JPH10123008A - Apparatus and method for vibration test of structure - Google Patents

Apparatus and method for vibration test of structure

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JPH10123008A
JPH10123008A JP8273489A JP27348996A JPH10123008A JP H10123008 A JPH10123008 A JP H10123008A JP 8273489 A JP8273489 A JP 8273489A JP 27348996 A JP27348996 A JP 27348996A JP H10123008 A JPH10123008 A JP H10123008A
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JP
Japan
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shaker
displacement
function
exciter
vibration
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Pending
Application number
JP8273489A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Koiso
健一 小磯
Toshihiko Horiuchi
敏彦 堀内
Kazuhiro Umekita
和弘 梅北
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Hitachi Ltd
Hitachi Tsuchiura Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Tsuchiura Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10123008A publication Critical patent/JPH10123008A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method in which a vibration test to be executed by combining a partial vibration test with a vibration response numeral analysis can be executed under a wide-range vibration condition. SOLUTION: A reaction force from a structure 2, to be tested, which is vibrated by an exciter 6 is measured by a reaction-force measuring means 9. Data on the reaction force and data on an external force meaning an earthquake or the like are input to a vibration-response analytical function part 13 at intervals of every constant time, an exiciter-displacement computing function part 14 which receives its analyzed result computes an exciter displacement to be added to the exciter 6. An exciter-displacement compensation function part 15 executes a compensation corresponding to an exciter dynamic characteristic. On the basis of the compensated exciter displacement (computed value), an exciter-driving-signal computing function part 16 computes an exciter- displacement estimated value. The estimated value is used as a driving signal so as to drive the exciter 6. Thereby, since the computed result of the exciter-displacement computing function part 14 agrees with an actual displacement applied to the structure 2 to be tested, an error due to the exciter dynamic characteristic is eliminated, and a vibration test can be performed with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は構造物の一部分のみ
の振動試験と残りの部分の振動応答数値解析とを、実時
間で組み合わせて行う構造物の振動試験装置及び試験方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration test apparatus and method for a structure in which a vibration test of only a part of the structure and a numerical analysis of the vibration response of the remaining part are combined in real time.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に小型構造物の場合の振動試験は振
動台にそれ全体を搭載して行う。構造物が大型であって
振動台の積載限界を超える場合は、搭載対象を縮小モデ
ルまたは部分モデルとする。前者の縮小モデル試験は、
対象構造物の非線形振動挙動等が災いして縮小化にとも
なう相似則が成立し難い場合は行えない。後者の部分モ
デル試験の場合は、モデル部分・周辺部分相互間の振動
の連成が問題となる。振動連成が大きいと誤差を生じ、
精度の良い試験は行えない。特開昭61−34438号
・特開昭61−132835号・特開昭62−2208
31号の各公報に構造物等を振動台に搭載しないで行う
タイプの振動試験が示されている。それは構造物の一部
分のみを加振機によって加振する部分加振試験と、残り
の部分の振動応答数値解析とを組み合わせて進める振動
試験である。実物大の大型構造物であっても、部分加振
であれば実行可能となる。このため、縮小化にともなう
相似則を考慮する必要はない。また部分加振の影響が及
ばない周辺部分の振動を数値計算で補い考慮するので、
振動台に構造物全体を乗せる搭載形振動試験の結果と近
似する。
2. Description of the Related Art Generally, a vibration test for a small structure is carried out by mounting the whole structure on a vibration table. If the structure is large and exceeds the loading limit of the shaking table, the mounting target is a reduced model or a partial model. The former reduced model test is
This cannot be performed when the similarity rule accompanying the downsizing is difficult to be established due to the non-linear vibration behavior of the target structure and the like. In the case of the latter partial model test, coupling of vibration between the model part and the peripheral part becomes a problem. Large vibration coupling causes an error,
Accurate tests cannot be performed. JP-A-61-34438, JP-A-61-132835, and JP-A-62-2208.
No. 31 discloses a vibration test of a type in which a structure or the like is not mounted on a shaking table. It is a vibration test that proceeds by combining a partial vibration test in which only a part of a structure is vibrated by a vibrator and a numerical analysis of vibration response in the remaining part. Even if it is a large-sized structure of the actual size, it can be executed if partial vibration is applied. For this reason, it is not necessary to consider the similarity rule accompanying the reduction. In addition, since the vibration of the peripheral part which is not affected by the partial excitation is supplemented by numerical calculation,
It approximates the result of a mounted vibration test where the entire structure is placed on a shaking table.

【0003】部分加振形振動試験における振動応答数値
解析には、例えば中央差分法という数値計算手法を利用
する。この点について、図10を用いて説明する。図1
0の1は振動応答を評価する構造物の全体である。その
うちの一部分2を加振対象とする。3は残りの部分であ
る。4は基礎、5は反力壁、6は加振機、7は加振機制
御装置を示す。前記残りの部分3の運動方程式は
The numerical analysis of the vibration response in the partial excitation type vibration test uses, for example, a numerical calculation method called a central difference method. This will be described with reference to FIG. FIG.
0 of 1 is the whole structure for evaluating the vibration response. A part 2 of them is set as a vibration target. 3 is the rest. 4 is a foundation, 5 is a reaction wall, 6 is a shaker, and 7 is a shaker control device. The equation of motion of the remaining part 3 is

【数1】 と書ける。この運動方程式を、数値的に一定時間刻みΔ
tごとに解くことを考える。ある時刻ti における変位
x、外力F、反力Qの値をxi,Fi,Qi とかくと、
(Equation 1) I can write This equation of motion is calculated numerically in fixed time intervals Δ
Consider solving for every t. The values of the displacement x, the external force F, and the reaction force Q at a certain time ti are expressed as xi, Fi, Qi,

【数2】 となる。ここで、時刻ti-1 =ti−Δtと時刻ti+1
=ti+Δtの間で加速度が一定となる、という仮定を
おくと、
(Equation 2) Becomes Here, time ti-1 = ti-.DELTA.t and time ti + 1
= Ti + Δt, the acceleration is constant.

【数3】 が得られる。(数2)を(数3)に代入し、相対変位ベ
クトル{xi+1}について解くと、
(Equation 3) Is obtained. Substituting (Equation 2) into (Equation 3) and solving for the relative displacement vector {xi + 1},

【数4】 となる。これが中央差分法である。(数4)を使えば、
時刻ti-1 及び時刻tiにおける相対変位ベクトル{xi
-1}及び{xi}と、時刻ti における外力ベクト ル
{Fi}及び反力ベクトル{Qi}とから、時刻ti+1 に
おける相対変位ベクト ル{xi+1}が求められる。
(Equation 4) Becomes This is the central difference method. Using (Equation 4),
The relative displacement vector {xi at time ti-1 and time ti
From -1} and {xi}, the external force vector {Fi} and the reaction force vector {Qi} at time ti, the relative displacement vector {xi + 1} at time ti + 1 is obtained.

