JPS5827025A - Method and apparatus for analyzing vibration - Google Patents

Method and apparatus for analyzing vibration

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JPS5827025A
JPS5827025A JP56126915A JP12691581A JPS5827025A JP S5827025 A JPS5827025 A JP S5827025A JP 56126915 A JP56126915 A JP 56126915A JP 12691581 A JP12691581 A JP 12691581A JP S5827025 A JPS5827025 A JP S5827025A
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static deformation
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve analysis processing efficiency, in the vibration analysis of structures, by combining the fundamental characteristics obtained as a static deformation mode and a natural vibration mode of the structure of a part of portion thereof, and further computing a frequency response as the natural vibration mode. CONSTITUTION:To a computer 11 which performs the vibration analysis of the structure, an input device 12 and diskd 13 and 14 as memory devices are connected. A display device 15 and a plotter 16 and a line printer 17 as recording devices are provided. In the disk 13, the dimensions such as the sizes and material quality of the structures of the parts or portions constituting a machine are stored. In the disk 14, the following programs are stored: a program which computes the static deformation mode and the natural vibration modes as the fundamental characteristics for every part by using the dimensions of each part stored in the disk 13; a program which combines the fundamental characteristics of the individual parts and computes the vibration characteistics of the entire machine; and a program which displays and rcords the result of the computation. By using said method and device, the fundamental characteristics of the parts and the vibration characteristics of the machine can be efficiently analyzed.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、機械の振動特性を解析する振動解析方法及び
振動解析装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a vibration analysis method and a vibration analysis apparatus for analyzing vibration characteristics of a machine.

新規に機械を開発したりあるいはモデルチェンジをする
場合には、多くの場合試作の過程を経るのが通例である
。すなわち、新しい構想のもとに機械設計を行なった後
に、部品を製作してそれらを組立て、種々の試験を実施
する。試験の内容は、性能・機能・信頼性など広汎に及
ぶ。試験の結果が満足し得るものであれば、試作を完了
する。逆に、試験の結果が満足し得ない場合には、部品
に改良を施し、再度の試験を行なう。この作業は、種々
の試験結果がそれぞれの目標値を満足するまで繰返され
る。試作は一度で達成されることは少なく、むしろ改良
を施しての繰返し試験を行なう方が多い。満足できる試
験結果が得られれば、その場合の仕様・諸元を適正値と
決定した後に、最終的な部品の生産に移行する。
When developing a new machine or making a model change, it is customary in many cases to go through a prototyping process. That is, after designing a machine based on a new concept, parts are manufactured, assembled, and various tests are performed. The content of the test covers a wide range of areas, including performance, functionality, and reliability. If the test results are satisfactory, the prototype will be completed. Conversely, if the test results are not satisfactory, the parts are improved and the test is conducted again. This operation is repeated until the various test results satisfy their respective target values. Prototyping is rarely achieved in one go; rather, it is often the case that improvements are made and repeated tests are conducted. If satisfactory test results are obtained, the specifications and specifications in that case are determined to be appropriate values, and then the production of the final parts begins.

特に最近の機械は経済設計が強力に推進されつつあり、
これに伴なって信頼性の確保が従前に比べるとより一層
重要になっている。経済設計の具体的な方策としては、
機械をコンパクトにしたりあるいは構成部材を薄肉化し
て使用材料を節約したりするのであるが、これによる信
頼性の問題は機械が振動し易い体質になるということで
ある。
In particular, economical design is being strongly promoted in recent machines.
Along with this, ensuring reliability has become even more important than before. Specific measures for economic design include:
While making the machine more compact or using thinner structural members to save on the amount of materials used, the problem with reliability is that the machine becomes susceptible to vibration.

従って、振動に対する機械の信頼性すなわち動的信頼性
は、試作によって確認すべき最重要項目の一つとなって
おり、試作により綿密な振動測定及び検討が行なわれて
いる。
Therefore, the reliability of the machine against vibrations, that is, the dynamic reliability, is one of the most important items to be confirmed through trial production, and thorough vibration measurements and studies are performed through trial production.

動的信頼性の確保を意図した試作の場合でも、部品を組
立てては振動試験を実施し、振動振幅。
Even in the case of prototypes intended to ensure dynamic reliability, vibration tests are conducted after assembling the parts to determine the vibration amplitude.

固有振動数9周波数応答特性などの振動特性が目標値を
満足するまでは、部品の改良・組立て・試験を繰返すこ
とに7なる。特に試作機が大規模であったり、小形でも
複雑な形状である場合には、多点の振動測定を必要とし
、大規模な振動計測装置を必要とするかあるいは多大の
経費と膨大なマンアワーを費やすことを余儀なくされる
。その結果は、人品のコストアップや開発期間が遅延す
るなどの不都合を招来する。
Until vibration characteristics such as natural frequency 9 and frequency response characteristics satisfy target values, improvements, assemblies, and tests of parts are repeated 7. In particular, if the prototype is large-scale or small but has a complicated shape, it will require multi-point vibration measurement, which may require a large-scale vibration measurement device or require a large amount of expense and man-hours. be forced to spend. The result is inconveniences such as an increase in the cost of human resources and a delay in the development period.

また、新規の機械を開発する場合あるいは機械にモデル
チェンジを施す場合には、機械表作後の信頼性を確保す
るために、設計段階で振動解析を行なうことが多い。最
近ではコンピュータ及び数値解法の進歩と相まって、計
算で機械の振動予測を行ない、設計段階で機械の信頼性
確保に努めることが多くなっている。しかしながら、単
機容量増大による経済設計を指向する場合には、当然の
ことながら機械の構造的な規模が大きくなり、コンピュ
ータを用いるにしても振動解析に膨大な計算時間を費や
したり、あるいは計算規模が太き過ぎるために解析不可
能という事態をしばしば経験するようになった。その理
由は、有限要素法や伝達マ) IJソクス法などの従来
の解析法にみられるごとく、解析対象機をひとまとめに
して扱うが故に、計算規模が非常に大きくなってしまう
ことによる。この結果は、設計コストが上昇したり、動
的信頼性確保がおぼつかないなど設計業務の円滑な進行
を著しく損ねていた。
Furthermore, when developing a new machine or making a model change to a machine, vibration analysis is often performed at the design stage to ensure reliability after the machine is installed. Recently, with advances in computers and numerical analysis methods, it has become increasingly common to use calculations to predict machine vibrations and to ensure machine reliability at the design stage. However, when aiming for economical design by increasing the capacity of a single machine, the structural scale of the machine naturally increases, and even if a computer is used, a huge amount of calculation time is spent on vibration analysis, or the calculation scale is too large. I have often experienced situations where it is impossible to analyze because it is too thick. The reason for this is that, as seen in conventional analysis methods such as the finite element method, transfer matrix, and IJ Socs method, the machines to be analyzed are handled as a group, resulting in a very large calculation scale. As a result, the smooth progress of design work was significantly impaired, such as increased design costs and uncertainty about ensuring dynamic reliability.

