JPH0419524A - 構造物の固有振動数自動出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、機械、構築物等の構造物の固有振動数を自動
的に測定するための固有振動数自動出力装置に関する。

（従来の技術） 従来、機械、構築物等の構造物の固有振動数を測定する
ことは、機械、土木、建築設計上極めて重要な課題であ
った。この測定のために、インパルス加工法により、知
振場所と応答場所との振動出力を高速フーリエ変換装置
に入力し、その出力／入力である伝達関数、入出力間の
位相差である位相および入出力間の相関を表わすコヒー
レンス関数をそれぞれ求める。測定者は、この伝達関数
、位相およびコヒーレンス関数の結果を総合的に判断し
て、前記構造物の固有振動数を割り出して振動対策を建
てていた。

また、構造物に共振がある場合には、共振周波数が何Ｈ
ｚが何Ｈｚであるかを知ってから、振動対策を建てる必
要があった。

（発明が解決しようとする課題） ところで、この構造物の固有振動数が、正確に求められ
るか否かは、測定者の技術的知識および経験に依存して
いた。従って、測定者の技術的知識および経験が未熟で
あれば、信頼性のある固有振動数が得られないという問
題があった。

本発明の目的は、上記の問題点を改善するために、測定
者の技術的知識および経験が未熟か否かに拘らず、信頼
性のある固有振動数が自動的に得られる構造物の固有振
動数自動出力装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、構造物の任意の
場所を知振するインパルスノ＼ンマーと、前記構造物の
他の任意の場所に設けられ前記インパルスハンマーの知
振力による振動加速度の応答を電気的に取り出す加速度
ピックアップと、前記知振力と振動加速度の応答とを入
力として伝達関数と伝達関数の位相およびコヒーレンス
関数とを算出する高速度フーリエ変換装置と、前記高速
度フーリエ変換装置からの伝達関数、伝達関数の位相お
よびコヒーレンス関数を入力して演算処理し前記構造物
の固有振動数を出力する演算処理装置とを備えたことを
特徴とする構造物の固有振動数自動出力装置である。

（作用） 本発明の構造物の固有振動数自動出力装置を採用するこ
とにより、インパルスハンマーを設けて構造物の任意の
場所を知振し、加速度ピックアップを前記構造物の他の
任意の場所に設は前記インパルスハンマーの知振力によ
る振動加速度の応答を電気的に取り出し、前記知振力と
振動加速度の応答とを入力とする高速度フーリエ変換装
置を設け、入出力間の伝達関数と伝達関数の位相および
コヒーレンス関数とを算出し、前記高速度フーリエ変換
装置からの伝達関数、伝達関数の位相およびコヒーレン
ス関数を演算処理装置に入力して演算処理し、前記構造
物の固有振動数を出力することによって、実験者の技術
的知識または経験によらず、信頼性のある固有振動数が
自動的に求められる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の概略構成説明図を示す。図
において構造物としてテーブル１が使用されている。固
有振動数自動出力装置３は、主としてインパルスハンマ
ー５、加速度ピックアップ７、チャージアンプ９、高速
フーリエ変換装置１１および演算処理装置（本実施例で
はパーソナルコンピュータ）１３から構成されている。

このうち、インパルスハンマー５は、電源が内臓され、
テーブル１の任意箇所の固有振動数を測定するために知
振し、その知振力を電気的に高速フーリエ変換装Ｗ１１
に出力する。

加速度ピックアップ７は、インパルスハンマー５の知振
力に応答する振動加速度をピックアップするために、テ
ーブル１の他の任意箇所に取付けられている。また、チ
ャージアンプ９は、加速度ピックアップ７の出力を増幅
し、インピーダンス変換し、高速フーリエ変換装置１１
に入力するものである。

高速フーリエ変換装置１１は、インパルスノ＼ンマー５
の知振力とこの知振力に応答するチャージアンプ９を経
た振動加速度とを入力として、周波数領域で信号処理し
、出力／入力である伝達関数と、入出力間の位相差であ
る位相および入出力間の相関を表わすコヒーレンス関数
とを、高速度でフーリエ変換するものである。

