JPH05142089A - Apparatus and method for testing vibration of structure - Google Patents

Apparatus and method for testing vibration of structure

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JPH05142089A
JPH05142089A JP3305815A JP30581591A JPH05142089A JP H05142089 A JPH05142089 A JP H05142089A JP 3305815 A JP3305815 A JP 3305815A JP 30581591 A JP30581591 A JP 30581591A JP H05142089 A JPH05142089 A JP H05142089A
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JP
Japan
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acceleration
model
value
vibration
actuator
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JP3305815A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Horiuchi
敏彦 堀内
Masanori Nakagawa
正紀 中川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To evaluate the vibration response of the whole of a structure by the vibration test of a partial model by determining a vibration acceleration waveform during experimentation even when the mutual action of an actual model and a numerical value model is large and a vibration waveform is not determined before a test. CONSTITUTION:The force applied to an actuator 2 from an actual partial model 1 is detected to be latched in a digital calculator 5 and the calculation of the vibration response of the numerical value model programmed in the calculator is performed according to a vibration analyzing algorithm 14 to estimate the vibration acceleration at a boundary point position after a minute time and the actuator 2 is vibrated so as to aim at said acceleration to perform the vibration test of the actual partial model. The relation between the mass of the actual partial model and that of the numerical value model is set so as to satisfy a condition determined by the number of the acceleration calculated values used in the estimation of acceleration.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は構造物の振動試験装置お
よび振動試験方法に係り、特に、振動試験評価対象構造
物が大規模であり全体を加振試験することが困難である
場合に好適な振動試験装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration test apparatus and a vibration test method for a structure, and is particularly suitable for a case where a structure to be evaluated by a vibration test is large-scale and it is difficult to perform a vibration test on the whole structure. Vibration test equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】構造物が地震等により加振される場合の
振動応答の評価は、従来その構造物を振動台に搭載して
加振することにより行っていた。しかし構造物が非常に
大型の場合は、実物を振動台に載せることは振動台の許
容荷重の制限等から困難な場合があった。このような場
合、搭載可能な規模の縮尺モデルにより加振試験を行う
か、構造物の一部分のみを加振試験を行うか、または、
その両方を適用して振動応答の評価を行っていた。
2. Description of the Related Art Evaluation of vibration response when a structure is vibrated by an earthquake or the like has conventionally been performed by mounting the structure on a vibration table and vibrating it. However, when the structure is very large, it may be difficult to mount the actual object on the vibrating table due to the limitation of the allowable load of the vibrating table. In such a case, perform a vibration test using a scale model that can be installed, or perform a vibration test on only a part of the structure, or
Both were applied to evaluate the vibration response.

【0003】しかし、前者には縮尺モデル化に際しての
相似則を安全に満たすことが困難であることなどの問題
があり、後者には加振対象構造物に入力されるべき加振
振動そのものが加振対象構造物の応答と連成するため、
精度の高い加振が不可能で、ひいては振動応答の正確な
評価が困難であるという問題があった。
However, the former has a problem that it is difficult to safely satisfy the similarity rule in modeling a reduced scale, and the latter has the vibration itself to be input to the structure to be excited. Since it is coupled with the response of the structure to be shaken,
There is a problem in that it is impossible to perform highly accurate vibration, and it is difficult to accurately evaluate vibration response.

【0004】そこで、構造物の一部分のみを加振し他の
部分は数値モデル化して、境界での振動応答をディジタ
ル計算機で計算しこれで実物部分モデルを加振しその反
力を用いてさらに数値モデルの応答評価を行う振動試験
方法が考えられている。
Therefore, only a part of the structure is vibrated and the other part is modeled numerically, and the vibration response at the boundary is calculated by a digital computer. With this, the real part model is vibrated and the reaction force is further used. A vibration test method for evaluating the response of a numerical model has been considered.

【0005】構造物の一部分は実物または模型を加振
し、他の部分は数値モデル化しディジタル計算機により
応答計算を行う振動試験方法については、特開昭61−13
240号,特開昭61−34438 号各公報記載の技術がある。
A vibration test method for vibrating a real part or a model for a part of a structure and numerically modeling the other part for response calculation by a digital computer is disclosed in JP-A-61-13.
There is a technique described in each of 240 and JP-A 61-34438.

【0006】また、従来、上記公知技術の振動試験方法
等で構造物の振動応答解析に使用されているアルゴリズ
ムは、例えば、ジャーナル オブ エンジニアリング
メカニクス,エー・エス・シー・イー,113巻,7号
(1987年)1014頁から1032頁(Journal of
Engineering Mechanics, ASCE, Vol.113,No.7,
1987)で述べられているように中央差分法と呼ばれ
る方法であり、この方法では、試験対象からの反力を測
定した時刻から一定時間先の変位のみが求められる。
[0006] Conventionally, the algorithm used in the vibration response analysis of a structure by the above-mentioned known vibration test method is, for example, Journal of Engineering.
Mechanics, ASC E, Vol. 113, No. 7 (1987) pp. 1014-1032 (Journal of
Engineering Mechanics, ASCE, Vol.113, No.7,
1987), it is a method called the central difference method. In this method, only the displacement within a fixed time after the time when the reaction force from the test object is measured is obtained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、対象
とする構造物が熱交換器やポンプ,発電機等のように数
十トンの重量物であるものは、構造物全体を加振試験対
象とすると、試験体の製作費が高価となるばかりでな
く、試験体を搭載するのに非常に大きな振動台が必要と
なる。従って、振動台に搭載可能な重量まで縮小した模
型試験体を用いることになるため、構造物の試験は、縮
小モデル化等に起因する精度の低下は避けられないもの
になっていた。部分構造物のみを振動台に搭載して試験
が出来るのは、部分構造物が構造物の他の部分に付属し
ているような場合であって、しかも、構造物の他の部分
の重量が部分構造物のおおむね十倍以上で部分構造物の
有無によってその他の構造物の振動応答が影響を受けな
い場合に限られていた。または、構造物の振動を計算す
るためのモデルが既知であって、試験前に部分構造物と
他の部分との境界点の振動応答を計算により定めること
が出来る場合に限られていた。例えば、図3のように部
分構造物が据付機器1であって、その他の部分がその支
持構造物11であって、前者が後者に付加されている場
合は、図2に示すように、予め設定してある加速度波形
をディジタル計算機によりD/A変換器を介して発生さ
せ振動台を駆動するものであった。
According to the conventional method, if the target structure is a weight of several tens of tons, such as a heat exchanger, a pump, or a generator, the whole structure is subjected to a vibration test. As a target, not only is the cost of manufacturing the test body expensive, but a very large vibrating table is required to mount the test body. Therefore, since the model test body reduced to the weight that can be mounted on the vibration table is used, the accuracy of the structure test is inevitably reduced due to the reduced modelization. It is only when the substructure is attached to another part of the structure that the test can be performed by mounting only the substructure on the shaking table, and the weight of the other part of the structure is It was limited to the case where the vibration response of other structures was not affected by the presence or absence of the substructure, which was about ten times that of the substructure. Alternatively, it has been limited to the case where the model for calculating the vibration of the structure is known and the vibration response of the boundary point between the substructure and the other part can be determined by calculation before the test. For example, when the partial structure is the installation device 1 and the other part is the support structure 11 as shown in FIG. 3 and the former is added to the latter, as shown in FIG. The set acceleration waveform is generated by a digital computer via a D / A converter to drive the vibration table.

