JP3395504B2 - Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method - Google Patents
Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test methodInfo
- Publication number
- JP3395504B2 JP3395504B2 JP02500896A JP2500896A JP3395504B2 JP 3395504 B2 JP3395504 B2 JP 3395504B2 JP 02500896 A JP02500896 A JP 02500896A JP 2500896 A JP2500896 A JP 2500896A JP 3395504 B2 JP3395504 B2 JP 3395504B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- vibration
- input
- signal
- calculation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Description
【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
の振動試験と振動応答数値解析を組み合わせて行う構造
物の振動試験装置及びそれに用いるデジタル計算機並び
に振動試験方法に係り、特に、本振動試験を高精度に実
施するのに好適な構造物の振動試験装置及びその方法に
関する。また、構造物が短周期の固有周期を有する場合
に好適な構造物の振動試験装置及びその方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration testing apparatus for a structure, a digital computer and a vibration testing method for the structure, which combine a vibration test of only a part of the structure and a numerical analysis of vibration response, and more particularly to the vibration test. The present invention relates to a structure vibration test apparatus and a method therefor, which are suitable for carrying out the method with high accuracy. Further, the present invention relates to a vibration testing apparatus for a structure and a method thereof, which is suitable when the structure has a natural period of a short cycle.
【0002】[0002]
【従来の技術】構造物の一部分のみの加振機による振動
試験と振動応答解析を組み合わせて行う振動試験は、
「試験機−計算機オンライン試験」等と呼ばれ、例えば
日本建築学会論文報告集第229号(昭和50年)77
頁から83頁にそのシステムの一例が示されている。ま
た、特開昭61−34438号公報記載の技術もある。2. Description of the Related Art A vibration test combining a vibration test with a vibration exciter for only a part of a structure and a vibration response analysis is
It is called "testing machine-computer online test" and the like. For example, the Architectural Institute of Japan, Proceedings No. 229 (1975) 77.
An example of the system is shown on pages 83 to 83. There is also a technique described in JP-A 61-34438.
【0003】また、上記振動試験と組み合わされている
数値解析は、数値モデルの振動応答計算をマトリクスを
用いて直接積分を行っている。特開平2−82132
号、並びに特開平5−332876号各公報には、この
数値解析をモード空間で実施して振動試験を行う技術が
記載されている。また、特開平5−10846号公報に
は試験対象構造物の動的な特性を考慮して実験するため
計算と試験の時間軸を一致させる、すなわち実時間で行
う技術が記載されている。In the numerical analysis combined with the vibration test, the vibration response calculation of the numerical model is directly integrated using a matrix. JP-A-2-82132
Japanese Patent Laid-Open No. 5-332876 and Japanese Patent Laid-Open No. 5-332876 describe a technique for performing this numerical analysis in a mode space to perform a vibration test. Further, JP-A-5-10846 discloses a technique in which the time axis of the calculation and the test are made coincident, that is, in real time, in order to perform the experiment in consideration of the dynamic characteristics of the structure under test.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来技術において使用
される数値計算においては、計算対象となる構造物の最
も短い固有周期と計算時間刻みによって安定に計算でき
る範囲が決まっている。その為、評価対象とする固有周
期が非常に短い場合には計算時間刻みをその計算手法に
よって決まる安定限界に合わせて小さくとる必要があ
る。◆そこで、準動的試験の場合にはある一定時間の地
震加振に対する応答を評価するのにかかるステップ数が
多くなり、実験時間が非常に長くなることがあった。ま
た、一ステップでの加振機の加振変位変化量が小さくな
る為、加振精度が悪くなった。In the numerical calculation used in the prior art, the stable calculation range is determined by the shortest natural period of the structure to be calculated and the calculation time step. Therefore, when the natural period to be evaluated is very short, it is necessary to make the calculation time step small according to the stability limit determined by the calculation method. ◆ Therefore, in the case of the quasi-dynamic test, the number of steps required to evaluate the response to seismic excitation for a certain period of time was large, and the experiment time was sometimes very long. In addition, since the amount of change in the vibration displacement of the vibration exciter in one step is small, the vibration accuracy deteriorates.
【0005】その解決に、試験対象構造物の剛性を仮定
して構造物全体の固有モードを算出し、数値計算を前記
モード空間で実施し、その際、固有周期の短いものを除
去する手法が考えられる。しかし、本手法では仮定した
ばね定数が実際のばね定数と異なった場合には、得られ
る振動特性に誤差が生じるという問題点があった。◆ま
た、一般に応答遅れを含む動特性を持つ振動試験用加振
機を実時間試験に含めると、これが誤差の原因となり、
振動応答が発散するという可能性があった。更に従来技
術では、加振機による振動試験を用いているので試験対
象構造物の両端の相対変形に関する反力だけを考慮して
いた。しかし、実時間試験の場合、計測される反力では
加速度に関連する慣性力が無視できない場合があるが、
これは基礎加振で得られる慣性力とは異なるもので、試
験誤差となる恐れがあった。As a solution to this problem, a method of calculating the eigenmode of the entire structure by assuming the rigidity of the structure to be tested and performing a numerical calculation in the mode space, in which the one with a short natural period is removed is known. Conceivable. However, in this method, when the assumed spring constant is different from the actual spring constant, the obtained vibration characteristic has an error. ◆ In addition, if a vibration test shaker with dynamic characteristics including response delay is included in the real-time test, this will cause an error.
There was a possibility that the vibrational response would diverge. Further, in the prior art, since the vibration test using the vibration exciter is used, only the reaction force related to the relative deformation of both ends of the structure to be tested is considered. However, in the case of a real-time test, the inertial force related to acceleration may not be negligible in the measured reaction force,
This is different from the inertial force obtained by basic vibration, and there was a risk of a test error.
【0006】本発明の目的は、構造物の一部分のみの振
動試験と振動応答数値解析を組み合わせて行うのに際し
て、特に、数値解析モデルが短周期の固有周期を有する
場合でも容易、かつ高精度に振動試験を実施可能な、ま
たは本振動試験を高精度に実施するのに好適な構造物の
振動試験装置及びそれに用いるデジタル計算機並びに振
動試験方法を提供することにある。An object of the present invention is to easily and accurately perform a vibration test of only a part of a structure and a vibration response numerical analysis in combination, especially when the numerical analysis model has a short natural period. It is an object of the present invention to provide a vibration test apparatus for a structure capable of performing a vibration test or suitable for performing this vibration test with high accuracy, a digital computer used therefor, and a vibration test method.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】短周期の固有周期を持つ
構造物の振動評価を、比較的大きな時間刻みで実施し、
かつ精度を高いものとすることは、振動試験対象のばね
定数を仮定し、それを用いて構造物全体の固有値解析を
実施し、モード空間において数値計算を実施するにおい
て、短周期の固有モードは、1次遅れ系または比例系に
置換し、他は2次遅れ系として計算して試験を実施する
こと、及び上記試験が可能な試験装置とすることにより
達成される。[Means for Solving the Problems] Vibration evaluation of a structure having a short natural period is carried out at relatively large time intervals,
And to make the accuracy high, the spring constant of the vibration test target is assumed, the eigenvalue analysis of the entire structure is performed using it, and the numerical calculation in the mode space is performed. This can be achieved by replacing the first-order lag system or the proportional system with the others and calculating as a second-order lag system to carry out the test, and by using a test apparatus capable of the above test.
【0008】また、加振機応答遅れにより発生する負の
減衰を相殺することは、2次遅れ系の加振機応答遅れ相
当時間先の振動応答を予測して、加振機指令信号作成に
使用すること、及び上記が実施可能な装置とすることで
達成される。Further, canceling out the negative damping generated by the vibration exciter response delay makes it possible to predict the vibration response of the second-order delay system after a time corresponding to the exciter response delay and to generate the exciter command signal. It is achieved by using and by a device in which the above can be implemented.
【0009】振動応答の予測を短時間に実施すること
は、過去の一定時間刻みごとの応答値に、応答値の個数
によって決まる係数を乗じた和を予測値とすること、及
び上記が実施可能な装置とすることで達成される。To carry out the prediction of the vibration response in a short time, the predicted value is the sum of the past response values at constant time intervals multiplied by a coefficient determined by the number of response values. This is achieved by using a different device.
【0010】前記予測を精度よく実施することは、加振
機の変位を計測し、加振すべき振動応答計算値と比較し
て両者が一致するように前記予測における一定時間刻み
を修正することにより達成される。The accurate execution of the prediction is to measure the displacement of the vibration exciter, compare it with the vibration response calculation value to be excited, and correct the constant time interval in the prediction so that the two agree with each other. Achieved by
【0011】反力に含まれる慣性力に起因する誤差を取
り除くことは、予め振動試験対象構造物の質量を評価し
ておき、加振加速度を計測または計算して発生している
慣性力を求め、計測された反力から除去して振動応答計
算に使用すること、及び実施可能な装置とすることによ
り達成される。また、加振機と振動試験対象構造物を振
動台に搭載して振動実験を実施することによっても達成
できる。To remove the error caused by the inertial force included in the reaction force, the mass of the structure to be vibration-tested is evaluated in advance, and the generated acceleration is measured or calculated to obtain the generated inertial force. It is achieved by removing the measured reaction force and using it for the vibration response calculation, and by making it a feasible device. It can also be achieved by mounting a vibration exciter and a structure to be vibration-tested on a vibration table and conducting a vibration test.
【0012】振動実験を容易に実施することは、計算機
に入力された固有振動数と予め入力されている判定条件
を比較して、2次遅れ系として取り扱うか、1次遅れ系
として取り扱うかを判断して振動応答計算処理手段へ引
き渡す機能を持たせることにより達成される。To easily carry out the vibration experiment, it is necessary to compare the natural frequency input to the computer with the judgment condition input in advance and determine whether to treat it as a second-order lag system or a first-order lag system. This is achieved by having a function of making a judgment and delivering it to the vibration response calculation processing means.
【0013】更に、振動実験を容易に実施することは、
実際の加振試験の前に微小振幅の予備加振を行い振動試
験対象構造物のばね定数を測定することと、これを用い
て振動応答評価構造物全体の固有値解析を実施すること
を、自動的に実施すること、及びこれらが実施可能な装
置とすることにより達成される。Further, to easily carry out the vibration experiment,
Before the actual vibration test, preliminary vibration with a small amplitude is performed to measure the spring constant of the structure under vibration test, and using this, the eigenvalue analysis of the entire vibration response evaluation structure is performed. To be carried out, and a device in which these can be carried out.
【0014】すなわち本願に係る構造物の振動試験装置
及びその方法の発明は、以下のいずれかを特徴とする。
◆
(1):加振対象構造物(以下、単に構造物という)に
連結され構造物を加振する一個または複数個の加振機
と、加振機の制御装置と、加振機から前記構造物へ加え
られる荷重の計測手段と、加振機から前記構造物へ加え
られる変位の計測手段と、デジタル計算機と、このデジ
タル計算機から加振機制御装置への信号伝達手段と、荷
重計測手段から計算機への信号伝達手段と、変位計測手
段から計算機への信号伝達手段とを備え、デジタル計算
機は、時間管理手段と、荷重計測手段の出力の入力手段
と、変位計測手段の出力の入力手段と、外力値の保存手
段及び/または外力信号の入力手段と、外力値若しくは
信号と荷重計測手段による荷重計測値若しくは信号と変
位計測手段による計測値とを用いて荷重計測値若しくは
信号の計測時刻から予め定められた一定時間後に加振機
への指令信号値を算出する手段と、加振機の指令信号を
生成する手段と、その出力手段と、外部とのデータの入
出力手段とを有し、加振機への指令信号値を算出する手
段は、入力算出手段と、一つまたは複数個の2次遅れ系
と一つまたは複数個の1次遅れ系または比例系の応答算
出手段と、信号値算出手段とを有する。That is, the invention of the structure vibration testing apparatus and method according to the present invention is characterized by any of the following.
