検出し、この振動入力の実効値を算出
し、この実効値を所定の実効値と比較し、この比
較結果を基にして前記振動装置に対する空気供給
量をデイジタル的に制御することにより振動周波
数が所定値に制御される。この場合、共振構体の
所定のスペクトラムは機械的に制御される。
The automatic control and pseudo-random modulation of air pressure in pneumatic vibrators provides closed-loop vibration, spectral control and spectral weighting capabilities to generate better frequency information and ensure that the vibrations of a resonant structure are tuned to a specific vibration frequency. Prevent it from being locked. Vibration control is also performed in orthogonal directions to establish actual operating conditions. The vibration frequency of the vibrator can be varied by means of an orifice of variable effective area between the compressed air supply and the pneumatic vibrator. This pseudo-random change of the effective area of the orifice is performed, for example, every 2 to 3 seconds by a compressed air control controlled by a microprocessor program. That is, the vibration input to the test object is periodically detected, the effective value of this vibration input is calculated, this effective value is compared with a predetermined effective value, and the air supply to the vibration device is adjusted based on the comparison result. By digitally controlling the amount, the vibration frequency is controlled to a predetermined value. In this case, the predetermined spectrum of the resonant structure is mechanically controlled.

空圧式振動装置の出力は圧縮空気量を変更する
ことにより調整され、振動出力を実効的に増大さ
せ、かつ振動スペクトラムを重みづけする。空気
圧は圧縮空気供給源と空気圧式駆動手段であるマ
ニホールドとの間に設けられたオリフイスの実効
面積を変更することにより変更される。また、マ
イクロプロセツサはオリフイスの実効面積および
被試験体の周波数特性の関係を示すプログラム情
報を備えている。試験中に、マイクロプロセツサ
は圧縮空気供給制御部および駆動回路により擬似
ランダム的に前記オリフイスの実効面積を周期的
に変更し、前記駆動手段のマニホールドを介して
一定の圧力分布をもつ空気を供給する。この圧縮
空気の変化により被試験体の加速特性が変更され
る。加速度特性の変動により生ずる問題はスペク
トラムを重みづけすることにより解消される。自
動加速度制御は計算により得られた加速度実効値
と試験結果から得られた加速度実効値とを比較す
ることにより得られた情報を基にして実行され
る。直交3方向軸からの加速度情報は低域ろ波回
路およびサンプル・ホールド回路を介してマルチ
プレクサに伝送され、アナログ−デイジタル変換
回路によりデイジタル化される。一方、フイルタ
処理されない加速度情報が別のマルチプレクサを
介して擬似ピーク検出器に供給される。マイクロ
プロセツサを使用することによりバランスのとれ
たデータ取込みが可能となる。デイジタルの加速
度情報は演算処理されて、加速度実効値を算出す
るために使用される。所定の試験用加速度レベル
に必要とされる駆動圧力は試験中に圧力自動調整
装置により周期的に制御される。
The output of the pneumatic vibrator is adjusted by varying the amount of compressed air, effectively increasing the vibration output and weighting the vibration spectrum. The air pressure is varied by changing the effective area of an orifice located between the compressed air source and the pneumatic drive means manifold. Further, the microprocessor is equipped with program information indicating the relationship between the effective area of the orifice and the frequency characteristics of the test object. During the test, the microprocessor periodically changes the effective area of the orifice in a pseudo-random manner using the compressed air supply control unit and the drive circuit, and supplies air with a constant pressure distribution through the manifold of the drive means. do. This change in compressed air changes the acceleration characteristics of the test object. Problems caused by variations in acceleration characteristics are resolved by weighting the spectrum. Automatic acceleration control is executed based on information obtained by comparing the effective acceleration value obtained by calculation with the effective acceleration value obtained from the test result. Acceleration information from three orthogonal axes is transmitted to a multiplexer via a low-pass filter circuit and a sample-and-hold circuit, and is digitized by an analog-to-digital conversion circuit. Meanwhile, unfiltered acceleration information is fed to the pseudo peak detector via another multiplexer. The use of a microprocessor allows for balanced data acquisition. The digital acceleration information is processed and used to calculate an effective acceleration value. The drive pressure required for a given test acceleration level is controlled periodically during the test by a pressure regulator.

(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の一実施例に係
る振動試験用装置を説明する。
(Example) Hereinafter, a vibration test apparatus according to an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は準ランダム式空圧振動装置および自動
周波数制御装置を含むシステム全体を示す。振動
体アセンブリ20は駆動回路24から圧縮空気制
御部22を介して送られてくるところの、圧力お
よび量が制御された圧縮空気に応動する。振動体
アセンブリ20を良好に作動させるためにマイク
ロプロセツサ26が圧縮空気制御部22に結合さ
れている。このマイクロプロセツサ26に必要な
情報を与えるために帰還および保護回路28が振
動体アセンブリ20およびマイクロプロセツサ2
6間に電気的に結合されている。オペレータがマ
イクロプロセツサ26に対して試験用パラメータ
を設定し得るように、またこの振動試験の進行状
況を示す情報をオペレータに与えるように作動さ
れるオペレータ回路30も設けられている。また
オペレータの入力ミスにより、過度の圧縮空気が
被試験体に与えられるのを防止するためにハード
ウエア用の保護回路32がマイクロプロセツサ2
6と圧縮空気制御部22のソレノイド・バルブ4
8を制御する駆動回路50との間に結合されてい
る。空圧応動スイツチ54およびスイツチ入力回
路56を介して圧縮空気制御部22のマニホール
ド52がマイクロプロセツサ26に結合されてい
る。
FIG. 1 shows the entire system including a quasi-random pneumatic vibration device and an automatic frequency control device. The vibrator assembly 20 responds to pressure and volume controlled compressed air delivered from a drive circuit 24 via a compressed air control 22 . A microprocessor 26 is coupled to the compressed air controller 22 for proper operation of the vibrator assembly 20. A feedback and protection circuit 28 connects the vibrator assembly 20 and the microprocessor 2 to provide the necessary information to the microprocessor 26.
6 and electrically coupled between the two. An operator circuit 30 is also provided which is operated to enable the operator to set test parameters to the microprocessor 26 and to provide information to the operator indicating the progress of the vibration test. Additionally, a hardware protection circuit 32 is installed on the microprocessor 2 to prevent excessive compressed air from being applied to the test object due to operator input errors.
6 and the solenoid valve 4 of the compressed air control section 22
8 and a drive circuit 50 that controls the 8. The manifold 52 of the compressed air control section 22 is coupled to the microprocessor 26 via a pneumatic responsive switch 54 and a switch input circuit 56.

振動体アセンブリ20の出力信号は帰還回路2
8を介して帰還され、マイクロプロセツサ26に
おいて所定の振動情報と比較され、この比較結果
に対応した誤差信号を発生させる。この誤差信号
は駆動回路24を介して制御部22に供給され、
この誤差信号に応じて振動体アセンブリ20は被
試験体を振動させる。
The output signal of the vibrating body assembly 20 is sent to the feedback circuit 2.
8, and is compared with predetermined vibration information in the microprocessor 26 to generate an error signal corresponding to the comparison result. This error signal is supplied to the control unit 22 via the drive circuit 24,
The vibrator assembly 20 vibrates the test object in response to this error signal.

第2図、第3a図および第3b図に示すよう
に、第1図の振動体アセンブリ20は駆動セクシ
ヨン36(第2図の36−2、第3a図および第
3b図の36−3)に結合された複数の空圧式振
動セクシヨン34,34−2,34−3を備えて
いる。システム全体は被駆動体のノード・ポイン
トにおいて隔離体37−2に支持されている(第
2図)。駆動セクシヨン36は振動セクシヨン3
4からの振動入力に対する高調波応答特性、およ
び寸法、アルミニウムおよびマグネシウム等の材
質により定められる多重モード応答特性に基ずい
て種々の振動モードをとる。種々のモードの強制
および自由振動により生ずる歪曲運動は、例えば
弾性部材40a,40a−2,40a−3および
ダンパ部材40b,40b−2,40b−3を含
む粘性および弾性構体40,40−2,40−3
を介して被駆動セクシヨン38,38−2,38
−3に伝達される。従つて、この被駆動セクシヨ
ン38は、このセクシヨン38の強制および自由
振動モードに駆動セクシヨン36の制御振動モー
ドを重畳させることにより得られる複雑なモード
の歪曲運動を発生することになる。振動体フレー
ムの結合支点を振動構体の最大振幅で動く点、す
なわち腹点にセツトすることにより駆動および被
駆動セクシヨン間において最大の結合度をもつた
多重モード応答特性が得られる。
As shown in FIGS. 2, 3a and 3b, the vibrator assembly 20 of FIG. It includes a plurality of coupled pneumatic vibrating sections 34, 34-2, 34-3. The entire system is supported on standoffs 37-2 at the driven body node points (FIG. 2). Drive section 36 is vibrating section 3
Various vibration modes are taken based on harmonic response characteristics to vibration input from 4 and multimode response characteristics determined by dimensions and materials such as aluminum and magnesium. Distortion movements caused by various modes of forced and free vibrations are caused by viscous and elastic structures 40, 40-2, including, for example, elastic members 40a, 40a-2, 40a-3 and damper members 40b, 40b-2, 40b-3. 40-3
Driven sections 38, 38-2, 38 through
-3. This driven section 38 will therefore generate a complex mode of distorting motion obtained by superimposing the controlled vibration mode of the driving section 36 on the forced and free vibration modes of this section 38. By setting the coupling fulcrum of the vibrator frame at the point of maximum amplitude movement of the vibrating structure, ie, the antinode point, a multimode response characteristic with maximum coupling between the drive and driven sections is obtained.

第4a図ないし4f図は加速度スペクトル密度
(G2/Hz)および振動周波数(Hz)の関係を示
す。第4a図は空圧式振動装置34,34−2,
34−3のピストン軸に対して直交方向における
グラフ34′を示し、第4b図および4c図はそ
れぞれ駆動セクシヨン36,36−2,36−3
のXおよびZ方向におけるグラフ36′および3
6″を示し、第4d図および4e図は第4b図お
よび4c図のグラフ36′および36″用のデータ
が取出される駆動セクシヨン36,36−2,3
6−3上のポイントに対向する被駆動セクシヨン
38,38−2,38−3のXおよびZ方向にお
けるグラフ38′および38″を示し、第4f図は
被試験体42,42−2,42−3に与えられた
3方向の振動エネルギの平均値を表わすグラフ4
2′を示す。被駆動セクシヨン38,38−2,
38−3からの振動出力は加速度計44により検
出され、帰還および保護回路28に供給される。
Figures 4a to 4f show the relationship between acceleration spectral density (G 2 /Hz) and vibration frequency (Hz). FIG. 4a shows pneumatic vibration devices 34, 34-2,
Figures 4b and 4c show graphs 34' in a direction perpendicular to the piston axis of 34-3;
Graphs 36' and 3 in the X and Z directions of
Figures 4d and 4e show the drive sections 36, 36-2, 3 from which the data for graphs 36' and 36'' of Figures 4b and 4c are taken.
Figure 4f shows the graphs 38' and 38'' of the driven sections 38, 38-2, 38-3 in the X and Z directions opposite the point on the specimen 42, 42-2, 42 under test. Graph 4 representing the average value of vibration energy in three directions given to -3
2' is shown. Driven section 38, 38-2,
The vibration output from 38-3 is detected by accelerometer 44 and provided to feedback and protection circuit 28.