【0008】本発明は、構造物の振動試験において、部
分構造モデルの加振すべき加速度波形を試験前に定める
ことができない場合でも、構造物のみを加振試験が行え
るように、アクチュエータの加速度波形を加振試験中に
定めることが可能な試験装置を提供することを目的とし
ている。また、その試験装置を用いて振動試験を行う場
合に好適な試験方法を提供することにある。
According to the present invention, in the vibration test of a structure, even if the acceleration waveform to be excited in the partial structure model cannot be determined before the test, the acceleration test of the actuator can be performed so that only the structure can be subjected to the vibration test. It is an object of the present invention to provide a test apparatus capable of determining a waveform during an excitation test. Another object of the present invention is to provide a test method suitable for a vibration test using the test apparatus.

【0009】また、従来、準動的振動試験等で使用され
ている中央差分法では、一時間刻み先の変位応答のみが
求められるため、アクチュエータの加速度を制御する必
要のある場合は適用できないという問題点があった。本
発明の他の目的は、この様な場合に好適な振動試験装置
を提供することにある。
Further, in the conventional central difference method used in the quasi-dynamic vibration test and the like, only the displacement response at the one-hour interval is required, so that it cannot be applied when it is necessary to control the acceleration of the actuator. There was a problem. Another object of the present invention is to provide a vibration test apparatus suitable for such a case.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、構造物の一部分を実物モデルとし(以下、実物部分
モデルと呼ぶ)アクチュエータで加振し、実物部分モデ
ルからの反力を求めるための検出器と、検出された反力
を用いて一定時間刻みごとに数値モデル化された構造物
のその他の部分(以下、数値モデルと呼ぶ)の加速度を
含む振動応答を計算するアルゴリズムをもつディジタル
計算機を備え、実物部分モデルと数値モデルとの境界点
の位置の少なくとも加速度計算値をアクチュエータの加
速度として実現するように加振信号を出力する機能を持
つ試験装置とした。
In order to achieve the above object, in order to obtain a reaction force from an actual partial model by vibrating a part of the structure as an actual model (hereinafter referred to as actual partial model) by an actuator. And a digital algorithm with an algorithm for calculating the vibration response including the acceleration of the other part of the structure (hereinafter referred to as a numerical model) numerically modeled at regular time intervals using the detected reaction force. The test equipment is equipped with a computer and has a function of outputting a vibration signal so that at least the calculated acceleration value of the position of the boundary point between the real part model and the numerical model is realized as the acceleration of the actuator.

【0011】ディジタル計算機は、数値モデルの振動応
答を計算するアルゴリズムを組み込むことにより、前記
検出器から得られる構造物から支持構造物に加わる力
と、支持構造物に加わる地震力等の既知の外力に対し
て、実物部分モデルと数値モデルの境界点の少なくとも
加速度を計算する機能を備えた。
The digital computer incorporates an algorithm for calculating the vibration response of a numerical model, whereby the force exerted on the supporting structure by the structure obtained from the detector and the known external force such as seismic force acting on the supporting structure. On the other hand, it has a function to calculate at least the acceleration of the boundary point between the real part model and the numerical model.

【0012】加振すべき加速度波形を加振試験中に定め
る必要から数値モデルの振動応答を計算するに要する時
間や検出器からの信号を入力したり、計算した加速度を
実現するための加振信号として出力するのに要する時間
を短くする必要がある。そこで、振動応答を計算するア
ルゴリズムと、検出器からの信号を入力したり、加振信
号を出力するアルゴリズムを時間的に平行して実行でき
る機能をもつディジタル計算機としたものである。
Since it is necessary to determine the acceleration waveform to be excited during the vibration test, the time required to calculate the vibration response of the numerical model and the signal from the detector are input, and the vibration is applied to realize the calculated acceleration. It is necessary to shorten the time required to output as a signal. Therefore, a digital computer having a function of executing an algorithm for calculating a vibration response and an algorithm for inputting a signal from a detector and outputting an excitation signal in parallel in time is provided.

【0013】また、振動応答計算アルゴリズムは、前記
中央差分法にかわって次のようなアルゴリズムとする。
過去の基礎に対する相対加速度応答の計算値から外装し
て求めた加速度の推定値に、既知である基礎の加速度を
加えた値を実現するための加振信号を出力し、その結
果、得られた支持構造物に対する荷重を用いて線形加速
度法等により荷重を測定した時刻の少なくとも加速度を
含む振動応答を計算する。さらに、新たに計算された基
礎に対する相対加速度を用いて次の時刻の加速度を推定
する。
The vibration response calculation algorithm is the following algorithm instead of the central difference method.
An excitation signal was output to realize a value obtained by adding the known acceleration of the foundation to the estimated value of the acceleration obtained by packaging from the calculated values of the relative acceleration response to the foundation in the past. The vibration response including at least the acceleration at the time when the load is measured by the linear acceleration method or the like using the load on the support structure is calculated. Further, the acceleration at the next time is estimated using the newly calculated relative acceleration with respect to the foundation.

【0014】また、アルゴリズムを安定に実行すること
は、加振される実物部分モデルの質量と、数値モデルか
ら、数1から求められる値を、加速度推定に使用されて
いる加速度値の個数によって定まる値よりも小さくする
ことにより達成される。
Stable execution of the algorithm is determined by the mass of the actual partial model to be excited and the value obtained from the numerical formula 1 from the numerical model by the number of acceleration values used for acceleration estimation. It is achieved by making it smaller than the value.