◆ (1): One or a plurality of vibration exciters that are connected to a structure to be excited (hereinafter, simply referred to as a structure) and vibrate the structure; a controller for the vibration exciter; Measuring means of load applied to the structure, measuring means of displacement applied from the shaker to the structure, digital computer, signal transmitting means from the digital calculator to the shaker control device, and load measuring means From the computer to the computer and from the displacement measuring device to the computer, the digital computer includes a time management device, an input device for the output of the load measuring device, and an input device for the output of the displacement measuring device. And an external force value storage means and / or an external force signal input means, and an external force value or signal, a load measurement value by the load measurement means, or a signal and a measurement value by the displacement measurement means. Or A means for calculating a command signal value to the vibration exciter after a predetermined period of time, a means for generating a command signal for the vibration exciter, an output means therefor, and an input / output means for data with the outside. However, the means for calculating the command signal value to the vibration exciter is an input calculating means, one or a plurality of secondary delay system and one or a plurality of primary delay system or proportional system response calculating means. , Signal value calculation means.
【0015】(2):(1)において、計算機は、荷
重値、変位値及び外力値の入力、加振機の荷重計測時
間から前記一定時間後の加振機指令信号の算出、前記
一定時間後の加振機指令信号が加振機制御装置に入力さ
れるように指令信号を生成出力、のステップを時間管理
手段によって管理して前記一定時間ごとに実施すること
を、予め定められた回数、または停止信号が入力される
まで連続して繰り返す。(2): In (1), the computer inputs the load value, the displacement value, and the external force value, calculates the shaker command signal after the fixed time from the load measurement time of the vibrator, and calculates the constant time. A command signal is generated and output so that a subsequent shaker command signal is input to the shaker control device, and the step of managing by a time management means to carry out the step every predetermined time, a predetermined number of times. , Or continuously repeated until a stop signal is input.
【0016】(3):(2)において、入力算出手段
は、荷重計測値若しくは信号と、予め定められた係数と
変位計測値若しくは信号の積の差を求め、各系ごとに予
め定められた係数を乗じたものと、現ステップにおける
外力値若しくは信号に各系ごとに別に定められた係数を
乗じたものの和を求め、各系の入力とする。(3): In (2), the input calculating means obtains the difference between the load measurement value or the signal and the product of the predetermined coefficient and the displacement measurement value or the signal, and is predetermined for each system. The sum of the product of the coefficient and the product of the external force value or signal at the current step multiplied by the coefficient determined separately for each system is obtained and used as the input for each system.
【0017】(4):(3)において、応答算出手段
は、入力算出手段により各系に対して算出された入力に
対する前記一定時間後の応答を算出する。◆
(5):(4)において、信号値算出手段は、応答算出
手段の各系の応答算出値の内、2次遅れ系の各系の応答
算出値に各系ごとに予め定められている係数を乗じたも
のの和(以下、2次遅れ系の応答算出値の和と称す)を
算出し、前記和の値の、別に予め定められた時間後の値
を予測し、1次遅れまたは比例系の各系の応答算出値に
各系ごとに予め定められている係数を乗じたものの和
(以下、1次遅れ系の応答算出値の和と称す)を算出
し、更に前記予測値との和を前記一定時間後の加振機へ
の指令信号値とする。(4): In (3), the response calculating means calculates the response after the predetermined time with respect to the input calculated for each system by the input calculating means. (5): In (4), the signal value calculation means is predetermined for each system as the response calculation value of each system of the secondary delay system among the response calculation values of each system of the response calculation means. Calculate the sum of products multiplied by a coefficient (hereinafter referred to as the sum of the response calculation values of the second-order lag system), predict the value of the sum after a predetermined time, and calculate the first-order lag or proportional The response calculation value of each system of the system is multiplied by a coefficient determined in advance for each system to calculate the sum (hereinafter referred to as the sum of the response calculation values of the first-order lag system), and the calculated value The sum is the command signal value to the vibration exciter after the fixed time.
【0018】(6):(5)において、計算機は過去の
2次遅れ系の応答算出値の和の保存手段を備え、信号値
算出手段において2次遅れ系の応答算出値の和の一定時
間後の予測は、応答算出値保存手段に保存された値の
内、予め定められた個数の別に定められた予測のための
一定時間ごとの過去の応答算出値の和と現ステップの応
答算出値の和に夫々に予め定められた係数を乗じた上で
加え合わせた値を予測値とする。(6): In (5), the computer is provided with a storage means for storing the sum of the response calculation values of the second-order lag system in the past, and the signal value calculating means has a fixed time of the sum of the response calculation values of the second-order lag system. Subsequent prediction is the sum of the past response calculation values for each predetermined time and the response calculation value of the current step for the predetermined number of predictions, among the values stored in the response calculation value storage means. A value obtained by multiplying the sum of the above by a predetermined coefficient and adding them together is used as a predicted value.
【0019】(7):(5)において、計算機は予測時
間修正手段を有し、予測時間修正手段は、変位の計測値
と2次遅れ系の応答算出値の和と1次遅れ系の応答算出
値の和を加えた値とを比較し、加振信号算出手段で予測
に使用する時間を修正する。(7): In (5), the computer has a prediction time correction means, and the prediction time correction means is the sum of the displacement measurement value and the response calculation value of the second-order lag system and the response of the first-order lag system. The value added with the sum of the calculated values is compared to correct the time used for prediction by the excitation signal calculation means.
【0020】(8):(7)において、予測時間修正手
段は、2次遅れ系の応答算出値の和の算出値と、変位計
測値と予測に使用される一定時間前の1次遅れ系の応答
算出値の和の算出値の差を比較して修正値を算出する。(8): In (7), the predictive time correction means is a first-order lag system which is a sum of the response calculated values of the second-order lag system, a displacement measurement value, and a fixed time before used for prediction. The correction value is calculated by comparing the difference in the calculated value of the sum of the response calculated values of.
【0021】(9):(1)乃至(8)のいずれかにお
いて、さらに、加振機加振加速度の計測装置と、加振加
速度計測手段から加振加速度入力手段へのデータ伝達手
段とを備え、計算機は加振加速度入力手段とを備え、荷
重計測値として実際の荷重計測値と予め定められている
係数と加速度計測値の積との差を使用する。(9): In any one of (1) to (8), a measuring device for the vibration acceleration of the vibration exciter and a data transmission means from the vibration acceleration measuring means to the vibration acceleration input means are further provided. In addition, the computer includes a vibration acceleration input means, and uses a difference between an actual load measurement value and a product of a predetermined coefficient and the acceleration measurement value as the load measurement value.
【0022】(10):(1)ないし(8)のいずれか
において、計算機は、加振加速度算出手段を有し、加速
度算出手段は、加振変位計測値から加振加速度を算出す
るものであり、荷重計測値として実際の荷重計測値と予
め定められている係数と加速度算出値の積との差を使用
する。(10): In any one of (1) to (8), the computer has a vibration acceleration calculation means, and the acceleration calculation means calculates vibration acceleration from the vibration displacement measurement value. Yes, the difference between the actual load measurement value and the product of the predetermined coefficient and the acceleration calculation value is used as the load measurement value.
【0023】(11):(1)乃至(10)のいずれか
において、加振対象構造物と加振機が搭載される振動台
とを備えている。◆
(12):(1)乃至(11)のいずれかにおいて、計
算機には、予め定められた値よりも入力された2次遅れ
系の固有振動数が大きい場合には2次微分項を省略した
1次遅れ系として置換する機能を有している。(11): In any one of (1) to (10), the structure to be vibrated and a vibrating table on which the vibrating machine is mounted are provided. ◆ (12): In any one of (1) to (11), when the natural frequency of the second-order lag system input to the computer is larger than a predetermined value, the second-order differential term is omitted. It has a function of replacing as a first-order lag system.
【0024】(13):(1)乃至(12)のいずれか
において、計算機には、加振機を微小に加振して構造物
のばね定数を測定する機能と、ばね定数と予め入力され
た数値を用いて固有値解析を実施する機能と、解析結果
の内予め与えられた値よりも固有振動数が小さいモード
は2次遅れ系として設定し、解析結果の内予め与えられ
た値よりも固有振動数が大きいモードは1次遅れ系とし
て設定する機能を有している。(13): In any one of (1) to (12), the calculator has a function of measuring the spring constant of the structure by vibrating the vibrator slightly, and the spring constant is input in advance. The function to perform the eigenvalue analysis using the numerical values, and the mode whose natural frequency is smaller than the value given in advance in the analysis result is set as the second-order lag system, and the value smaller than the value given in advance in the analysis result is set. A mode with a large natural frequency has a function of setting as a first-order lag system.
【0025】(14):構造物に連結され構造物を加振
する一個または複数個の加振機と、加振機の制御装置
と、加振機から構造物へ加えられる荷重の計測手段と、
加振機の加振変位の計測手段と、デジタル計算機とを備
え、デジタル計算機は、荷重計測手段の出力の入力手段
と、変位計測手段の出力の入力手段と、外力値の保存手
段及び/または外力信号の入力手段と、外力値若しくは
信号と荷重計測手段による荷重計測値若しくは信号を用
いて加振機への指令値を算出する手段と、加振機の指令
信号の出力手段と、加振機の変位計測値と前記指令値
と、加振機の変位と変位指令値との差が予め定められた
許容値内に納まっているか収束判定する手段と、外部と
のデータの入出力手段とを有し、このデジタル計算機か
ら加振機制御装置への信号伝達手段と、荷重計測手段か
ら計算機への信号伝達手段と、変位計測手段から計算機
への信号伝達手段とを備え、加振機への指令信号値を算
出する手段は、入力算出手段と、一つまたは複数個の2
次遅れ系と一つまたは複数個の1次遅れ系または比例系
の応答算出手段と、信号値算出手段とを有する。(14): One or a plurality of vibration exciters connected to the structure for vibrating the structure, a controller for the vibration exciter, and means for measuring a load applied from the vibration exciter to the structure. ,
An exciter displacement measuring means and a digital computer are provided, and the digital computer comprises an output means of the load measuring means, an input means of the output of the displacement measuring means, and a storing means and / or an external force value. External force signal input means, means for calculating a command value to the vibration exciter using the external force value or signal and the load measurement value or signal by the load measurement means, output means of the vibration signal, and vibration A displacement measurement value of the machine and the command value, a means for determining whether or not the difference between the displacement of the vibration exciter and the displacement command value is within a predetermined allowable value, and a means for converging data, and an input / output means for data with the outside. And a signal transmitting means from the digital computer to the vibration exciter control device, a signal transmitting means from the load measuring means to the computer, and a signal transmitting means from the displacement measuring means to the computer. The means for calculating the command signal value of Means out, one or a plurality of 2
It has a second-order lag system, one or more first-order lag system or proportional system response calculation means, and a signal value calculation means.