【0004】上記相対変位ベクトル{xi+1}の計算に
必要な外力ベクトル{Fi}は、例えば地震力などであ
り、通常時の全体構造物を加振する振動試験に先立って
デジタル計算機8内に予め保存しておくか、各時刻毎に
デジタル計算機8に入力する。一方、反力ベクトル{Q
i}は次のようにして得る。時刻ti-1 における計算結
果に基づいて試験対象構造物2のための相対変位の駆動
信号を出力する。その信号を加振機制御装置7に入力
し、加振機6を使って試験対象構造物2を加振する。そ
れにともなう相対変位に対する反力を反力計測手段9に
より測定し、デジタル計算機8に取り込む。かくして、
時刻ti におけるデータ{Fi}及び{Qi}等 が得ら
れるので、時刻ti+1 における相対変位ベクトル{xi+
1}の計算が可能となる。
The external force vector {Fi} required for calculating the relative displacement vector {xi + 1} is, for example, an earthquake force or the like. The external force vector {Fi} is stored in the digital computer 8 prior to a vibration test for exciting the entire structure in a normal state. In advance or input to the digital computer 8 at each time. On the other hand, the reaction force vector {Q
i} is obtained as follows. Based on the calculation result at the time ti-1, a driving signal of the relative displacement for the test object structure 2 is output. The signal is input to the shaker control device 7, and the test target structure 2 is shaken using the shaker 6. The reaction force corresponding to the relative displacement is measured by the reaction force measuring means 9 and taken into the digital computer 8. Thus,
Since data {Fi} and {Qi} at time ti are obtained, the relative displacement vector {xi +
1} calculation is possible.

【0005】以上の手法により、部分加振形試験を、構
造物全体の振動応答の影響を考えながら実施でき、また
構造物全体の振動応答も評価することができる。しか
し、前述の従来技術においては、この場合の加振試験
は、加振試験の時間軸が大きく引き延ばされて実施され
ており、また相対変位に関する反力のみが振動応答解析
に利用される。その他の本来の振動挙動に現れる相対変
位の速度に関する反力(速度を減ずるように作用する反
力であり、該反力は速度に比例する)や加速度に関する
反力(いわゆる慣性力)は無視される。このため、これ
らの影響が大きい場合の振動応答を正確には評価できな
い。
[0005] By the above method, the partial excitation type test can be performed while considering the influence of the vibration response of the whole structure, and the vibration response of the whole structure can be evaluated. However, in the above-described conventional technology, the vibration test in this case is performed with the time axis of the vibration test greatly extended, and only the reaction force related to the relative displacement is used for the vibration response analysis. . The reaction force related to the speed of the relative displacement (reaction force acting to reduce the speed, which is proportional to the speed) and the reaction force related to the acceleration (so-called inertial force) that appear in the other original vibration behavior are ignored. You. Therefore, it is not possible to accurately evaluate the vibration response when these effects are large.

【0006】そこで、振動応答計算における時間軸と加
振試験による時間軸とを一致させて加振する、実時間の
加振が考えられている。例えば特開平7−27664号
公報にその記載がある。実時間加振は、振動応答解析を
行うデジタル計算機によって、反力計測時間から一定時
間後の振動応答を計算し、その振動応答を実現するため
の加振機駆動信号を前記一定時間後のタイミングで加振
機制御装置へ出力することで可能となる。
In view of the above, real-time excitation has been considered in which vibration is performed by matching the time axis in the vibration response calculation with the time axis in the vibration test. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-27664 discloses this. The real-time vibration is calculated by a digital computer that performs vibration response analysis, calculates a vibration response after a certain time from the reaction force measurement time, and outputs a vibrator drive signal for realizing the vibration response at a timing after the certain time. And output to the shaker control device.

【0007】しかし、振動試験に使用される加振機は、
例えば油圧加振機であり、その動特性の影響により駆動
信号に対応する実際の変位応答にわずかな時間遅れδt
を生じる。この時間遅れδtは前記特開平7−2766
4号公報にも指摘されているように、構造物に負の減衰
が発生するのと等価であり、試験を不可能にすることが
知られている。この問題は、遅れ時間δt分だけ先行す
る加振機駆動信号を予測計算し、出力することで解決で
きる。図11はこの点を説明する概念図である。同図上
段は計算された加振機変位信号である。これに所要の補
償を施し、同図中段の加振機駆動信号とする。補償の内
容は時間δtだけ先行させ予測することである。加振機
は同図中段の加振機駆動信号に基づいて駆動するが、そ
の間に時間δtの応答遅れがあるため、実際には同図下
段の変位となる。応答遅れのδtは予測分のδtによっ
て相殺される。このため、ある時刻の変位として計算さ
れた同図上段の変位がその時刻に実現し、実時間の加振
となる。
However, the shaker used for the vibration test is
For example, a hydraulic exciter, which has a slight time delay δt in the actual displacement response corresponding to the drive signal due to the influence of its dynamic characteristics.
Is generated. This time delay δt is as described in the above-mentioned JP-A-7-2766.
As pointed out in Japanese Patent Publication No. 4 (1999), it is equivalent to the occurrence of a negative damping in a structure, and it is known that the test becomes impossible. This problem can be solved by predictively calculating and outputting the shaker drive signal preceding by the delay time δt. FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating this point. The upper part of the figure shows the calculated exciter displacement signal. This is subjected to necessary compensation to obtain a vibrator drive signal in the middle part of FIG. The content of the compensation is to predict ahead of time δt. The exciter is driven based on the exciter drive signal in the middle part of the figure, but there is a response delay of time δt during that time, so that the displacement is actually the lower part in the figure. The response delay δt is offset by the predicted amount δt. For this reason, the displacement in the upper part of the figure calculated as the displacement at a certain time is realized at that time, and the vibration is performed in real time.