振動体アセンブリ20の振動装置(振動セクシ
ヨン34)は振動体の固有の振動周波数および励
振周波数の倍数に応じて、この振動体を種々の直
線および回転振動モードで励振する。駆動セクシ
ヨン36の低周波の固有振動モードにおける振動
周波数は、強制振動および固有振動のスペクトラ
ムにおけるエネルギを均一に保つために、即ち、
ある周波数に集中しないように、振動セクシヨン
34から得られた基本励振周波数の整数倍にはな
らないように定められている。初期状態において
励振された駆動セクシヨン36,36−2,36
−3および被駆動セクシヨン38,38−2,3
8−3間における複雑なモード結合により、弾性
結合部材40,40−2,40−3により変形さ
れた個々のおよび一体化された振動体の運動から
多種の合成振動モードが得られる。この振動スペ
クトラム入力は被試験体42,42−2,42−
3に加えられる。駆動セクシヨン36および被駆
動セクシヨン38の結合手段の振動伝達特性を利
用することにより、例えば40Hzないし2kHzの特
定の周波数範囲内において、パワースペクトラム
を良好に制御することが可能となる。弾性部材4
0は適当な形状および特性をもつて形成され、駆
動および被駆動セクシヨン間に挿入される。この
弾性部材の振動エネルギ透過特性を適当に選択す
ることにより、駆動セクシヨン36,36−2,
36−3における高周波励振周波数に関係なく、
上限周波数の近辺において、被試験体への振動ス
ペクトラム入力を減衰させることが可能となる。
The vibrating device (vibrating section 34) of the vibrating body assembly 20 excites the vibrating body in different linear and rotational vibration modes, depending on the natural vibration frequency of the vibrating body and the multiple of the excitation frequency. The vibration frequency in the low frequency natural vibration mode of the drive section 36 is adjusted to keep the energy uniform in the forced vibration and natural vibration spectra, i.e.
In order to avoid concentration on a certain frequency, it is determined not to be an integral multiple of the fundamental excitation frequency obtained from the vibration section 34. Drive sections 36, 36-2, 36 excited in the initial state
-3 and driven sections 38, 38-2, 3
Due to the complex mode coupling between 8-3, various composite vibration modes are obtained from the motion of the individual and integrated vibrating bodies deformed by the elastic coupling members 40, 40-2, 40-3. This vibration spectrum input is the test object 42, 42-2, 42-
Added to 3. By exploiting the vibration transfer characteristics of the coupling means of the driving section 36 and the driven section 38, it is possible to achieve good control of the power spectrum within a particular frequency range, for example from 40 Hz to 2 kHz. Elastic member 4
0 is formed of suitable shape and characteristics and inserted between the driving and driven sections. By appropriately selecting the vibration energy transmission characteristics of this elastic member, the drive sections 36, 36-2,
Regardless of the high frequency excitation frequency in 36-3,
It is possible to attenuate the vibration spectrum input to the test object near the upper limit frequency.

振動セクシヨン34,34−2,34−3は自
由に動く衝撃用ピストンをもつ衝撃型空圧式振動
装置により構成されるが、所望の振動周波数が得
られるものであれば自由に動くピストンをもつ緩
衝型空圧式振動装置、回転型空圧式振動装置、油
圧式振動装置等によつても構成可能である。衝撃
型振動装置においては、駆動用空気圧が所定値に
達した時に、摺動ピストンが振動装置用ハウジン
グの少なくとも一端面に衝撃力を与える。この衝
撃力により、非常に広い範囲にわたつて、例えば
50Hzないし数kHzにわたつて多種の高調波成分を
含む機械的振動現象が発生される。この振動周波
数の上限値は振動装置が取付けられた構体の固有
振動数によつて左右される。また、異なる寸法お
よび組合せの振動装置を使用して、振動体の振動
特性および任意の空気圧に対して異なる基本振動
数を得ることも可能である。空気圧により、基本
振動数すなわち最低の振動数および最終的に得ら
れる衝撃力レベルが決定される。
The vibrating sections 34, 34-2, 34-3 are constituted by percussive pneumatic vibrators with freely movable percussion pistons, but can be replaced by shock absorbers with freely movable pistons if the desired vibration frequency can be obtained. It is also possible to use a type pneumatic vibrator, a rotary pneumatic vibrator, a hydraulic vibrator, or the like. In an impact-type vibrator, a sliding piston applies an impact force to at least one end surface of a vibrator housing when the driving air pressure reaches a predetermined value. This impact force can be applied over a very wide area, e.g.
A mechanical vibration phenomenon containing various harmonic components is generated over a range of 50 Hz to several kHz. The upper limit of this vibration frequency depends on the natural frequency of the structure to which the vibration device is attached. It is also possible to use vibration devices of different dimensions and combinations to obtain different fundamental frequencies for the vibration characteristics of the vibrating body and for any given air pressure. Air pressure determines the fundamental or lowest frequency and the final impact force level.

振動体相互間の振動エネルギ結合度は最低振動
周波数と約2kHzとの間の各周波数において一定
にセツトされることが望ましい。しかし、殆んど
の振動入力エネルギは自由運動可能なピストンを
もつ振動装置の本体の基本周波数の倍数に等しい
振動周波数に集中される。この場合、基本周波数
を25%ないし50%変動させるに充分大きな駆動圧
力の変更が要求される。この基本周波数の変動に
より振動スペクトラムの重みづけが得られ、いか
なる周波数にも固定されることなくすべての周波
数において、所定の試験期間に充分な振動エネル
ギ特性を発生させることが可能となる。
It is desirable that the degree of vibration energy coupling between the vibrating bodies be set constant at each frequency between the lowest vibration frequency and about 2 kHz. However, most of the vibrational input energy is concentrated at vibrational frequencies equal to multiples of the fundamental frequency of the body of the vibrating device with the freely movable piston. In this case, a change in drive pressure large enough to vary the fundamental frequency by 25% to 50% is required. This variation of the fundamental frequency provides a weighting of the vibration spectrum, making it possible to generate sufficient vibration energy characteristics for a given test period at all frequencies without being fixed to any frequency.

第2図および第3図に示す駆動および被駆動セ
クシヨンに生ずる歪曲現象を、第5a図、第5b
図、第6a図および6b図を参照し説明する。第
5a図は両端82において枢支台84に取付けら
れたはり80を示す。第5a図は2個のノードを
定める支点88を結ぶ中心線86に対する自由な
基本振動モードを示す。第5b図は支点88のノ
ードの他に2つのノード88′をもつ自由振動モ
ード、すなわち第3高調波振動モードを示す。第
6a図および第6b図は、第5a図および第5b
図に使用したものと同様のはり90を両端92に
おいて枢支し、更に強制ノード・ポイント92′
をセツトした場合に得られる基本振動モードを示
す。第3高調波振動モードを示す第6b図の場合
には更に2つのノード・ポイント92″があり、
全体で5個のノードを有する。このようにはり9
0は更に別の歪曲運動を示し、従つて更に多種の
振動モードが得られる。
The distortion phenomenon occurring in the driving and driven sections shown in FIGS. 2 and 3 is illustrated in FIGS. 5a and 5b.
6a and 6b. FIG. 5a shows beam 80 attached at both ends 82 to pivots 84. Figure 5a shows the free fundamental modes of vibration with respect to a centerline 86 connecting the fulcrums 88 defining the two nodes. FIG. 5b shows a free vibration mode, ie, a third harmonic vibration mode, which has two nodes 88' in addition to the node of fulcrum 88. Figures 6a and 6b represent Figures 5a and 5b.
A beam 90 similar to that used in the figure is pivoted at both ends 92 and also has a force node point 92'.
The fundamental vibration mode obtained when . In the case of Figure 6b, which shows the third harmonic vibration mode, there are two more node points 92'';
It has 5 nodes in total. Like this, the beam 9
0 indicates yet another distortion motion, and therefore more various vibration modes are obtained.

このようにして、1個または複数の位置におい
て振動体の運動を抑制することにより、振動エネ
ルギをより高い振動モードで発生させることが可
能である。第5a図乃至第6b図に示すように相
対運動が殆んどゼロとなる位置はノードと呼ば
れ、ノード・パターンは理論的または実験的に定
められる。従つて、高および低振動周波数におけ
る振動エネルギ分布を等しくまたは格差をつける
ことが可能である。実際には、強制ノード点はは
りをある位置において固定体に支持することによ
り得られる。また、第2図および3図に示すよう
に駆動および被駆動セクシヨンが使用されている
場合には、この駆動および被駆動セクシヨン間に
おける弾性結合材とは異なる硬さをもつ弾性パツ
ドをはさむことにより強制ノード・ポイントを得
ることが可能である。駆動および被駆動セクシヨ
ン上の隣接する位置においてスプリング作用力を
与えることにより、弾性部材を介しての振動エネ
ルギの伝達係数は増加し、共動する振動体の振動
特性を手動的に変更することが可能となる。
By suppressing the movement of the vibrating body in one or more positions in this way, it is possible to generate vibration energy in higher vibration modes. As shown in FIGS. 5a to 6b, the positions where the relative motion is almost zero are called nodes, and the node pattern is determined theoretically or experimentally. It is therefore possible to equalize or differentiate the vibration energy distribution at high and low vibration frequencies. In practice, forced nodal points are obtained by supporting the beam at a fixed position on a fixed body. In addition, when driving and driven sections are used as shown in FIGS. 2 and 3, an elastic pad having a hardness different from that of the elastic bonding material between the driving and driven sections may be sandwiched between the driving and driven sections. It is possible to obtain forced node points. By applying spring-acting forces at adjacent locations on the drive and driven sections, the coefficient of vibrational energy transfer through the elastic member is increased and the vibrational characteristics of the co-acting vibratory bodies can be manually modified. It becomes possible.

強制ノード・ポイントを確立するための手動装
置は励振期間の合い間に駆動および被駆動セクシ
ヨンの動作特性を制御するのに有効であるが、更
に前記駆動および被駆動セクシヨン間の弾性結合
部材に空圧応動ユニツトを取付けることにより試
験中に強制ノード・ポイントを確立することが可
能である。
The manual device for establishing forced node points is effective in controlling the operating characteristics of the drive and driven sections between excitation periods, but it also provides an air gap in the elastic coupling member between said drive and driven sections. It is possible to establish forced node points during testing by installing pressure-responsive units.

種々の加速度レベルにおける振動周波数情報を
変更するために、機械的、電気的または熱力学的
に弾性結合部を通過する振動エネルギの伝達率を
変更する振動モード可変装置または振動制御装置
を提供することが可能である。これにより、交換
する必要のない弾性結合部材、共通な被駆動セク
シヨンおよび所要の固定体を使用して、前記被駆
動セクシヨンの加速度レベルを変えながら、種々
の重量および硬度をもつ被試験体を試験すること
が可能となる。前記振動制御装置は、例えばねじ
またはばねを調整したり、弾性部材に可変の空気
圧を印加したり、弾性部材を加熱または冷却する
ことにより、弾性結合部材の接触面に加えられる
圧力を変えるための手段を備えている。例えば、
弾性部材の温度を変えることにより、この弾性部
材の硬度は非線型的に変化するので振動伝達率が
変更可能となる。
To provide a vibration mode variable device or vibration control device that mechanically, electrically or thermodynamically changes the transmission rate of vibrational energy through an elastic coupling to change vibration frequency information at various acceleration levels. is possible. This makes it possible to test specimens with different weights and hardnesses while varying the acceleration level of said driven section, using an elastic coupling member that does not need to be replaced, a common driven section and the necessary fixings. It becomes possible to do so. The vibration control device is for varying the pressure applied to the contact surface of the elastic coupling member, for example by adjusting a screw or a spring, by applying variable air pressure to the elastic member, or by heating or cooling the elastic member. have the means. for example,
By changing the temperature of the elastic member, the hardness of the elastic member changes non-linearly, making it possible to change the vibration transmissibility.