【0015】[0015]

【作用】上記の機能をもつ検出器及びディジタル計算機
を用いることによって、加振試験中に、実物部分モデル
が振動したときに数値モデルに外力として加わる荷重を
検出することができ、それを用いて数値モデルの加速度
を含む振動応答を計算し、実物部分モデルと数値モデル
の境界点の加速度応答が得られるので、アクチュエータ
で実現すべき加速度波形を定めることができる。よっ
て、アクチュエータの加速度波形を加振試験前に定める
ことができない場合、たとえば、実物部分モデルの重量
が数値モデルの振動応答に影響する程大きい場合や、構
造物全体の振動状態が試験前に定められない場合にも、
実物部分モデルが数値モデルにアクチュエータ設置位置
で結合されているのと同等の振動条件を、実物部分モデ
ルに実現することが可能となる。
By using the detector and the digital computer having the above functions, it is possible to detect the load applied as an external force to the numerical model when the actual partial model vibrates during the vibration test. Since the vibration response including the acceleration of the numerical model is calculated and the acceleration response at the boundary point between the real part model and the numerical model is obtained, the acceleration waveform to be realized by the actuator can be determined. Therefore, if the acceleration waveform of the actuator cannot be determined before the vibration test, for example, if the weight of the actual part model is large enough to affect the vibration response of the numerical model, or if the vibration state of the entire structure is determined before the test. If you can't
It is possible to realize, in the real part model, a vibration condition equivalent to that in which the real part model is coupled to the numerical model at the actuator installation position.

【0016】また、加振される実物部分モデルの質量と
ディジタル計算機で使用されている数値モデルから数1
により求められる値を、仮の加速度の推定に使用されて
いる加速度値の個数から数2により定まる値よりも小さ
くすることにより計算アルゴリズムが安定し、上記振動
試験が安定に実施できる。
From the mass of the actual partial model to be excited and the numerical model used in the digital computer,
The calculation algorithm is stabilized by setting the value obtained by the above to be smaller than the value determined by the number 2 from the number of acceleration values used to estimate the temporary acceleration, and the above vibration test can be stably performed.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1により説明す
る。これは、図3のように部分構造物が据付機器1であ
って、その他の部分がその支持構造物11であって、前
者が後者に付加されている場合の実施例である。実物部
分モデルと数値モデルの境界点は据付位置11となり、
据付機器1の振動応答は据付位置11の変位・速度には
依存せず、その絶対加速度にのみ存在する。従って、こ
の場合は数値モデルの振動応答によって得られた加速度
をアクチュエータにより実現すればよい。図1で、試験
の対象になる構造物1が振動台2上に搭載され、振動台
2はアクチュエータ3a−3cにより駆動される。本実
施例では、実物部分モデルを加振するアクチュエータ
は、複数のアクチュエータ3a−3cにより駆動される
振動台2である。制御回路4は、ディジタル計算機5に
より算出された構造物1に加えるべき加速度を実現する
ための加振信号をディジタル・アナログ変換器(以下D
/A変換器と略す)6を介して受け取り、アクチュエー
タ3a−3cを制御するものである。ディジタル計算機
5はD/A変換器6とともに、検出器7の信号を読み込
むためのアナログ・ディジタル変換器(以下D/A変換
器と略す)8を備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. This is an embodiment in which the partial structure is the installation device 1 and the other part is the support structure 11 thereof as shown in FIG. 3, and the former is added to the latter. The boundary point between the real part model and the numerical model is the installation position 11,
The vibration response of the installation device 1 does not depend on the displacement / velocity of the installation position 11, and exists only in its absolute acceleration. Therefore, in this case, the acceleration obtained by the vibration response of the numerical model may be realized by the actuator. In FIG. 1, a structure 1 to be tested is mounted on a vibrating table 2, and the vibrating table 2 is driven by actuators 3a-3c. In the present embodiment, the actuator that vibrates the actual partial model is the vibration table 2 driven by the plurality of actuators 3a-3c. The control circuit 4 uses a digital-to-analog converter (hereinafter D) to generate the vibration signal calculated by the digital computer 5 for realizing the acceleration to be applied to the structure 1.
A / A converter) 6 for controlling the actuators 3a-3c. The digital computer 5 includes a D / A converter 6 and an analog / digital converter (hereinafter abbreviated as D / A converter) 8 for reading the signal from the detector 7.

【0018】ディジタル計算機5は、A/D変換器8か
ら得られる据付構造物1から支持構造物に加わる荷重の
一定時間刻みごとの測定値を用いて、構造物が据え付け
られている支持構造物の荷重測定時刻の一定時間後の加
速度を計算するアルゴリズム14をもっており、以下に
その原理を説明する。
The digital computer 5 uses the measured value of the load applied to the support structure from the installation structure 1 obtained from the A / D converter 8 at fixed time intervals, and the support structure on which the structure is installed. It has an algorithm 14 for calculating the acceleration after a certain time from the load measurement time, and the principle thereof will be described below.

【0019】図3に示す支持構造物10に据付構造物1
が据付位置11に据え付けられているものとする。支持
構造物10は、たとえば建物であり、形状は任意であ
る。支持構造物は有限要素モデル等で数値モデル化され
ており、支持構造物に外力が作用した場合の支持構造物
の振動は次の運動方程式を解くことによって求められ
る。
The mounting structure 1 is attached to the support structure 10 shown in FIG.
Is installed in the installation position 11. The support structure 10 is, for example, a building and has an arbitrary shape. The support structure is numerically modeled by a finite element model or the like, and the vibration of the support structure when an external force acts on the support structure can be obtained by solving the following equation of motion.

【0020】[0020]

【数3】 [Equation 3]

【0021】{f}は、支持構造物10の基礎12に生
じた地震等による既知の外力ベクトルであるので、実物
部分モデルの振動応答に依存する荷重ベクトル{q}が
求められれば数3を解くことにより、支持構造物の相対
変位ベクトル{X}を定めることができる。ディジタル
計算機5はアルゴリズムをもとに、据付構造物1から据
付位置11に加わる荷重を用いて、一定時間ごとに支持
構造物の振動応答、すなわち、加速度,速度,変位を計
算する機能をもっている。
Since {f} is a known external force vector due to an earthquake or the like that has occurred on the foundation 12 of the support structure 10, if the load vector {q} depending on the vibration response of the real part model is obtained, the equation 3 is obtained. By solving, the relative displacement vector {X} of the support structure can be determined. The digital computer 5 has a function of calculating the vibration response of the support structure, that is, the acceleration, the speed, and the displacement at regular time intervals, using the load applied from the installation structure 1 to the installation position 11 based on the algorithm.

【0022】本発明における試験装置のディジタル計算
機に搭載される計算アルゴリズム14の手順を以下に説
明する。運動方程式である数3を、微小時間間隔Δtご
とに解くもので、現時点において、nステップまでの状
態にあるものとすると、そのΔt時間後のステップの振
動を計算する手順は以下のように行われる。
The procedure of the calculation algorithm 14 installed in the digital computer of the test apparatus according to the present invention will be described below. Equation (3), which is the equation of motion, is solved for each minute time interval Δt, and assuming that the state is up to n steps at the present moment, the procedure for calculating the vibration of the step after Δt time is performed as follows. Be seen.

【0023】 nステップの時間における地震力等の
支持構造物に加わる既知の外力{f}nを定める。
A known external force {f} n applied to the supporting structure such as seismic force in n steps is defined.