【0008】次に、前記特開平7−27664号公報に
記載された加振機駆動信号の予測値算出方法について説
明する。ある時刻tまでの振動応答計算値に基づいてδ
t後の加振機駆動信号を予測する。そのために、時間δ
t幅の刻みのデータを通る補間関数を求める。例えば補
間関数作成に使用するデータの個数を(n+1)個と
し、時間に関するn次の関数(n次多項式)を求める。
その関数のt+δtの値を予測値とする。上記nをn=
1〜5とする場合の、δt後における加振機駆動信号を
外挿法によって予測する式を(数5)〜(数9)に示
す。
Next, a description will be given of a method of calculating a predicted value of a shaker driving signal described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-27664. Based on the vibration response calculation value up to a certain time t, δ
The shaker drive signal after t is predicted. Therefore, the time δ
An interpolation function that passes data at intervals of t widths is obtained. For example, the number of data used for creating an interpolation function is set to (n + 1), and an nth-order function (nth-order polynomial) relating to time is obtained.
The value of t + δt of the function is set as a predicted value. The above n is n =
Equations (5) to (9) for predicting the exciter drive signal after δt by extrapolation in the case of 1 to 5 are shown.

【数5】 (Equation 5)

【数6】 (Equation 6)

【数7】 (Equation 7)

【数8】 (Equation 8)

【数9】 (数5)〜(数9)によれば、簡単な四則演算によって
予測値を算出できるので、δt幅の時間刻みという短時
間の間に計算が完了し、各時刻における実時間の加振が
可能となる。
(Equation 9) According to (Equation 5) to (Equation 9), since the predicted value can be calculated by a simple four arithmetic operations, the calculation is completed in a short time period of time of δt width, and the excitation in real time at each time is performed. It becomes possible.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の補償方
法においては、実際の加振機変位と計算値との間にわず
かな誤差が発生するため、見かけ上の減衰(以下、付加
減衰と呼ぶ)が加わることがある。付加減衰は条件によ
っては負となることがあり、構造物自体の減衰の和が負
となると、振動応答が次第に大きくなり発散することが
考えられる。付加減衰が負となる限界は、加振機に加わ
る変位を正弦波とすると、正弦波の円振動数ωと遅れ時
間δtとの積で定義されるパラメータτによって表わし
得る。また、パラメータτの値として表される限界値は
予測に使用するデータの個数nの関数となる。n=1〜
5についてのこの限界値は、日本機械学会論文集61巻
584号1328頁〜1336頁に示されているよう
に、次の(表1)の通りとなる。
However, in the above-described compensation method, a slight error occurs between the actual exciter displacement and the calculated value, so that the apparent attenuation (hereinafter referred to as additional attenuation). ) May be added. The additional damping may be negative depending on conditions, and when the sum of the damping of the structure itself is negative, the vibration response may gradually increase and diverge. The limit at which the additional damping becomes negative can be represented by a parameter τ defined by the product of the circular frequency ω of the sine wave and the delay time δt, where the displacement applied to the shaker is a sine wave. The limit value represented as the value of the parameter τ is a function of the number n of data used for prediction. n = 1 ~
This limit value for No. 5 is as shown in the following (Table 1) as shown in Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Vol. 61, No. 584, pp. 1328-1336.

【表1】 (表1)における例えばn=2の場合のパラメータτの
限界値は1.047である。これはパラメータτが0〜
1.047の範囲では付加減衰が正となり、それを越え
ると負となることを意味する。(表1)からわかるよう
に、n=1の場合はパラメータτの全領域において負の
付加減衰が加わるため、使用不可である。n=5の場合
もほぼ同様である。このため、n=2〜4が望ましい。
[Table 1] In Table 1 for example, the limit value of the parameter τ when n = 2 is 1.047. This is because the parameter τ is 0
In the range of 1.047, it means that the additional attenuation becomes positive, and when it exceeds that, it becomes negative. As can be seen from (Table 1), when n = 1, negative additional attenuation is applied in the entire region of the parameter τ, so that it cannot be used. The same applies to the case of n = 5. For this reason, n = 2-4 is desirable.

【0010】負の付加減衰による発散は構造物全体の固
有モードについて生じるので、試験対象構造物の質量・
剛性などを想定して得られる全体構造物の固有振動数の
うちの最大のものについて、(表1)の限界値未満とな
る条件が成立しなければならない。未成立となる場合
は、発散の原因となる付加減衰が生じるため、安定な振
動試験は困難となる。従って、加振機の動特性における
応答遅れは振動試験に制約を与え、応答遅れが大きいほ
ど試験対象とできる構造物の固有振動数は小さくなる。
Since the divergence due to the negative additional damping occurs for the eigenmode of the entire structure, the mass of the test object structure
For the largest one of the natural frequencies of the entire structure obtained by assuming rigidity or the like, a condition that is less than the limit value in (Table 1) must be satisfied. If this is not the case, additional damping, which causes divergence, will occur, making stable vibration testing difficult. Therefore, the response delay in the dynamic characteristics of the vibrator limits the vibration test, and the larger the response delay, the lower the natural frequency of the structure that can be tested.

【0011】本発明の目的は、部分加振試験と振動応答
数値解析とを結合して行う振動試験を、広範囲の振動条
件下において実行可能とすることであり、また振動応答
の発散のない精度の高い振動試験装置及び試験方法を提
供することである。
An object of the present invention is to enable a vibration test to be performed under a wide range of vibration conditions by performing a partial vibration test and a numerical analysis of a vibration response, and to provide an accuracy without divergence of the vibration response. And to provide a vibration test apparatus and a test method with high reliability.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、試験対象構造
物を加振する少なくとも一個の加振機と、該加振機を制
御する加振機制御装置と、該加振機に取り付けられた前
記試験対象構造物から該加振機に加わる反力を計測する
反力計測手段とを利用する。これらは部分加振形振動試
験を実行するためのものである。またデジタル計算機を
備える。前記デジタル計算機は前記加振機を管理し、か
つ構造物全体の振動応答数値解析等の任務を分担する。
前記デジタル計算機は次の各機能を持つ。 (1)前記反力計測手段の計測値を一定時間刻みごとに
入力する機能 (2)地震などの外力を意味する外力信号形成機能 (3)前記試験対象構造物を含む全体構造物の振動応答
解析機能 (4)前記振動応答解析結果に応じた加振機変位を算出
する加振機変位算出機能 (5)前記加振機変位を補償する加振機変位補償機能 (6)前記補償後の補償後加振機変位に基づいて加振機
駆動信号を算出する加振機駆動信号算出機能 (7)前記補償後加振機変位を保存するデータ保存機能 (8)前記加振機駆動信号を前記加振機制御装置へ出力
する信号出力機能 (9)前記各機能についての時間管理機能
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides at least one vibrator for vibrating a structure to be tested, a vibrator control device for controlling the vibrator, and a vibrator attached to the vibrator. And a reaction force measuring means for measuring a reaction force applied to the vibrator from the test object structure. These are for performing a partial excitation type vibration test. It also has a digital computer. The digital computer manages the exciter and shares duties such as numerical analysis of vibration response of the entire structure.
The digital computer has the following functions. (1) A function of inputting the measured value of the reaction force measuring means at regular intervals (2) An external force signal forming function representing an external force such as an earthquake (3) Vibration response of the entire structure including the test object structure Analysis function (4) Exciter displacement calculation function for calculating exciter displacement according to the vibration response analysis result (5) Exciter displacement compensation function for compensating the exciter displacement (6) After the compensation A shaker drive signal calculation function for calculating a shaker drive signal based on the shaker displacement after compensation (7) A data storage function for storing the shaker displacement after compensation (8) The shaker drive signal is Signal output function to output to the shaker control device (9) Time management function for each function