【0026】(15):(14)において、計算機は、
荷重値及び外力値の入力、加振機指令信号の算出、
指令信号を生成出力、変位計測、収束判定、必
要に応じて〜の繰り返し、のステップを予め定めら
れた回数、または停止信号が入力されるまで連続して繰
り返す。(15): In (14), the computer
Input of load value and external force value, calculation of shaker command signal,
The steps of generation and output of a command signal, displacement measurement, determination of convergence, and repetition of ~ as required are continuously repeated a predetermined number of times or until a stop signal is input.
【0027】(16):(15)において、入力算出手
段は、荷重計測値若しくは信号と、予め定められた係数
と前ステップの指令信号値の積との差を求め、各系ごと
に予め定められた係数を乗じたものと、現ステップにお
ける外力値に各系ごとに別に定められた係数を乗じたも
のの和を求め、各系の入力とする。(16): In (15), the input calculating means obtains a difference between the load measurement value or the signal and the product of the predetermined coefficient and the command signal value of the previous step, and determines in advance for each system. The sum of the product of the calculated coefficient and the product of the external force value at the current step multiplied by the coefficient determined separately for each system is obtained and used as the input for each system.
【0028】(17):(16)において、応答算出手
段は、入力算出手段により各系に対して算出された入力
に対する予め定められた一定時間後の応答を算出する。
◆
(18):(17)において、信号値算出手段は、応答
算出手段の各系の応答算出値に各系ごとに予め定められ
ている係数を乗じたものの和を算出し、次ステップの加
振機への指令信号値とする。(17): In (16), the response calculation means calculates the response to the input calculated for each system by the input calculation means after a predetermined period of time.
(18): In (17), the signal value calculation means calculates the sum of the response calculation values of the respective systems of the response calculation means multiplied by a coefficient predetermined for each system, and the addition of the next step. The command signal value to the shaker.
【0029】(19)評価対象構造物全体を数値モデル
化してデジタル計算機に搭載し、評価対象構造物の内一
部分を実物モデルとし、実物モデルに連結された一個ま
たは複数個の加振機で加振し、加振機によって実物モデ
ルに加えられる荷重を荷重計測手段により計測し、加振
機によって実物モデルに加えられる変位を変位計測手段
により計測し、荷重値、変位値及び外力値の入力、
加振機の荷重計測時刻から一定時間後の実物モデルとそ
の他の部分との境界点の変位を加振機指令信号として算
出、一定時間後の加振機指令信号が加振機制御装置に
入力されるように指令信号を生成出力、のステップをデ
ジタル計算機内で時間管理して前記一定時間ごとに実施
し、予め定められた回数または停止信号が入力されるま
で連続して繰り返すに際して、数値モデルは、加振対象
構造物を線形数値モデル化し、固有値解析により固有振
動数、固有モードを算出し得られた固有モードの内、少
なくとも一つのモードは一自由度振動系、すなわち2次
遅れ系とし、残りの固有モードの内少なくとも一つのモ
ードは慣性項を省略し1次遅れ系または比例系としてデ
ジタル計算機に入力し、加振機への指令信号値の算出
は、入力算出ステップと、一つまたは複数個の2次遅れ
系と一つまたは複数個の1次遅れ系または比例系の応答
算出ステップと、信号値算出ステップにより実施され
る。(19) The whole structure to be evaluated is numerically modeled and mounted on a digital computer, a part of the structure to be evaluated is made into a real model, and one or a plurality of vibration exciters connected to the real model are used for vibration. Vibration, the load applied to the real model by the shaker is measured by the load measuring means, the displacement applied to the real model by the shaker is measured by the displacement measuring means, and the load value, the displacement value and the external force value are input,
The displacement of the boundary point between the actual model and other parts after a certain time from the time when the load of the shaker was measured is calculated as a shaker command signal, and the shaker command signal after a certain time is input to the shaker controller. As described above, the step of generating and outputting the command signal is time-controlled in the digital computer and is carried out at predetermined intervals, and the numerical model is used when continuously repeating a predetermined number of times or until a stop signal is input. Is a linear numerical model of the structure to be excited, and at least one of the eigenmodes obtained by calculating the eigenfrequency and eigenmode by eigenvalue analysis is a one-degree-of-freedom vibration system, that is, a second-order lag system. , At least one of the remaining eigenmodes is input to the digital computer as a first-order lag system or proportional system by omitting the inertial term, and the command signal value to the vibration exciter is calculated in the input calculation step. A response step of calculating one or a plurality of secondary delay system and one or a plurality of first-order system or a proportional system, carried out by the signal value calculation step.
【0030】(20):(19)において、デジタル計
算機は、時間管理手段と、荷重計測結果の入力手段と、
変位計測結果の入力手段と、外力値の保存手段及び/ま
たは外力信号の入力手段と、数値モデルに基づいて、外
力値若しくは外力信号と荷重計測値若しくは荷重計測値
相当の信号と変位計測値とを用いて荷重計測値の計測時
刻から予め定められた一定時間後の実物モデルとその他
の部分の境界点の変位を算出し、加振機への指令信号値
を算出する手段と、加振機の指令信号の出力手段と、計
算機外部とのデータの入出力手段とを備える。(20): In (19), the digital computer comprises a time management means, a load measurement result input means,
Displacement measurement result input means, external force value storage means and / or external force signal input means, and an external force value or external force signal and a load measurement value or a signal equivalent to the load measurement value and a displacement measurement value based on a numerical model. A means for calculating the displacement of the boundary point between the real model and the other part after a predetermined time from the measurement time of the load measurement value using, and calculating the command signal value to the vibration exciter, And a means for inputting / outputting data to / from the outside of the computer.
【0031】(21):(20)において、入力算出ス
テップは、荷重計測値と、実物モデル部分の数値モデル
のばね定数と変位計測値の積の値との差を求め、各モー
ドのモードベクトルの内実物モデルの両端に対応する要
素の差を乗じたものと、現ステップにおける外力値に予
め求めておいた各モードに対する外力の刺激係数を乗じ
たものの和を求め、各モードの入力とする。◆
(22):(21)において、応答算出ステップは、入
力算出ステップにおいて各モードに対して算出された入
力に対する前記一定時間後の応答を算出する。(21): In (20), in the input calculation step, the difference between the load measurement value and the product value of the spring constant and the displacement measurement value of the numerical model of the actual model part is obtained, and the mode vector of each mode is obtained. The sum of the product obtained by multiplying the difference between the elements corresponding to both ends of the real model and the product obtained by multiplying the external force value at the current step by the stimulation factor of the external force for each mode, is used as the input for each mode. . (22): In (21), the response calculation step calculates the response after the fixed time with respect to the input calculated for each mode in the input calculation step.
【0032】(23):(22)において、信号値算出
ステップは、応答算出ステップの各モードの応答算出値
の内、2次遅れ系として求めた各モードの応答算出値に
各モードのモードベクトルの内実物モデルの両端に対応
する要素の差を乗じたものとの和(以下、2次遅れ系応
答値と称す)を算出し、該和の値の、予め定められた加
振機応答遅れ時間分だけ先の値を予測し、更に1次遅れ
または比例系として求めた各モードの応答算出値に各モ
ードのモードベクトルの内実物モデルの両端に対応する
要素の差を乗じたもの(以下、1次遅れ系応答値と称
す)との和を算出し、前記2次遅れ系応答値の予測値と
の和を前記一定時間後の加振機への指令信号値とする。(23): In (22), in the signal value calculation step, the response calculation value of each mode among the response calculation values of each mode of the response calculation step is added to the mode vector of each mode. Is calculated by multiplying the difference between the elements corresponding to both ends of the real model (hereinafter referred to as the second-order lag system response value), and the value of the sum is determined by a predetermined exciter response delay. Predict the previous value by the amount of time, and multiply the calculated response value of each mode obtained as a first-order lag or proportional system by the difference between the elements corresponding to both ends of the actual model of the mode vector of each mode (below The first-order lag system response value) is calculated, and the sum of the second-order lag system response value and the predicted value is used as a command signal value to the vibration exciter after the fixed time.
【0033】(24):(23)において、信号値算出
ステップにおいて2次遅れ系応答値の一定時間後の予測
は、予め定められた個数の前記加振機応答遅れ時間ごと
の過去の2次遅れ系応答値と現ステップの2次遅れ系応
答値とに夫々予め定められた係数を乗じた上で加え合わ
せて実施する。(24) In (23), in the signal value calculation step, the prediction of the second-order lag system response value after a fixed time is performed by the past second-order for each of a predetermined number of the vibrator response delay times. The delay system response value and the second-order delay system response value of the current step are multiplied by predetermined coefficients and then added together.
【0034】(25):(23)または(24)におい
て、計算機では、前記変位計測値と2次遅れ系応答値と
1次遅れ系応答値の和とを比較し、加振信号算出に際し
て予測に使用する加振機応答遅れ時間の設定値を修正す
る。(25): In (23) or (24), the computer compares the displacement measurement value with the sum of the second-order lag system response value and the first-order lag system response value, and predicts when the excitation signal is calculated. Correct the set value of the vibration exciter response delay time used for.
【0035】(26):(25)において、加振機応答
遅れ時間の修正は、2次遅れ系応答値と、変位計測値と
予測に使用される加振機応答遅れ時間設定値前の1次遅
れ応答値との差とを比較して修正値を算出する。(26): In (25), the correction of the vibration exciter response delay time is performed by changing the second-order delay system response value, the displacement measurement value, and the value before the vibration exciter response delay time set value used for prediction. The correction value is calculated by comparing the difference with the next-delay response value.
【0036】(27):(19)乃至(26)のいずれ
かにおいて、加振加速度を計測若しくは算出し、荷重計
測値として実際の荷重計測値と実物モデルの等価的な質
量として予め定められている係数と前記加速度計測値若
しくは算出値の積との差を使用する。◆
(28):(19)乃至(27)のいずれかにおいて、
加振機と試験対象構造物を振動台に搭載し、かつ加振機
による加振と同時に構造物に加わる加速度で加振する。(27): In any one of (19) to (26), the vibration acceleration is measured or calculated, and is preset as an equivalent mass of the actual load measurement value and the actual model as the load measurement value. The difference between the coefficient and the product of the acceleration measurement value or the calculated value is used. ◆ (28): In any of (19) to (27),
The vibration exciter and the structure under test are mounted on a vibration table, and the vibration is applied by the acceleration applied to the structure at the same time as the vibration by the vibration exciter.
【0037】(29):(19)乃至(28)のいずれ
かにおいて、計算機は、加振実験を実施する前に予め定
められた値よりも入力された2次遅れ系の固有振動数が
大きい場合には、2次微分項を省略した1次遅れ系とし
て置換するステップを有している。(29): In any one of (19) to (28), the computer has the input natural frequency of the second-order lag system larger than a predetermined value before carrying out the vibration experiment. In this case, there is a step of replacing the second-order differential term with a first-order delay system.