本発明の目的は、機械の振動試験及び振動解析に関する
上述のような欠点を排除するのに役立つ方 振動解へ法及び振動解析装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a vibration solution method and a vibration analysis device that help eliminate the above-mentioned drawbacks regarding vibration testing and vibration analysis of machines.

本発明は、初めに機械を構成する部品あるいは部分構1
造物の基本特性を固有振動モード及び静的な外力を加え
た場合の静的変形モードとして計算あるいは実測で求め
、次に部品(あるいは部分構造物)ごとの基本特性を組
合せて(合成して)、機械全体の振動特性を算出するよ
うにした振動解析方法並びに振動解析装置を実現するも
のである。
The present invention first focuses on parts or substructures constituting a machine.
The basic characteristics of a structure are calculated or measured as the natural vibration mode and the static deformation mode when a static external force is applied, and then the basic characteristics of each part (or partial structure) are combined (synthesized). This invention realizes a vibration analysis method and a vibration analysis device that calculate the vibration characteristics of the entire machine.

本発明になる振動解析法の一実施例を第1図〜第6図を
用いて説明する。第1図は、本発明によって機械の振動
解析を行なう場合の手順を示したものである。第2図〜
第6図は、説明簡単化のために解析対象を複雑な機械の
代りに両端固定のはりを例として、本発明における個々
の内容を原理的に図解したものである。
An embodiment of the vibration analysis method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. 1 shows the procedure for performing vibration analysis of a machine according to the present invention. Figure 2~
FIG. 6 is a diagram illustrating each content of the present invention in principle, using a beam fixed at both ends as an example of the object of analysis instead of a complicated machine for the purpose of simplifying the explanation.

第2図と第3図に示すように、解析対象の両端固定ばり
1は、片持はりとしての部分構造物2と3とからなって
いるものとする。片持はり2と3とは、両方の端点(境
界点]4,5において溶接などで剛結合され、その結果
として両端固定のはり1を構成しているものとする。
As shown in FIGS. 2 and 3, it is assumed that a beam 1 fixed at both ends to be analyzed consists of partial structures 2 and 3 as cantilever beams. It is assumed that the cantilever beams 2 and 3 are rigidly connected by welding or the like at both end points (boundary points) 4 and 5, and as a result constitute the beam 1 fixed at both ends.

第2図〜第6図を用いながら、第1図の作業手順に沿っ
て、本振動解析法の実施例を説明する。
An embodiment of this vibration analysis method will be described in accordance with the work procedure shown in FIG. 1 while using FIGS. 2 to 6.

(A)  まず初めに、組立てに入る前の状態にある部
分構造につき、2種類の静的変形モードを求める。求め
方の原理を第4図に示したが、一つは第4図の上図に示
したように境界点に静的な力を加えて境界点4及び5に
単位の変位X==lを発生させたときの変形モードであ
る。
(A) First, two types of static deformation modes are determined for the partial structure before assembly. The principle of how to find it is shown in Figure 4. One is to apply a static force to the boundary points and calculate the unit displacement X = = l at boundary points 4 and 5, as shown in the upper part of Figure 4. This is the transformation mode when .

CB)  もう一つの静的変形モードは、44図の下図
に示したように境界点に静的なモーメントを加えて境界
点4及び5に単位の局変位q=1を発生させたときの変
形モードである。この静的変形モードを機械を構成する
全部品あるいは全部分構造について求める。
CB) Another static deformation mode is the deformation when a static moment is applied to the boundary points to generate unit local displacement q = 1 at boundary points 4 and 5, as shown in the lower part of Figure 44. mode. This static deformation mode is determined for all parts or all partial structures that make up the machine.

(O次に、やはり組立てに入る前の状態にある部品ある
いは部分構造物に対し、それぞれの境界点に固定の条件
を与え、その時の固有振動モードを求める。この固有振
動モードを機械を構成する全部品あるいは全部分構造物
について求める。
(Next, for the parts or partial structures that are still in the state before assembly, fix conditions are given to each boundary point, and the natural vibration mode at that time is determined. This natural vibration mode is used to configure the machine. Calculate all parts or all partial structures.

■ (イ)〜(0項のような条件下で得られたすべての
部分構造についての基本特性(静的変形モードと固有振
動モード)を組合せて(合成して)、機械を組立てあげ
たことを想定した場合の固有振動モードを求める計算を
実行する。本計算の原理は後述するが、本発明では、こ
の手法をモード合成法あるいはモード合成計算と称する
■ (a) ~ (The machine was assembled by combining (synthesizing) the basic characteristics (static deformation mode and natural vibration mode) of all substructures obtained under the conditions such as 0. Calculation is performed to find the natural vibration mode assuming that .The principle of this calculation will be described later, but in the present invention, this method is referred to as a mode synthesis method or mode synthesis calculation.

このモード合成の計算に際しては、各部品あるいは部分
構造物間の保合関係に適合するように座標変換をして、
部品あるいは部分構造物ごとの基本特性を組合せる(合
成する)。
When calculating this mode synthesis, coordinate transformation is performed to match the cohesive relationship between each part or substructure.
Combining (synthesizing) the basic characteristics of each part or substructure.

[F] 0項のモード合成計算の結果として得られた解
析対象機械の固有振動モードをもとに、機械の周波数応
答を求める計算を実行する。固有振動モードから周波数
応答を求める計算原理は参考文献によって明らかであり
、容易に達成することができる。
[F] Perform calculations to determine the frequency response of the machine based on the natural vibration mode of the machine to be analyzed obtained as a result of the 0-term mode synthesis calculation. The calculation principle for determining the frequency response from the natural vibration modes is clear from the references and can be easily achieved.

[F] の項の固有振動モードの計算結果をもとに、機
械の過渡応答を求める計算を実行する。固有振動モード
から過渡応答を求める計算原理はやはり参考文献によっ
て明らかである。
[F] Based on the calculation results of the natural vibration mode in the term, perform calculations to obtain the transient response of the machine. The calculation principle for determining the transient response from the natural vibration mode is also clear from the reference literature.

参考文献 に、J、13athe、E、I、、Wilson著、菊
池訳:有限要素法の数値計算、P345〜P386(科
学技術出版社、1979年9月発行) 次に、部品(あるいは部分構造物)の基本特性(静的変
形モード及び固有振動モード)から機械の固有振動モー
ドを導く計算原理を示す。本発明では、この手法をキー
ド合成法と略称する。
References include J, 13athe, E, I, Wilson, translated by Kikuchi: Numerical calculation of the finite element method, pages 345-386 (Science and Technology Publishing, published September 1979). ) The calculation principle for deriving the natural vibration mode of the machine from the basic characteristics (static deformation mode and natural vibration mode) is shown. In the present invention, this method is abbreviated as the keyed synthesis method.

機械は、“有限個の部品あるいは有限個の部分構造物か
らなっているものとする。組立前の状態にある部品(あ
るいは分割状態にある部分構造物)の代表番号をrとし
、部品についての静的剛性方程式を書くと次のようにな
る。
It is assumed that a machine consists of a finite number of parts or a finite number of partial structures. The static stiffness equation can be written as follows.