【0013】以上の各機能について補足する。前記振動
応答解析機能は構造物の数値モデルが入力されており、
かつ前記反力と前記外力のデータを用いて、反力計測時
刻から一定時間後の前記構造物の振動応答を算出する。
前記加振機変位補償機能は前記加振機変位を前記加振機
の応答遅れを補償する。前記加振機駆動信号算出機能は
前記補償後加振機変位と前記データ保存機能に保存され
た過去の補償後加振機変位と予め入力されている予測パ
ラメータを用いて予め定められた時間後の補償後加振機
変位の予測値を算出する。前記時間管理機能と前記信号
出力機能は前記一定時間後に前記予測値を加振機駆動信
号として出力する。
The above functions will be supplemented. The vibration response analysis function is a numerical model of the structure is input,
Further, using the data of the reaction force and the external force, a vibration response of the structure after a predetermined time from the reaction force measurement time is calculated.
The shaker displacement compensation function compensates the shaker displacement for a response delay of the shaker. The shaker drive signal calculation function is performed after a predetermined time using the compensated shaker displacement, the past compensated shaker displacement stored in the data storage function, and a prediction parameter input in advance. Then, a predicted value of the shaker displacement after the compensation is calculated. The time management function and the signal output function output the predicted value as the shaker drive signal after the predetermined time.

【0014】本発明は、試験対象構造物から加振機に加
わる反力を計測する反力計測手段を備える。それに加
え、加振機における駆動部分の加振機変位を計測する加
振機変位計測手段を設ける場合はその計測値の利用が可
能となる。この場合のデジタル計算機には前記加振機変
位計測手段からの変位出力値を入力する入力機能と予測
パラメータ修正機能を付加する。
The present invention includes a reaction force measuring means for measuring a reaction force applied from the test object structure to the vibrator. In addition, when a shaker displacement measuring means for measuring a shaker displacement of a driving portion of the shaker is provided, the measured value can be used. In this case, the digital computer is provided with an input function for inputting a displacement output value from the shaker displacement measuring means and a prediction parameter correcting function.

【0015】予測パラメータ修正機能は前記変位出力値
と加振機変位算出機能によって算出された加振機変位と
を比較し、両者が一致するように前記加振機駆動信号算
出機能の予測パラメータを逐次修正するものである。本
発明における加振機変位補償機能は2次遅れ系の逆伝達
関数をデジタルフィルタとしたものであることが望まし
い。また、デジタル計算機を複数のCPUを含む並列計
算機とし、以上の各機能を各CPUで分担させることが
可能である。また、デジタル計算機を複数の計算機で構
成し、以上の各機能をこれらの複数の計算機で分担する
ことが可能である。
The prediction parameter correction function compares the displacement output value with the shaker displacement calculated by the shaker displacement calculation function, and adjusts the prediction parameter of the shaker drive signal calculation function so that the two coincide. It is to be corrected sequentially. It is desirable that the shaker displacement compensating function in the present invention is such that the inverse transfer function of the second-order lag system is a digital filter. Further, the digital computer may be a parallel computer including a plurality of CPUs, and each of the above functions may be shared by each CPU. Further, it is possible to configure the digital computer with a plurality of computers, and to share the above functions with the plurality of computers.

【0016】本発明にかかる構造物の振動試験方法は、
以上の各機能に相当するステップを実行し、かつそれを
一定時間刻みごとに繰り返すものである。
The vibration test method for a structure according to the present invention comprises:
Steps corresponding to the above functions are executed, and the steps are repeated at regular time intervals.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図1の構成図
及び図2の流れ図を用いて説明する。試験対象構造物2
は基礎4に固定される。基礎4に反力壁5が固定され、
反力壁5に加振機6が据え付けられる。加振機6は試験
対象構造物2に適宜の変位を加える。加振機6の個数は
1以上であるが、ここでは1個とする。加振機6はその
動特性の影響により変位応答に若干の遅れ時間δtがと
もなう。加振機6に反力計測手段9が設置されており、
試験対象構造物2に変位が加えられた場合の、試験対象
構造物2から加振機6への反力が計測できる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the block diagram of FIG. 1 and the flowchart of FIG. Test target structure 2
Is fixed to the foundation 4. The reaction wall 5 is fixed to the foundation 4,
The vibration exciter 6 is installed on the reaction wall 5. The shaker 6 applies an appropriate displacement to the test object structure 2. Although the number of the vibrators 6 is one or more, it is one here. The vibration response of the vibrator 6 is accompanied by a slight delay time δt due to the influence of its dynamic characteristics. A reaction force measuring means 9 is installed on the vibrator 6.
When a displacement is applied to the test object structure 2, the reaction force from the test object structure 2 to the vibrator 6 can be measured.

【0018】地震などの外力は外力信号入力機能11を
介して入力される。デジタル計算機8外からそれを入力
する代わりに、デジタル計算機8内の外力時刻歴保存機
能12に保存されているデータを読み出すようにしても
同効である。要は外力を意味する外力信号形成機能があ
って、その後の計算の際に外力信号が参照可能であれば
良い。時間管理機能19により前記外力と前記反力は、
一定時間刻みごとに振動応答解析機能13に入力され
る。時間管理機能19はその他の各機能の時間を管理
し、一連の処理ステップが一定時間刻みの単位で実行さ
れ、かつそれを繰り返すことを求める。一定時間刻みと
いうのはいわゆるサンプリング周期であり、振動試験の
精度を高めるために数msecに設定される。デジタル
計算機8はそれに見合った高速の演算処理能力を持つも
のである。
An external force such as an earthquake is input via an external force signal input function 11. Instead of inputting the data from outside the digital computer 8, the data stored in the external force time history storage function 12 in the digital computer 8 may be read. In short, it is only necessary to have an external force signal forming function meaning external force, and to be able to refer to the external force signal in the subsequent calculation. By the time management function 19, the external force and the reaction force are
It is input to the vibration response analysis function 13 at regular intervals. The time management function 19 manages the time of each of the other functions, and requests that a series of processing steps be executed in units of a fixed time and repeated. The predetermined time interval is a so-called sampling period, which is set to several msec in order to improve the accuracy of the vibration test. The digital computer 8 has a high-speed operation processing capacity corresponding to the digital computer 8.