【0038】(30):(19)乃至(29)のいずれ
かにおいて、計算機は、加振機を微小に加振して加振対
象構造物のばね定数を測定するステップと、前記ばね定
数と予め入力された数値を用いて固有値解析を実施する
ステップと、前記解析結果の内予め与えられた値よりも
固有振動数が小さいモードは2次遅れ系として設定し、
解析結果の内予め与えられた値よりも固有振動数が大き
いモードは1次遅れ系として設定するステップ実施した
後、与えられた条件による加振実験を実施する。 (3
1):評価対象構造物全体を数値モデル化してデジタル
計算機に搭載し、評価対象構造物の内一部分を実物モデ
ルとし、該構造物に連結された一個または複数個の加振
機で加振し、加振機によって実物モデルに加えられる荷
重を計測し、荷重値、変位値及び外力値の入力、加
振機指令信号の算出、指令信号を生成出力、変位計
測、収束判定、必要に応じて〜の繰り返し、の
ステップを予め定められた回数、または停止信号が入力
されるまで連続して繰り返すに際して、数値モデルは、
加振対象構造物を線形数値モデル化し、固有値解析によ
り固有振動数、固有モードを算出し得られた固有モード
の内、少なくとも一つのモードは一自由度振動系すなわ
ち2次遅れ系とし、残りの固有モードの内少なくとも一
つのモードは慣性項を省略し1次遅れ系または比例系と
して入力し、前記加振機への指令信号値の算出は、入力
算出ステップと、前記の一つまたは複数個の2次遅れ系
と前記一つまたは複数個の1次遅れ系または比例系の応
答算出ステップと、信号値算出ステップにより実施され
る。(30): In any one of (19) to (29), the computer measures the spring constant of the structure to be excited by vibrating the vibrator slightly, and the spring constant A step of carrying out an eigenvalue analysis using numerical values inputted in advance, and a mode in which the natural frequency is smaller than a value given in advance among the analysis results is set as a second-order lag system,
A mode in which the natural frequency is larger than a value given in advance in the analysis result is set as a first-order lag system, and then a vibration experiment is performed under given conditions. (3
1): The entire evaluation target structure is numerically modeled and mounted on a digital computer, a part of the evaluation target structure is used as a real model, and vibration is applied by one or a plurality of vibration exciters connected to the structure. , Measure the load applied to the real model by the shaker, input the load value, displacement value and external force value, calculate the shaker command signal, generate and output the command signal, displacement measurement, convergence judgment, if necessary In repeating the steps of, to repeat a predetermined number of times or until a stop signal is input, the numerical model
At least one mode among the eigenmodes obtained by calculating the eigenfrequency and eigenmodes by eigenvalue analysis by modeling the structure to be excited into a linear numerical model is a one-degree-of-freedom vibration system At least one of the eigenmodes is input as a first-order lag system or a proportional system by omitting the inertial term, and the command signal value to the vibration exciter is calculated by the input calculation step and one or more of the above. Of the second-order lag system and one or more of the first-order lag system or the proportional system response calculation step and the signal value calculation step.
【0039】(32):(31)において、デジタル計
算機は、荷重計測結果の入力手段と、外力値の保存手段
及び/または外力信号の入力手段と、数値モデルに基づ
いて、外力値若しくは外力信号と荷重計測値若しくは荷
重計測値相当の信号を用いて荷重計測値の計測時刻から
予め定められた一定時間後の実物モデルとその他の部分
の境界点の変位を算出し、加振機への指令信号値を算出
する手段と、加振機の指令信号の出力手段と、加振機の
変位計測値と上記指令値と、加振機の変位と上記変位指
令値との差が予め定められた許容値内に納まっているか
収束判定する手段と、計算機外部とのデータの入出力手
段とを備える。(32): In (31), the digital computer has an external force value or an external force signal based on a numerical measurement model, an input unit for the load measurement result, an external force value storage unit and / or an external force signal input unit. And the load measurement value or a signal equivalent to the load measurement value is used to calculate the displacement of the boundary point between the actual model and the other part after a predetermined time from the measurement time of the load measurement value, and give a command to the vibration exciter. A means for calculating a signal value, an output means for outputting a command signal of the vibrator, a displacement measurement value of the vibrator and the above command value, and a difference between the displacement of the vibrator and the above displacement command value are predetermined. It is provided with a unit for determining whether or not it is within the allowable value and a unit for inputting / outputting data with the outside of the computer.
【0040】(33):(31)または(32)におい
て、入力算出ステップは、荷重計測値と、実物モデル部
分の数値モデルのばね定数と前ステップの指令信号値の
積の値の差を求め、各モードのモードベクトルの内実物
モデルの両端に対応する要素の差を乗じたものと、現ス
テップにおける外力値に予め求めておいた各モードに対
する外力値の刺激係数を乗じたものの和を求め、各モー
ドの入力とする。◆
(34):(33)において、算出ステップは、入力算
出ステップより各モードに対して算出された入力に対す
る前記一定時間後の応答を算出する。(33): In (31) or (32), the input calculation step obtains the difference between the load measurement value and the product of the spring constant of the numerical model of the actual model part and the command signal value of the previous step. , The sum of the product of the difference between the elements corresponding to both ends of the inner model of the mode vector of each mode and the product of the external force value at the current step multiplied by the stimulus coefficient of the external force value for each mode obtained in advance , Input for each mode. (34): In (33), the calculation step calculates the response to the input calculated for each mode in the input calculation step after the fixed time.
【0041】(35):(34)において、信号値算出
ステップは、応答算出手段の各モードの応答算出値に各
モードのモードベクトルの内実物モデルの両端に対応す
る要素の差を乗じたものとの和を算出し、加振機への指
令信号値とする。(35): In (34), in the signal value calculation step, the response calculation value of each mode of the response calculation means is multiplied by the difference between the elements corresponding to both ends of the model of the mode vector of each mode. And the sum is calculated and used as the command signal value to the vibration exciter.
【0042】(36):(1)乃至(13)のいずれか
に記載の振動試験装置を使用し、評価対象構造物の内一
部分を実物モデルとして加振対象とし、構造物全体を線
形数値モデル化してその固有値解析を予め実施し、それ
によって得られた固有モードの内少なくとも1つを応答
算出手段における2次遅れ系とし、残りの内少なくとも
一つを1次遅れ系若しくは線形系とし、数値モデル化に
おける加振対象構造物部分のばね定数を入力算出手段に
おいて前ステップの指令信号値に乗ぜられる係数とし、
固有値解析をもとにして算出された外力の各モードに対
する刺激係数を入力算出手段において現ステップにおけ
る外力値に乗ぜられる各系ごとに定められた係数とし、
固有値解析により算出された各モードの固有モードベク
トルの内実物モデルの両端に対応する要素の差を入力算
出手段において各系ごとに定められた係数とし、固有値
解析により算出された各モードの固有モードベクトルの
内実物モデルの両端に対応する要素の差を信号値算出手
段において2次遅れ系乃至1次遅れ系または比例系の応
答算出値に乗ぜられる係数とし、加振機の応答遅れ時間
を2次遅れ系の応答算出値の和の予測に使用する時間と
する。(36): Using the vibration test apparatus according to any one of (1) to (13), a part of the structure to be evaluated is subjected to vibration as an actual model, and the entire structure is subjected to a linear numerical model. And perform the eigenvalue analysis in advance, and at least one of the eigenmodes obtained thereby is used as the second-order lag system in the response calculation means, and at least one of the remaining is used as the first-order lag system or the linear system. The spring constant of the vibration target structure portion in the modeling is set as a coefficient by which the command signal value of the previous step in the input calculation means is multiplied,
The stimulation coefficient for each mode of the external force calculated based on the eigenvalue analysis is a coefficient determined for each system to be multiplied by the external force value at the current step in the input calculation means,
The eigenmode of each mode calculated by eigenvalue analysis is the coefficient of the eigenmode vector of each mode calculated by eigenvalue analysis corresponding to both ends of the real model The difference between the elements corresponding to both ends of the vector model in the vector is used as a coefficient to be multiplied by the response calculation value of the second-order lag system to the first-order lag system or the proportional system in the signal value calculation means, and the response delay time of the vibration exciter is set to 2 It is the time used to predict the sum of the calculated response values of the next-delay system.
【0043】(37):(14)乃至(18)のいずれ
かに記載の振動試験装置を使用し、評価対象構造物の内
一部分を実物モデルとして加振対象とし、構造物全体を
線形数値モデル化してその固有値解析を予め実施し、そ
れによって得られた固有モードの内少なくとも1つを応
答算出手段における2次遅れ系とし、残りの内少なくと
も一つを1次遅れ系若しくは線形系とし、数値モデル化
における加振対象構造物部分のばね定数を入力算出手段
において前ステップの指令信号値に乗ぜられる係数と
し、固有値解析をもとにして算出された外力の各モード
に対する刺激係数を入力算出手段において現ステップに
おける外力値に乗ぜられる各系ごとに定められた係数と
し、固有値解析により算出された各モードの固有モード
ベクトルの内実物モデルとの両端に対応する要素の差を
入力算出手段において各系ごとに定められた係数とし、
固有値解析により算出された各モードの固有モードベク
トルの内実物モデルとの両端に対応する要素の差を信号
値算出手段において2次遅れ系乃至1次遅れ系または比
例系の応答算出値に乗ぜられる係数とする。(37): Using the vibration test apparatus according to any one of (14) to (18), a part of the structure to be evaluated is subjected to vibration as an actual model, and the entire structure is subjected to a linear numerical model. And perform the eigenvalue analysis in advance, and at least one of the eigenmodes obtained thereby is used as the second-order lag system in the response calculation means, and at least one of the remaining is used as the first-order lag system or the linear system. The spring constant of the structure part to be excited in modeling is used as a coefficient by which the command signal value of the previous step is multiplied by the input calculation means, and the stimulation coefficient for each mode of the external force calculated based on the eigenvalue analysis is input calculation means. In the current step, the coefficient determined by each system is multiplied by the external force value, and the eigenmode vector of each mode calculated by eigenvalue analysis And a coefficient defined for each system in the input-calculating means the difference between the two ends to the corresponding element of the Le,
The signal value calculation means multiplies the difference between the elements corresponding to both ends of the eigenmode vector of each mode calculated by the eigenvalue analysis and the actual model, to the response calculation value of the second-order lag system to the first-order lag system or the proportional system. The coefficient.
【0044】ところで、本構造物の振動試験装置及び試
験方法において用いられるデジタル計算機は、複数のプ
ロセッサと、前記複数のプロセッサ間でのデータのやり
とりを行う手段と、前記複数のプロセッサ間で関連する
処理を待ち合わせる手段とを有し、複数のモードを複数
のグループに分けて、その各グループの演算処理を、前
記複数のプロセッサで処理するものである。By the way, the digital computer used in the vibration testing apparatus and the testing method for the present structure is related to a plurality of processors, a means for exchanging data between the plurality of processors, and the plurality of processors. And a means for awaiting processing, dividing a plurality of modes into a plurality of groups, and performing arithmetic processing of each group by the plurality of processors.