式(1)において、Bは境界変位(他の部品と結合する
点の変位)、■は内部変位を表わす記号である。[k〕
(r)、  [01(r)、  ff1(r)は、それ
ぞれ部品(あるいは部分構造物)rの剛性マ) IJラ
ックス変位ベクトル、外力ベクトルである。
In equation (1), B is a boundary displacement (displacement at a point where it connects to another part), and ■ is a symbol representing internal displacement. [k]
(r), [01(r), and ff1(r) are the rigidity of the component (or partial structure) r, the IJ lux displacement vector, and the external force vector, respectively.

前記した部品(あるいは部分構造物]「の静的変形モー
ド〔φCIr)は、式(1)においてf f 1(r)
−fo 1 とおくことにより [φCXr)=−(k”l)−’(r)CkIB](r
)  −・・・・・−(21として得られる。この静的
変形モード〔φC)(r)はマトリックスである。〔φ
C′Xr)の各列は対応する各境界点変位を単位の量だ
け変化させたときの内部変位の変化量である。
The static deformation mode [φCIr) of the aforementioned part (or partial structure) is expressed as f f 1(r) in equation (1).
By setting −fo 1, [φCXr)=−(k”l)−′(r)CkIB](r
) -...-(21) This static deformation mode [φC)(r) is a matrix. [φ
Each column of C'Xr) is the amount of change in internal displacement when the displacement of each corresponding boundary point is changed by a unit amount.

さて、前記した固有振動モードであるが、境界変位を任
意の境界条件(完全固定あるいは自由の条件)に対する
自由振動の固有振動モードとして定義する。一般に、部
品(あるいは部分構造物)が連続弾性体の場合には固有
振動モードは理論的に無限個存在するが、本解法におい
ては有限個のP次までの固有振動モードを考慮する。こ
のP個の固有振動モードを列に並べたマトリックスを〔
φyr)で表わし、ここで改めて〔φ〕(r)を固有振
動モードと呼ぶことにする。
Now, regarding the above-mentioned natural vibration mode, boundary displacement is defined as the natural vibration mode of free vibration for any boundary condition (completely fixed or free condition). Generally, when a part (or partial structure) is a continuous elastic body, there are theoretically an infinite number of natural vibration modes, but in this solution, a finite number of natural vibration modes up to the P order are considered. The matrix in which these P natural vibration modes are arranged in a row is [
Here, [φ](r) will be referred to as the natural vibration mode.

モード合成法では、式(2)で与えられた静的変形モー
ド〔φ0〕(r)と上記のように定義した固有振動モー
ド〔φyr)に対応する一般化座標ベクトル(p”1(
r)、 (qN)(r)を用いて、部品(あるいは部分
構造物)の変位ベクトル(II 1(r)を境界変位と
内部変位に分割した形で次のように表わす。
In the mode synthesis method, the generalized coordinate vector (p”1(
Using r) and (qN)(r), the displacement vector (II 1(r) of the part (or partial structure) is divided into boundary displacement and internal displacement and expressed as follows.

ただし、 式(3)における[IB)は境界変位に対応する単位マ
トリックスである。
However, [IB] in equation (3) is a unit matrix corresponding to the boundary displacement.

式(3)から (u BJ(r)= I p Bl(r)+[φB)(
r) (q N1(r)  −−−−−・(4)が導か
れるが、一般に 〔φB](r)= CO、] であるから I u ’ 1(r)−(p Bl(r)となる。この
関係は計算用のプログラムを作る上で非常に便利な性質
である。
From equation (3), (u BJ(r)=I p Bl(r)+[φB)(
r) (q N1(r) -------・(4) is derived, but in general [φB](r) = CO,], so I u ' 1(r) - (p Bl(r) This relationship is a very useful property when creating calculation programs.

式(4)を変形すれば (pBl(r)=(uBl(r)−[φJr)fqN)
(r)  ・・−(51となる。
If we transform equation (4), we get (pBl(r) = (uBl(r) - [φJr)fqN)
(r)...-(51.

式(3)からは、さらに次式が導かれる。The following equation is further derived from equation (3).

(u’)(r)=[φC〕(r)(pBl(r)+[φ
■Xr)(qN)(r)  ・+61式(6)の右辺の
(p B)(r)に対し式(5)の関係を代入すると次
式を得る。
(u')(r)=[φC](r)(pBl(r)+[φ
■Xr)(qN)(r) ・+61 Substituting the relationship in equation (5) to (p B)(r) on the right side of equation (6), the following equation is obtained.

(IJ ■)(r)−[φC)(r)(uB)(r)+
[φ”E(qN)(r)−17)ここに、 CφNH=[φ” 1r)−[φC〕(r)〔φBIr
)   −−−・−181である。式(7)より内部変
位ベクトル(tJ ■1(rlは境界変位ベクトル(1
1B)(r)と前記した固有振動モード〔φ〕(r)に
対応する一般化座標ベクトル(q N)(r)で表わさ
れることがわかる。したがって、式(3)は次のように
書き換えることができる。
(IJ ■) (r) − [φC) (r) (uB) (r) +
[φ”E(qN)(r)−17) Here, CφNH=[φ” 1r)−[φC](r)[φBIr
) ---・-181. From equation (7), the internal displacement vector (tJ ■1 (rl is the boundary displacement vector (1
1B) (r) and the generalized coordinate vector (q N) (r) corresponding to the above-mentioned natural vibration mode [φ] (r). Therefore, equation (3) can be rewritten as follows.

式(9)が部品(あるいは部分構造物)の基本特性を表
わす最終的な式であり、モード合成法の基本となる式で
ある。式(9)から得られる関係は、計算(qB )(
r)= (tJ Bl(r)プログラムを作成する上で
非常に重要な性質である。すなわち、部品(あるいは部
分構造物)の境界点(結合点)には、(tJBl(r)
が現われるだけであって、(q N)(r)が関与しな
いので、各部品(あるいは部分構造物)の基本特性を組
合せて機械全体系の振動特性を求めることが容易になる
。この組合せ法は、従前の有限要素法の重ね合せ法と全
く同じである。
Equation (9) is the final equation expressing the basic characteristics of the part (or partial structure), and is the basic equation of the mode synthesis method. The relationship obtained from equation (9) is calculated as (qB)(
r) = (tJ Bl(r) This is a very important property when creating a program. In other words, at the boundary point (connection point) of a part (or substructure), (tJBl(r)
, and (q N)(r) is not involved. Therefore, it is easy to combine the basic characteristics of each part (or partial structure) to determine the vibration characteristics of the entire machine system. This combination method is exactly the same as the conventional superposition method of the finite element method.

式(9)を用いたモード合成法における各部品(あるい
は部分構造物)rの運動方程式を求めると、次のように
なる。
The equation of motion of each component (or partial structure) r in the mode synthesis method using Equation (9) is as follows.