【0019】振動応答解析機能13には試験対象物2を
含む全体構造物の数値モデルが入力されている。それは
例えば前記(数1)のようなマトリクス態様の数値モデ
ルである。振動応答解析機能13は一定時間刻みごとに
入力される反力及び外力のデータを用いて、例えば前記
中央差分法などのアルゴリズムに基づいて、反力計測時
刻から一定時間後の構造物の振動応答を算出する。
A numerical model of the entire structure including the test object 2 is input to the vibration response analysis function 13. It is, for example, a numerical model in the form of a matrix such as (Equation 1). The vibration response analysis function 13 uses the data of the reaction force and the external force input at regular time intervals and, for example, based on an algorithm such as the central difference method or the like, calculates the vibration response of the structure after a certain time from the reaction force measurement time. Is calculated.

【0020】この振動応答計算値に基づき、加振機変位
算出機能14は、試験対象構造物2の加振機設置点に加
えるべき加振機変位を算出する。
Based on the vibration response calculation value, the shaker displacement calculating function 14 calculates a shaker displacement to be added to the shaker installation point of the structure 2 to be tested.

【0021】加振機変位算出機能14からの加振機変位
(計算値)を受けた加振機変位補償機能15は加振機6
の特性に応じた補償を施す。ここでは、加振機6をフィ
ルタとしてモデル化し、その逆伝達関数をデジタルフィ
ルタとする補償がなされるが、このモデル化にともなう
誤差は不可避である。このため、加振機変位補償機能1
5からの補償後加振機変位(計算値)をそのまま加振機
駆動信号としたのでは、加振機変位算出機能14からの
加振機変位(計算値)と実際の加振機変位との間に不一
致を生ずる。
The exciter displacement compensating function 15 receiving the exciter displacement (calculated value) from the exciter displacement calculating function 14
Compensation according to the characteristics of Here, the exciter 6 is modeled as a filter, and its inverse transfer function is compensated for as a digital filter. However, errors due to this modeling are inevitable. Therefore, the shaker displacement compensation function 1
If the shaker displacement (calculated value) after compensation from 5 is used as the shaker drive signal as it is, the shaker displacement (calculated value) from the shaker displacement calculation function 14 and the actual shaker displacement are calculated. Causes a mismatch between

【0022】そこで、加振機変位補償機能15からの補
償後加振機変位(計算値)をデータ保存機能17に保存
する。加振機駆動信号算出機能16はデータ保存機能1
7に保存されている補償後加振機変位(計算値)の最新
のデータ及び過去のデータを参照することができる。ま
た、加振機駆動信号算出機能16には加振機6に固有な
遅れ時間δtがパラメータとして予め入力されている。
加振機駆動信号算出機能16は以上のデータ及び前記パ
ラメータを利用し、補間計算をして加振機変位予測値を
求める。その補間計算は加振機変位算出機能14の加振
機変位(計算値)と実際の加振機変位とが一致するよう
になされる。加振機変位予測値は信号出力機能18を介
して指令信号として加振機制御装置7へ供給される。か
くして、加振機6は駆動する。それから若干の遅れ時間
δtが経過した時点である実際の加振機変位が実現する
が、それは加振機変位算出機能14から出力される加振
機変位(計算値)と一致する結果となり、実時間の加振
が実現する。
Therefore, the shaker displacement (calculated value) after compensation from the shaker displacement compensation function 15 is stored in the data storage function 17. The shaker drive signal calculation function 16 is the data storage function 1
The latest data and past data of the shaker displacement (computed value) after compensation stored in 7 can be referred to. In addition, a delay time δt specific to the shaker 6 is previously input to the shaker drive signal calculation function 16 as a parameter.
The shaker drive signal calculation function 16 uses the above data and the parameters to perform an interpolation calculation to obtain a shaker displacement predicted value. The interpolation calculation is performed so that the shaker displacement (calculated value) of the shaker displacement calculation function 14 matches the actual shaker displacement. The shaker displacement predicted value is supplied to the shaker control device 7 via the signal output function 18 as a command signal. Thus, the shaker 6 is driven. Then, the actual exciter displacement at the time when a slight delay time δt has elapsed is realized, but this results in a result that matches the exciter displacement (calculated value) output from the exciter displacement calculation function 14 and Excitation of time is realized.

【0023】加振機駆動信号算出機能16の前段でなさ
れる加振機変位補償機能15における逆伝達関数を利用
する補償は、予測すべき応答遅れを小さくし、予測補償
の適用範囲を拡大する。このため、この振動験装置を広
範囲の条件下で有効に利用することが可能となる。
The compensation using the inverse transfer function in the exciter displacement compensating function 15 performed before the exciter drive signal calculating function 16 reduces the response delay to be predicted and expands the application range of the prediction compensation. . For this reason, this vibration test apparatus can be effectively used under a wide range of conditions.

【0024】図3は図1の13−14−15の範囲を抜
粋した詳細図である。図3を用いて、加振機変位補償機
能15について改めて説明する。加振機変位補償機能1
5による補償は、加振機6の動特性を2次遅れ系の伝達
関数でモデル化し、その逆伝達関数をデジタルフィルタ
とするものである。加振機変位算出機能14から加振機
変位補償機能15へ供給される加振機変位(計算値)と
その1階微分値、2階微分値を用い、補償後加振変位x
comp を、
FIG. 3 is a detailed view of the range 13-14-15 of FIG. The shaker displacement compensation function 15 will be described again with reference to FIG. Exciter displacement compensation function 1
In the compensation by 5, the dynamic characteristic of the vibrator 6 is modeled by a transfer function of a second-order lag system, and its inverse transfer function is used as a digital filter. Using the exciter displacement (calculated value) supplied from the exciter displacement calculating function 14 to the exciter displacement compensating function 15 and its first-order differential value and second-order differential value, the compensated excitation displacement x
comp

【数10】 とする。加振機6のモデル化を2次遅れ系で行う理由は
次の(a)(b)の通りである。 (a)振動応答解析機能13では振動応答を2次の微分
項まで解析するため、その解析値を使用することがで
き、補償計算に必要となる微分項算出のための微分操作
によって生じるノイズ及び誤差が発生しない。 (b)2次のデジタルフィルタの演算量が小さく高速で
処理することができるため、短時間の各刻み幅で処理す
る必要のある本装置に好適である。 上記補償機能によれば、補償により発生する誤差を回避
でき、高精度に構造物の振動試験を実施することができ
る。
(Equation 10) And The reason why the exciter 6 is modeled by the second-order delay system is as follows (a) and (b). (A) The vibration response analysis function 13 analyzes the vibration response up to the second-order differential term, so that the analysis value can be used, and noise and noise generated by the differential operation for calculating the differential term necessary for the compensation calculation can be used. No error occurs. (B) Since the operation amount of the secondary digital filter is small and processing can be performed at high speed, it is suitable for the present apparatus which needs to perform processing in each short interval in a short time. According to the compensation function, an error caused by compensation can be avoided, and a vibration test of a structure can be performed with high accuracy.