前記制御装置は例えば第7図乃至10図に示す
ように構成される。第7図は一対のプレート構体
222をもつV字形振動体アセンブリを示す。こ
のプレート構体222は駆動プレート236、被
駆動プレート238および弾性結合部材240を
備えている。プレート構体222は固定側板22
6をもつ共通固体プレート224に固定されてい
る。駆動プレート236上のいくつかのポイント
はこの駆動プレート236と固定側板226間の
結合部材228により強制的に抑制される。この
結合部材228は第8図および9図において手動
的に調整可能な締付け具230を含むものとして
示されている。第10図において、結合部材22
8cは一対の半分の結合部233を結合する空気
袋229により空気圧に応じてその動作状態が制
御可能である。
The control device is configured as shown in FIGS. 7 to 10, for example. FIG. 7 shows a V-shaped vibrator assembly with a pair of plate structures 222. FIG. The plate assembly 222 includes a driving plate 236, a driven plate 238, and an elastic coupling member 240. The plate structure 222 is a fixed side plate 22
6. It is fixed to a common solid plate 224 with 6. Some points on the drive plate 236 are forcibly restrained by coupling members 228 between the drive plate 236 and the stationary side plate 226. The coupling member 228 is shown in FIGS. 8 and 9 as including a manually adjustable fastener 230. In FIG. 10, the connecting member 22
The operating state of the air bag 8c can be controlled according to the air pressure by means of an air bag 229 that connects the pair of halves of the connecting portions 233.

駆動および被駆動プレート236および238
間の弾性結合度を制御する装置はノード制御装置
250,250a,b,cを含むものとして示さ
れている。これらの制御装置は第8,9および1
0図に示されている。第8図において、ノード制
御装置250aは駆動および被駆動プレート23
6aおよび238a間に設けられ弾性リング25
2aおよび被駆動プレート238aの外部に設置
されたリング254aを備えている。プレート2
36aおよび238aおよびリング252aおよ
び254aを介して延びるボルト256aはナツ
ト258aと共同してアセンブリ全体を一体に保
持している。適当なばね作用力がリング254a
上のワツシヤおよびボルト・ヘツド間に設けられ
たばね260aにより与えられる。
Drive and driven plates 236 and 238
Devices for controlling the degree of elastic coupling between the nodes are shown as including node controllers 250, 250a, b, c. These control devices are 8th, 9th and 1st
It is shown in Figure 0. In FIG. 8, the node controller 250a includes the driving and driven plates 23
An elastic ring 25 provided between 6a and 238a
2a and a ring 254a installed outside the driven plate 238a. plate 2
A bolt 256a extending through 36a and 238a and rings 252a and 254a cooperates with a nut 258a to hold the entire assembly together. An appropriate spring acting force is applied to the ring 254a.
Provided by a spring 260a between the upper washer and the bolt head.

第9図においては、駆動および被駆動プレート
236bおよび238b間に形成されたギヤツプ
により制御機能が得られる。制御装置250bは
被駆動プレート238bおよびワツシヤ257と
共にサンドイツチ構造を形成する弾性リング25
2bおよび254bを備えている。大径部および
小径部の軸256b′および256b″をもつボルト
256bがプレート236bおよび238bを貫
通している。ワツシヤ257は弾性リング252
bに対して大径部256b′にねじで固定され、大
径部256b′上においてプレート236bに接触
して保持されたナツト258bによりギヤツプ2
60bのサイズが定められる。軸256b″上の一
対のナツト261bにより、リング252bおよ
び254bに圧縮力を加える。
In FIG. 9, the control function is provided by a gap formed between drive and driven plates 236b and 238b. The control device 250b includes an elastic ring 25 that forms a sanderch structure with the driven plate 238b and the washer 257.
2b and 254b. A bolt 256b with large and small diameter axes 256b' and 256b'' passes through the plates 236b and 238b.
Gap 2 is fixed to large diameter portion 256b' with a screw relative to b, and held on large diameter portion 256b' in contact with plate 236b.
The size of 60b is determined. A pair of nuts 261b on shaft 256b'' applies a compressive force to rings 252b and 254b.

第10図においては、ノード制御装置250c
は空気路257cをもつ特別の構造のボルト25
6cを使用した空圧調整装置を備えている。この
空気路257cは駆動および被駆動プレート23
6cおよび238cと共にサンドイツチ構造を形
成する空気室252c,254cおよび258c
に結合されている。空気圧はねじ構造をもつキヤ
ツプ260cを介して各空気室に伝達される。
In FIG. 10, the node control device 250c
is a specially constructed bolt 25 with an air passage 257c.
Equipped with a pneumatic adjustment device using 6c. This air passage 257c is connected to the driving and driven plate 23.
Air chambers 252c, 254c and 258c form a sanderch structure with 6c and 238c
is combined with Air pressure is transmitted to each air chamber via a cap 260c having a threaded structure.

機械式および空圧式制御がノード制御装置25
0a,250bおよび250cにより得られ、弾
性部材の熱力学的制御は第8図および9図に示し
たように弾性結合部材240aおよび240bに
対して実行される。いずれの場合においても、弾
性結合部材は振動の加速度レベルを低下させるよ
うに弾性材を軟化させるためにヒータ線266a
および266bを含む振動伝達率可変の弾性結合
体264aおよび264bにより駆動および被駆
動プレート間に保持された弾性部材262aおよ
び262bを備えている。この弾性部材を硬化す
るためには、冷却路268aおよび268bが形
成され、これにより、より高い加速度レベルが得
られる。
Mechanical and pneumatic controls are provided by the node control device 25
0a, 250b and 250c, thermodynamic control of the elastic members is performed on the elastic coupling members 240a and 240b as shown in FIGS. 8 and 9. In either case, the elastic coupling member is connected to a heater wire 266a to soften the elastic material so as to reduce the vibration acceleration level.
and 266b, elastic members 262a and 262b are held between the driving and driven plates by elastic coupling bodies 264a and 264b with variable vibration transmissibility. Cooling passages 268a and 268b are formed to harden this elastic member, thereby providing higher acceleration levels.

第10図においては、弾性結合部材240cは
駆動および被駆動プレート236cおよび238
c間に設けられた弾性部材262cおよび空気袋
270cを備えている。この空気袋270c内の
空気量に応じて、弾性部材262cが所定の負荷
を受けるように空気圧的に制御する。
In FIG. 10, resilient coupling member 240c is connected to drive and driven plates 236c and 238.
The elastic member 262c and the air bag 270c are provided between the elastic members 262c and 270c. Depending on the amount of air in the air bag 270c, the elastic member 262c is pneumatically controlled so as to receive a predetermined load.

同様の方法が第11図乃至16図に示される環
状のフレーム構体に対しても使える。例えば第1
1図に示すように、振動体アセンブリ320は環
状の駆動および被駆動セクシヨン336および3
38と、この駆動および被駆動セクシヨン間に設
けられた弾性結合部材340a,340bおよび
340c(第12図ないし16図)を備えている。
前述したと同様に、固定側板326が締結部32
8により駆動セクシヨン336に結合され、駆動
プレートの局部的な変動を阻止している。この制
御は第11図および12図に示すように固定制御
であるが、第14図に示すピストン・アセンブリ
329により得られる空気圧式制御では可変制御
である。
A similar method can be used for the annular frame structure shown in FIGS. 11-16. For example, the first
As shown in FIG. 1, the vibrator assembly 320 includes annular drive and driven sections 336 and 3.
38, and resilient coupling members 340a, 340b and 340c (FIGS. 12-16) provided between the driving and driven sections.
As described above, the fixed side plate 326 is attached to the fastening portion 32.
8 to the drive section 336 to prevent local fluctuations of the drive plate. This control is a fixed control as shown in FIGS. 11 and 12, but is variable with the pneumatic control provided by the piston assembly 329 shown in FIG.

第12図および13図における駆動および被駆
動セクシヨン間における弾性結合はノード制御装
置350aおよび350bにより得られる。各ノ
ード制御装置は被駆動リング338aおよび33
8bの開口部353aおよび353bを介して延
び、駆動リング336aおよび336bと当接す
るボルト356aを備えている。このボルトおよ
び被駆動リング間の結合体はばね360aおよび
360bによりバイアスされ、弾性部材354
a,354b,352a等に圧力をかける。第1
2図に示すノード制御装置350aは駆動リング
336aとねじ結合されるねじ結合部358aを
有し、第13図に示すノード制御装置350bは
駆動セクシヨン336b内に設けられた球状ナツ
ト358bを備えている。
The elastic coupling between the driving and driven sections in FIGS. 12 and 13 is provided by node controllers 350a and 350b. Each node controller has driven rings 338a and 33
8b includes a bolt 356a that extends through openings 353a and 353b and abuts drive rings 336a and 336b. This connection between the bolt and the driven ring is biased by springs 360a and 360b, and the resilient member 354
Apply pressure to a, 354b, 352a, etc. 1st
The node control device 350a shown in FIG. 2 has a threaded joint 358a that is threadedly connected to the drive ring 336a, and the node control device 350b shown in FIG. 13 has a spherical nut 358b disposed within the drive section 336b. .

第14図乃至16図は更に別の空気圧式制御を
示す。ノード制御装置350cは駆動および被駆
動プレート間に設けられた連続的または断続的な
環状チユーブ354cを備えている。このチユー
ブはボルト356cと被駆動リング338cとの
間に配置され、また駆動および被駆動リング33
6c,338c間には弾性材362cが設けられ
ている。この被駆動リング338cは駆動リング
336cと被試験体342との間に配置されてい
る。ボルト356cは駆動プレート336cに螺
合され、保持リング357を保持している。前記
弾性材およびチユーブはこの弾性材に加えられた
圧力により変更される非線型硬化特性により前記
駆動および被駆動プレート間のエネルギ伝達度を
制御する。さらに第15図および16図に示され
る装置では、エネルギ伝達手段は被駆動リング3
38cの端部の3つの面を囲んで間隔をおいて配
置された複数の空気室364を備えている。個々
のマニホールド径路366がそれぞれ個々の空気
室に延び駆動および被駆動プレート間の環状領域
におけるノード制御を実行すると共に、チユーブ
354cを使用して振動エネルギ伝達度を増加さ
せている。
Figures 14-16 show yet another pneumatic control. Node controller 350c includes a continuous or intermittent annular tube 354c between the drive and driven plates. This tube is located between bolt 356c and driven ring 338c, and is also located between drive and driven ring 338c.
An elastic member 362c is provided between 6c and 338c. This driven ring 338c is arranged between the drive ring 336c and the object under test 342. The bolt 356c is threaded into the drive plate 336c and holds the retaining ring 357. The elastic material and tube control the degree of energy transfer between the drive and driven plates through non-linear stiffening characteristics that are modified by pressure applied to the elastic material. Furthermore, in the device shown in FIGS. 15 and 16, the energy transmission means is provided by the driven ring 3
A plurality of air chambers 364 are provided at intervals surrounding the three sides of the end portion of 38c. Separate manifold passages 366 each extend to separate air chambers to provide nodal control in the annular region between the drive and driven plates, and tubes 354c are used to increase vibrational energy transfer.

上述した各種装置の動作特性を第17図および
18図に示す。第17図は簡単な機械式ノード制
御装置を使用した場合およびしない場合における
環状の被駆動セクシヨンにおける振動スペクトラ
ム密度を示す。ここで実線370は均一な発泡シ
リコンエラストマにより形成された弾性結合体を
使用して50psigの圧力下において作動された8個
の空気圧式振動装置の動作特性を示し、破線37
2は120゜の間隔をおいて配置されたシヨア硬度数
が50のゴム・パツドにより区分された発泡シリコ
ンエラストマの弾性結合体を使用して50psigの圧
力下において作動された4個の空気圧式振動装置
の動作特性を示す。
The operating characteristics of the various devices described above are shown in FIGS. 17 and 18. FIG. 17 shows the vibration spectral density in an annular driven section with and without a simple mechanical node controller. where the solid line 370 shows the operating characteristics of eight pneumatic vibrators operated at 50 psig pressure using a resilient bond formed from a homogeneous foamed silicone elastomer, and the dashed line 37
2, four pneumatic oscillators operated at a pressure of 50 psig using a resilient combination of foamed silicone elastomer separated by 50 shore hardness rubber pads spaced 120° apart. Indicates the operating characteristics of the device.