CM :](r)(’q ](叶CK:Xr)(ql(
r)−(Fl(r)  −・・・−・QQIここに、ド
ツト・は時間微分を表わし、またである。Tはマトリッ
クスの転置を示す記号である。[m〕(r)、 Ck 
)(r)、 (f 1(r)は、部品(、Sるい、u部
分構造物)rの離散化された質量マトリックス剛性マト
リックス、外力ベクトルである。[N ](r)及び(
q )(r)は式(9)において次のように定義された
記号である。
CM: ] (r) ('q ] (Kyo CK: Xr) (ql (
r) - (Fl(r) -...-QQI Here, dot represents time differentiation, and T is a symbol indicating matrix transposition. [m] (r), Ck
)(r), (f 1(r) is the discretized mass matrix stiffness matrix and external force vector of the part (, S, u substructure) r. [N](r) and (
q )(r) is a symbol defined as follows in equation (9).

弐00)で表わされたモード合成法における部品(ある
いは部分構造物)の運転方程式を機械全体系について組
合せる(重ね合せる)と次のようになる。
When the operating equations of the parts (or partial structures) in the mode synthesis method expressed by 200) are combined (superimposed) for the entire machine system, the following is obtained.

CM]丙)+[K](q)−(F)  ・・・・・・・
・・0(イ)ここに、(q)、CM、、[:K)、(F
)は、それぞれモード合成された機械全体系の一般化座
標ベクトル、質量マトリックス、剛性マトリックス、外
力ベクトルである。
CM] C) + [K] (q) - (F) ・・・・・・・・・
...0(a)here,(q),CM,,[:K),(F
) are the generalized coordinate vector, mass matrix, stiffness matrix, and external force vector of the entire machine system, respectively, which are mode-synthesized.

機械の固有振動数及び固有振動モードを求めるだめの固
有値問題は、式(14)において(F’)−(0) (q)=fφ)el“1 とすれば次のようになる。
The eigenvalue problem for finding the natural frequency and natural vibration mode of the machine is as follows, if (F')-(0) (q)=fφ)el"1 is set in equation (14).

〔K〕(φ)=ω2〔M〕(φ) ・・・・・・・・・
・・・(151式(+51を満足するωと(φ)をそれ
ぞれ機械の固有振動数及び固有振動モードとして計算す
ることができる。以上がモード合成法に関する方程式で
ある。
[K] (φ) = ω2 [M] (φ) ・・・・・・・・・
...(ω and (φ) satisfying Equation 151 (+51) can be calculated as the natural frequency and natural vibration mode of the machine, respectively. The above are the equations related to the mode synthesis method.

第5図では、部品あるいは部分構造物の基本特性として
の固有振動モードを求める際、境界点に固定の条件を与
える場合を例示したが、境界点の条件を力学的に自由と
して求めた固有振動モードでも第1図の解法は成立する
In Fig. 5, when determining the natural vibration mode as a basic characteristic of a part or substructure, a fixed condition is given to the boundary points. The solution shown in Figure 1 holds true even in mode.

第1図の実施例を採用した場合の効果は次の通りである
The effects of adopting the embodiment shown in FIG. 1 are as follows.

0)機械の振動解析を、初めに部品あるいは部分構造物
の基本特性を求め、次にそれらで合成して機械全体の振
動特性を求めるという2段階に大別して実行するために
、それぞれの特性測定・計算の規模が小さくなり、大規
模な機械の振動解析を容易に達成できる利点がある。
0) In order to carry out vibration analysis of a machine in two stages: first determining the basic characteristics of the parts or substructures, and then combining them to determine the vibration characteristics of the entire machine, it is necessary to measure each characteristic.・It has the advantage of reducing the scale of calculations and making it easier to perform vibration analysis of large-scale machines.

(ロ) 同一の部品あるいは部分構造物が複数個周期的
に配置されたような機械の振動解析に対しては、部品あ
るいは部分構造物の基本特性を1個だけについて求めれ
ばよいから、周期構造形態の機械の振動解析を合理化で
きる。
(b) For vibration analysis of machines in which multiple identical parts or substructures are arranged periodically, it is only necessary to obtain the basic characteristics of one part or substructure. It is possible to streamline the vibration analysis of various types of machines.

(ハ)部品あるいは部分構造物の基本特性(静的変形モ
ード及び固有振動モード)と機械の固有撮動モードが求
まる結果、それらをつき合せることにより、機械につい
ての振動的な問題点を迅速にキャッチし、かつ対策を見
出すことが容易となる。
(c) As a result of finding the basic characteristics of the part or partial structure (static deformation mode and natural vibration mode) and the natural vibration mode of the machine, by comparing them, you can quickly solve vibration problems with the machine. It becomes easy to catch the problem and find countermeasures.

第7図は、機械を構成する部品あるいは部分構造物の基
本特性(静的変形モード及び固有振動モード)のすべて
を実測で求めることを振動解析の起点とする本発明の他
の実施例である。部品あるいは部分構造物の基本特性を
多数回測定した場合にバラツキがあったり、あるいは測
定点が少ないような場合は、最小自乗法により部品ある
いは部分構造物の静的変形モードや固有振動モードを表
わす近似関数を求め、その結果を合成計算に利用する手
段も可能である。
Figure 7 shows another embodiment of the present invention in which the starting point of vibration analysis is to obtain all the basic characteristics (static deformation mode and natural vibration mode) of the parts or substructures constituting the machine through actual measurements. . If the basic characteristics of a part or substructure are measured many times and there are variations or there are few measurement points, use the least squares method to express the static deformation mode or natural vibration mode of the part or substructure. It is also possible to obtain an approximate function and use the result for synthetic calculations.

第7図の実施例によれば、次のような効果が期待できる
According to the embodiment shown in FIG. 7, the following effects can be expected.

(イ〕 部品あるいは部分構造物の基本特性(静的変形
モード及び固有振動モートンを実測で求めることが解析
の起点となるために、部品あるいは部分構造物の基本特
性に対する測定精度を高めれば、最終的な機械の振動予
測の精度を高めることが可能である。
(b) The basic properties of a part or substructure (the static deformation mode and the natural vibration morton) are determined by actual measurement as the starting point for analysis. It is possible to improve the accuracy of machine vibration prediction.

(ロ) 部品あるいは部分構造物の基本特性(静的変形
モード及び固有振動モード]をもとに、機械を組立てた
ことを想定した場合の振動特性を予測できるため、機械
を組立てての振動測定を省略することができる。特に大
規模な機械の場合には、機械を組立てたり、組立て後の
機械の振動を測定したりするための作業には膨大なマン
アワーを必要とするため、これらの作業を省略できるこ
とは、試作段階にある機械に対してはその開発費を、生
産段階の機械に対しては検査に要する経費を大幅に節減
する効果をもたらす。
(b) The vibration characteristics of assembled machines can be predicted based on the basic characteristics (static deformation mode and natural vibration mode) of parts or substructures, so it is possible to measure vibrations after assembling the machine. Particularly in the case of large-scale machines, the work of assembling the machine and measuring the vibration of the machine after assembly requires a huge amount of man-hours, so these tasks can be omitted. The fact that this can be omitted has the effect of significantly reducing the development costs for machines in the prototype stage and the costs required for inspection for machines in the production stage.