【0045】また、前記デジタル計算機は、複数のプロ
セッサと、前記複数のプロセッサ間でのデータのやりと
りを行う手段と、前記複数のプロセッサ間で関連する処
理を待ち合わせる手段とを有し、前記複数のプロセッサ
を複数のプロセッサグループに分けて、複数のモードを
複数のグループに分けその各グループの演算処理を、そ
れぞれ前記複数のプロセッサグループに割り付けて処理
するようにしてもよい。 さらに、前記各プロセッサグ
ループが処理する、モードの各グループの処理を複数の
処理ステージに分割し、各ステージ毎の処理を前記各プ
ロセッサグループ内の各プロセッサにおいて行うように
してもよい。Further, the digital computer has a plurality of processors, means for exchanging data between the plurality of processors, and means for waiting the related processing between the plurality of processors. The processors may be divided into a plurality of processor groups, the plurality of modes may be divided into a plurality of groups, and the arithmetic processing of each group may be assigned to the plurality of processor groups and processed. Further, the processing of each mode group processed by each processor group may be divided into a plurality of processing stages, and the processing for each stage may be performed by each processor in each processor group.
【0046】振動試験対象のばね定数を仮定し、それを
用いて構造物全体の固有値解析を実施し、モード空間に
おいて数値計算を実施するにおいて、短周期の固有モー
ドは1次遅れ系または比例系に置換し、他は2次遅れ系
として計算して試験を実施すること、及び上記試験が可
能な試験装置とすることにより、1次遅れ系または比例
系に置換された数値計算時間刻みが大きいことによる振
動応答の発散が起きなくなるので、数値計算時間刻みは
2次遅れ系として取り扱っているモードの中で最も固有
周期の短いものについて定めればよくなる。また、短周
期の固有モードに起因する変形は1次遅れ系または比例
系の応答として評価されているので、試験対象の部分構
造物のばね定数の固有値解析に用いられた値と実際の値
が異なっていても誤差が少なくなる為、短周期の固有周
期を持つ構造物の振動評価を比較的大きな時間刻みで実
施し、かつ精度を高いものとすることができる。In the case where a spring constant of a vibration test target is assumed, the eigenvalue analysis of the entire structure is performed using the spring constant, and the numerical calculation is performed in the mode space, the eigenmode of a short period is a first-order lag system or a proportional system. By performing the test by calculating as a second-order lag system and performing the test by replacing the others with a test device capable of performing the above test, the numerical calculation time step replaced by the first-order lag system or the proportional system is large. Since the divergence of the vibration response due to the occurrence does not occur, it is sufficient to determine the numerical calculation time step for the one having the shortest natural period among the modes handled as the second-order delay system. In addition, since the deformation due to the short period eigenmode is evaluated as the response of the first-order lag system or the proportional system, the value used for the eigenvalue analysis of the spring constant of the substructure under test and the actual value are Since the error is reduced even if they are different, it is possible to perform the vibration evaluation of the structure having a short natural period in a relatively large time step and improve the accuracy.
【0047】2次遅れ系の加振機応答遅れ相当時間先の
振動応答を予測して、加振機指令信号作成に使用するこ
と及び上記が実施可能な装置とすることにより、予測さ
れた時間だけ先の指令信号が加振機によって遅れて実現
するので、結果として実現すべき変位が実現すべき時刻
に加振機によって実現されることになり、加振機応答遅
れにより発生する負の減衰を相殺することが可能とな
る。By predicting the vibration response of a time corresponding to the delay of the vibration exciter response of the second-order delay system and using it for creating the vibration exciter command signal, and by making it a device capable of implementing the above, the predicted time is obtained. Since the previous command signal is realized by the exciter after a delay, the displacement that should be realized will be realized by the exciter at the time when it should be realized. Can be offset.
【0048】過去の一定時間刻みごとの応答値に応答値
の個数によって決まる係数を乗じた和を予測値とするこ
と及び上記が実施可能な装置とすることにより、単純な
積和演算により予測ができるので、振動応答の予測を短
時間に実施することが可能となる。Prediction can be performed by a simple product-sum operation by using the sum obtained by multiplying the response value for each fixed time interval in the past by a coefficient determined by the number of response values as the predicted value and by making the apparatus capable of implementing the above. Therefore, the vibration response can be predicted in a short time.
【0049】加振機の変位を計測し、加振すべき振動応
答計算値と比較して両者が一致するように前記予測にお
ける一定時間刻みを修正することにより、加振機の動特
性の変化にも追随した予測ができるので、予測を精度良
く実施することが可能となる。The displacement of the vibration exciter is measured, compared with the vibration response calculation value to be excited, and the constant time interval in the prediction is corrected so that the two agree with each other, thereby changing the dynamic characteristics of the vibration exciter. Since it is possible to perform the prediction that follows, it is possible to perform the prediction with high accuracy.
【0050】予め振動試験対象構造物の質量を評価して
おき、加振加速度を計測または計算して発生している慣
性力を求め、計測された反力から除去して振動応答計算
に使用すること、及び上記が実施可能な装置とすること
により計測反力内に含まれる慣性力を除去し振動試験対
象構造物の両端の相対変形に関する荷重だけを用いて振
動応答計算を実施することができるので、反力に含まれ
る慣性力に起因する誤差を取り除くことができる。The mass of the structure to be subjected to the vibration test is evaluated in advance, and the generated acceleration is measured or calculated to obtain the generated inertial force, which is removed from the measured reaction force and used for the vibration response calculation. In addition, by adopting a device capable of performing the above, it is possible to remove the inertial force contained in the measured reaction force and perform the vibration response calculation using only the load related to the relative deformation of both ends of the vibration test target structure. Therefore, the error caused by the inertial force included in the reaction force can be removed.
【0051】また、加振機と振動試験対象構造物を振動
台に搭載して振動実験を実施することによっても、基礎
加振によって発生する慣性力が正しく反力に含めること
ができるので、反力に含まれる慣性力に起因する誤差を
取り除くことができる。Also, by mounting a vibration exciter and a structure to be vibration-tested on a vibration table and conducting a vibration experiment, the inertial force generated by the basic vibration can be correctly included in the reaction force. The error caused by the inertial force included in the force can be removed.
【0052】計算機に、計算機に入力された固有周期、
またはそれに関連した量(例えば、固有振動数)と予め
入力されている判定条件を比較して、2次遅れ系として
取り扱うか、1次遅れ系として取り扱うかを判断して振
動応答計算処理手段へ引き渡す機能を持たせることによ
り、試験実施者がどの固有モードを1次遅れ系として取
り扱うか判断する必要がないので、振動実験を容易に実
施することができる。In the computer, the natural period input to the computer,
Alternatively, a quantity related to it (for example, natural frequency) is compared with a determination condition inputted in advance, and it is determined whether to handle as a second-order lag system or a first-order lag system, and the vibration response calculation processing means is executed. Since the tester does not need to determine which eigenmode is treated as the first-order lag system by providing the function of handing over, the vibration experiment can be easily performed.
【0053】更に、実際の加振試験の前に微小振幅の予
備加振を行い振動試験対象構造物のばね定数を測定する
ことと、これを用いて振動応答評価構造物全体の固有値
解析を実施することを、自動的に実施すること、及びこ
れらが実施可能な装置とすることによっても予め振動対
象部分構造物のばね定数の評価やそれを用いた固有値解
析を実施する必要がなくなるので、振動実験を容易に、
かつ正確に実施することができる。Further, before the actual vibration test, preliminary vibration with a small amplitude is carried out to measure the spring constant of the structure to be vibration-tested, and using this, eigenvalue analysis of the entire vibration-response evaluation structure is carried out. It is not necessary to evaluate the spring constant of the vibration target substructure in advance and perform eigenvalue analysis using it by automatically performing the Experiment easily,
And it can be carried out accurately.
【0054】[0054]
【発明の実施の形態】以下に、図を引用しながら本発明
の実施例について述べる。◆例えば図2に示すような構
造物1を考える。この内の部分構造物2は図3に示すよ
うに加振機4によって加振され、他の部分3は数値モデ
ル化され計算機5に搭載される。加振機4には荷重計測
器6が備えられ、部分構造物2から加振機4へ加わる反
力が計測される。計測された反力は計算機5に入力され
る。加振機4は制御装置7により制御されており、計算
機5において指令信号が算出され制御装置7に入力され
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For example, consider a structure 1 as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the partial structure 2 therein is vibrated by the vibration exciter 4, and the other part 3 is numerically modeled and mounted on the computer 5. The vibration exciter 4 is provided with a load measuring device 6, and the reaction force applied from the partial structure 2 to the vibration exciter 4 is measured. The measured reaction force is input to the calculator 5. The shaker 4 is controlled by the control device 7, and a command signal is calculated by the computer 5 and input to the control device 7.
【0055】計算機5には構造物に加わる地震力などの
加振力が、逐次入力されるか、若しくは計算機内のメモ
リ(図に記載せず)に記憶されており、この加振力と計
測された反力から外力ベクトルを算出するステップ、外
力ベクトルに対する数値モデル一定時間後の振動応答を
算出するステップ、振動応答計算結果に基づいて加振機
の指令値を算出するステップを繰り返し実施する。◆以
上により、部分構造物2が他の部分3と結合された状態
(構造物1)の振動応答が、部分構造物のみの振動試験
で評価可能となる。Excitation force such as seismic force applied to the structure is sequentially input to the computer 5 or stored in a memory (not shown in the figure) in the computer. The step of calculating an external force vector from the generated reaction force, the step of calculating the vibration response of the external force vector after a fixed time of the numerical model, and the step of calculating the command value of the vibration exciter based on the vibration response calculation result are repeatedly performed. ◆ From the above, the vibration response in the state where the partial structure 2 is coupled to the other part 3 (structure 1) can be evaluated by the vibration test of only the partial structure.
【0056】計算機5で実施される振動応答計算は以下
の通りである。実験対象となる部分構造物2以外の部分
3は質量マトリクスM、減衰マトリクスC、剛性マトリ
クスKとして数値モデル化される。すると基礎に対する
相対変位ベクトルxに関する運動方程式は、外力ベクト
ルqを用いて次のように書かれる。尚、・は時間に関す
る微分を表す。The vibration response calculation carried out by the computer 5 is as follows. The part 3 other than the substructure 2 to be tested is numerically modeled as a mass matrix M, a damping matrix C, and a stiffness matrix K. Then, the equation of motion for the relative displacement vector x with respect to the foundation is written as follows using the external force vector q. In addition, · represents a derivative with respect to time.
【0057】[0057]
【数1】 [Equation 1]
【0058】ここで、外力ベクトルは地震力などの加振
力q1と計測された反力q2の2つの成分からなる。即
ち、Here, the external force vector is composed of two components, an exciting force q 1 such as seismic force and a measured reaction force q 2 . That is,
【0059】[0059]
【数2】 [Equation 2]
【0060】これを用いて微小時間Δt後の振動応答を
計算する。尚、振動応答計算結果を加振機7で実現する
とき、試験対象構造物2のばね定数のような静的な反力
のみを取り扱う場合には計算上Δt後の結果をΔtより
大きな時間後に実現しても差し支えない。以下、この試
験方法を「準動的」試験と呼ぶ。Using this, the vibration response after a minute time Δt is calculated. When the vibration response calculation result is realized by the vibration exciter 7, if only a static reaction force such as the spring constant of the structure under test 2 is handled, the result after Δt is calculated after a time larger than Δt. It does not matter if you realize it. Hereinafter, this test method is referred to as a "quasi-dynamic" test.