【0024】 据付位置の加速度の推定値に対する、
構造物から支持構造物の据付位置に加わる荷重{q}n
試験データから算出する。
With respect to the estimated value of the installation position acceleration,
The load {q} n applied from the structure to the installation position of the supporting structure is calculated from the test data.

【0025】 Δt時間前のn−1ステップの支持構
造物の相対変位{X}n-1,相対速度{X}′n-1,相対加速
度{X}″n-1と{f}n,{q}nから現在の相対変位{X}
n ,相対加速度{X}′n,相対加速度{X}″nを計算す
る。
[0025] The relative displacement {X} n-1 , the relative velocity {X} ' n-1 , the relative acceleration {X} " n-1 and {f} n of the n-1 step support structure before Δt time, Current relative displacement from {q} n {X}
Calculate n , relative acceleration {X} ′ n , and relative acceleration {X} ″ n .

【0026】この際、各種のアルゴリズムが使用可能で
あり、たとえば線形加速度法を用いると、
At this time, various algorithms can be used. For example, if the linear acceleration method is used,

【0027】[0027]

【数4】 [Equation 4]

【0028】[0028]

【数5】 [Equation 5]

【0029】[0029]

【数6】 [Equation 6]

【0030】となる。It becomes

【0031】 {X}″n および事前に定められた数の
加速度計算値を用いて、Δt時間後のn+1ステップに
おける据付位置の基礎に対する相対加速度の推定値x″
n+1を求め、既知であるn+1ステップにおける基礎の
加速度を加えあわせて、振動台で加振すべき目標加速度
として出力する。
Using {X} ″ n and a predetermined number of calculated acceleration values, an estimate of relative acceleration x ″ relative to the basis of the installation position at step n + 1 after Δt time.
n + 1 is obtained, and the basic acceleration in the known n + 1 step is added and output as the target acceleration to be excited by the shaking table.

【0032】 計算されたn+1ステップの支持構造
物各位置の応答を保存する。
Save the calculated n + 1 step support structure response for each position.

【0033】 次のステップへ進む。Go to the next step.

【0034】以上の手順を繰返し実行することにより、
与えられた外力に対する据付構造物の振動試験が行われ
る。数4〜数6を解く方法は、各種のアルゴリズムが使
用可能であり、据付構造物から加わる荷重の測定値{q}
n を用いてその荷重が測定された時刻の加速度応答値が
計算できるアルゴリズムであればよい。例えば、ウィル
ソンのθ法,ニューマークのβ法,フーボルト法などが
使用可能である。
By repeating the above procedure,
A vibration test of the installed structure is performed for a given external force. Various algorithms can be used to solve the equations 4 to 6, and the measured value of the load applied from the installation structure {q}
Any algorithm that can calculate the acceleration response value at the time when the load is measured by using n may be used. For example, Wilson's θ method, Newmark's β method, Hoovolt method, etc. can be used.

【0035】また、据付位置の加速度の推定値x″n+1
の算出方法は、使用する加速度値の個数が一個の場合は
Further, the estimated value of the acceleration at the installation position x ″ n + 1
If the number of acceleration values to use is one,

【0036】[0036]

【数7】 [Equation 7]

【0037】二個の場合は、In the case of two,

【0038】[0038]

【数8】 [Equation 8]

【0039】三個の場合は、In the case of three,

【0040】[0040]

【数9】 [Equation 9]

【0041】となり、さらに数の多い場合も同様に外挿
されて求められる。ただし、X″n は計算された相対加
速度ベクトル{X}″n の据付位置の成分である。なお、
アクチュエータの制御のため、加速度の他に変位・速度
などの情報が必要なときは同様に外挿によって求められ
る。
In the case where the number is larger, it can be obtained by extrapolation in the same manner. However, X ″ n is a component of the installation position of the calculated relative acceleration vector {X} ″ n . In addition,
When information other than acceleration, such as displacement and velocity, is required for controlling the actuator, it is similarly obtained by extrapolation.

【0042】手順で必要とする据付位置11に加わる
荷重{q}nは、図1の振動台2に据付構造物1から加わ
る荷重と同等である。ディジタル計算機に入力されたデ
ータから荷重計算アルゴリズム13によって{q}n を定
める。図1の実施例では、アクチュエータ3a−3cと
加振台2との間に荷重検出器7a−7cを挿入して荷重
を検出する。荷重検出器7a−7cで検出された荷重に
は振動台の慣性力が含まれているので、振動台2に取り
付けた加速度検出器9aにより振動台の加速度を検出
し、荷重検出器で検出された荷重とともにA/D変換器
8により、ディジタル計算機5に入力した後、加振台の
質量と、検出された加速度から加振台の慣性力を計算
し、この慣性力を荷重検出器7a−7cで検出された荷
重から差し引くことにより、構造物1から加振台2に加
わる荷重、つまり支持構造物10の据付位置11に加わ
る荷重{q}n を得ることが出来る。また、支持構造物1
0に据え付けられる構造物を図1にあるように一つであ
る必要はなく、複数個あっても同様な構成で振動試験が
可能である。
The load {q} n applied to the installation position 11 required in the procedure is equal to the load applied from the installation structure 1 to the vibrating table 2 in FIG. The weight calculation algorithm 13 determines {q} n from the data input to the digital computer. In the embodiment of FIG. 1, the load detectors 7a-7c are inserted between the actuators 3a-3c and the vibration table 2 to detect the load. Since the load detected by the load detectors 7a-7c includes the inertial force of the vibrating table, the acceleration of the vibrating table is detected by the acceleration detector 9a attached to the vibrating table 2 and detected by the load detector. The load is input to the digital computer 5 by the A / D converter 8 and then the inertial force of the vibration table is calculated from the mass of the table and the detected acceleration, and this inertial force is detected by the load detector 7a- By subtracting from the load detected by 7c, the load applied from the structure 1 to the vibration base 2, that is, the load {q} n applied to the installation position 11 of the support structure 10 can be obtained. Also, the support structure 1
As shown in FIG. 1, it is not necessary to have only one structure installed at 0, and a vibration test can be performed with a similar structure even if there are a plurality of structures.

【0043】本試験装置を用いることにより、手順に
より運動方程式数3にモデル化されている支持構造物各
部の振動が得られる。据付構造物1を搭載し、かつ、外
力{f}を受ける支持構造物の振動を求めることがで
き、支持構造物の強度を評価することができる。
By using this test apparatus, the vibration of each part of the support structure modeled by the equation of motion 3 can be obtained by the procedure. It is possible to determine the vibration of the support structure that mounts the installation structure 1 and receives an external force {f}, and to evaluate the strength of the support structure.