第18図は振動エネルギ伝達率を増加させた場
合および増加させない場合における環状の被駆動
セクシヨンにおける振動スペクトル密度を示す。
実線374は弾性結合体に負荷をかけずに、
40psigの圧力下において8個の空圧式振動装置を
作動させることにより得られた動作特性を示し、
破線376は弾性結合体に0.25インチ・aqの圧力
を加えた場合に得られる動作特性を示す。
FIG. 18 shows the vibration spectral density in an annular driven section with and without increased vibration energy transfer rate.
A solid line 374 indicates that no load is applied to the elastic bond;
Demonstrates operating characteristics obtained by operating eight pneumatic vibrators under 40 psig pressure,
Dashed line 376 shows the operating characteristics obtained when applying a pressure of 0.25 in.aq to the elastic bond.

前述したように、空気圧式の振動セクシヨン3
4,34−2,34−3は圧縮空気制御部22に
より制御される。この振動セクシヨン34は例え
ばソレノイド式空調バルブ48に結合されてい
る。各バルブ48はシステム作動時においては開
放状態に保持され、駆動用のマニホールド52か
ら一定の空気量を受ける。すべての振動セクシヨ
ンに対して単一のバルブを使用したり、ソレノイ
ド式バルブの代わりに空気圧式バルブを使用する
ことも可能である。ソレノイド式バルブは保護回
路32を介してマイクロプロセツサ26に結合さ
れた駆動回路50により駆動される。過大な試験
条件の発生等の装置を損傷する危険のある状態が
発生した場合には、この保護回路32がマイクロ
プロセツサ26と駆動回路50との間の回路を開
放し、ソレノイド・バルブ48を閉塞し、振動セ
クシヨン34への空気供給を阻止する。これによ
り、振動台アセンブリ20への振動入力が遮断さ
れる。また駆動回路50からの信号によりマニホ
ールド52に結合された大気に通じた空気弁51
が開放され、送られてくる圧縮空気を解放する。
As previously mentioned, the pneumatic vibrating section 3
4, 34-2, and 34-3 are controlled by the compressed air control section 22. This vibrating section 34 is connected to a solenoid air conditioning valve 48, for example. Each valve 48 is held open during system operation and receives a constant amount of air from the drive manifold 52. It is also possible to use a single valve for all vibrating sections or to use pneumatic valves instead of solenoid valves. The solenoid valves are actuated by a drive circuit 50 coupled to the microprocessor 26 through a protection circuit 32. The protection circuit 32 opens the circuit between the microprocessor 26 and the drive circuit 50 and closes the solenoid valve 48 in the event of a condition that could damage the equipment, such as the occurrence of an excessive test condition. occluding the air supply to the vibrating section 34. This blocks vibration input to the vibration table assembly 20. Also, an air valve 51 connected to the manifold 52 and communicating with the atmosphere by a signal from the drive circuit 50
is opened, releasing the incoming compressed air.

マニホールド52はすべての振動装置に均一な
圧縮空気を供給するために高圧の空気溜めを備え
ている。この空気溜めは供給空気の圧力および量
の変化に応答できるように充分小さく形成される
ことが必要である。空気圧応動スイツチ54およ
びスイツチ入力装置56がマニホールド52とマ
イクロプロセツサ26との間に直列に結合され、
空気圧が所定値より低くなつたり、異常に高くな
つたりした場合にマニホールドへの空気供給を阻
止し、試験開始前においてこのマニホールド内の
圧力を適切な高さとするためのリミツト・スイツ
チとして作用する。必要に応じて、この種スイツ
チを使用する代わりに圧力変換器を使用して、空
気圧の正確な値を検出し、自動制御のために適当
な加速度レベルにセツトすることが可能である。
The manifold 52 is equipped with a high pressure air reservoir to supply uniform compressed air to all the vibrating devices. It is necessary that this air reservoir be made small enough to respond to changes in the pressure and volume of the air supply. A pneumatic responsive switch 54 and a switch input device 56 are coupled in series between manifold 52 and microprocessor 26;
It acts as a limit switch to stop the air supply to the manifold if the air pressure becomes lower than a predetermined value or becomes abnormally high, and to bring the pressure in the manifold to an appropriate level before starting the test. If desired, instead of using such a switch, a pressure transducer can be used to detect the exact value of the air pressure and set the appropriate acceleration level for automatic control.

マニホールド52への圧縮空気は流体路89お
よび実効面積可変のオリフイス58を介して供給
される。これにより、このマニホールド52にお
ける空気圧レベルを時間的に変化させ、振動セク
シヨン34への空気供給量を調整し、駆動セクシ
ヨン36に種々のレバーの振動エネルギを与え
る。オリフイス58はマイクロプロセツサ26か
らの命令に応じて駆動回路62により駆動される
圧縮空気制御部60により制御される。このオリ
フイス58は例えば第20図乃至22図または第
26図に示すように構成され、その構成に応じて
制御部60の構造が決定される。オリフイス58
が第20図乃至22図に示すようにカム−オリフ
イス構造体により構成される場合、制御部60は
例えばリミツト・スイツチ64によつて行われる
ような回転運動が制限されたシヤフトにより構成
される。またオリフイス58が第26図に示され
るように構成される場合には、リミツト・スイツ
チ64を省略することが可能である。
Compressed air to manifold 52 is supplied through fluid path 89 and orifice 58 of variable effective area. This changes the air pressure level in this manifold 52 over time, adjusts the amount of air supplied to the vibrating section 34, and imparts various lever vibratory energy to the drive section 36. The orifice 58 is controlled by a compressed air controller 60 driven by a drive circuit 62 in response to instructions from the microprocessor 26. This orifice 58 is configured as shown in FIGS. 20 to 22 or 26, for example, and the structure of the control section 60 is determined depending on the configuration. orifice 58
When the control section 60 is constituted by a cam-orifice structure as shown in FIGS. 20-22, the control section 60 is constituted by a shaft whose rotational movement is limited, for example by a limit switch 64. Also, if the orifice 58 is configured as shown in FIG. 26, the limit switch 64 can be omitted.

オリフイス58に供給される空気圧のレベルは
サーボ調整部68およびマイクロプロセツサ26
により作動されるサーボ駆動回路70により制御
される。サーボ調整部68は動作が機械的なの
で、運動を制限するためのリミツト・スイツチ7
2が必要である。空気圧調整器66は一定な圧力
および量の圧縮空気を比較的長い時間にわたつて
流体路87を介してオリフイス58に供給するこ
とを可能にしている。この調整器66への空気は
空気供給源74からエア・フイルタ76を介して
供給される。
The level of air pressure supplied to orifice 58 is controlled by servo adjuster 68 and microprocessor 26.
It is controlled by a servo drive circuit 70 operated by. Since the servo adjustment unit 68 operates mechanically, a limit switch 7 is provided to limit the movement.
2 is required. Air pressure regulator 66 allows a constant pressure and volume of compressed air to be supplied to orifice 58 via fluid path 87 over a relatively long period of time. Air to this regulator 66 is supplied through an air filter 76 from an air supply 74.

被試験体43を振動条件下におく前に、駆動用
のマニホールド52の圧力が圧力スイツチ54に
より検出され、これにより空気圧調整器66が所
望の振動に直接関連した圧力および量の空気を供
給するようにセツトされる。試験が開始される
と、所定時間、例えば2.5分間にわたつて平均加
速度レベルが加速度計44により検出され、空気
圧調整器66を作動する。一方、マイクロプロセ
ツサ26からはプログラムが例えば1回の圧力変
更に対して2.75秒の速い割合でオリフイス58に
供給される。このオリフイス58の実効面積は平
均加速度レベルが検出される時に変更され、空圧
式振動装置に供給される空気の平均圧力を制御す
る。これにより、平均加速度応答特性(Grms)
が改善される。この場合、空気圧調整器66とオ
リフイス58のリミツト・スイツチ72および6
4が付勢されて、サーボ駆動信号がサーボ調整部
を必要以上に動作させることを防止すると共に、
この情報をマイクロプロセツサ26に供給する。
Before subjecting the test object 43 to vibration conditions, the pressure in the drive manifold 52 is sensed by the pressure switch 54, which causes the air pressure regulator 66 to supply air at a pressure and amount directly related to the desired vibration. It is set as follows. When a test is initiated, the average acceleration level is detected by accelerometer 44 over a predetermined period of time, eg, 2.5 minutes, and activates air pressure regulator 66. On the other hand, the microprocessor 26 supplies the program to the orifice 58 at a rapid rate of, for example, 2.75 seconds per pressure change. The effective area of this orifice 58 is varied as the average acceleration level is detected to control the average pressure of the air supplied to the pneumatic vibrator. This allows the average acceleration response characteristic (Grms)
is improved. In this case, the air pressure regulator 66 and the limit switches 72 and 6 of the orifice 58
4 is energized to prevent the servo drive signal from operating the servo adjustment section more than necessary, and
This information is provided to microprocessor 26.

第1図のシステムの電気回路を第19図に詳細
に示す。第19図において、圧縮空気を制御する
駆動回路24はマイクロプロセツサ26中のコン
ピユータ・プログラムに応じてステツプモータ
(圧縮空気制御部60の具体的な一例)を駆動し
てカムを回転させる。またこの駆動回路24はサ
ーボ駆動回路70を介して空気圧調整器66を駆
動して、試験開始前には圧力スイツチから、また
試験開始後は加速度計44から得られる情報に基
づいてオリフイス58に供給される空気の圧力を
変更してその面積を制御する。
The electrical circuitry of the system of FIG. 1 is shown in detail in FIG. In FIG. 19, a drive circuit 24 for controlling compressed air drives a step motor (a specific example of the compressed air control unit 60) in accordance with a computer program in a microprocessor 26 to rotate a cam. This drive circuit 24 also drives an air pressure regulator 66 via a servo drive circuit 70, supplying air pressure to the orifice 58 based on information obtained from the pressure switch before the start of the test and from the accelerometer 44 after the start of the test. Control the area by changing the air pressure.

第19図に示されるように、マイクロプロセツ
サ26は一対のカウンタ114および116に結
合されている。それぞれ空気圧調整器66および
オリフイス58に対するものであるこれらのカウ
ンタ114,116がゼロカウントにある場合に
は、発振器118,120はリセツトされ、発振
しない。ラツチ112および124を介してサー
ボ方向制御回路126および128に結合された
マイクロプロセツサ26は空気圧またはオリフイ
スの実効面積を増加させるか減少させるかを決定
する。一対のNANDゲートにより構成されたサ
ーボ方向制御回路126および128はカウンタ
114,116および発振器118,120間に
おいて伝送される信号を受入れるように結合され
ると共に、増加信号路130および減少信号路1
32を介して駆動回路134および136に結合
されている。カウント動作の開始時において、発
振器118および120は空気圧調整器66また
はオリフイス58を制御するために信号路130
または132を介して駆動回路134および13
6にパルス信号を供給し、サーボ調整部68およ
び圧縮空気制御部60を構成しているサーボモー
タをいずれかの方向に回転させる。
As shown in FIG. 19, microprocessor 26 is coupled to a pair of counters 114 and 116. When these counters 114, 116, for air pressure regulator 66 and orifice 58, respectively, are at zero count, oscillators 118, 120 are reset and do not oscillate. A microprocessor 26 coupled to servo direction control circuits 126 and 128 via latches 112 and 124 determines whether to increase or decrease air pressure or orifice effective area. Servo direction control circuits 126 and 128, comprised of a pair of NAND gates, are coupled to accept signals transmitted between counters 114, 116 and oscillators 118, 120, and increase signal path 130 and decrease signal path 1.
32 to drive circuits 134 and 136. At the beginning of a counting operation, oscillators 118 and 120 are connected to signal path 130 to control air pressure regulator 66 or orifice 58.
or 132 via drive circuits 134 and 13
6 to rotate the servo motors constituting the servo adjustment section 68 and the compressed air control section 60 in either direction.