【0061】また、反力q2に含まれる減衰力などの動
的な成分を試験により計測し振動応答解析に反映するた
めには、実時間で実施することが必要である。この試験
方法を、以下、「実時間」試験と呼ぶ。Further, in order to measure a dynamic component such as a damping force included in the reaction force q 2 by a test and reflect it in the vibration response analysis, it is necessary to carry out the measurement in real time. This test method is hereafter referred to as the "real time" test.
【0062】数値計算の方法として様々なアルゴリズム
が使用可能であるが、例えば、公知の中央差分法では次
式のようにして、時刻tiにおける既知の情報から時刻
ti+1(ti+1=ti+Δt)の変位応答が算出できる。Various algorithms can be used as the method of the numerical calculation. For example, in the known central difference method, the known information at the time t i is converted into the time t i + 1 (t i + The displacement response of 1 = t i + Δt) can be calculated.
【0063】[0063]
【数3】 [Equation 3]
【0064】前式はマトリクス演算によって計算される
ものであるが、これをモード空間において実施すること
も可能である。The above equation is calculated by matrix operation, but it is also possible to implement this in mode space.
【0065】上記技術において使用される数値計算にお
いては、計算対象となる構造物のもっとも短い固有周期
Tminと計算時間刻みΔtによって安定に計算できる範
囲が決まっている。例えば、中央差分法においてはIn the numerical calculation used in the above technique, the stable calculation range is determined by the shortest natural period T min of the structure to be calculated and the calculation time step Δt. For example, in the central difference method
【0066】[0066]
【数4】 [Equation 4]
【0067】の関係が満たされている必要がある。その
為、評価対象とする固有周期が非常に短い場合には、計
算時間刻みΔtを(数4)、或いはその計算手法によっ
て決まる安定限界に合わせて小さくとる必要がある。It is necessary that the relationship of is satisfied. Therefore, when the natural period to be evaluated is very short, it is necessary to make the calculation time step Δt small in accordance with (Equation 4) or the stability limit determined by the calculation method.
【0068】そこで、準動的試験の場合にはある一定時
間の地震加振に対する応答を評価するのにかかるステッ
プ数が多くなり、一ステップの時間刻みに必要な時間が
一定であると実験時間が非常に長くなるという問題点が
あった。また、一ステップでの加振機7の加振変位変化
量が小さくなる為、加振精度が悪くなるという問題点が
あった。また、実時間試験を実施する際には、計算時間
刻みΔt後の応答計算処理を少なくともΔtの間に実施
する必要があるが、Δtが非常に小さくなると実施でき
ない恐れがあった。Therefore, in the case of the quasi-dynamic test, the number of steps required to evaluate the response to seismic excitation for a certain fixed time increases, and if the time required for one step is constant, the experimental time There was a problem that was very long. In addition, since the amount of change in the vibration displacement of the vibration exciter 7 in one step is small, there is a problem that vibration accuracy deteriorates. Further, when performing the real-time test, it is necessary to perform the response calculation process after the calculation time step Δt for at least Δt, but there is a fear that it cannot be performed when Δt becomes very small.
【0069】上記課題を解決する一方法として、試験対
象構造物2の剛性を仮定して構造物全体1の固有モード
を算出し、数値計算を前記モード空間で実施し、その
際、固有周期の短いものを除去する手法が提案されてい
る。しかし、本手法では仮定したばね定数が実際のばね
定数と異なった場合には、得られる振動特性に誤差が生
じるという問題点があった。As a method for solving the above problem, the eigenmode of the entire structure 1 is calculated by assuming the rigidity of the structure 2 to be tested, and the numerical calculation is carried out in the mode space. Techniques for removing short ones have been proposed. However, in this method, when the assumed spring constant is different from the actual spring constant, the obtained vibration characteristic has an error.
【0070】また、振動試験に使用される加振機4は、
一般に応答遅れを含む動特性を持つ。即ち、図4に示す
ように、入力信号に対してわずかに遅れて加振変位が実
現されるという特徴を持つ。このような特性を持つ加振
機4を実時間試験に含めると、ばね定数kである線形ば
ねは図5に示すような特性を持つものとして評価される
ことになり、遅れ時間がδtの時にはThe vibrator 4 used for the vibration test is
Generally, it has dynamic characteristics including response delay. That is, as shown in FIG. 4, the vibration displacement is realized with a slight delay with respect to the input signal. When the vibrator 4 having such characteristics is included in the real-time test, the linear spring having the spring constant k is evaluated as having the characteristics shown in FIG. 5, and when the delay time is δt.
【0071】[0071]
【数5】 [Equation 5]
【0072】のような負の減衰ceqをもつこととなる。
従って、これが誤差の原因となり、特に構造自体が持つ
減衰よりもceqの絶対値が大きい場合には振動応答が発
散するという問題点があった。It has a negative damping c eq such as
Therefore, this causes an error, and there is a problem that the vibration response diverges particularly when the absolute value of c eq is larger than the damping of the structure itself.
【0073】更に、前記従来技術では、加振機4による
振動試験を用いているので試験対象構造物2の両端の相
対変形に関する反力だけを考慮していた。しかし、実時
間試験の場合、計測される反力では、加速度に関連する
慣性力が無視できない場合があるが、これは基礎加振で
得られる慣性力とは異なるもので、試験誤差となる恐れ
があった。Furthermore, in the above-mentioned prior art, since the vibration test by the vibration exciter 4 is used, only the reaction force related to the relative deformation of both ends of the structure 2 to be tested is considered. However, in the case of a real-time test, the measured reaction force may not be able to ignore the inertial force related to acceleration, but this is different from the inertial force obtained by basic excitation, which may cause a test error. was there.
【0074】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであって、構造物の一部分のみの振動試験
と振動応答数値解析を組み合わせて行う振動試験装置及
び方法において、特に、数値解析モデルが短周期の固有
周期を有する場合でも容易、かつ高精度に振動試験を実
施可能な、或いは本振動試験を高精度に実施するのに好
適な構造物の振動試験装置及び方法を提供することを目
的としている。The present invention has been made in order to solve such a problem, and in a vibration test apparatus and method for performing a combination of a vibration test of only a part of a structure and a vibration response numerical analysis, in particular, a numerical analysis To provide a vibration test device and method for a structure that can easily and highly accurately perform a vibration test even if a model has a short natural period, or that is suitable for highly accurately performing this vibration test. It is an object.
【0075】先ず、モード空間を用いて振動応答計算を
行う振動試験方法の概要を示す。例えば、図2に示す構
造物1を実験対象と考える。基礎と最下部の質点間の部
分構造物2が振動試験の対象となっており、他は数値モ
デル化されているものと考える。外力としては基礎の加
速度を考える。部分構造物2も含めた構造物1の基礎加
振に関する運動方程式は、簡単の為に減衰項を省略する
と次の通りである。First, the outline of the vibration test method for performing the vibration response calculation using the mode space will be described. For example, consider the structure 1 shown in FIG. 2 as an experiment target. It is considered that the substructure 2 between the foundation and the mass point at the bottom is the subject of the vibration test, and the others are numerically modeled. Consider the basic acceleration as the external force. The equation of motion for basic vibration of the structure 1 including the substructure 2 is as follows when the damping term is omitted for simplicity.
【0076】[0076]
【数6】 [Equation 6]
【0077】但し、M*は質量マトリクス、K*は剛性
マトリクス、x*は基礎に対する相対変位ベクトル、i
は全てが1であるベクトル、zは基礎加速度である。
尚、これらのマトリクス、ベクトルは振動試験対象の部
分構造物2を含めたもので(数1)とは異なったもので
あるので、*をつけて区別している。Here, M * is a mass matrix, K * is a stiffness matrix, x * is a relative displacement vector with respect to the foundation, and i is
Is a vector of all 1, and z is the basic acceleration.
Since these matrices and vectors include the partial structure 2 to be subjected to the vibration test and are different from (Equation 1), they are distinguished by attaching *.
【0078】さて、部分構造物2の実際の剛性と数値モ
デルの剛性は、数値モデル化上の推定誤差、或いは、加
振中の要素特性の変化等により異なることが考えられ
る。部分構造物2の実際のばね定数をk、また、数値モ
デルとして仮定するばね定数をk’とし、数値モデルと
しての想定剛性マトリクスをK’とすると(数6)の剛
性マトリクスK*は次の通りである。Now, it is considered that the actual rigidity of the substructure 2 and the rigidity of the numerical model are different due to an estimation error in numerical modeling, a change in element characteristics during vibration, and the like. When the actual spring constant of the substructure 2 is k, the spring constant assumed as a numerical model is k ′, and the assumed rigidity matrix as a numerical model is K ′, the rigidity matrix K * of (Equation 6) is On the street.
【0079】[0079]
【数7】 [Equation 7]
【0080】ここでEは部分構造物2の単位要素剛性マ
トリクスで、例えば、図2のような支持点の部材であれ
ば次式のようになる。◆Here, E is a unit element rigidity matrix of the partial structure 2, and for example, in the case of a member of a supporting point as shown in FIG. ◆
【0081】[0081]
【数8】 [Equation 8]
【0082】(数7)を(数6)に代入し整理すると、
次式が得られる。◆Substituting (Equation 7) into (Equation 6) and rearranging,
The following equation is obtained. ◆
【0083】[0083]
【数9】 [Equation 9]
【0084】ここに、Here,
【0085】[0085]
【数10】 [Equation 10]
【0086】従って、(数9)のように想定剛性マトリ
クスK’を用いた運動方程式に(数10)で示される荷
重fを外力として加えた振動応答数値計算を実施すれば
(数6)を計算するのと同等であることがわかる。◆と
ころで、(数10)を書き直すと次式のようになる。Therefore, if the vibration response numerical calculation is performed by adding the load f shown in (Equation 10) as an external force to the equation of motion using the assumed stiffness matrix K ′ as in (Equation 9), then (Equation 6) is obtained. It turns out to be equivalent to calculating. ◆ By the way, rewriting (Equation 10) gives the following formula.
【0087】[0087]
【数11】 [Equation 11]
【0088】ここで、Δxは部分構造物2の両端の相対
変位で加振機4による加振変位であり、rは部分構造物
2の内力の荷重がはたらく節点に対応する要素には1ま
たは−1(座標系によって決まる)、他は0であるベク
トル、である。Here, Δx is the relative displacement of both ends of the substructure 2 and is the vibration displacement by the vibration exciter 4, and r is 1 or 1 for the element corresponding to the node where the load of the internal force of the substructure 2 works. -1 (determined by the coordinate system), the other is a vector that is 0.
【0089】kΔxは実際に部分構造物2に発生する反
力q’であって計測可能であり、k’Δxは加振機の変
位を計測することで算出できる量である。従って、(数
9)を用いた振動試験を実施することは可能である。
尚、部分構造物に減衰特性や非線形性があるときはこれ
らの特性は計測反力に反映されるので、振動応答数値計
算で考慮される。KΔx is a reaction force q ′ actually generated in the substructure 2 and can be measured, and k′Δx is an amount that can be calculated by measuring the displacement of the vibration exciter. Therefore, it is possible to carry out a vibration test using (Equation 9).
When the partial structure has a damping characteristic or a non-linearity, these characteristics are reflected in the measured reaction force, and are considered in the vibration response numerical calculation.