【0044】加振試験中に加振波形を定めるには、据付
構造物や支持構造物の最高次の固有振動数がωであると
すると、一ステップの微小時間刻みΔtは、少なくとも
1/ωの十分の一以内であることが要求される。たとえ
ば、ωが10Hzであるとすると、一ステップの微小時
間刻みΔtは、十ミリ秒以内となり、この時間内に一ス
イップ後の振動を計算し、さらにアクチュエータを目標
変位になるよう駆動しなければならない。支持構造物が
複雑な構造で、離散化したときの解析モデルの自由度
(変位ベクトル{X}の成分の数)が多い場合には、振
動を計算するために要する時間が長くなるが、この時間
内でも、アクチュエータを止めること無く動作させるた
めの指令値を計算する必要がある。そこで、振動計算プ
ログラムと加振制御計算プログラムとが、時間的に平行
して実行されるアルゴリズムを持つディジタル計算機と
している。
In order to determine the vibration waveform during the vibration test, if the highest-order natural frequency of the installation structure or the supporting structure is ω, the minute time step Δt of one step is at least 1 / ω. It is required to be within one tenth of. For example, if ω is 10 Hz, the minute time step Δt of one step is within 10 milliseconds, and the vibration after one sweep is calculated within this time, and the actuator must be driven to reach the target displacement. I won't. If the supporting structure has a complicated structure and the degree of freedom of the analytical model when discretized (the number of components of the displacement vector {X}) is large, the time required to calculate the vibration becomes long. It is necessary to calculate a command value for operating the actuator without stopping even within the time. Therefore, the vibration calculation program and the vibration control calculation program are digital computers having algorithms that are executed in parallel in time.

【0045】図4は、振動計算と加振制御計算とを平行
して行うアルゴリズムの一実施例を時間的に展開して示
した説明図である。現在の状態が、時刻tn (nステッ
プ)にあるものとすると、nステップまでに得られてい
る情報を基に、Δt時間後のn+1ステップの支持構造
物の振動を計算するのにdt時間要する。この時間内で
は据付け位置の加速度の変化速度をnステップ時点にお
ける加速度の変化速度と同一として、n+1ステップま
での各時刻の据付位置の加速度を計算しアクチュエータ
に対する加速度指令とする。dt時間後X″n+1 が求ま
ると、tn+1 時点で加速度がX″n+1となるように変位
指令を計算する。これにより、アクチュエータを停止さ
せること無く時間刻みΔtごとの目標加速度に駆動する
ことが出来る。
FIG. 4 is an explanatory view showing one embodiment of an algorithm for performing vibration calculation and vibration control calculation in parallel, which is developed in time. Assuming that the current state is at time t n (n steps), dt time is required to calculate the vibration of the support structure for n + 1 steps after Δt time based on the information obtained up to n steps. It costs. Within this time, the speed of change of the acceleration at the installation position is set to be the same as the speed of change of the acceleration at the time of n steps, and the acceleration of the installation position at each time up to n + 1 steps is calculated and used as the acceleration command for the actuator. When X ″ n + 1 is obtained after dt time, the displacement command is calculated so that the acceleration becomes X ″ n + 1 at the time t n + 1 . As a result, it is possible to drive to the target acceleration for each time step Δt without stopping the actuator.

【0046】図5は、計算アルゴリズムの他の実施例を
示したもので、dtがΔtの1/2以下の場合に用いる
ことが出来る。この場合には、Δt/2時間だけずらし
た時点での振動計算が可能となり、Δtの中間の加速度
を補間することが出来る。さらに、振動計算中の目標加
速度が一ステップ前に求まっているので、図4の実施例
と比較して精度の高い実験が可能となる。
FIG. 5 shows another embodiment of the calculation algorithm, which can be used when dt is 1/2 or less of Δt. In this case, the vibration can be calculated at a time point shifted by Δt / 2 hours, and the acceleration in the middle of Δt can be interpolated. Furthermore, since the target acceleration during the vibration calculation is obtained one step before, it is possible to perform an experiment with higher accuracy than in the embodiment of FIG.

【0047】本実施例によれば、加振試験中に、据付構
造物が振動したときに支持構造物に加わる力を検出する
ことができ、それを用いて支持構造物の加速度応答を計
算し、据付機器が据付けられる位置の加速度応答が得ら
れるので、振動台に実現すべき加速度波形を定めること
ができる。よって、据付位置の加速度波形を加振試験前
に定めることができない場合、たとえば据付構造物の重
量が支持構造物の振動に影響する程大きい場合や、据付
構造物の振動状態が試験前に定められない場合において
も、据付構造物が支持構造物内に搭載されているのと同
等の振動条件を、振動台上に搭載された据付構造物に実
現することが可能となる。
According to this embodiment, it is possible to detect the force applied to the support structure when the installation structure vibrates during the vibration test, and use it to calculate the acceleration response of the support structure. Since the acceleration response of the position where the installation device is installed is obtained, the acceleration waveform to be realized on the vibrating table can be determined. Therefore, when the acceleration waveform of the installation position cannot be determined before the vibration test, for example, when the weight of the installation structure is large enough to affect the vibration of the support structure, or the vibration state of the installation structure is determined before the test. Even in the case where it is not possible, it is possible to realize the vibration condition equivalent to that when the installation structure is installed in the support structure, in the installation structure installed on the vibrating table.

【0048】ところが、数値モデルと、実物部分モデル
の質量の関係によっては、アルゴリズムによる計算が発
散する。また、発散の限界が加速度推定の外挿に使用し
た加速度計算値の数によって異なる。その関係について
以下に述べる。
However, depending on the relationship between the mass of the numerical model and the mass of the real part model, calculation by the algorithm diverges. In addition, the limit of divergence differs depending on the number of calculated acceleration values used for extrapolation of acceleration estimation. The relationship will be described below.

【0049】図6に示すように、単純なモデルとして、
一自由度の質量Mの質点に、質量mが付加された場合を
考える。また、減衰は0とし、加振力も0とする。この
系に初速度が与えられた場合の自由振動について考え
る。
As shown in FIG. 6, as a simple model,
Consider a case where the mass m is added to the mass point of the mass M having one degree of freedom. Further, the damping is set to 0 and the excitation force is also set to 0. Consider the free vibration when an initial velocity is given to this system.

【0050】自由振動の場合、数値積分の式は時刻tn
の状態{x}n からtn+1 の状態{x}n+1 を求める漸化式
として表現できる。すなわち、
In the case of free oscillation, the numerical integration formula is the time t n
State {x} from n of t n + 1 state {x} n + 1 can be expressed as a recurrence formula obtained. That is,

【0051】[0051]

【数10】 [Equation 10]

【0052】これが、発散しないための条件は、定数マ
トリクス(A)の固有値の絶対値が1以下であることで
ある。なぜなら、マトリクス(A)が正則なn×nマト
リクスであると固有値λk(k=1〜n)を持つが、λk
が全て異なると固有値λk に対応する固有ベクトルを
{yk}は、互いに一次独立である。従って、初期値
{x}1は固有ベクトル{yk }を用いて次のように書け
る。
The condition for not diverging is that the absolute value of the eigenvalue of the constant matrix (A) is 1 or less. This is because, although having a matrix when (A) is a nonsingular n × n matrix eigenvalues λ k (k = 1~n), λ k
Are all different, the eigenvectors {y k } corresponding to the eigenvalues λ k are linearly independent of each other. Therefore, the initial value
{x} 1 can be written as follows using the eigenvector {y k }.