マイクロプロセツサ26からの信号およびカウ
ント動作の開始時点、すなわち60,68のサー
ボ・モータ(ステツプモータ)が動くステツプ数
に基いて、選択された発振器が発振し始める。こ
の発振出力によりカウンタの内容が再びゼロとな
るまでこのカウンタをカウントダウンする。同時
に、カウンタ114および116からの信号が帰
還回路138を介してマイクロプロセツサ26に
帰還され、発振器が動作状態にあるか否かをマイ
クロプロセツサ26に伝達する。
Based on the signal from the microprocessor 26 and the start of the counting operation, ie, the number of steps that the servo motors 60 and 68 move, the selected oscillator begins to oscillate. This oscillation output causes the counter to count down until the contents of the counter become zero again. At the same time, signals from counters 114 and 116 are fed back to microprocessor 26 via feedback circuit 138 to communicate to microprocessor 26 whether the oscillator is active.

この場合、調整器66およびオリフイス58用
のリミツト・スイツチ72および64はサーボ・
カムにより付勢され、このサーボ・カムの運動範
囲を制限する。これらのスイツチは必要以上にサ
ーボ・カムが駆動されるのを防止し、この情報を
マイクロプロセツサ26に送る。
In this case, limit switches 72 and 64 for regulator 66 and orifice 58 are servo-controlled.
It is biased by the cam and limits the range of motion of this servo cam. These switches prevent the servo cam from being driven more than necessary and send this information to the microprocessor 26.

第1図に示した帰還および保護回路28は加速
度計44からの出力信号に応動し、過大な異常試
験条件に対する保護機能を果すと共に、マイクロ
プロセツサ26に対して振動試験情報を提供す
る。この後者の機能は低域ろ波、サンプルおよび
ホールド回路46、マルチプレクサ140および
アナログ−デイジタル変換器142により行われ
る。これらの回路は被試験体の加速度レベルの実
効値を決定するために所定の加速度計からのアナ
ログ信号をデイジタル化する。多軸方向スクリー
ニング操作のために、直交する3方向のうちの少
なくとも2方向において得られた2乃至6個の加
速度レベル信号の平均値が必要とされる。マルチ
プレクサ140は2以上の軸方向において得られ
る信号を同時に処理することを可能にしている。
動作時において、マイクロプロセツサ26が電気
的接続部143を介して低域ろ波、サンプルおよ
びホールド回路46にアドレス信号を与え、アナ
ログ加速度計信号をサンプリングまたはホールド
させると共に、マルチプレクサ140にアドレス
信号を与えてアナログ−デイジタル変換器142
に供給される加速度計信号を選択する。チヤンネ
ル・セレクタ145はマイクロプロセツサ26が
マルチプレクサ140をアドレスするための加速
度計用チヤンネルの数を選択する。
Feedback and protection circuit 28, shown in FIG. 1, is responsive to the output signal from accelerometer 44 and provides vibration test information to microprocessor 26 while providing protection against excessive abnormal test conditions. This latter function is performed by low pass filter, sample and hold circuit 46, multiplexer 140 and analog-to-digital converter 142. These circuits digitize the analog signal from a given accelerometer to determine the effective acceleration level of the test object. For multi-axial screening operations, an average value of two to six acceleration level signals obtained in at least two of three orthogonal directions is required. Multiplexer 140 allows signals obtained in two or more axes to be processed simultaneously.
In operation, microprocessor 26 provides address signals via electrical connections 143 to low-pass filter, sample and hold circuitry 46 to sample or hold the analog accelerometer signal and to multiplexer 140 to provide address signals. analog-to-digital converter 142
Select the accelerometer signal supplied to the Channel selector 145 selects the number of accelerometer channels for microprocessor 26 to address multiplexer 140.

第1図に示すように、帰還および保護回路28
は補助用のマルチプレクサ144、擬似ピーク検
出器146および異常試験状態検出回路148を
備え異常試験状態に対する保護機能を果す。動作
時において、チヤンネル・セレクタ145はマル
チプレクサ144が走査する加速度計用チヤンネ
ルの数を決定する。これにより、加速度計44か
らの出力信号がこれらの回路に供給され、保護回
路32へと伝送される。振動体アセンブリ20の
振動レベルが過大になると、この情報が処理され
て、保護回路32に作用してマイクロプロセツサ
26からソレノイド・バルブ48への動作信号を
阻止し、これにより振動アセンブリ34に圧縮空
気が送りこまれるのを防止する。
Feedback and protection circuit 28 as shown in FIG.
is equipped with an auxiliary multiplexer 144, a pseudo peak detector 146, and an abnormal test condition detection circuit 148, and performs a protection function against abnormal test conditions. In operation, channel selector 145 determines the number of accelerometer channels that multiplexer 144 scans. This provides the output signal from accelerometer 44 to these circuits and is transmitted to protection circuit 32. If the vibration level of the vibrator assembly 20 becomes excessive, this information is processed and acts on the protection circuit 32 to prevent the activation signal from the microprocessor 26 to the solenoid valve 48, thereby causing the vibration assembly 34 to compress. Prevent air from being sucked in.

駆動用のマニホールド52の内圧を決定し、こ
の圧力を所定値にセツトするために空気圧応動ス
イツチ54が使用されている。定格圧力および所
定の低圧力を設定するために少くとも2個のスイ
ツチを使用し、特定のスイツチ設定値以下で振動
が発生するのを阻止するために所定値以下の圧力
状態においてはスイツチをセツトして試験を停止
させることが可能である。また所定値以上の圧力
状態における試験を停止させるために高圧力用ス
イツチを設けることも可能である。
A pneumatic responsive switch 54 is used to determine the internal pressure of the drive manifold 52 and set this pressure to a predetermined value. At least two switches are used to set the rated pressure and a predetermined low pressure, and the switch is set in pressure conditions below a predetermined value to prevent vibrations from occurring below the specific switch setting. It is possible to stop the test by It is also possible to provide a high pressure switch to stop the test in a pressure state above a predetermined value.

オペレータ回路30はマイクロプロセツサ2
6、タイミング回路150および保護回路32に
結合され、オペレータの操作に応じて種々の情報
を発生する。試験開始および停止回路152は試
験を開始または停止させるように動作するソレノ
イド・バルブ制御回路として構成されている。試
験時間表示器154および試験レベル表示器15
6はそれぞれ試験の時間および試験中における加
速度レベルの実効値を表示する表示器として構成
されている。試験時間設定回路158および試験
レベル設定回路160は例えば試験時間および加
速度レベルを設定するためのサム・ホイール
(thumb−wheel)・スイツチにより構成されてい
る。
The operator circuit 30 is the microprocessor 2
6. It is coupled to the timing circuit 150 and the protection circuit 32, and generates various information in response to operator operations. Test start and stop circuit 152 is configured as a solenoid valve control circuit that operates to start or stop a test. Test time display 154 and test level display 15
6 is configured as a display that displays the test time and the effective value of the acceleration level during the test. The test time setting circuit 158 and the test level setting circuit 160 are comprised of, for example, a thumb-wheel switch for setting the test time and acceleration level.

タイミング回路150はマイクロプロセツサ2
6および保護回路32間に結合され、オペレータ
が試験時間を設定することを可能にし、かつこの
設定された試験時間が経過した後に振動を停止さ
せる。このタイミング回路150はマイクロプロ
セツサ26からの命令に応じて試験時間設定回路
158によりプリセツトされるカウンタを備えて
いる。このカウンタの出力信号は試験時間表示回
路154に供給され、試験の残り時間を示す。こ
のカウンタがゼロカウントを示すと、このカウン
タから保護回路32に信号が供給され、この試験
を終了させる。このカウンタからの信号は同時に
マイクロプロセツサにも供給される。
The timing circuit 150 is connected to the microprocessor 2
6 and protection circuit 32 to allow the operator to set a test time and to stop the vibrations after the set test time has elapsed. The timing circuit 150 includes a counter that is preset by a test time setting circuit 158 in response to instructions from the microprocessor 26. The output signal of this counter is provided to a test time display circuit 154 to indicate the remaining time of the test. When this counter indicates a zero count, it provides a signal to protection circuit 32 to terminate the test. The signal from this counter is also fed to the microprocessor at the same time.

保護回路32は種々の故障検出回路、オペレー
タ入力装置とマイクロプロセツサ26とを結合す
るためのものである。この回路の故障検出制御機
能は異常試験状態検出回路、タイミング回路およ
び試験開始および停止回路からの出力信号から得
られる。試験が開始されると、マイクロプロセツ
サ26は保護回路32の保護下においてソレノイ
ド・バルブ48を制御する。異常試験状態検出回
路148が異常状態を検出すると、マイクロプロ
セツサ26のソレノイド・バルブを制御する機能
は失われる。タイミング回路150が動作を完了
した時も同様の結果が得られる。更に、保護回路
32の状態は状態表示器161により表示され
る。
Protection circuit 32 is for coupling various fault detection circuits, operator input devices and microprocessor 26. The fault detection control function of this circuit is derived from the output signals from the abnormal test condition detection circuit, the timing circuit, and the test start and stop circuit. When a test is initiated, microprocessor 26 controls solenoid valve 48 under the protection of protection circuit 32. When abnormal test condition detection circuit 148 detects an abnormal condition, microprocessor 26 loses its ability to control the solenoid valve. A similar result is obtained when timing circuit 150 completes its operation. Furthermore, the status of the protection circuit 32 is displayed by a status indicator 161.

マイクロプロセツサ26は空気圧を調整し、加
速度計からの振動信号を受けてそれを処理し、か
つ自己診断する機能をもつ。空気圧調整はオリフ
イスの実効面積を変化させることによつて行われ
るが、そのためにまず、加速度計44からの信号
を低域ろ波およびサンプル・ホールド回路46、
マルチプレクサ140およびアナログデジタル変
換器142を介してアナログ信号に変換し、この
信号をマイクロプロセツサ26に与える。この加
速度計44からの出力信号に基いて、マイクロプ
ロセツサ26は加速度レベルの変動分を検出し、
加速度計信号の実効値を算出する。この加速度計
信号の実効値は試験レベル表示器156において
表示され、マイクロプロセツサにプログラムされ
た上下限値と比較され、この実効値がこの上下限
値の範囲外にある時には、振動を停止させ、また
空気圧調整器66を制御するためにも使用され
る。このマイクロプロセツサ26によるシステム
診断および自己診断機能によりこのシステムの故
障が発見される。
The microprocessor 26 has the functions of adjusting air pressure, receiving and processing vibration signals from the accelerometer, and performing self-diagnosis. Air pressure adjustment is accomplished by varying the effective area of the orifice, which is accomplished by first passing the signal from the accelerometer 44 through a low-pass filter and sample-and-hold circuit 46;
It is converted to an analog signal via multiplexer 140 and analog-to-digital converter 142 and provided to microprocessor 26. Based on the output signal from the accelerometer 44, the microprocessor 26 detects changes in the acceleration level,
Calculate the effective value of the accelerometer signal. The rms value of this accelerometer signal is displayed on a test level display 156 and compared to upper and lower limits programmed into the microprocessor, and when the rms value is outside of the upper and lower limits, the vibration is stopped. , is also used to control the air pressure regulator 66. A system diagnosis and self-diagnosis function by the microprocessor 26 discovers a malfunction in the system.