【0090】さて、(数9)は右辺を0とおき固有値解
析を行い、その固有モードベクトルを用いてモード空間
に変換することができる。固有値解析では、nを自由度
数とすると次式が得られる。Now, in (Equation 9), the right side is set to 0, eigenvalue analysis is performed, and the eigenmode vector can be used to transform into a mode space. In the eigenvalue analysis, the following equation is obtained when n is the number of degrees of freedom.
【0091】[0091]
【数12】 [Equation 12]
【0092】ここで、uはモード変位ベクトル、Pはモ
ードマトリクス、piはi次のモードベクトルである。
尚、以下の議論では固有モードはモード質量が1となる
ように規格化されているものとする。即ち、Iを単位マ
トリクスとして、Here, u is a mode displacement vector, P is a mode matrix, and p i is an i-th order mode vector.
In the following discussion, it is assumed that the eigenmode is standardized so that the mode mass is 1. That is, with I as a unit matrix,
【0093】[0093]
【数13】 [Equation 13]
【0094】これによっても一般性は失われない。これ
を用いると、(数9)は次式のように書き直せる。Even with this, generality is not lost. Using this, (Equation 9) can be rewritten as the following equation.
【0095】[0095]
【数14】 [Equation 14]
【0096】ここで、ωiはi次の固有円振動数で、T
は転置を示すものとするとHere, ω i is the i-th order natural circular frequency, and T
Is transposed
【0097】[0097]
【数15】 [Equation 15]
【0098】であり、bは基礎加振に関する刺激係数ベ
クトル、gは部分構造物2から発生する加振力に対する
刺激係数ベクトルであり、Where b is the stimulation coefficient vector for the basic excitation, g is the stimulation coefficient vector for the excitation force generated from the substructure 2,
【0099】[0099]
【数16】 [Equation 16]
【0100】[0100]
【数17】 [Equation 17]
【0101】である。尚、ここで得られたモードパラメ
ータは仮定した数値モデルの剛性マトリクスK’から求
められるものであるから必ずしも真の値ではない。It is The mode parameter obtained here is not necessarily a true value because it is obtained from the rigidity matrix K ′ of the assumed numerical model.
【0102】以上をまとめると図6に示したようなフロ
ーになる。即ち荷重計測値と変位計測値から試験対象構
造物に起因する外力の算出を行い(ステップi)、その
算出出力と地震力等からの外力とからモード外力の計算
をし(ステップii)、次いでモード応答の算出をし(ス
テップiii)、そしてこれから物理空間への変換を行う
(ステップiv)。これによりモード空間による振動計算
によっても(数3)を用いる振動試験と同等のことが実
施可能である。(数14)により振動数値計算を行うに
当たって、短周期の固有モードを除去することもでき
る。しかし、モードを除去した場合、固有値解析にあた
って想定したばね定数k’と実際のばね定数kに差があ
ると誤差の原因となることが分かっている。The above flow is summarized as shown in FIG. That is, the external force caused by the structure under test is calculated from the load measurement value and the displacement measurement value (step i), the mode external force is calculated from the calculated output and the external force from the seismic force, etc. (step ii), and then The modal response is calculated (step iii) and then converted to physical space (step iv). As a result, it is possible to carry out the same thing as the vibration test using (Equation 3) by the vibration calculation in the mode space. It is also possible to eliminate the eigenmode of a short period when performing the numerical value calculation of the vibration by (Equation 14). However, it is known that when the mode is removed, a difference between the spring constant k ′ assumed in the eigenvalue analysis and the actual spring constant k causes an error.
【0103】以下、図1を引用しながら本発明の一実施
例を説明する。部分構造物2は加振機4により加振され
る。加振機4には加振機から部分構造物2に加えられる
荷重の計測手段6と加振機4により部分構造物2に与え
られている変位の計測手段8が備えられている。荷重計
測手段6による計測値は荷重伝達手段9により伝達され
荷重入力手段11を介してデジタル計算機である計算機
5に入力される。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The partial structure 2 is vibrated by the vibration exciter 4. The vibrating machine 4 is provided with a measuring means 6 for a load applied to the partial structure 2 from the vibrating machine and a measuring means 8 for a displacement applied to the partial structure 2 by the vibrating machine 4. The value measured by the load measuring means 6 is transmitted by the load transmitting means 9 and input to the computer 5 which is a digital computer via the load inputting means 11.
【0104】また、変位計測手段8による計測値は変位
伝達手段10により伝達され変位入力手段12を介して
同様に計算機5に入力される。計算機5には外力保存手
段15若しくは外力入力手段16のいずれか、または両
方が備わって、振動応答評価対象構造物1に加わる地震
力等外力が保存されており、若しくは入力される。The value measured by the displacement measuring means 8 is transmitted by the displacement transmitting means 10 and similarly input to the computer 5 via the displacement inputting means 12. The computer 5 is provided with either or both of the external force storage unit 15 and the external force input unit 16, and the external force such as the seismic force applied to the vibration response evaluation target structure 1 is stored or input.
【0105】計算機5には加振機指令信号計算手段17
が搭載されており、前記荷重計測値、変位計測値、並び
に外力値を用いて、加振機4への指令信号を算出する。
また、指令信号生成手段18が搭載されており、前記指
令信号算出結果に基づいて指令信号を生成し、指令信号
出力手段13を介して出力される。前記指令信号は指令
信号伝達手段14を介して加振機4の制御装置7に入力
され加振機が駆動される。The computer 5 includes the vibrator command signal calculating means 17
Is mounted, and a command signal to the vibration exciter 4 is calculated using the load measurement value, the displacement measurement value, and the external force value.
Further, a command signal generating means 18 is mounted, a command signal is generated based on the command signal calculation result, and is output via the command signal output means 13. The command signal is input to the control device 7 of the vibration exciter 4 via the command signal transmission means 14 to drive the vibration exciter.
【0106】外力値・荷重計測値・変位計測値の入力、
加振機指令信号の算出、加振機指令信号の生成、加振機
指令信号の出力は、時間管理手段19により管理され、
例えば図7に示されるように、一定時間刻みごとに繰り
返し実施される。Input of external force value, load measurement value, displacement measurement value,
The time managing means 19 manages the calculation of the shaker command signal, the generation of the shaker command signal, and the output of the shaker command signal.
For example, as shown in FIG. 7, it is repeatedly performed at regular time intervals.
【0107】尚、荷重・変位計測値、加振機指令信号は
例えば電圧信号として伝達される。その際、信号伝達手
段9、10、14はケーブル線である。また、信号入力
手段11、12はA/D変換器であり、信号出力手段1
3はD/A変換器である。しかし、これら信号は他の形
態であってもよく、それに応じて伝達手段、入出力手段
も異なったものとなる。The load / displacement measurement values and the vibration exciter command signal are transmitted as voltage signals, for example. In that case, the signal transmitting means 9, 10, 14 are cable lines. The signal input means 11 and 12 are A / D converters, and the signal output means 1
3 is a D / A converter. However, these signals may have other forms, and accordingly, the transmission means and the input / output means are also different.
【0108】指令信号算出手段17では次の手順により
信号が算出される。但し、以下の計算に必要なパラメー
タ(固有振動数、モードベクトル、刺激係数など)は予
め計算機5に付属するデータ入力手段(図示せず)から
入力されデータ保存手段(図示せず)に下記手順におい
て利用可能なように保存されている。The command signal calculating means 17 calculates a signal by the following procedure. However, the parameters (natural frequency, mode vector, stimulus coefficient, etc.) necessary for the following calculation are input in advance from the data input means (not shown) attached to the computer 5 and the following procedure is performed in the data storage means (not shown). Stored for use in.
【0109】(1)入力算出手段171において(数1
1)により評価対象構造物1に加わる荷重を算出する。
即ち、荷重計測値q’と、変位計測値Δxと数値モデル
で想定したばね定数k’の積との差(以下、部分構造物
起因外力と称す)をとる。また、外力である加振加速度
値を入力する。そして、(数14)の右辺により各モー
ドに対する外力項を算出する。あるモードに対する加速
度による加振力は、刺激係数ベクトルbのそのモードに
対する要素と前ステップで入力した加速度値の積の値で
あり、部分構造物起因外力については、刺激係数ベクト
ルgのそのモードに対する要素と部分構造物起因外力の
積をとる。この両者の和の符号を変えたものを各モード
に対する加振力とする。(1) In the input calculation means 171, (Equation 1
The load applied to the structure 1 to be evaluated is calculated according to 1).
That is, the difference between the load measurement value q ′ and the product of the displacement measurement value Δx and the spring constant k ′ assumed in the numerical model (hereinafter, referred to as a partial structure-induced external force) is calculated. Also, the vibration acceleration value, which is an external force, is input. Then, the external force term for each mode is calculated from the right side of (Equation 14). The excitation force due to acceleration for a certain mode is the product of the element of the stimulation coefficient vector b for that mode and the acceleration value input in the previous step. Calculate the product of the element and the external force caused by the substructure. The excitation force for each mode is obtained by changing the sign of the sum of the two.
【0110】(2)応答算出手段172において各モー
ドのΔt後の振動応答を求める。この際、予め選定した
モードについては(数14)の2次微分項を省略した比
例系、または減衰項を付加した1次遅れ系として取り扱
う。その他のモードは2次遅れ系として取り扱い、(数
3)等のアルゴリズムによって算出する。また、振動応
答にほとんど影響しないと考えられるモードについて
は、除去しても差し支えない。(2) The response calculating means 172 calculates the vibration response after Δt in each mode. At this time, the mode selected in advance is treated as a proportional system in which the second-order differential term of (Equation 14) is omitted or a first-order delay system in which a damping term is added. The other modes are treated as a second-order lag system and calculated by an algorithm such as (Equation 3). In addition, modes that are considered to have little influence on the vibration response may be removed.
【0111】(3)信号値算出手段173において加振
機の指令信号値(Δt後に加えるべき部分構造物2の両
端の変位Δx)を算出する。先ず2次遅れ系で、振動応
答を算出したモードに関して夫々のモード振動応答にそ
のモードベクトルの部分構造物2の両端の節点に対応す
る要素の差を乗じ、総和をとり、これをΔxlとおく
(数18)。(3) The signal value calculating means 173 calculates the command signal value (displacement Δx of both ends of the substructure 2 to be added after Δt) of the vibration exciter. In first secondary delay system, multiplied by the difference between the element corresponding to the node of the opposite ends of the partial structure 2 of that mode vector mode vibration response of each with respect to the mode of calculating the vibration response, taking the sum, which the [Delta] x l (Equation 18).
【0112】[0112]
【数18】 [Equation 18]
【0113】また、1次遅れ系または比例系として算出
したモードに関しても同様の処理を行いΔxhとする。
次にΔxlの加振機遅れ時間に相当する時間先の値を予
測してΔxl’とする。その上で両者の和を加振機指令
信号Δxとする(数19)。The same processing is performed for the mode calculated as the first-order lag system or the proportional system, and Δx h is set.
Then the [Delta] x l 'to predict the value of time later corresponding to vibration exciter delay time [Delta] x l. Then, the sum of the two is used as a vibration exciter command signal Δx (Equation 19).
【0114】[0114]
【数19】 [Formula 19]
【0115】以上により加振機4への指令信号値が算出
される。◆更に、信号生成手段18では上記算出値に基
づいて、信号出力手段13と加振機4に応じて信号を生
成する。但し、信号の出力は時間管理手段19によって
図7のタイムテーブルに従って実施される。From the above, the command signal value to the vibration exciter 4 is calculated. Further, the signal generating means 18 generates a signal according to the signal output means 13 and the vibration exciter 4 based on the calculated value. However, the output of the signal is carried out by the time management means 19 according to the time table of FIG.