(ハ)機械の振動試験を省略できることの効果は、マン
アワーの節減のみではない。すなわち、本発明によれば
、測定作業が構造的な規模の小さい部品あるいは部分構
造物に限られるから、小規模の測定装置でこと足りるた
め、高価な大規模測定装置の導入を阻止できる効果もあ
る。
(c) The effect of being able to omit machine vibration testing is not only in saving man hours. That is, according to the present invention, since the measurement work is limited to structurally small components or substructures, a small-scale measuring device is sufficient, which also has the effect of preventing the introduction of expensive large-scale measuring devices. .

に)機械に対する振動試験を行なった結果、満足すべき
振動特性が得られない場合は、当然のことながら改善策
を講じなければならない。このような場合には、修正を
施した部品(あるいは部分構造物)を表作しその基本特
性を測定すれば、他の部品(あるいは部分構造物)の基
本特性はすでに測定されたデータを使用できるので、修
正部品を組込んだことを想定した機械の振動予測が容易
に実行できる。すなわち、機械の振動特性改善に関する
作業を最小限の部品表作と測定にとどめることが可能で
ろシ、振動試験に係る業務を合理化できる。
2) If the results of vibration testing on a machine do not yield satisfactory vibration characteristics, it is a matter of course that improvement measures must be taken. In such cases, if you tabulate the modified part (or substructure) and measure its basic characteristics, you can use the already measured data to measure the basic properties of other parts (or substructures). Therefore, it is easy to predict the vibration of a machine assuming that a modified part has been installed. In other words, it is possible to limit the work related to improving the vibration characteristics of the machine to a minimum of creating a parts list and measuring, and the work related to vibration testing can be streamlined.

つぎに、本発明の更に他の実施例を第8図によって示す
。第8図の実施例は、機械を構成するすべての部品の基
本特性(静的変形モード及び固有振動モード)を計算に
よって求め、計算によって得られた部品ごとの基本特性
を組合せて、機械全体の振動特性を計算する方式である
Next, still another embodiment of the present invention is shown in FIG. The example shown in Fig. 8 calculates the basic characteristics (static deformation mode and natural vibration mode) of all the parts that make up the machine, and then combines the basic characteristics of each part obtained by calculation to create the entire machine. This is a method for calculating vibration characteristics.

第8図の実施例における部品の基本特性の計算には、振
動解析の分野でよく知られている有限要素法あるいは伝
達マトリックス法を用いている。
The basic characteristics of the parts in the embodiment shown in FIG. 8 are calculated using the finite element method or transfer matrix method, which is well known in the field of vibration analysis.

この方式はすべての作業を計算で処理するために、機械
の表作に先立つ設計段階で表作完了を想定した場合の機
械の振動予測ができる。機械の実体が存在しなくても振
動予測が成立することは、信頼性確保にとっての効果的
な設計ができることを意味する。すなわち、部品の寸法
諸元を種々変更した場合の機械の振動がどのようになる
かということを調べるいわゆるノ(ラメータサーベイが
容易にできる結果として、設計不良を防止したり、不良
製品の人造を防止する効果を発揮する。
Since this method processes all work by calculation, it is possible to predict the vibration of the machine assuming the completion of surface machining at the design stage prior to machine surface machining. The ability to predict vibrations even without the physical presence of the machine means that effective designs can be made to ensure reliability. In other words, as a result of being able to easily carry out so-called parameter surveys, which investigate how the vibrations of a machine will occur when the dimensions of parts are changed in various ways, it is possible to prevent design defects and to avoid artifacts in defective products. Demonstrates the effect of preventing.

さらに、第8図に示した実施例による場合の利点をつけ
加える。有限要素法や伝達マトリックス法で機械の振動
解析を行なう場合、従来の方法は解析対象の機械を計算
上ひとまとめにして扱うために、−見便利なように見う
けられるが、実際には計算の規模が大きくなり、コンピ
ューターを用いるにしても膨大な計算時間を費やすか、
あるいは小規模のコンピューターでは計算不可能となっ
てしまうう第8図の実施例によれば、計算規模の小さい
部品ごとの基本i性を予め計算しておくために、機械全
体の振動特性を計算する場合には計算に用いる情報量を
圧縮した形で計算できるから、従来法に比べると計算時
間の短縮が可能であり、ひいては従来法では扱い得なか
ったような大規模な機械の解析が可能となる。
Furthermore, the advantage of the embodiment shown in FIG. 8 is added. When performing vibration analysis of a machine using the finite element method or transfer matrix method, conventional methods treat the machines to be analyzed as one unit for calculation purposes, which may seem convenient at first glance, but in reality, it is difficult to perform calculations. As the scale increases, even if a computer is used, it will take a huge amount of calculation time, or
Alternatively, calculations may become impossible on a small-scale computer.According to the embodiment shown in Fig. 8, the vibration characteristics of the entire machine are calculated in order to pre-calculate the basic i-characteristics of each component, which requires a small calculation scale. In this case, the amount of information used in the calculation can be compressed, so the calculation time can be reduced compared to conventional methods, and it is also possible to analyze large-scale machines that cannot be handled with conventional methods. becomes.

また、第8図の実施によれば、一体ものとなっていて、
実際の分割が不可能な機械構造物の振動解析に対して効
果を発揮する。このような機械構造物の例としては、塔
、槽、ケーシングなどがある。この種の機械構造物の振
動解析に対しては、設計図をもとに解析対象物を有限個
の部分構造物に仮想分割し、仮想分割した部分構造物の
それぞれについての基本特性を計算し、それらを組合せ
た計算も行なえば、もとの機械構造物の振動解析が達成
される。
Also, according to the implementation of FIG. 8, it is integrated,
It is effective for vibration analysis of mechanical structures that cannot be actually divided. Examples of such mechanical structures include towers, tanks, casings, etc. For vibration analysis of this type of mechanical structure, the object to be analyzed is virtually divided into a finite number of substructures based on the design drawing, and the basic characteristics of each of the virtually divided substructures are calculated. , and by performing calculations that combine these, vibration analysis of the original mechanical structure can be achieved.

さらに、第9図に基づき、本発明の別の実施例を説明す
る。第7図の実施例は、すべての部品あるいは部分構造
物の基本特性(静的変形モード及び固有振動モード)を
実測によって得ることが起点となっている方式を示した
。また、第8図に示した実施例は、すべての部品あるい
は部分構造物の基本特性を計算で求めることが起点とな
っている方式である。これらに対し、第9図に示した方
式は、ある部品の基本特性は実測し、その他の部品の基
本特性は計算によって求めることを起点とする振動解析
法である。
Furthermore, another embodiment of the present invention will be described based on FIG. The embodiment shown in FIG. 7 shows a method in which the basic characteristics (static deformation mode and natural vibration mode) of all parts or partial structures are obtained by actual measurement. Further, the embodiment shown in FIG. 8 is a method in which the basic characteristics of all parts or partial structures are determined by calculation. On the other hand, the method shown in FIG. 9 is a vibration analysis method that starts by actually measuring the basic characteristics of a certain part and calculating the basic characteristics of other parts.