【0053】[0053]

【数11】 [Equation 11]

【0054】数11を数10に代入しSubstituting equation 11 into equation 10

【0055】[0055]

【数12】 [Equation 12]

【0056】の関係を用いるとUsing the relation of

【0057】[0057]

【数13】 [Equation 13]

【0058】すなわち{x}i+1 の発散(|{x}i+1|が
i→∞で無限大となること)がおきないためには、全て
の固有値の絶対値が1以下であること、すなわち、
That is, in order to prevent divergence of {x} i + 1 (| {x} i + 1 | becomes infinite from i → ∞), the absolute values of all eigenvalues are 1 or less. That is,

【0059】[0059]

【数14】 [Equation 14]

【0060】が必要である。Is required.

【0061】図6に示したモデルの場合、数4は数15
のようになる。
In the case of the model shown in FIG. 6, equation 4 is equation 15
become that way.

【0062】[0062]

【数15】 [Equation 15]

【0063】加速度計算値を一個だけ用いて推定する場
合は、数7によるから反力−mx″n+1は−mx″nに置
き換わる。そこで数15は次式の通りとなる。
When only one acceleration calculation value is used for estimation, the reaction force −mx ″ n + 1 is replaced by −mx ″ n because of Equation 7. Therefore, Equation 15 is as follows.

【0064】[0064]

【数16】 [Equation 16]

【0065】従って、マトリクス(A)の特性方程式はTherefore, the characteristic equation of the matrix (A) is

【0066】[0066]

【数17】 [Equation 17]

【0067】となる。Δtが小さくこれに関する項が無
視できる場合、方程式は近似的に
It becomes If Δt is small and the term for this is negligible, the equation is approximately

【0068】[0068]

【数18】 [Equation 18]

【0069】となる。すなわち、|λ|≦1のためにはIt becomes That is, for | λ | ≦ 1

【0070】[0070]

【数19】 [Formula 19]

【0071】が条件となる。Is a condition.

【0072】加速度計算値を二個用いて推定する場合
は、数8によるから反力−mx″n+1は−m(2x″n
x″n-1)に置き換わる。そこで数15は次式の通りとな
る。
When using two calculated acceleration values, the reaction force −mx ″ n + 1 is −m (2x ″ n
x ″ n−1 ), so that equation 15 becomes as follows.

【0073】[0073]

【数20】 [Equation 20]

【0074】従って、マトリクス(A)の特性方程式はTherefore, the characteristic equation of the matrix (A) is

【0075】[0075]

【数21】 [Equation 21]

【0076】となる。Δtが小さくこれに関する項が無
視できる場合、方程式は近似的に
It becomes If Δt is small and the term for this is negligible, the equation is approximately

【0077】[0077]

【数22】 [Equation 22]

【0078】となる。よって、安定な条件はIt becomes Therefore, the stable condition is

【0079】[0079]

【数23】 [Equation 23]

【0080】である。It is

【0081】加速度計算値を三個だけ用いて推定する場
合は、数9によるから反力−mx″n+1は−m(3x″n
−3x″n-1+x″n-2)に置き換わる。そこで数15は
次式の通りとなる。
In the case of estimating using only three acceleration calculation values, the reaction force −mx ″ n + 1 is −m (3x ″ n because of the equation 9.
-3x ″ n-1 + x ″ n-2 ). Therefore, Equation 15 is as follows.

【0082】[0082]

【数24】 [Equation 24]

【0083】従って、マトリクス(A)の特性方程式はTherefore, the characteristic equation of the matrix (A) is

【0084】[0084]

【数25】 [Equation 25]

【0085】となる。Δtが小さくこれに関する項が無
視できる場合、方程式は近似的に
It becomes If Δt is small and the term for this is negligible, the equation is approximately

【0086】[0086]

【数26】 [Equation 26]

【0087】となる。従って、It becomes Therefore,

【0088】[0088]

【数27】 [Equation 27]

【0089】が、条件として得られる。Is obtained as a condition.

【0090】さらに、推定にn個の加速度計算値を用い
たときは、同様の検討により数2という結果が得られ
る。以上の結果を表1にまとめる。
Further, when n acceleration calculation values are used for the estimation, the result of Equation 2 is obtained by the same examination. The above results are summarized in Table 1.

【0091】[0091]

【表1】 [Table 1]

【0092】数値モデルがもっと複雑な多質点系であ
り、境界点の数が一つの場合は、つぎのようになる。数
値モデルの運動方程式数3より、固有モードベクトル
{φ}i が自由度の数だけ求められる。ここでiはモード
次数を示している。このベクトル{φ}i を用いると運動
方程式は、減衰項を無視すると、次のような自由度の数
だけの一自由度系の運動方程式に書き替えられる。
When the numerical model is a more complex multi-mass system and the number of boundary points is one, the following is obtained. From the equation of motion 3 of the numerical model, the eigenmode vector
{φ} i can be obtained by the number of degrees of freedom. Here, i indicates the mode order. Using this vector {φ} i , the equation of motion can be rewritten as the equation of motion for a system with one degree of freedom as shown below, ignoring the damping term.

【0093】[0093]

【数28】 [Equation 28]

【0094】これから、各モードごとに質量比ρi From this, the mass ratio ρ i for each mode is

【0095】[0095]

【数29】 [Equation 29]

【0096】のように表現できる。この質量比がすべて
のモードについて、前記発散限界内にあれば、発散の恐
れがなく、アルゴリズムにより振動試験が実施できる。
境界点が複数個ある場合は実物部分モデルの質量を各境
界点が分担して受け持つことになるが最も安定な条件を
得るために各境界点それぞれに全ての質量が付加された
評価を行えばよい。また、実物部分モデルが複数個ある
場合や実物部分モデルの支持点が複数の自由度を持つ場
合は、それぞれの自由度に関して評価を行えばよい。な
お、この場合、自由度が回転自由度である場合は、質量
は慣性モーメントに置き換わる。
It can be expressed as follows. If this mass ratio is within the divergence limit for all modes, there is no fear of divergence, and the vibration test can be performed by the algorithm.
When there are multiple boundary points, each boundary point shares the mass of the real part model, but in order to obtain the most stable condition, if all the masses are added to each boundary point, an evaluation is performed. Good. Further, when there are a plurality of real part models or when the support points of the real part model have a plurality of degrees of freedom, it is sufficient to evaluate each degree of freedom. In this case, when the degree of freedom is the rotational degree of freedom, the mass replaces the moment of inertia.