マイクロプロセツサ26は通常の8ビツト式の
ものが適当であるが他のタイプのマイクロプロセ
ツサも使用可能である。このマイクロプロセツサ
26はランダム・アクセス・メモリ(RAM)、
読取専用メモリ(ROM)および必要に応じて入
出力ラツチ回路を備えている。ミニコンピユータ
やマイクロコンピユータを使用することも可能で
ある。
A conventional 8-bit microprocessor 26 is suitable, but other types of microprocessors can also be used. This microprocessor 26 has random access memory (RAM),
It is equipped with read-only memory (ROM) and input/output latch circuits as required. It is also possible to use minicomputers or microcomputers.

動作時において、マイクロプロセツサ26は振
動体アセンブリ20が特定振動数、例えば固有振
動数にロツクされるのを防止するために1乃至2
秒ごとにオリフイス58の実効面積を連続的に変
更し得るようにプログラムされる。これにより、
駆動セクシヨン36に加えられる振動エネルギは
前回の振動が完全に消滅する前に、1乃至2秒ご
とに変更される。このオリフイス58の実効面積
の変更は擬似ランダム的に実行され、その変化率
が所望の分布、例えば均一な分布をもつように実
行される。上述したように、擬似ランダム変更方
法により、一連の数値情報を選択するための算術
的方法、例えばアルゴリズムが提供される。この
一連の数値情報はランダムの統計的法則に基いて
取られるという意味においてランダムである。こ
こで擬似ランダムといつたのは、この一連の数値
情報が所定の計算方法により得られたものであ
り、純粋にランダムに取られたものではないから
である。またオリフイス58の実効面積の変化率
が均一であるというのは、すべてのマニホールド
内圧力が相互に等しい大きさに選択されていると
いうことである。例えば、開口状態は128段階に
分けて提供される。従つて、マイクロプロセツサ
のプログラムのランダム数Neは次式に基いて決
定される。
In operation, the microprocessor 26 performs one to two vibrations to prevent the vibrator assembly 20 from locking to a particular frequency, such as the natural frequency.
It is programmed to continuously change the effective area of orifice 58 every second. This results in
The vibrational energy applied to the drive section 36 is changed every 1 to 2 seconds before the previous vibration completely dissipates. The effective area of the orifice 58 is changed in a pseudo-random manner such that the rate of change has a desired distribution, for example, a uniform distribution. As mentioned above, the pseudorandom modification method provides an arithmetic method, eg, an algorithm, for selecting a set of numerical information. This series of numerical information is random in the sense that it is taken based on statistical laws of randomness. The term "pseudo-random" is used here because this series of numerical information is obtained by a predetermined calculation method and is not taken purely at random. Furthermore, the fact that the rate of change in the effective area of the orifice 58 is uniform means that all the manifold internal pressures are selected to have the same magnitude. For example, the open state is provided in 128 stages. Therefore, the random number Ne of the microprocessor program is determined based on the following equation.

Ne+1=〔J+KNe〕 基数127 ここでeは0ないし127の値をとり、Jおよび
Kはそれぞれ定数を示す。
Ne +1 = [J+KNe] Base 127 Here, e takes a value from 0 to 127, and J and K each represent a constant.

第20図および22図に示すカムに対して、
Neはこのカムの角度を定める情報として使用さ
れる。また第26図に示すオリフイスに対して
は、Neはマニホールド内圧力を決定するために
使用される。所望のマニホールド内圧力を得るた
めにはいくつかの開口されたオリフイスを組合せ
ればよい。上記例においては、オリフイスの実効
面積を128段階に分けて選択可能であり、各開口
位置において特定の実効面積が提供されることに
なる。オリフイスの実効面積およびマニホールド
内圧力の関係は例えば第27図に示すように実験
的に定められるので、ランダム数Ne、すなわち
所望のマニホールド内圧力の瞬時値をいくつかの
開口オリフイスの瞬時的な組合せと関連づけるこ
とが可能となる。
For the cams shown in FIGS. 20 and 22,
Ne is used as information to determine the angle of this cam. Also, for the orifice shown in FIG. 26, Ne is used to determine the pressure inside the manifold. To obtain the desired pressure inside the manifold, several opened orifices may be combined. In the above example, the effective area of the orifice can be selected in 128 steps, and a specific effective area is provided at each opening position. Since the relationship between the effective area of the orifice and the pressure inside the manifold is determined experimentally, for example, as shown in FIG. It becomes possible to associate it with

オリフイス58、圧縮空気制御部60およびリ
ミツト・スイツチ64を第20図乃至22図また
は第26図に示すように構成可能である。第20
図乃至第22図はカム型プレート80、支持壁8
4内に形成されたオリフイス開口部82、および
空圧調整器66とマニホールド52にそれぞれ結
合された流体路87と89をもつハウジング85
を備えたカム・オリフイス構造体78を示す。こ
のカム型プレート80にはステツプ・サーボ・モ
ータ88により駆動される駆動シヤフト86が結
合されている。カム・オリフイス構造体78は実
効面積が可変のオリフイス58の一例を示し、駆
動シヤフト86およびモータ88は圧縮空気制御
部60の一例を示している。第1図に示すリミツ
ト・スイツタ64は第22図においてリミツト・
スイツチ64aおよび64bとして示されてい
る。これらのリミツト・スイツチは、カム型プレ
ート80の延長部80aがこれらのリミツト・ス
イツチと当接してこのプレート80の回転運動の
範囲を限定するように形成されている。
Orifice 58, compressed air control 60 and limit switch 64 can be configured as shown in FIGS. 20-22 or 26. 20th
22 shows a cam-type plate 80 and a support wall 8.
housing 85 having an orifice opening 82 formed in 4 and fluid passageways 87 and 89 coupled to pneumatic regulator 66 and manifold 52, respectively;
A cam orifice structure 78 with a cam orifice structure 78 is shown. A drive shaft 86 driven by a step servo motor 88 is coupled to the cam plate 80. Cam orifice structure 78 represents an example of a variable effective area orifice 58 , and drive shaft 86 and motor 88 represent an example of compressed air control section 60 . The limit switcher 64 shown in FIG. 1 is the limit switcher 64 shown in FIG.
Shown as switches 64a and 64b. These limit switches are configured such that extensions 80a of cam-shaped plate 80 abut against these limit switches to limit the range of rotational movement of this plate 80.

カム型プレート80およびオリフイス開口部8
2は、このプレート80の端部90がオリフイス
開口部82を閉塞する程度が可変となるように設
定されている。カム型プレート端部90およびオ
リフイス開口部82は、プレート80の開口部8
2に対する角度が変化するにつれて、オリフイス
開口部82の実効面積が所定の変化率をもつて変
更され得るように形成されている。試験中におい
て、マイクロプロセツサ26における擬似ランダ
ム数アルゴリズムにより、プレート80がオリフ
イス開口部82に対して2.75秒ごとに回転され
て、カム型プレート端部90およびオリフイス開
口部82により限定されるオリフイス実効面積は
ランダムに変更され、空圧式振動セクシヨン34
に供給される空気量を擬似ランダム的に変更す
る。
Cam type plate 80 and orifice opening 8
2 is set so that the extent to which the end 90 of the plate 80 closes the orifice opening 82 is variable. Cam-shaped plate end 90 and orifice opening 82 are connected to opening 8 in plate 80.
2, the effective area of the orifice opening 82 can be changed at a predetermined rate of change. During the test, a pseudo-random number algorithm in microprocessor 26 causes plate 80 to rotate relative to orifice opening 82 every 2.75 seconds to create orifice effectiveness defined by cam-shaped plate end 90 and orifice opening 82. The area is randomly changed and the pneumatic vibrating section 34
The amount of air supplied to the system is changed pseudo-randomly.

プレート端部90の形状はオリフイス開口部8
2の形状に応じて例えば第23図乃至第25図に
示すように決定させる。このカム型プレート端部
90およびオリフイス開口部82の相対的な関係
は第23図に示されるように、振動周波数がオリ
フイス開口部82およびカム端部90の相対関係
により定められるオリフイス実効面積を変更する
ことにより変更されるように設定されている。第
23図においてステツプ92において、オリフイ
スを介して流れる空気流の速度と、駆動用のマニ
ホールドの下流側における圧力およびオリフイス
実効面積との関係を表わす理論式〔1〕が与えられ
る。またステツプ94において、定常的にオリフ
イスを介して流れる空気の速度に等しい、空圧式
振動装置を介して流れる空気の速度と駆動用マニ
ホールド内圧力との関係を表わす実験式〔2〕が与
えられる。これらの式〔1〕および〔2〕はステツプ9
6に示されるようにアルゴリズム〔3〕を得るため
に組合され、駆動用マニホールド内圧力およびオ
リフイス実効面積の関係を示す。このアルゴリズ
ム〔3〕と、ステツプ98に示されるところの、被
試験体の振動周波数特性および駆動用マニホール
ド内圧力の関係を表わす実験式とを組合せること
により、この被試験体の振動特性およびオリフイ
ス実効面積の関係を表わす関係式がステツプ10
0において得られる。
The shape of the plate end 90 is similar to that of the orifice opening 8.
For example, the shape is determined as shown in FIG. 23 to FIG. 25 depending on the shape of the object. The relative relationship between the cam-shaped plate end 90 and the orifice opening 82 changes the effective area of the orifice where the vibration frequency is determined by the relative relationship between the orifice opening 82 and the cam end 90, as shown in FIG. It is set to be changed by In step 92 of FIG. 23, a theoretical equation [1] is given that expresses the relationship between the velocity of the airflow flowing through the orifice, the pressure on the downstream side of the driving manifold, and the effective area of the orifice. Also, in step 94, an empirical equation [2] representing the relationship between the speed of the air flowing through the pneumatic vibrator and the pressure inside the drive manifold, which is equal to the speed of the air constantly flowing through the orifice, is provided. These formulas [1] and [2] are
6, the algorithm is combined to obtain algorithm [3], which shows the relationship between the drive manifold internal pressure and the effective area of the orifice. By combining this algorithm [3] with the experimental formula showing the relationship between the vibration frequency characteristics of the test object and the pressure inside the drive manifold, shown in step 98, the vibration characteristics of the test object and the orifice The relational expression expressing the relationship between effective areas is shown in step 10.
Obtained at 0.