機械を構成する2個の部品に対し、説明の都合上、部品
番号2として、 Z=1.2.−・”、 L、 L+1.−−、 Zを付
す。本実施例は、Z=1.2.・・・・・・、Lの部品
については実測で求めた基本特性、Z=L+1.L+2
゜・・・・・・、Zの部品については計算で求めた基本
特性を用い、2種類の基本特性を組合せて、機械の振動
特性を計算する方法である。部品ごとの基本特性を実測
及び計算で求めた後の演算処理は、第1図の実施例にて
説明した方法と同様である。
For the sake of explanation, the two parts that make up the machine are given part number 2 as Z=1.2. -・", L, L+1.--, Z are attached. In this example, Z=1.2......, the basic characteristics of the L parts were determined by actual measurements, Z=L+1.L+2
This is a method of calculating the vibration characteristics of the machine by combining two types of basic characteristics, using the calculated basic characteristics for the parts of ゜..., Z. The arithmetic processing after determining the basic characteristics of each component by actual measurement and calculation is the same as the method explained in the embodiment of FIG.

機械を構成する部品の中には、部品の形状・構成及び計
測装置の規模・性能などにより、基本特性を求めるのに
実測の方が容易なものと、逆に計算に頼る方が好便なも
のとがある。本発明の原理によれば、部品の基本特性を
求める手段にかかわらず機械の振動解析が達成できるた
め、部品の仕様や保有する設備の能力に応じて、実測あ
るいは計算のいずれかの方法で部品の基本特性を求めれ
ばよい。部品の基本特性を求める手段によらず機械の振
動解析が可能であるという自在性は、本発明が幅広く適
用できることを意味するものである。
Depending on the shape and configuration of the parts that make up the machine and the scale and performance of the measuring equipment, there are some parts where it is easier to actually measure the basic characteristics, and others where it is more convenient to rely on calculations. There is something. According to the principles of the present invention, machine vibration analysis can be achieved regardless of the means used to determine the basic characteristics of the parts. All you have to do is find the basic characteristics of. The flexibility of being able to analyze vibrations of machines regardless of the means for determining the basic characteristics of parts means that the present invention can be widely applied.

部品の基本特性を計算で求める方法は、有限要素法また
は伝達マトリックス法等従来の振動解析によく用いられ
ている方法のなかから各部品の振動解析に適した方法を
選択採用すればよい。
As a method for calculating the basic characteristics of a component, a method suitable for the vibration analysis of each component may be selected from among methods commonly used in conventional vibration analysis, such as the finite element method or the transfer matrix method.

また、第9図に示した実施例は、機械の振動特性を改善
する場合に効果を発揮する。すなわち、第7図の実施例
の方法で求めた機械の振動特性が許容し得ないという場
合は、部品の仕様に修正を施すことになるが、その修正
部品を表作する前に、すなわち仕様変更の設計段階で、
修正後の効果を予測できるから、改善のための作業を合
理化できる。修正部品については設計図をもとに基本特
性を計算し、他の部品についてはすでに実測で得られて
いる基本特性を用いればよい。このようにして予測され
た機械の振動特性が許容できるものでない場合は、当該
部品の修正内容が適切でなかったことになり、再度の設
計変更をすればよい。すなわち、第9図の実施例によれ
ば、設計変更の1じ正部品を表作することなく、部品修
正のだめの設計段階でその適正仕様または適正諸元を見
出すことが容易となり、改善効果がないであろう部品の
表作を阻止することができる。
Further, the embodiment shown in FIG. 9 is effective in improving the vibration characteristics of a machine. In other words, if the vibration characteristics of the machine determined by the method of the example shown in FIG. During the design phase of the change,
Since you can predict the effects after corrections, you can streamline the work for improvement. For modified parts, basic characteristics may be calculated based on the design drawings, and for other parts, basic characteristics already obtained through actual measurements may be used. If the vibration characteristics of the machine predicted in this way are not acceptable, it means that the modifications to the part in question were not appropriate, and the design can be changed again. In other words, according to the embodiment shown in FIG. 9, it is easy to find the appropriate specifications or specifications at the design stage when parts need to be modified, without having to make a table of the original part for which the design has been changed. It is possible to prevent the display of parts that may not be present.

第7図の実施例では部品の基本特性を実測で求める場合
、また第8図の実施例では部品の基本特性を計算で求め
る場合を示した。これらの方式に対し、第10図は部品
の基本特性を求める手段として、静的変形モードは計算
で求め、固有振動モードは実測するという本発明の他の
実施例である方法を示した。また第11図は第10図の
方法とは逆に静的変形モードは実測で求め、固有振動モ
ードは計算で求める更に他の実施例の方法を示した。こ
のような手法は、極力部品ごとの実測データをもとに機
械の振動解析を実施したいという目的に対し、保有する
設備の関係で部品の基本特性のうちいずれか一方だけし
か実測できないという場合に対応してゆく手段として効
果がある。本発明の振動解析法は、このように部品の基
本特性を求める手段によらず、すべての求め方°を包含
するものである。
The embodiment shown in FIG. 7 shows a case in which the basic characteristics of a component are determined by actual measurement, and the embodiment shown in FIG. 8 shows a case in which the basic characteristics of a component are determined by calculation. In contrast to these methods, FIG. 10 shows a method according to another embodiment of the present invention in which the static deformation mode is calculated and the natural vibration mode is actually measured as a means for determining the basic characteristics of the component. Further, FIG. 11 shows a method of yet another embodiment in which the static deformation mode is determined by actual measurement and the natural vibration mode is determined by calculation, contrary to the method shown in FIG. 10. This method is useful when you want to perform vibration analysis of a machine based on actual measurement data for each component as much as possible, but only one of the basic characteristics of the component can be measured due to the equipment you have. It is effective as a means of coping. The vibration analysis method of the present invention includes all methods of determining the basic characteristics of a component, regardless of the means used to determine them.

機械の中には、その主要部品に着目すると、それ自体が
複数の部品からなっている場合が少なくない。このよう
な複数部品を組立ててなる主要部品の例としては、上蓋
と下蓋とからなる回転機のケーシングなどがある。本発
明は、このような解析対象にも適用可能であり、本発明
の解析対象は完全なる機械ばかりでなく、複数部品から
なる機械の部分的構造体をも含むものである。
When looking at the main parts of a machine, it is often the case that the machine itself consists of multiple parts. An example of a main component made by assembling a plurality of components is a casing for a rotating machine, which is made up of an upper lid and a lower lid. The present invention can be applied to such an analysis target, and the analysis target of the present invention includes not only a complete machine but also a partial structure of a machine consisting of a plurality of parts.

第12図は、本発明になる振動解析方法を根拠とし、コ
ンピューターを利用して諸作業を一貫して実行できるよ
うにした振動解析装置である。
FIG. 12 shows a vibration analysis device that is based on the vibration analysis method of the present invention and is capable of consistently performing various tasks using a computer.