【0097】さらに、別の実施例について図1を用いて
述べる。ディジタル計算機には、加振試験実施の前に振
動台の支持部の荷重変換器7b,7c荷重変換器の出力
をA/D変換器を介し入力し、加振対象の据付機器の質
量を測定し、事前にディジタル計算機に入力されている
支持構造物の数値モデルから定める前記質量比を計算
し、表1の条件を満たしていない場合、警報を発し、加
振試験が実行出来ないようにする機能がある。この機能
により、振動応答解析が発散し振動台に過大な加速度が
加わり、加振される据付機器が破壊したり、あるいは、
正確な振動応答が評価出来なくなる恐れがなくなる。警
報が発せられたときは加速度推定の個数を変更したり数
値モデルを変更したりして、条件に適合するようにして
試験を行えば良い。
Further, another embodiment will be described with reference to FIG. The output of the load converters 7b and 7c of the supporting part of the vibrating table is input to the digital computer via the A / D converter before the vibration test is performed, and the mass of the installed equipment to be excited is measured. Then, the mass ratio determined from the numerical model of the support structure that has been input to the digital computer in advance is calculated, and if the conditions in Table 1 are not satisfied, an alarm is issued and the vibration test cannot be executed. There is a function. With this function, vibration response analysis diverges and excessive acceleration is applied to the vibration table, which destroys the installed equipment that is vibrated, or
There is no fear that accurate vibration response cannot be evaluated. When an alarm is issued, the number of acceleration estimates may be changed or the numerical model may be changed to perform the test so as to meet the conditions.

【0098】なお、実施例としては、実物部分モデルが
据付機器であり、数値モデルが支持構造物であり、アク
チュエータが振動台である場合について述べたが、本発
明はこれだけに限定されるものではなく、振動試験の構
成が他の場合であっても本発明を適用することは可能で
ある。要するに、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、種
々の構成をとることができる。
In the embodiment, the case where the actual partial model is the installation device, the numerical model is the support structure and the actuator is the vibrating table has been described, but the present invention is not limited to this. However, the present invention can be applied even if the configuration of the vibration test is other than that. In short, various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0099】[0099]

【発明の効果】本発明によれば、実物部分モデルを加振
した際に生じる荷重を用いて、加振すべき境界点の加速
度を計算することができるので、実物部分モデルと数値
モデル物の間に相互作用があって加振加速度波形を試験
前に定めることができない場合でも、加振試験中に加振
加速度波形をディジタル計算機で計算しながら定め実物
部分モデルの振動試験を行うことが出来る。従来、構造
物全体を用いて振動試験を行ったのに対し、部分構造物
のみをアクチュエータで加振することにより構造物の振
動試験が実現可能である。試験体の規模が小さくなると
共に、限られた加振試験設備を用いてより規模の大きい
機器の試験が可能となる。
According to the present invention, since the acceleration at the boundary point to be excited can be calculated using the load generated when the real part model is excited, the real part model and the numerical model Even if it is not possible to determine the vibration acceleration waveform before the test due to the interaction between them, it is possible to perform the vibration test of the actual part model while calculating the vibration acceleration waveform by the digital computer during the vibration test. .. Conventionally, the vibration test is performed using the entire structure, whereas the vibration test of the structure can be realized by exciting only the partial structure with the actuator. As the scale of the test specimen becomes smaller, it becomes possible to test larger equipment by using limited vibration test equipment.

【0100】また、部分モデルの振動がわからない場合
にも、部分モデルの試験と同時に行われる振動応答計算
により数値モデル部分の振動応答を得ることができる。
数値モデル部分は容易に変更可能なので設計変更によっ
て生じる、部分モデルに加わる振動の変化や数値モデル
部分自体の振動の変化を、数値モデル部分構造物を製作
して実験すること無しに知ることが可能となる。
Further, even when the vibration of the partial model is unknown, the vibration response of the numerical model part can be obtained by the vibration response calculation performed at the same time as the test of the partial model.
Since the numerical model part can be easily changed, it is possible to know the change in the vibration applied to the partial model and the vibration of the numerical model part itself caused by the design change, without making and experimenting with the numerical model substructure. Becomes

【0101】また、加振対象である実物部分モデルの質
量と、数値モデルの関係を、加速度推定に使用している
加速度の計算値の個数によって定まる条件を満たすよう
にする本発明の試験方法により、本発明の試験装置に使
用されている振動解析アルゴリズムを安定に実行でき
る。
In addition, according to the test method of the present invention, the relationship between the mass of the actual partial model to be excited and the numerical model satisfies the condition determined by the number of calculated acceleration values used for acceleration estimation. The vibration analysis algorithm used in the test apparatus of the present invention can be stably executed.

【0102】さらに、本発明の試験装置により、上記条
件が満たされているときのみ加振試験が可能となり振動
解析が発散することにより試験体の損傷等の発生が生じ
ることなく試験が実施できる。
Further, with the test apparatus of the present invention, the vibration test can be performed only when the above conditions are satisfied, and the test can be performed without causing damage to the test body due to the divergence of the vibration analysis.

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

【図1】本発明の一実施例による試験装置のブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram of a test apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の据付機器の試験装置のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of a conventional test apparatus for installed equipment.

【図3】支持構造物内に据付けられる据付機器の説明
図。
FIG. 3 is an explanatory view of an installation device installed in the support structure.

【図4】計算機のアルゴリズムの一実施例を示す説明
図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a computer algorithm.

【図5】計算機のアルゴリズムの他の実施例を示す説明
図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing another embodiment of a computer algorithm.