実験式〔2〕を得るためには、特定の振動装置か
らの結果情報が使用されて、標準立方フイート/
分(SCFM)で表わされるところの、各振動装置
に供給される空気の流速および駆動用マニホール
ド内圧力(psig)の関係を導出する。各種振動体
アセンブリにおけるマニホールド内圧力および空
気流速の関係を第24図に示す。直線102は単
一の振動装置に対する特性曲線を示し、直線10
4および106は複数の振動装置の平均化した特
性曲線を示す。実験式〔2〕は例えば第2図および
第7図に示したように、V字形プレート構造体に
示された振動台上に設けられた複数の振動装置か
ら得られる直線的な特性を表わす数式として直接
求められる。一方、理論式〔1〕はオリフイスを通
過する空気の流速と、オリフイス実効面積および
駆動用マニホールド内圧力との関係から次式に基
いて得られる。
To obtain the empirical equation [2], the result information from a particular vibrator is used to calculate the standard cubic feet/
The relationship between the flow rate of air supplied to each vibrating device, expressed in minutes (SCFM), and the drive manifold internal pressure (psig) is derived. FIG. 24 shows the relationship between manifold internal pressure and air flow rate in various vibrating body assemblies. Line 102 shows the characteristic curve for a single vibrating device; line 10
4 and 106 show averaged characteristic curves of a plurality of vibration devices. Empirical equation [2] is a mathematical equation that expresses linear characteristics obtained from a plurality of vibration devices installed on a vibration table shown in a V-shaped plate structure, as shown in FIGS. 2 and 7, for example. directly required as . On the other hand, theoretical formula [1] is obtained based on the following formula from the relationship between the flow rate of air passing through the orifice, the effective area of the orifice, and the internal pressure of the drive manifold.

m=31.14CD・M/(1+0.2M23・Pu・A …〔1〕 ここでmは標準立方フイート/分(SCFM)に
より表わされた空気流速を示し、CDはJ.A.ペリー
著の「鋭端をもつオリフイスを流れる流体の運動
(Critical Flow Through Sharp−Edged
Orifices)」(1949年10月出版、第71巻)の第757
頁乃至第764頁に紹介されている実験データから
得られるPu/Pdの関係を示し、Puは圧力調整器
66により制御されるオリフイス58の上流側に
おける圧力(psig)を示し、Pdは駆動用のマニ
ホールド52の圧力(psig)を示し、Aはオリフ
イスの実効面積(平方インチ)を示し、Mはオリ
フイスを介して流れる空気のマツハ(Mach)数
を示し、次式で与えられる。
m=31.14C D・M/(1+0.2M 2 ) 3・Pu・A … [1] Here, m is the air flow rate expressed in standard cubic feet per minute (SCFM), and C D is the JA Perry “Critical Flow Through Sharp-Edged Orifice” by
No. 757 of “Orifices” (Vol. 71, published October 1949)
The Pu/Pd relationship obtained from the experimental data introduced on pages 764 to 764 is shown, where Pu indicates the pressure (psig) on the upstream side of the orifice 58 controlled by the pressure regulator 66, and Pd indicates the pressure for driving. where A is the effective area of the orifice (in square inches) and M is the Mach number of air flowing through the orifice, given by:

M=1 …(Pu/Pd≧1.893) M=√5〔()0.286−1
…(Pu/Pd≦1.893) 第24図の直線104から得られる実験式〔2〕
は次のようになる。
M=1...(Pu/Pd≧1.893) M=√5 [() 0.286 −1
...(Pu/Pd≦1.893) Empirical formula obtained from straight line 104 in Fig. 24 [2]
becomes as follows.

m=〔1.9+0.151(Pd′−16.5)〕N …〔2〕 ここでNは振動装置の数、Pd′は駆動用のマニ
ホールドの圧力(psig)をそれぞれ示す。
m=[1.9+0.151(Pd'-16.5)]N...[2] Here, N is the number of vibrating devices, and Pd' is the pressure (psig) of the driving manifold.

この式〔1〕式および〔2〕を組合せることにより次
式に示すアルゴリズム〔3〕が得られる。
By combining equations [1] and [2], algorithm [3] shown in the following equation is obtained.

A=〔1.9+0.151(Pd′−16.5)〕N/31.14CD
/(1+0.2M23・Pu…〔3〕 被試験体の振動周波数特性とマニホールド内圧
力との関係を表わす第23図のステツプ98に示
す実験式は第25図の曲線108に示されるよう
に実験データを基にして得られる。この実験式は
アルゴリズム〔3〕と組合わされて、被試験体の振
動特性とオリフイス実効面積との関係式を提供す
る。これにより、オリフイス実効面積を変更して
所望の振動周波数を得ることが可能となる。この
情報からカム型プレート端部90およびオリフイ
ス開口部82の形状的関係が定められる。
A=[1.9+0.151(Pd'-16.5)]N/31.14C D M
/(1+0.2M 2 ) 3・Pu...[3] The experimental formula shown in step 98 of FIG. 23, which expresses the relationship between the vibration frequency characteristics of the test object and the pressure inside the manifold, is shown in the curve 108 of FIG. 25. This is obtained based on experimental data. This empirical formula is combined with algorithm [3] to provide a relationship between the vibration characteristics of the test object and the effective area of the orifice. This makes it possible to obtain a desired vibration frequency by changing the effective area of the orifice. From this information, the geometrical relationship of cam plate end 90 and orifice opening 82 is determined.

カム型プレート80の形状は例えばこのカム型
プレート80の角度位置の変化に対して駆動用マ
ニホールド内圧力が直線的に変化するように定め
られる。オリフイス実効面積はこのプレートの角
度位置の非線型関数として表わされるので、この
プレートの形状を図示の如く設計することが要求
される。線型関数を使用した根拠は加速度特性が
駆動用マニホールド内圧力の線型関数として表わ
され、線型関数のプログラムは非常に簡単に行え
るということにある。しかし、線型関数以外の関
数を使用したい場合には、その関数に応じてカム
型プレート80およびオリフイス開口部82の形
状を適当に変更することが可能である。
The shape of the cam-shaped plate 80 is determined, for example, so that the pressure inside the drive manifold changes linearly with a change in the angular position of the cam-shaped plate 80. Since the effective area of the orifice is expressed as a nonlinear function of the angular position of the plate, it is required that the shape of the plate be designed as shown. The basis for using a linear function is that the acceleration characteristics are expressed as a linear function of the pressure inside the drive manifold, and linear functions can be programmed very easily. However, if it is desired to use a function other than a linear function, the shapes of the cam-shaped plate 80 and the orifice opening 82 can be changed appropriately depending on the function.

オリフイスを第26図に示すように構成するこ
とも可能である。第26図において、種々の大き
さの開口部112,114,116,118およ
び120を介して流れる空気流は複数のソレノイ
ド・バルブ110により制御される。必要ならこ
れらの開口部の大きさを等しくすることも可能で
ある。いずれの場合にも、これらの開口部を適当
に組合せることにより最大、最小および中間のオ
リフイス実効面積が得られる。このようなオリフ
イスは例えば米国特許明細書(No.3726296、
3746041、3772877、3785389、3875955)に説明さ
れている。理論式および実験式を含むプログラム
を使用することにより、オリフイスの全実効面積
および駆動用マニホールド内圧力間の関係式が得
られる。この準実験的な関係は第27図における
特性曲線122に示す通りである。ランダム振動
試験中において、第27図の特性曲線からオリフ
イスの総実効面積の不均一な擬似ランダム分布を
適当に選択することにより駆動用マニホールド内
圧力の均一な擬似ランダム分布を得ることが可能
となる。
It is also possible to configure the orifice as shown in FIG. In FIG. 26, airflow through various sized openings 112, 114, 116, 118 and 120 is controlled by a plurality of solenoid valves 110. If desired, these openings can be made equal in size. In any case, appropriate combinations of these openings provide maximum, minimum and intermediate orifice effective areas. Such an orifice is described, for example, in the US patent specification (No. 3726296,
3746041, 3772877, 3785389, 3875955). By using a program that includes theoretical and experimental equations, a relational equation between the total effective area of the orifice and the pressure inside the drive manifold can be obtained. This quasi-experimental relationship is as shown by characteristic curve 122 in FIG. During the random vibration test, by appropriately selecting a non-uniform pseudo-random distribution of the total effective area of the orifice from the characteristic curve shown in Fig. 27, it becomes possible to obtain a uniform pseudo-random distribution of the pressure inside the drive manifold. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明したように、この発明においては被
試験体を保持する振動体アセンブリと、この振動
試験体を振動させるために前記振動体アセンブリ
内に設けられたところの振動装置との間に、帰還
型制御部が結合されており、この帰還型制御部は
前記被試験体の振動レベルを検出し、この検出し
た振動レベルに応じた制御情報を前記制御部に与
えているので、この制御部はこの制御情報を基に
して、前記振動装置を制御して、前記被試験体を
多方向において確実に準ランダム的に振動させる
ことが可能となる。
As explained above, in the present invention, feedback is provided between the vibrating body assembly that holds the test object and the vibrating device provided in the vibrating body assembly for vibrating the vibrating test body. A mold control section is coupled to the feedback control section, and this feedback control section detects the vibration level of the test object and provides control information corresponding to the detected vibration level to the control section. Based on this control information, it is possible to control the vibration device to reliably vibrate the test object quasi-randomly in multiple directions.