【0025】図4及び図5を使って本発明の他の実施形
態について説明する。ここに前記図1及び図2の部品符
号をなるべくそのまま転用し、重複する説明の一部を省
略する。加振機6にその駆動部分の変位を計測する加振
機変位計測手段29を設け、加振機6により試験対象構
造物2に加えられている振動応答を計測する。デジタル
計算機8中に予測パラメータ修正機能31と信号入力機
能30を設ける。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the part numbers in FIGS. 1 and 2 are used as much as possible, and a part of the overlapping description is omitted. The vibrator 6 is provided with a vibrator displacement measuring means 29 for measuring a displacement of a driving part thereof, and measures a vibration response applied to the test object structure 2 by the vibrator 6. A prediction parameter correction function 31 and a signal input function 30 are provided in the digital computer 8.

【0026】予測パラメータ修正機能31は、信号入力
機能30を介して入力される加振機変位計測手段29か
らの加振機変位(計測値)すなわち実際の加振機変位
と、加振機変位算出機能14で求めた加振機変位とを比
較し、両者が一致するような予測時間及び予測パラメー
タの最適値を求める。加振機変位(計測値)の加振機変
位(計算値)に対する比に相当するスケール定数は逐次
更新され、加振機駆動信号算出機能16へ提供され、予
測パラメータの一つとして利用される。加振機駆動信号
算出機能16は補償後加振機変位(計算値)から加振機
変位予測値を求める際に最新のスケール定数を乗算し補
正する。かくして、精度の高い加振機6の駆動が可能と
なる。
The predictive parameter correcting function 31 includes a shaker displacement (measured value) from the shaker displacement measuring means 29 input through the signal input function 30, that is, an actual shaker displacement and a shaker displacement. By comparing the shaker displacement obtained by the calculation function 14, the optimum values of the prediction time and the prediction parameter are determined so that they match. The scale constant corresponding to the ratio of the shaker displacement (measured value) to the shaker displacement (calculated value) is sequentially updated, provided to the shaker drive signal calculation function 16, and used as one of the prediction parameters. . The shaker drive signal calculation function 16 multiplies and corrects the latest scale constant when calculating the shaker displacement predicted value from the compensated shaker displacement (calculated value). Thus, it is possible to drive the vibrator 6 with high accuracy.

【0027】図4及び図5の実施形態によれば、初期設
定された加振機駆動信号算出機能16の予測時間が、加
振機6及び加振機変位補償機能15の組合せにより発生
する実際の遅れ時間と異なっていた場合や、加振機の動
特性が振動数・振幅などに依存するような場合でも、実
際の状況に応じて予測時間・予測パラメータが変更され
るので、精度の高い加振機の駆動が可能となる。
According to the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the estimated time of the shaker drive signal calculating function 16 which is initialized is generated by the combination of the shaker 6 and the shaker displacement compensation function 15. If the delay time is different from the delay time, or if the dynamic characteristics of the exciter depend on the frequency, amplitude, etc., the prediction time and prediction parameters are changed according to the actual situation. It becomes possible to drive the shaker.

【0028】本発明の実施に使用するデジタル計算機の
構成は様々なものにすることが可能である。以下、この
点について説明する。
The configuration of the digital computer used for implementing the present invention can be various. Hereinafter, this point will be described.

【0029】図6は図1のデジタル計算機8の機能を、
第1デジタル計算機20・第2デジタル計算機21・第
3デジタル計算機22の三者で分担したものである。第
1デジタル計算機20は加振機変位を計算し、それを信
号出力機能23から出力する。第2デジタル計算機21
は信号入力機能24を介して前記加振機変位を取り込
み、補償後加振変位を計算し、それを信号出力機能25
から出力する。第3デジタル計算機22は信号出力機能
26を介して前記補償後加振機変位を取り込み、それを
データ保存機能17に保存し、加振機変位予想値を形成
し、加振機変位予想値を信号出力機能18介して出力す
る。
FIG. 6 shows the functions of the digital computer 8 of FIG.
The first digital computer 20, the second digital computer 21, and the third digital computer 22 share the functions. The first digital computer 20 calculates the shaker displacement and outputs it from the signal output function 23. 2nd digital computer 21
Captures the shaker displacement via a signal input function 24, calculates the compensated excitation displacement, and outputs it to a signal output function 25.
Output from The third digital computer 22 captures the compensated shaker displacement via the signal output function 26, stores the compensated shaker displacement in the data storage function 17, forms a shaker displacement estimated value, and calculates the shaker displacement estimated value. Output through the signal output function 18.

【0030】図7は図4のデジタル計算機8の機能を、
第1デジタル計算機20・第2デジタル計算機21・第
3デジタル計算機22・第4デジタル計算機32の四者
で分担したものである。第1デジタル計算機20・第2
デジタル計算機21・第3デジタル計算機22は前記図
6のそれと同等である。第4デジタル計算機32は信号
入力機能30を介して振動応答(計測値)を取り込み、
信号入力機能33を介して加振機変位(計算値)を取り
込み、予測時間・予測パラメータの最適値を形成し、そ
れを信号出力機能34から出力する。第3デジタル計算
機22は信号入力機能35を介して予測時間・予測パラ
メータの最適値を取り込み、加振機駆動信号算出機能1
6の予測時間・予測パラメータを修正する。
FIG. 7 shows the functions of the digital computer 8 of FIG.
The first digital computer 20, the second digital computer 21, the third digital computer 22, and the fourth digital computer 32 are shared by four members. First digital computer 20 / second
The digital computer 21 and the third digital computer 22 are the same as those in FIG. The fourth digital computer 32 captures the vibration response (measured value) via the signal input function 30,
The displacement (calculated value) of the shaker is fetched via the signal input function 33 to form an optimum value of the prediction time / prediction parameter, which is output from the signal output function 34. The third digital computer 22 captures the optimum value of the prediction time / prediction parameter via the signal input function 35, and outputs the shaker drive signal calculation function 1
Correct the prediction time and prediction parameter of No. 6.