また、パーソナルコンピュータ１３は、高速フーリエ変
換装置からの構造物の固有振動数に対する情報として、
伝達関数、伝達関数の位相、コヒーレンス関数を入力し
て、パソコン処理することによって、自動的に信頼性の
ある固有振動数を算出し、内臓されたプリンタ（図示し
ない）にて表示するものである。

第２図はハーソナルコンピュータによる固有振動数自動
出力のフローチャートを示す。ステップ（Ｓｌ）では、
高速フーリエ変換装置１１によって算出された伝達関数
、伝達関数の位相およびコヒーレンス関数がパーソナル
コンピュータ１３に入力される。ステップ（Ｓ２）では
、第３図に示すように周波数に対する出力／入力である
伝達関数のピーク、例えばｐｉ、ｐ２．ｐ３を探す。ス
テップ（Ｓ３）では、第４図に示すように周波数の入出
力間の位相を求める。

ステップ（Ｓ４）では、ピークの位相が±９０度に近い
かどうかを判別し、ステップ（Ｓ５）では、第５図に示
すようにこのときのピークがコヒーレンス関数の値が１
に近いかどうかを判別する。

例えばピークｐｌが１に近ければ、ステップ（Ｓ６）に
て、そのピークｐ１が固有振動数であると判定する。こ
の固有振動数を知ることによって、振動対策を建てるこ
とができる。

また、ステップ（Ｓ５）におけるピークの位相が±９０
度に近くもなく、ステップ（Ｓ６）におけるコヒーレン
ス関数値が１に近くもなければ、ステップ（Ｓ７）にて
、その周波数は卓越周波数であって、さほどの振動によ
る悪影響がない単なるピークであることが判定される。

なお、コヒーレンス関数値がいくつ以上のときを固有振
動数と見做すかは、構造物のどの場所を測定しているか
により相違する。従って、パーソナルコンピュータ（パ
ソコン）１３では、この値をパラメータ扱いとして変更
可能としている。

このように、インパルス知振法にて得られる伝達関数、
位相、コヒーレンス関数を求め、その結果をパソコン処
理することによって、測定者の技術的知識および経験に
左右されることなく、信頼性を有する固有振動数が自動
的に判定されるものである。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、適宜の設計的変更を行うことにより、他の態様におい
ても実施し得るものである。

［発明の効果コ 上記説明ですでに明らかなように、本発明の構造物の固
有振動数自動出力装置は、インパルスハンマーを設けて
構造物の任意の場所を知振し、加速度ピックアップを前
記構造物の他の任意の場所に設は前記インパルスハンマ
ーの知振力による振動加速度の応答を電気的に取り出し
、前記知振力と振動加速度の応答とを入力とする高速度
フーリエ変換装置を設け、伝達関数とこの伝達関数の位
相およびコヒーレンス関数とを算出し、前記高速度フー
リエ変換装置からの前記伝達関数、伝達関数の位相およ
びコヒーレンス関数を演算処理装置に入力して演算処理
し、前記構造物の固有振動数を出力することによって、
従来技術の問題点が有効に解決され、実験者の技術的知
識または経験に拘らず、信頼性のある固有振動数が自動
的に求めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成説明図、第２図は
ハーソナルコンピュータによる固有振動数自動出力のフ
ローチャート、第３図は伝達関数に対する周波数線図、
第４図は伝達関数の位相に対する周波数線図、第５図は
コヒーレンス関数値に対する周波数線図である。 １・・・テーブル ３・・・固有振動数自動出力装置 ５・・・インパルスハンマー ７・・・加速度ピックアップ ９・・・チャージアンプ １１・・・高速フーリエ変換装置 １３・・・パーソナルコンピュータ 代 理 人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 構造物の任意の場所を知振するインパルスハンマーと、
   前記構造物の他の任意の場所に設けられ前記インパルス
   ハンマーの知振力による振動加速度の応答を電気的に取
   り出す加速度ピックアップと、前記知振力と振動加速度
   の応答とを入力として伝達関数とこの伝達関数の位相お
   よびコヒーレンス関数とを算出する高速度フーリエ変換
   装置と、この高速度フーリエ変換装置からの伝達関数、
   伝達関数の位相およびコヒーレンス関数を入力して演算
   処理し前記構造物の固有振動数を出力する演算処理装置
   と、を備えたことを特徴とする構造物の固有振動数自動
   出力装置。