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

第1図はこの発明の一実施例に係る振動試験用
装置のブロツク図、第2図および第3a図および
第3b図は第1図の装置に使用される振動体アセ
ンブリにおける振動伝達の概略的説明図、第4a
図乃至第4f図は第1図の装置に使用される振動
体アセンブリの振動特性図、第5a図および5b
図ははりの異なる自由振動モードの説明図、第6
a図および6b図はノード・ポイント制御を施し
た場合のはりの異なる振動モードの説明図、第7
図乃至第10図は第1図の装置に使用される振動
体アセンブリの具体的構成図、第11図乃至第1
6図はこの振動体アセンブリの別の具体的構成
図、第17図は第11図乃至第16図に示す振動
体アセンブリにノード・ポイント制御を施した場
合と施さない場合における振動エネルギのスペク
トラム密度の比較説明図、第18図は第11図乃
至第16図に示す振動体アセンブリの結合部材の
結合度を変更した場合に得られる振動エネルギの
スペクトラム密度の比較説明図、第19図は第1
図の装置の電気回路部の説明図、第20図乃至第
22図は実効面積可変のオリフイスの構成説明
図、第23図乃至第25図は第20図乃至第22
図に示すオリフイスに使用されるカムを形成する
場合に使用される方法および情報の説明図、第2
6図は個々に制御可能な開口部をもち、実効面積
が変更可能なオリフイスの説明図、第27図は第
26図に示した実効面積可変のオリフイスの形成
方法の説明図である。 20…振動体アセンブリ、22…圧縮空気制御
部、24…駆動回路、26…マイクロプロセツ
サ、28…帰還および保護回路、34…振動セク
シヨン、36…駆動セクシヨン、38…被駆動セ
クシヨン、40…弾性部材。
FIG. 1 is a block diagram of a vibration testing device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2, 3a, and 3b are schematic diagrams of vibration transmission in the vibrating body assembly used in the device of FIG. Illustration, Part 4a
Figures 4f to 4f are vibration characteristic diagrams of the vibrating body assembly used in the apparatus of Figure 1, Figures 5a and 5b.
The figure is an explanatory diagram of different free vibration modes of the beam, 6th
Figures a and 6b are explanatory diagrams of different vibration modes of the beam when node/point control is applied.
Figures 10 to 10 are specific configuration diagrams of the vibrating body assembly used in the device shown in Figure 1, and Figures 11 to 1
Fig. 6 is another specific configuration diagram of this vibrating body assembly, and Fig. 17 shows the spectral density of vibration energy when node/point control is applied and not applied to the vibrating body assembly shown in Figs. 11 to 16. 18 is a comparative explanatory diagram of the spectral density of vibration energy obtained when the degree of coupling of the coupling members of the vibrating body assembly shown in FIGS. 11 to 16 is changed, and FIG.
FIGS. 20 to 22 are explanatory diagrams of the configuration of the orifice with variable effective area, and FIGS. 23 to 25 are
Illustration of the method and information used in forming the cam used in the orifice shown in Figure 2.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an orifice having individually controllable openings and a variable effective area, and FIG. 27 is an explanatory diagram of a method of forming the orifice with a variable effective area shown in FIG. 26. 20... Vibrating body assembly, 22... Compressed air control section, 24... Drive circuit, 26... Microprocessor, 28... Feedback and protection circuit, 34... Vibrating section, 36... Drive section, 38... Driven section, 40... Elasticity Element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被試験体を支持する振動体と、この振動体に
結合され被試験体に振動を与えるように動作する
振動装置とを具備する振動試験用装置において、 振動装置の振動出力を自動的に変化させ、それ
によつて多軸振動におけるランダム性を増加さ
せ、準ランダムな同時多軸振動を被試験体に発生
させるメカニズムが振動体装置と被試験体との間
に結合されており、 閉ループ装置が前記振動体と前記振動装置との
間に結合されて多軸振動のレベルを検出し、制御
することを特徴とする振動試験用装置。 2 振動装置駆動手段が前記振動装置に結合さ
れ、前記閉ループ装置は前記被試験体への振動入
力を検出する検出手段と、この検出手段により検
出された振動入力を所定の振動入力情報と比較
し、この比較結果に基づく誤差信号を発生する比
較手段と、この比較手段からの誤差信号を処理す
る誤差信号処理回路と、この誤差処号処理回路お
よび振動体装置駆動手段間に結合され、この誤差
信号処理回路からの出力信号に応じて前記駆動手
段を制御する制御回路とを備えている特許請求の
範囲第1項記載の振動試験用装置。 3 前記誤差信号処理回路は前記検出手段からの
振動出力を時間的に平均化する処理をする手段を
備えている特許請求の範囲第2項記載の振動試験
用装置。 4 前記振動装置は圧縮空気供給源に結合された
空気圧式振動装置により構成され、圧縮空気が少
なくとも1個の実効面積可変のオリフイスを介し
て前記空気圧式振動装置に周期的に供給される特
許請求の範囲第3項記載の振動試験用装置。 5 前記圧縮空気供給源およびオリフイス間に結
合された空気圧調整器を備え、この空気圧調整器
が前記誤差信号処理回路により制御されて、前記
オリフイスの実効面積を変更するのに必要とされ
る時間に比べて充分長い時間にわたつて、平均化
された流速および圧力をもつ空気を前記オリフイ
スに供給する特許請求の範囲第4項記載の振動試
験用装置。 6 前記閉ループ装置は前記検出手段に結合さ
れ、前記被試験体に異常に大きな加速度をもつて
振動エネルギが与えられたことを検出する異常状
態検出手段と、前記誤差信号処理回路に結合され
前記振動装置を作動すべき時間を設定する動作時
間設定手段と、前記振動エネルギ供給手段および
誤差信号処理回路間に結合されて前記異常状態検
出手段により異常状態が検出された時、または前
記時間設定手段により設定された振動動作時間が
経過した時に前記振動装置の動作を停止させる保
護手段とを備えている特許請求の範囲第2項、第
4項または第5項のいずれか1項記載の振動試験
用装置。 7 前記振動体は駆動セクシヨンと、前記被試験
体を保持する被駆動セクシヨンと、この駆動およ
び被駆動セクシヨンの振動モードを設定する弾性
構体とを備えている特許請求の範囲第1項記載の
振動試験用装置。 8 前記振動装置に結合され、前記被試験体に与
えられる振動特性を制御する振動制御装置を備え
ている特許請求の範囲第7項記載の振動試験用装
置。 9 前記弾性構体は固有の硬度および緩衝特性を
有し、前記振動制御装置はこの弾性構体に結合さ
れてこの弾性構体の硬度および緩衝特性を制御す
るメカニズムを具備している特許請求の範囲第8
項記載の振動試験用装置。 10 前記被試験体に与えられる振動エネルギは
振動周波数および振動加速度に基づいて振動スペ
クトラムにより表わされるものであり、前記弾性
構体は非線型振動伝達特性を有し、前記駆動およ
び被駆動セクシヨン間の選択された位置に配置さ
れてこの駆動セクシヨンから前記被駆動セクシヨ
ンへの振動伝達を制御する複数の弾性体セクシヨ
ンを備え、これにより所定振動周波数における振
動加速範囲が選択的に設定され、この設定された
振動周波数範囲外の振動エネルギの伝達が禁止さ
れる特許請求の範囲第9項記載の振動試験用装
置。 11 前記弾性構体は前記振動セクシヨンと共同
して、振動モードの変更に応じて振動加速度の制
限値を変更する特許請求の範囲第10項記載の振
動試験用装置。 12 前記弾性構体は弾性体に加えられる圧力を
制御する手段を備えている特許請求の範囲第11
項記載の振動試験用装置。 13 前記駆動および被駆動セクシヨンはそれぞ
れ結合手段を介して固定体および駆動セクシヨン
に結合され、この駆動セクシヨンの振動変位およ
び前記駆動および被駆動セクシヨン間の相対的振
動変位を選択的に制限してノード・ポイントおよ
び局部ノード・ポイントを発生して振動エネルギ
により誘起された振動の基本周波数および高調波
周波数を高めると共に、振動スペクトラムの周波
数成分および振動モード数を変更する手段を備え
ている特許請求の範囲第9項記載の振動試験用装
置。
[Scope of Claims] 1. A vibration testing device comprising a vibrating body supporting a test object and a vibrating device coupled to the vibrating body and operating to give vibration to the test object, comprising: A mechanism is coupled between the vibrator device and the test object to automatically vary the output, thereby increasing the randomness in the multi-axis vibrations and generating quasi-random simultaneous multi-axis vibrations in the test object. A vibration testing device, wherein a closed loop device is coupled between the vibrating body and the vibrating device to detect and control a level of multi-axis vibration. 2. A vibration device driving means is coupled to the vibration device, and the closed loop device includes a detection means for detecting a vibration input to the test object, and a detection means for comparing the vibration input detected by the detection means with predetermined vibration input information. , a comparison means for generating an error signal based on the comparison result, an error signal processing circuit for processing the error signal from the comparison means, and an error signal processing circuit coupled between the error processing circuit and the vibrating body device driving means, and a 2. The vibration testing device according to claim 1, further comprising a control circuit that controls said driving means in accordance with an output signal from a signal processing circuit. 3. The vibration testing apparatus according to claim 2, wherein the error signal processing circuit includes means for temporally averaging the vibration output from the detection means. 4. The vibration device is constituted by a pneumatic vibration device coupled to a compressed air supply source, and compressed air is periodically supplied to the pneumatic vibration device through at least one orifice of variable effective area. The vibration test device according to item 3. 5 an air pressure regulator coupled between the compressed air source and the orifice, the air pressure regulator being controlled by the error signal processing circuit to change the effective area of the orifice at a time required to change the effective area of the orifice; 5. The vibration testing apparatus according to claim 4, wherein air having an averaged flow velocity and pressure is supplied to the orifice over a sufficiently long period of time. 6. The closed loop device is coupled to the detection means and includes abnormal state detection means for detecting that vibration energy is applied to the test object with an abnormally large acceleration; and the closed loop device is coupled to the error signal processing circuit and detects the vibration operation time setting means for setting the time at which the device should be operated; and an operation time setting means coupled between the vibration energy supply means and the error signal processing circuit, when an abnormal state is detected by the abnormal state detection means, or when the time setting means A vibration test device according to any one of claims 2, 4, and 5, further comprising a protection means for stopping the operation of the vibration device when a set vibration operation time has elapsed. Device. 7. The vibration according to claim 1, wherein the vibrating body includes a driving section, a driven section that holds the test object, and an elastic structure that sets the vibration mode of the driving and driven section. Test equipment. 8. The vibration testing apparatus according to claim 7, further comprising a vibration control device coupled to the vibration device and controlling vibration characteristics imparted to the test object. 9. Claim 8, wherein the resilient structure has inherent hardness and damping properties, and the vibration control device includes a mechanism coupled to the resilient structure to control the stiffness and damping properties of the resilient structure.
Vibration test equipment as described in section. 10 The vibration energy imparted to the test object is represented by a vibration spectrum based on vibration frequency and vibration acceleration, the elastic structure has nonlinear vibration transfer characteristics, and the selection between the driving and driven sections is a plurality of elastic sections disposed at desired positions to control vibration transmission from the driving section to the driven section; thereby selectively setting a vibration acceleration range at a predetermined vibration frequency; The vibration testing device according to claim 9, wherein transmission of vibration energy outside the vibration frequency range is prohibited. 11. The vibration testing apparatus according to claim 10, wherein the elastic structure cooperates with the vibration section to change a limit value of vibration acceleration in accordance with a change in vibration mode. 12. Claim 11, wherein the elastic structure is provided with means for controlling the pressure applied to the elastic body.
Vibration test equipment as described in section. 13 said drive and driven sections are coupled via coupling means to a fixed body and a drive section, respectively, for selectively limiting vibrational displacements of said drive section and relative vibrational displacements between said drive and driven sections to Claims comprising means for generating points and local node points to increase the fundamental frequency and harmonic frequencies of vibrations induced by vibrational energy and to change the frequency content and number of vibrational modes of the vibrational spectrum. The vibration test device according to item 9.
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SE (1) SE445144B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0365186A (en) * 1989-07-31 1991-03-20 Shimadzu Corp Electric fusion of yeast

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3235390C2 (en) * 1982-09-24 1984-09-13 Thyssen Industrie Ag, 4300 Essen Vibrating table
DE3837686A1 (en) * 1988-11-05 1990-05-10 Willi Bayer Three-dimensional oscillation system
US6304829B1 (en) * 1999-02-22 2001-10-16 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for dynamic testing of a vehicle exhaust system in a rigid frame test fixture
US7752914B2 (en) * 2007-11-15 2010-07-13 Venturedyne, Ltd. Monitoring of independent vibrators
ES2380525B1 (en) * 2009-05-11 2013-04-01 Fundación Para La Promoción De La Innovación, Investigación Y Desarrollo Tecnológico En La Industria De Automocion De Galicia ELECTRONIC SIGNAL SWITCH FOR AUTOMATIC CONTROL OF MULTIAXIAL VIBRATION SYSTEM BY EXTERNAL CONTROLLER
DE102010027897B4 (en) 2010-04-19 2013-02-28 Sven Henze Schwingungsprüfeinrichtung
DE102010060955B8 (en) 2010-12-02 2012-10-04 Sven Henze Vibration test actuator with unbalance exciter
US9377375B2 (en) 2012-05-16 2016-06-28 Venturedyne, Ltd. Repetitive shock vibration testing system and method
CN103063393B (en) * 2012-12-31 2015-03-04 浙江工业大学 Hanging device for horizontal modal test
DE102016206146A1 (en) * 2016-04-13 2017-10-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Testing vehicle parts
US11338326B2 (en) * 2019-04-07 2022-05-24 Resonance Technology International Inc. Single-mass, one-dimensional resonant driver
CN113496644B (en) * 2021-07-07 2022-10-11 吉林大学 Portable vibration teaching experiment table
CN114779650B (en) * 2022-06-17 2022-09-02 太原理工大学 Electromagnetic vibration table harmonic control system and method based on neural network inverse model

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5218873A (en) * 1975-08-02 1977-02-12 Agency Of Ind Science & Technol Process for multiplying microorganisms

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3686927A (en) * 1967-03-24 1972-08-29 Bolt Beranek & Newman Vibration testing method and apparatus
US3572089A (en) * 1969-02-04 1971-03-23 Nasa Peak acceleration limiter for vibrational tester
GB1275214A (en) * 1969-06-26 1972-05-24 Koeppern & Co Kg Maschf Oscillator circuits with fluidic elements
US3712125A (en) * 1970-09-25 1973-01-23 Koehring Co Load simulation system
GB1319115A (en) * 1970-11-04 1973-06-06 Russel Finex Vibratory apparatus
US3751994A (en) * 1971-01-18 1973-08-14 Mts System Corp Oscillatory signal system with turn on and turn off rate control
US3918298A (en) * 1974-07-29 1975-11-11 Mts System Corp Multiple actuator control system
US4001749A (en) * 1975-12-17 1977-01-04 The Chase-Shawmut Company Electric fuse for elevated circuit voltages

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5218873A (en) * 1975-08-02 1977-02-12 Agency Of Ind Science & Technol Process for multiplying microorganisms

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0365186A (en) * 1989-07-31 1991-03-20 Shimadzu Corp Electric fusion of yeast

Also Published As

Publication number Publication date
NL190085C (en) 1993-10-18
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FR2423766A1 (en) 1979-11-16
IT1116025B (en) 1986-02-10
SE7903350L (en) 1979-10-20
DE2913681C2 (en) 1982-05-27
GB2019526A (en) 1979-10-31
NL190085B (en) 1993-05-17
SE445144B (en) 1986-06-02
DE2913681A1 (en) 1979-10-25
GB2019526B (en) 1982-09-02
JPS54141161A (en) 1979-11-02

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