【図6】一自由度系モデルの説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a one-degree-of-freedom system model.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…据付機器、2…加振台、3…アクチュエータ、4…
制御回路、5…ディジタル計算機、6…ディジタル・ア
ナログ変換器、7…荷重検出器、8…アナログ・ディジ
タル変換器、9…加速度検出器、10…支持構造物、1
4…振動計算アルゴリズム、15…加振制御計算アルゴ
リズム。
1 ... Installation equipment, 2 ... Vibration table, 3 ... Actuator, 4 ...
Control circuit, 5 ... Digital computer, 6 ... Digital / analog converter, 7 ... Load detector, 8 ... Analog / digital converter, 9 ... Acceleration detector, 10 ... Support structure, 1
4 ... Vibration calculation algorithm, 15 ... Excitation control calculation algorithm.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】構造物の一部分を実物または模型を用いて
モデル化し、他の部分は数値モデル化し、実物モデルの
数値モデル部分との境界部分に取り付けられた一個若し
くは複数個のアクチュエータと、前記アクチュエータの
制御装置と、前記アクチュエータに生じる実物モデルか
らの反力を測定する装置と、前記数値モデルの振動応答
を計算するディジタル計算機と、前記反力測定値を前記
ディジタル計算機に入力する手段と、前記ディジタル計
算機の振動応答計算値から算出した値を加振信号として
前記アクチュエータの制御装置へ出力する手段とを備
え、前記ディジタル計算機は一定時間刻みごとに前記ア
クチュエータに発生する反力測定値を入力し、前記反力
測定値と既知の外力値を用いて前記数値モデルと前記実
物モデルとの境界部の反力計測時刻の加速度を含む振動
応答を計算し、反力計測時刻から一定時間後に前記アク
チュエータで実現される加速度が、反力計測時刻を含む
過去の加速度計算値から算出された値となるように、前
記アクチュエータの制御装置に加振信号を出力する機能
を設けたことを特徴とする構造物の試験装置。
1. A part of a structure is modeled by using a real thing or a model, and the other part is modeled numerically, and one or a plurality of actuators attached to a boundary part of the real model with the numerical model part, and An actuator control device, a device for measuring a reaction force generated from an actual model in the actuator, a digital computer for calculating a vibration response of the numerical model, a means for inputting the reaction force measurement value to the digital computer, And a means for outputting a value calculated from the vibration response calculation value of the digital computer to the control device of the actuator as an excitation signal, the digital computer inputs the reaction force measurement value generated in the actuator at regular time intervals. Then, using the reaction force measurement value and the known external force value, the boundary portion between the numerical model and the actual model The vibration response including the acceleration at the reaction force measurement time is calculated so that the acceleration realized by the actuator after a certain time from the reaction force measurement time becomes the value calculated from the past acceleration calculation value including the reaction force measurement time. In addition, the structure testing device is provided with a function of outputting a vibration signal to the actuator control device.
【請求項2】請求項1において、一定時間後に前記アク
チュエータで実現される加速度は、反力計測時刻の加速
度計算値である構造物の試験装置。
2. The structure testing apparatus according to claim 1, wherein the acceleration realized by the actuator after a certain period of time is an acceleration calculation value at a reaction force measurement time.
【請求項3】請求項1において、一定時間後に前記アク
チュエータで実現される加速度は、反力計測時刻の加速
度計算値と一つ前の時間刻みの加速度計算値を用いて推
定された値である構造物の試験装置。
3. The acceleration realized by the actuator after a certain period of time according to claim 1, is a value estimated by using an acceleration calculation value at a reaction force measurement time and an acceleration calculation value at a previous time step. Testing equipment for structures.
【請求項4】請求項1において、一定時間後に前記アク
チュエータで実現される加速度は、反力計測時刻の加速
度計算値,一つ前の時間刻みの加速度計算値、および、
さらに一つ前の時間刻みの加速度計算値を用いて推定さ
れた値である構造物の試験装置。
4. The acceleration realized by the actuator after a certain period of time is an acceleration calculation value at a reaction force measurement time, an acceleration calculation value at a previous time step, and
Further, the structure testing apparatus, which is a value estimated by using the acceleration calculation value in the previous time step.
【請求項5】請求項1において、前記ディジタル計算機
は、振動試験実施前に加速度推定に使用する加速度計算
値の個数nを入力可能で、一定時間後に前記アクチュエ
ータで実現される加速度は、反力計測時刻の加速度計算
値を含め、n個の加速度計算値を用いて推定された値で
ある構造物の試験装置。
5. The digital computer according to claim 1, wherein the number n of acceleration calculation values used for acceleration estimation before a vibration test can be input to the digital computer, and the acceleration realized by the actuator after a predetermined time is a reaction force. A structure testing apparatus that is a value estimated using n acceleration calculation values including the acceleration calculation value at the measurement time.
【請求項6】請求項2において、試験対象である実物モ
デルの質量と、数値モデルとから 【数1】 で求められる値ρi を、数値モデルのすべての固有モー
ドに対して、1より小さく設定することを特徴とする構
造物の試験方法。
6. The mass according to claim 2, from the mass of the real model to be tested and the numerical model, A method for testing a structure, characterized in that the value ρ i obtained in 1 is set to be smaller than 1 for all eigenmodes of the numerical model.
【請求項7】請求項3において、試験対象である実物モ
デルの質量と、数値モデルから数1で求められる値ρi
を、数値モデルのすべての固有モードに対して、1/3
より小さく設定する構造物の試験方法。
7. The mass ρ i obtained by the mathematical formula 1 from the mass of the real model to be tested and the numerical model according to claim 3.
To 1/3 for all eigenmodes of the numerical model
Test method for structures set smaller.
【請求項8】請求項4において、試験対象である実物モ
デルの質量と、数値モデルから数1で求められる値ρi
を、数値モデルのすべての固有モードに対して、1/7
より小さく設定する構造物の試験方法。
8. The mass ρ i obtained by the mathematical formula 1 from the mass of the real model to be tested and the numerical model according to claim 4.
To 1/7 for all eigenmodes of the numerical model
Test method for structures set smaller.
【請求項9】請求項5において、加速度推定に使用する
計算値の個数がnであるとき、試験対象である実物モデ
ルの質量と、数値モデルとから、数1で求められる値ρ
i を、数値モデルのすべての固有モードに対して、 【数2】 で定められるρcrより小さく設定する構造物の試験方
法。
9. The value ρ obtained by the mathematical expression 1 from the mass of a real model to be tested and a numerical model when the number of calculated values used for acceleration estimation is n.
Let i be the following for all eigenmodes of the numerical model: A test method for structures that is set smaller than ρ cr specified in.
【請求項10】請求項1,2,3,4または5におい
て、前記アクチュエータに荷重検出器を有し、前記ディ
ジタル計算機がその出力値を取り込み、その出力値を用
いて試験対象である構造物の質量を測定し、その質量値
と、数値モデルから、数1で求められる値ρi を、数値
モデルのいずれかの固有モードに対して、加速度推定に
使用する計算値の個数nにより数2で定められるρcr
りも大きい時、警報を発し、試験を実施できなくする機
能をもつ据付け機器の試験装置。
10. The structure according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein said actuator has a load detector, said digital computer fetches its output value and uses the output value as a test object. Of the numerical value, and the value ρ i obtained from the numerical model from the numerical model is calculated from the numerical value n based on the number n of calculated values used for acceleration estimation for any eigenmode of the numerical model. A test device for installed equipment that has the function of generating an alarm and disabling the test when it is larger than ρ cr defined in.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6763311B2 (en) 1999-03-15 2004-07-13 Hitachi, Ltd. Shaking test apparatus and method for structures
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CN105182412A (en) * 2015-09-21 2015-12-23 中国神华能源股份有限公司 Detection method of coal mine underground reservoir coal pillar dam body earthquake safety

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