11はコンピューター、12〜17はコンピューター1
1に接続された周辺機器であり、12は入力装置、13
.14は記憶装置としてのディスク、15は表示装置と
してのCRT、16.17は記録装置としてのプロッタ
及びラインプリンタである。
11 is computer, 12-17 is computer 1
1 is a peripheral device connected to 1, 12 is an input device, and 13 is a peripheral device connected to 1.
.. 14 is a disk as a storage device, 15 is a CRT as a display device, and 16.17 is a plotter and a line printer as recording devices.

ディスク13には機械を構成する部品(あるいは部分構
造物)の寸法や材質などの諸元が格納しである。ディス
ク14は、ディスク13に格納された各部品の諸元を用
いて部品ごとの基本特性(静的変形モードと固有振動モ
ード)を計算するだめのプログラム、部品ごとの基本特
性を合成して機械全体の振動特性を計算するプログラム
、計算結果を表示・記録するためのプログラムが収納し
である。
The disk 13 stores specifications such as dimensions and materials of parts (or partial structures) that constitute the machine. The disk 14 is a program for calculating the basic characteristics (static deformation mode and natural vibration mode) of each part using the specifications of each part stored in the disk 13, and a program that synthesizes the basic characteristics of each part and calculates the machine. It contains a program to calculate the overall vibration characteristics and a program to display and record the calculation results.

第12図に示した振動解析装置を用いれば、部品の諸元
をもとに機械の振動特性を計算することができる。特に
、図面上の部品諸元から部品の基本特性及び機械の振動
特性を一台のコンピューターで能率よく一貫して実行で
きる長所がある。
If the vibration analysis device shown in FIG. 12 is used, the vibration characteristics of the machine can be calculated based on the specifications of the parts. In particular, it has the advantage of being able to efficiently and consistently calculate the basic characteristics of parts and the vibration characteristics of the machine from the specifications of the parts on the drawings using a single computer.

第13図は同じく本発明になる振動解析装置であり、部
品の基本特性(静的変形モードと固有振動モード)を検
出する測定器と、検出されたデータをもとに機械の振動
特性までも一貫して演算・処理するシステムとなってい
る。
Figure 13 shows a vibration analysis device also according to the present invention, which includes a measuring device that detects the basic characteristics of parts (static deformation mode and natural vibration mode) and also measures the vibration characteristics of the machine based on the detected data. It is a system that performs calculations and processing consistently.

18は部品の静的変形モードを検出するための変位ピッ
クアップ、19は部材の固有振動モードを検出するため
の振動ピックアップ、2o及び21はそれぞれピックア
ップ18.19の増幅器である。22はA−D変換器を
主要素とするデータ入力装置であり、部品に関して検出
された変位信号、振動信号はデータ入力装置及びコンピ
ューター23を介してデータファイル用記憶装置として
のディスク24に取込まれる。25も記憶装置としての
ディスクであるが、これは後述する各種のデータ処理、
演算、表示用のプログラムを格納しておくためのもので
ある。26,27.28はそれぞれコンピューター23
に付属のCRT、プロッタ、ラインプリンタである。
18 is a displacement pickup for detecting the static deformation mode of the component, 19 is a vibration pickup for detecting the natural vibration mode of the member, and 2o and 21 are amplifiers for the pickups 18 and 19, respectively. Reference numeral 22 is a data input device whose main element is an A-D converter, and displacement signals and vibration signals detected regarding the parts are captured via the data input device and computer 23 to a disk 24 as a storage device for data files. It will be done. 25 is also a disk as a storage device, which is used for various data processing described later.
It is used to store calculation and display programs. 26, 27 and 28 are respectively computer 23
The included CRT, plotter, and line printer.

ディスク25に収納されている主なプログラムは、下記
に示す通りの3種である。
There are three main programs stored on the disk 25 as shown below.

■ 部品についての多点計測データをもとに、部品ごと
の静的変形モード及び固有振動モードを求めるデータ処
理プログラム。
■ A data processing program that calculates the static deformation mode and natural vibration mode of each part based on multi-point measurement data about the part.

■ 部品ごとの静的変形モードと固有振動モードを組合
せて、機械全体の振動特性を計算する合成計算プログラ
ム。
■ A synthetic calculation program that calculates the vibration characteristics of the entire machine by combining the static deformation mode and natural vibration mode of each part.

■ 部品ごとの基本特性及び機械全体の振動特性を表示
したり記録するだめのプログラム。
■ A program to display and record the basic characteristics of each part and the vibration characteristics of the entire machine.

第13図の装置では、部品の基本特性を計測するための
変位ピックアップ及び振動ピックアップは各1個で表現
しであるが、複数個のピックアップを配置して計測の高
能率化を図ることは容易であり、本発明は計測系統の規
模の大小にはよらない。4 第13図の実施例によれば、1セツトのシステムにて、
部品の測定を起点として機械の振動特性予測までを1貫
して実行できることが大きな長所である。
In the device shown in Figure 13, one displacement pickup and one vibration pickup are used to measure the basic characteristics of the component, but it is easy to arrange multiple pickups to increase measurement efficiency. Therefore, the present invention does not depend on the scale of the measurement system. 4 According to the embodiment shown in FIG. 13, in one set of systems,
A major advantage is that it is possible to carry out the whole process from measuring parts to predicting the vibration characteristics of the machine.