【0031】上記の図6あるいは図7の実施形態は、各
種機能を各デジタル計算機が分担するため、個々のデジ
タル計算機の演算負荷が小さく、短い時間刻みであって
振動試験に必要な一連のプロセスを完結することがで
き、試験精度が向上する。上記各実施形態における入出
力機能は、例えばD/AあるいはA/Dの各変換器であ
り、その間のデータ伝達はアナログ信号の形でなされ
る。
In the embodiment shown in FIG. 6 or FIG. 7, since various functions are shared by the digital computers, the operation load of each digital computer is small, and a series of processes necessary for the vibration test are performed in short time intervals. Can be completed, and the test accuracy is improved. The input / output function in each of the above embodiments is, for example, a D / A or A / D converter, and data transmission therebetween is performed in the form of an analog signal.

【0032】図8の実施形態は、前記図1のデジタル計
算機8の機能を、一つの並列計算機27に属する複数の
CPU28で分担するものである。図9の実施形態は前
記図4のデジタル計算機8の機能を、一つの並列計算機
27に属する複数のCPU28で分担するものである。
図8あるいは図9の実施形態によれば、演算処理能力が
高まり、試験精度が向上する。さらに、並列処理計算機
27内のデータバス36を介してデジタル信号の形態で
データ伝達がなされるため、アナログ信号の場合のよう
なノイズなどの影響を受け難く、高い振動試験が可能と
なる。以上の各実施形態は一軸の加振機を用いた振動試
験装置及び試験方法であるが、複数の加振自由度を持つ
加振機を用いても同効である。
In the embodiment shown in FIG. 8, the functions of the digital computer 8 shown in FIG. 1 are shared by a plurality of CPUs 28 belonging to one parallel computer 27. In the embodiment of FIG. 9, the functions of the digital computer 8 of FIG. 4 are shared by a plurality of CPUs 28 belonging to one parallel computer 27.
According to the embodiment of FIG. 8 or FIG. 9, the arithmetic processing capability is increased, and the test accuracy is improved. Further, since data is transmitted in the form of a digital signal via the data bus 36 in the parallel processing computer 27, it is hardly affected by noise or the like as in the case of an analog signal, and a high vibration test can be performed. Each of the above embodiments is a vibration test apparatus and a test method using a uniaxial vibrator, but the same effect can be obtained by using a vibrator having a plurality of vibration degrees of freedom.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば加振機の応答遅れに起因
する振動試験の適用可能範囲上の制約が緩和される。こ
のため、部分加振試験と振動応答数値解析とを結合して
行う振動試験を、広範囲の振動条件下において実施する
ことができ、また振動応答の発散のない高精度の試験結
果が得られる。
According to the present invention, the restriction on the applicable range of the vibration test caused by the response delay of the vibrator is reduced. Therefore, a vibration test performed by combining the partial excitation test and the vibration response numerical analysis can be performed under a wide range of vibration conditions, and a highly accurate test result without divergence of the vibration response can be obtained.

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

【図1】本発明の実施形態を示す振動試験装置のブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram of a vibration test apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】その主要動作の流れを示す流れ図である。FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the main operation.

【図3】その要部動作の流れを示す流れ図である。FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the operation of the main part.

【図4】本発明の他の実施形態を示す振動試験装置のブ
ロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a vibration test apparatus showing another embodiment of the present invention.

【図5】その主要動作の流れを示す流れ図である。FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the main operation.

【図6】本発明の別の実施形態を示す振動試験装置のブ
ロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a vibration test apparatus showing another embodiment of the present invention.

【図7】本発明のさらに他の実施形態を示す振動試験装
置のブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of a vibration test apparatus showing still another embodiment of the present invention.

【図8】本発明のさらに別の実施形態を示す振動試験装
置のブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram of a vibration test apparatus showing still another embodiment of the present invention.

【図9】本発明のその他の実施形態を示す振動試験装置
のブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram of a vibration test apparatus showing another embodiment of the present invention.

【図10】従来の振動試験装置を示すブロック図であ
る。
FIG. 10 is a block diagram showing a conventional vibration test apparatus.

【図11】その動作を説明する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating the operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 構造物 2 試験対象構造物 3 試験対象構造物以外の構造物 4 基礎 5 反力壁 6 加振機 7 加振機制御装置 8 デジタル計算機 9 反力計測機能 10 信号入力機能 11 外力信号入力機能 12 外力時刻歴保存機能 13 振動応答解析機能 14 加振機変位算出機能 15 加振機変位補償機能 16 加振機駆動信号算出機能 17 データ保存機能 18 信号出力機能 19 時間管理機能 20 第1の計算機 21 第2の計算機 22 第3の計算機 23 信号出力機能 24 信号入力機能 25 信号出力機能 26 信号入力機能 27 並列計算機 28 並列計算機のCPU 29 加振機変位計測機能 30 信号入力機能 31 予測パラメータ修正機能 32 第4の計算機 33 信号入力機能 34 信号出力機能 35 信号入力機能 36 データバス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Structure 2 Test object structure 3 Structure other than test object structure 4 Foundation 5 Reaction wall 6 Exciter 7 Exciter control device 8 Digital computer 9 Reaction force measurement function 10 Signal input function 11 External force signal input function 12 external force time history storage function 13 vibration response analysis function 14 shaker displacement calculation function 15 shaker displacement compensation function 16 shaker drive signal calculation function 17 data storage function 18 signal output function 19 time management function 20 first computer 21 second computer 22 third computer 23 signal output function 24 signal input function 25 signal output function 26 signal input function 27 parallel computer 28 parallel computer CPU 29 shaker displacement measurement function 30 signal input function 31 prediction parameter correction function 32 fourth computer 33 signal input function 34 signal output function 35 signal input function 36 data bus

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅北 和弘 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuhiro Umekita 502 Machinery, Kandachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試験対象構造物を加振する少なくとも一
個の加振機と、該加振機を制御する加振機制御装置と、
該加振機に取り付けられ前記試験対象構造物から該加振
機に加わる反力を計測する反力計測手段とを備え、また
デジタル計算機を備え、 前記デジタル計算機は、前記反力計測手段の計測値を一
定時間刻みごとに入力する機能と、地震などの外力を意
味する外力信号形成機能と、前記試験対象構造物を含む
全体構造物の振動応答解析機能と、前記振動応答解析結
果に応じた加振機変位を算出する加振機変位算出機能
と、前記加振機変位を補償する加振機変位補償機能と、
前記補償後の補償後加振機変位に基づいて加振機駆動信
号を算出する加振機駆動信号算出機能と、前記補償後加
振機変位を保存するデータ保存機能と、前記加振機駆動
信号を前記加振機制御装置へ出力する信号出力機能と、
前記各機能についての時間管理機能とを有し、 前記振動応答解析機能は構造物の数値モデルが入力され
ており、かつ前記反力と前記外力のデータを用いて、反
力計測時刻から一定時間後の前記構造物の振動応答を算
出するものであり、 前記加振機変位補償機能は前記加振機変位を前記加振機
の動特性を補償するものであり、 前記加振機駆動信号算出機能は前記補償後加振機変位と
前記データ保存機能に保存された過去の補償後加振機変
位と予め入力されている予測パラメータを用いて予め定
められた時間後の補償後加振機変位の予測値を算出する
ものであり、 前記時間管理機能と前記信号出力機能は前記一定時間後
に前記予測値を加振機駆動信号として出力するものであ
ることを特徴とする構造物の振動試験装置。
At least one shaker for exciting a structure to be tested, a shaker control device for controlling the shaker,
A reaction force measuring unit attached to the shaker for measuring a reaction force applied to the shaker from the test object structure; and a digital computer, wherein the digital computer measures the reaction force by the reaction force measurement unit. A function of inputting a value at predetermined time intervals, an external force signal forming function meaning an external force such as an earthquake, a vibration response analysis function of the entire structure including the test object structure, and a function corresponding to the vibration response analysis result. A shaker displacement calculation function for calculating a shaker displacement, and a shaker displacement compensation function for compensating for the shaker displacement,
A shaker drive signal calculation function for calculating a shaker drive signal based on the compensated shaker displacement after the compensation, a data storage function for saving the compensated shaker displacement, A signal output function of outputting a signal to the shaker control device,
A time management function for each of the functions, the vibration response analysis function is a numerical model of a structure is input, and using the reaction force and the external force data, a fixed time from the reaction force measurement time Calculating the vibration response of the structure afterward, wherein the shaker displacement compensation function compensates for the dynamic characteristics of the shaker by the shaker displacement, and the shaker drive signal calculation The function is the post-compensation shaker displacement after a predetermined time using the post-compensation shaker displacement, the past post-compensation shaker displacement stored in the data storage function, and the previously input prediction parameter. Wherein the time management function and the signal output function output the predicted value as a shaker drive signal after the predetermined time. .
【請求項2】 請求項1記載の構造物の振動試験装置に
おいて、加振機にその駆動部分の変位を計測する加振機
変位計測手段を設け、デジタル計算機に前記加振機変位
計測手段からの変位出力値を入力する入力機能と予測パ
ラメータ修正機能を設け、 前記予測パラメータ修正機能は前記変位出力値と加振機
変位算出機能によって算出された加振機変位とを比較
し、両者が一致するように前記加振機駆動信号算出機能
の予測パラメータを逐次修正するものであることを特徴
とする構造物の振動試験装置。
2. A vibration test apparatus for a structure according to claim 1, wherein said vibrator is provided with a vibrator displacement measuring means for measuring a displacement of a driving part thereof, and a digital computer is provided with said vibrator displacement measuring means. An input function for inputting the displacement output value of the input device and a prediction parameter correction function are provided. The prediction parameter correction function compares the displacement output value with the shaker displacement calculated by the shaker displacement calculation function, and the two coincide. A vibration test apparatus for a structure, wherein the prediction parameters of the shaker drive signal calculation function are sequentially corrected.
【請求項3】 構造物の全体または一部分を加振機で加
振する構造物の振動試験方法において、試験対象構造物
から加振機への反力を計測し、一定時間刻みごとに計測
される反力のデータと地震などの外力を意味するデータ
とから構造物の数値モデルを考慮して前記計測時点から
一定時間経過後における構造物の振動応答を計算し、該
振動応答から加振機変位を計算し、前記加振機変位から
前記加振機の動特性を予め補償した補償後加振機変位を
求め、該補償後加振機変位のデータを保存し、前記補償
後加振機変位と前記データ保存機能に保存された過去の
振動応答信号と予め入力されている予測パラメータを用
いて、予め定められた時間後の補償後加振機変位予測値
を算出し、前記補償後加振機変位予測値に基づいて前記
加振機を駆動することを特徴とする構造物の振動試験方
法。
3. A vibration test method for a structure in which a whole or a part of the structure is vibrated by a vibrator, wherein a reaction force from the test object structure to the vibrator is measured and measured at regular intervals. The vibration response of the structure after a certain period of time has been calculated from the measurement time point in consideration of the numerical model of the structure from the reaction force data and the data representing the external force such as an earthquake. Calculating a displacement, obtaining a compensated shaker displacement in which the dynamic characteristics of the shaker are previously compensated from the shaker displacement, storing data of the compensated shaker displacement, Using the displacement, the past vibration response signal stored in the data storage function, and a prediction parameter input in advance, a post-compensation shaker displacement prediction value after a predetermined time is calculated, and the post-compensation exciter displacement value is calculated. The shaker is driven based on the shaker displacement predicted value. And a vibration test method for a structure.
【請求項4】 請求項3記載の試験方法において、加振
機により加振される加振機変位を計測し、算出された加
振機変位と計測された加振機変位とを比較し、両者が一
致するように加振機駆動信号の予測時間、予測パラメー
タの少なくとも一方を逐次修正する構造物の振動試験方
法。
4. The test method according to claim 3, wherein a displacement of the shaker excited by the shaker is measured, and the calculated displacement of the shaker is compared with the measured displacement of the shaker. A vibration test method for a structure in which at least one of a predicted time of a vibration exciter drive signal and a predicted parameter is sequentially corrected so that the two coincide.
JP8273489A 1996-10-16 1996-10-16 Apparatus and method for vibration test of structure Pending JPH10123008A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100408993C (en) * 2004-02-02 2008-08-06 沈光新 Simulated test platform system for mechanical structure vibration resistant performance
CN101832849A (en) * 2010-04-09 2010-09-15 北京工业大学 Method for controlling soft start of vibrating meter based on three-parameter control
KR102053682B1 (en) 2018-10-10 2019-12-09 (주)동희산업 Apparatus for vibration test for fuel tank
JP2020153870A (en) * 2019-03-20 2020-09-24 三菱重工業株式会社 Impact test method

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