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

第1図は本発明の一実施例である構造物の振動解析法を
示すフローチャート、第2図乃至第6図はそれぞれ解析
対象にはりを例示して本発明の詳細な説明した説明図、
第7図乃至第11図はそれぞれ本発明の他の実施例であ
る構造物の振動解析法を示すフローチャート、第12図
及び第13図は本発明を適用した構造物の振動解析装置
を示す構成図である。 代理人弁理士高橋明夫 第 7図 第8図 第 9 図 第1O図 第11 第12図
FIG. 1 is a flowchart showing a vibration analysis method for a structure which is an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 6 are explanatory diagrams each illustrating a beam as an analysis object and providing a detailed explanation of the present invention.
7 to 11 are flowcharts showing vibration analysis methods for structures according to other embodiments of the present invention, and FIGS. 12 and 13 are configurations showing a vibration analysis apparatus for structures to which the present invention is applied. It is a diagram. Representative Patent Attorney Akio Takahashi Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 1O Figure 11 Figure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、複数の部品または部分構造物からなる構造物の振動
解析において、まず初めに部品または部分構造物の基本
特性を静的変形モードと固有振動モードとして求め、次
に部品あるいは部分構造物ごとに得られた前記基本特性
を組合せて、構造物の振動特性を固有振動モードとして
演算し、さらに構造物の振動モードを用いて構造物の周
波数応答及び過渡応答などを演算することを特徴とする
構造物の振動解析方法。 2、特許請求の範囲第1項において、ある部品(あるい
は部分構造物)の固有振動モードを求める場合、当該部
品(あるいは部分構造物)が他の部品(あるいは部分構
造物〕と保合、・結合している境界点を固定の条件で求
め、このようにして得られた固有振動モードをもとに構
造物の扱動特性を演算することを特徴とする振動解析方
法。 3、特許請求の範囲第1項において、ある部品(あるい
は部分構造物)の固有振動モードを求める場合、当該部
品(あるいは部分構造物)が他の部品(あるいは部分構
造物)と保合、結合している境界点を力学的自由の条件
で求め、このような条件下で得られた固有振動モードを
もとに構造物の振動特性を演算することを特徴とする振
動解析方法。 4、特許請求の範囲第1項の振動解析方法において、部
品(あるいは部分構造物)の静的変形モードとして、当
該部品が他の部品と保合、結合している境界点に単位の
変位を与えた場合の静的変形モード、及び同境界点に単
位の角変1位を与えた場合の静的変形モードを求め、こ
の両方の静的変形モードを用いて構造物の振動特性を計
算することを特徴とする振動解析方法。 5、特許請求の範囲第1項又は第2項又は第3項又は第
4項の振動解析方法において、すべての部品(あるいは
部分構造物]の基本特性(静的変形モード及び固有振動
モード)を実測で求め、実測されたすべての部品(ある
いは部分構造物)についての基本特性を組合せて、構造
物全体の振動特性を演算で予測することを特徴とする振
動解析方法。 6、特許請求の範囲第5項の振動解析方法において、部
品あるいは部分構造物の静的変形モード及び固有振動モ
ードを実測した後に、それらの実測データをもとに最小
自乗法により静的変形モード及び固有振動モードの近似
関数を求め、最後に部品あるいは部外構造物ごとの基本
特性を表わすすべての近似関数を組合せて、構造物の振
動特性を演算することを特徴とする振動解析方法。 7、特許請求の範囲第1項の振動解析方法において、構
造物を構成するすべての部品あるいは部分構造物の基本
特性(静的変形モード及び固有振動モード)を演算で求
め、演算されたすべての部品あるいは部分構造物につい
ての基本特性を組合せて、構造物全体の振動特性を演算
で予測することを特徴とする振動解析方法。 8、特許請求の範囲第1項の振動解析方法において、あ
る部品(あるいは部分構造物)の基本特性(静的変形モ
ード及び固有振動モード)を実測で求め、□他の部品(
あるいは部分構造物)の基本特性は演算で求め、実測ま
たは演算で得られたすべての部品についての基本特性を
組合せて、構造物全体の振動特性を演算で予測すること
を特徴とする振動解析方法。 9、特許請求の範囲第1項の振動解析方法において、部
品あるいは部分構造物の静的変形モードを実測で求め、
固有振動モードを演算で求めることを特徴とする振動解
析方法。 10、特許請求の範囲第1項の振動解析方法において、
部品あるいは部分構造物の静的変形モードを演算で求め
、固有振動モードを実測で求めることを特徴とする振動
解析方法。 11、構造物を構成する部品あるいは部分構造物の諸元
を格納する記憶装置と、前記部品あるいは部分構造物の
基本特性である静的変形モード及び固有振動モードを演
算する手段、並びに部品あるいは部分構造物毎の基本特
性を組合せて構造物全体の振動特性を演算する手段から
なる演算装置と、これら諸元及び演算された緒特性を表
示する表示装置とを備えたことを特徴とする振動解析装
置。
[Claims] 1. In vibration analysis of a structure consisting of multiple parts or partial structures, the basic characteristics of the parts or partial structures are first determined as static deformation modes and natural vibration modes, and then the parts or partial structures are determined as static deformation modes and natural vibration modes. Alternatively, the vibration characteristics of the structure are calculated as a natural vibration mode by combining the basic characteristics obtained for each partial structure, and the frequency response and transient response of the structure are further calculated using the vibration mode of the structure. A vibration analysis method for structures characterized by the following. 2. In claim 1, when determining the natural vibration mode of a certain part (or partial structure), the part (or partial structure) is coupled with another part (or partial structure), A vibration analysis method characterized by determining connected boundary points under fixed conditions and calculating handling characteristics of a structure based on the natural vibration modes thus obtained. 3. Claims In the first term of the range, when determining the natural vibration mode of a certain part (or substructure), the boundary point where the part (or substructure) is held or connected to another part (or substructure) A vibration analysis method characterized by calculating the vibration characteristics of a structure based on the natural vibration mode obtained under conditions of mechanical freedom. 4. Claim 1 In the vibration analysis method described in Section 1, the static deformation mode of a part (or substructure) is the static deformation mode when a unit displacement is applied to the boundary point where the part is held or connected to another part. , and a static deformation mode when a unit angular displacement is given to the same boundary point, and the vibration characteristics of a structure are calculated using both static deformation modes. 5. In the vibration analysis method set forth in claim 1 or 2 or 3 or 4, the basic characteristics (static deformation mode and natural vibration mode) of all parts (or partial structures) A vibration analysis method characterized by calculating the vibration characteristics of the entire structure by calculating the vibration characteristics of the entire structure by calculating the basic characteristics of all the actually measured parts (or partial structures).6. In the vibration analysis method in Scope 5, after actually measuring the static deformation mode and natural vibration mode of a component or substructure, the static deformation mode and natural vibration mode are calculated using the least squares method based on the measured data. A vibration analysis method characterized by calculating the vibration characteristics of a structure by determining approximate functions and finally combining all the approximate functions representing the basic characteristics of each part or external structure. 7. Claims In the vibration analysis method described in Section 1, the basic characteristics (static deformation mode and natural vibration mode) of all parts or substructures constituting the structure are calculated, and all calculated parts or substructures are A vibration analysis method, characterized in that the vibration characteristics of the entire structure are predicted by calculation by combining the basic characteristics of The basic characteristics (static deformation mode and natural vibration mode) of □ other parts (
A vibration analysis method characterized by calculating the basic characteristics of a partial structure (or partial structure) and predicting the vibration characteristics of the entire structure by combining the basic characteristics of all parts obtained through actual measurements or calculations. . 9. In the vibration analysis method according to claim 1, the static deformation mode of the component or partial structure is determined by actual measurement,
A vibration analysis method characterized by calculating the natural vibration mode. 10. In the vibration analysis method of claim 1,
A vibration analysis method characterized by calculating the static deformation mode of a component or partial structure and determining the natural vibration mode by actual measurement. 11. A storage device for storing specifications of parts or substructures constituting a structure, means for calculating static deformation modes and natural vibration modes that are the basic characteristics of the parts or substructures, and parts or parts. A vibration analysis characterized by comprising: a calculation device comprising means for calculating the vibration characteristics of the entire structure by combining basic characteristics of each structure; and a display device for displaying these specifications and the calculated vibration characteristics. Device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61270636A (en) * 1985-05-24 1986-11-29 Hitachi Ltd Vibration analysing system
JPH0546891B2 (en) * 1985-05-24 1993-07-15 Hitachi Ltd
JPH0624823U (en) * 1993-08-09 1994-04-05 株式会社アマダ Band saw blade guide device

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