【0116】本実施例のように、短周期のモードを1次
遅れ系、または比例系として取り扱う理由を示す。図8
にモードの周波数応答の模式図を示す。短周期即ち高振
動数の固有モードは試験実施範囲においてはほぼ一定振
幅を持っており、単純なばねで考えることができる。ま
た、この要素によって散逸するエネルギーまで考えると
1次遅れ系としてモデル化できる。The reason why the short cycle mode is treated as a first-order delay system or a proportional system as in the present embodiment will be described. Figure 8
Figure 3 shows a schematic diagram of the frequency response of the modes. The eigenmode with a short period or high frequency has an almost constant amplitude in the test execution range, and can be considered with a simple spring. Also, considering the energy dissipated by this element, it can be modeled as a first-order lag system.
【0117】若しこのモードを除去すると、このモード
によって生じるべき変位がなくなり、加振点の変位が減
少する。即ち、ばね定数を大きめに見積もったのと同等
のことが生じ、固有振動数の増加などの誤差の要因とな
る。比例系、または1次遅れ系とすると、時間刻みΔt
には安定が左右されないため、2次遅れ系として取り扱
ったモードの中での最小周期によって時間刻みを決めれ
ばよい。従って、時間刻みを大きくとることができ図7
に示した処理を実現することが容易となる。If this mode is removed, the displacement that should be caused by this mode disappears and the displacement of the excitation point decreases. That is, the same thing as when the spring constant is overestimated occurs, which causes an error such as an increase in natural frequency. Assuming a proportional system or a first-order lag system, the time step Δt
Since the stability does not depend on, the time step may be determined by the minimum period in the modes treated as the second-order lag system. Therefore, a large time step can be taken.
It becomes easy to realize the processing shown in.
【0118】また、本実施例のように、2次遅れ系とし
て取り扱ったモードに依存する応答について加振機遅れ
時間だけ先の値を予測して加振機の指令信号とすること
によって、図9に示すように予測時間分だけ加振機によ
り応答が遅れるので、実現すべき時刻に実現すべき応答
が実現できることになる。Further, as in the present embodiment, the response depending on the mode handled as the second-order delay system is predicted by the exciter delay time and is used as a command signal for the exciter. As shown in 9, the response is delayed by the vibration exciter by the predicted time, so that the response to be realized at the time to be realized can be realized.
【0119】1次遅れ系または比例系として取り扱った
モードについて予測を行わないのは、一般に応答予測で
は予測時間に比較して周期の短い振動に関しては誤差が
大きいからである。2次遅れ系では固有振動数より高い
振動数範囲では応答がほとんど0となるためこの誤差が
相殺されるが、比例系、または、1次遅れ系では予測誤
差がそのまま現れるので振動解析の誤差が大きくなり、
場合によっては安定に実施できない。The reason why the mode treated as the first-order lag system or the proportional system is not predicted is that the response prediction generally has a large error in the case of vibration having a shorter cycle than the prediction time. In the second-order lag system, this error cancels out because the response is almost zero in the frequency range higher than the natural frequency, but in the proportional system or the first-order lag system, the prediction error appears as it is, and the error in the vibration analysis Getting bigger,
In some cases, it cannot be performed stably.
【0120】本実施例によれば、時間刻みを大きくとる
ことができるので実時間試験の実現が容易になる。ま
た、加振機の応答遅れが補正されているので安定、かつ
高精度な振動試験が可能となる。According to this embodiment, since the time step can be made large, real-time testing can be easily realized. Further, since the response delay of the vibration exciter is corrected, a stable and highly accurate vibration test can be performed.
【0121】図10により別の実施例の説明をする。図
10は図1の実施例に加え、応答算出値保存手段20を
付加したものである。本実施例では2次遅れ系に関する
応答Δxlの予測を図11に示すような現時刻よりも加
振機応答遅れ時間δtごとの前の時刻の応答算出値Δx
lkに次表1に定められた係数を乗じた上で和をとる。但
し、予測に使用するデータの個数mは任意に選ぶことが
できる。Another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows that the response calculated value storage means 20 is added to the embodiment of FIG. In the present embodiment, the response Δx l related to the second-order delay system is predicted as shown in FIG. 11, and the response calculation value Δx at a time before the current time by each vibration device response delay time δt.
Multiply lk by the coefficient defined in the following Table 1 and take the sum. However, the number m of data used for prediction can be arbitrarily selected.
【0122】[0122]
【表1】 [Table 1]
【0123】即ち、次式の通りである。That is, it is as follows.
【0124】[0124]
【数20】 [Equation 20]
【0125】本実施例によれば、応答の予測が単純な積
和演算により実施できるので計算時間が短く、従って図
7に示すような処理が容易に可能となる。但し、応答算
出値は計算時間刻みΔtごとに算出しているので、加振
機応答遅れ時間δtごとの値Δxlkが必ずしも得られる
とは限らない。その場合にはδt刻みに最も近い時刻の
応答算出値をΔxlkとして用いるか、若しくは応答算出
値を内挿することによりΔxlkを算出して数20の演算
を行う。According to the present embodiment, the response can be predicted by a simple product-sum operation, so that the calculation time is short and therefore the processing shown in FIG. 7 can be easily performed. However, since the response calculation value is calculated for each calculation time step Δt, the value Δx lk for each vibration device response delay time δt is not always obtained. In that case, the response calculation value at the time closest to the δt step is used as Δx lk , or Δx lk is calculated by interpolating the response calculation value, and the operation of Expression 20 is performed.
【0126】別の実施例を図12により説明する。本実
施例は図1の実施例に加えて予測時間修正手段27を設
けたものである。図1の実施例では応答値の予測時間は
予め計算機に入力されているが、この設定値が実際のも
のと異なっていたり、或いは試験実施中に変わってしま
ったりした場合には、予測信号の誤差、ひいては振動試
験の誤差の原因となる。Another embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a prediction time correction means 27 is provided in addition to the embodiment shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 1, the predicted value of the response value is inputted into the computer in advance. However, if this set value is different from the actual value or has changed during the test, the predicted signal It causes an error, and eventually an error in the vibration test.
【0127】そこで、加振すべき値と実際の変位を比較
し、予測時間を修正することにより、実験の精度が向上
する。予測時間の修正は、例えば次のように実施する。
計算された部分構造物2における相対変位Δx=Δxl
+Δxhと加振機4の変位の計測値Δx’に関して次の
積分を一周期にわたって実施する。Therefore, by comparing the value to be excited with the actual displacement and correcting the prediction time, the accuracy of the experiment is improved. The correction of the estimated time is performed as follows, for example.
Calculated relative displacement in substructure 2 Δx = Δx l
The following integration is performed for + Δx h and the measured value Δx ′ of the displacement of the vibration exciter 4 over one cycle.
【0128】[0128]
【数21】 [Equation 21]
【0129】この積分値Iと振動の周期T、振幅A、加
振機応答遅れ時間の誤差(即ち、実際の遅れ時間と予測
に使われている遅れ時間の差)δt’には次式が成り立
つ。The following equation is used for the error of the integrated value I, the period T of vibration, the amplitude A, and the vibrator response delay time (that is, the difference between the actual delay time and the delay time used for prediction) δt '. It holds.
【0130】[0130]
【数22】 [Equation 22]
【0131】この演算を逐次実施し、適宜予測時間を変
更する。本実施例によれば予測時間が常に実際の値に設
定されるので、予測の精度、即ち試験精度が高くでき
る。◆また、本実施例の予測時間の修正においてΔxの
代わりにΔxl、Δx’の代わりに次式で表される値Δ
x”を用いることもできる。This calculation is sequentially executed to change the prediction time as appropriate. According to this embodiment, the prediction time is always set to the actual value, so that the prediction accuracy, that is, the test accuracy can be increased. In addition, in the correction of the prediction time according to the present embodiment, Δx l instead of Δx, and a value Δ represented by the following formula instead of Δx ′.
It is also possible to use x ″.
【0132】[0132]
【数23】 [Equation 23]
【0133】これによれば、予測が施されている部分だ
けを比較するとになるのでより精度が上がるという効果
がある。According to this, since only the predicted portion is compared, there is an effect that the accuracy is further improved.
【0134】更に別の実施例を図13により説明する。
本実施例は図1の実施例に加え、加速度計測手段21を
加振点に備え、その計測値が加速度計測値伝達手段21
1により伝達され計算機5に加速度計測値入力手段22
により入力され、更に、荷重計測値q’の代わりに次式
で求められるq”を使って計算処理を行うようにしたも
のである。Still another embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, in addition to the embodiment of FIG. 1, the acceleration measuring means 21 is provided at the excitation point, and the measurement value thereof is the acceleration measurement value transmitting means 21.
1 transmitted to the computer 5 by the acceleration measurement value input means 22
Further, the calculation processing is performed using q ″ obtained by the following equation instead of the load measurement value q ′.
【0135】[0135]
【数24】 [Equation 24]
【0136】荷重計測値の中には、部分構造物2の質量
による慣性力が含まれているが、本試験では部分構造物
の両端の相対加速度によって決まる慣性力となってい
る。ところが、実際には絶対加速度に比例する慣性力を
考えなくてはならないため誤差の原因となる。そこで、
荷重計測値q’から慣性力を除去し、相対変形に関する
荷重のみを振動応答計算に使用するようにしたものが本
実施例である。尚、本実施例では数値モデルとしては部
分構造物の質量を含んだモデル化が必要である。本実施
例では、慣性力を除去することができるので高精度な振
動試験が実施可能となる。The load measurement value includes the inertial force due to the mass of the substructure 2. In this test, however, the inertial force is determined by the relative acceleration at both ends of the substructure. However, in practice, an inertial force proportional to the absolute acceleration must be considered, which causes an error. Therefore,
In the present embodiment, the inertial force is removed from the load measurement value q ′ and only the load related to the relative deformation is used for the vibration response calculation. In the present embodiment, the numerical model needs to be modeled including the mass of the partial structure. In this embodiment, since the inertial force can be removed, a highly accurate vibration test can be carried out.
【0137】更に別の実施例を図14により説明する。
本実施例は図13の実施例の加速度計測手段21、加速
度入力手段22の代わりに、加速度算出手段23を設け
たものである。加速度算出手段23では変位計測値を微
分して加振加速度を算出する。この値を用いて前記実施
例と同等の処理を行う。本実施例によれば、前記実施例
と同じ効果が得られるとともに、計測手段等が不要であ
るという効果がある。Still another embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, an acceleration calculating means 23 is provided instead of the acceleration measuring means 21 and the acceleration input means 22 of the embodiment shown in FIG. The acceleration calculator 23 differentiates the displacement measurement value to calculate the vibration acceleration. Using this value, the same processing as in the above embodiment is performed. According to this embodiment, the same effect as that of the above embodiment can be obtained, and the measuring means and the like are not necessary.
【0138】更に別の実施例を図15により説明する。
本実施例は図1の実施例の部分構造物2と加振機を振動
台28上に搭載し、振動試験実施の際、振動台28を部
分構造の支持されている部分が加振されるべき加速度で
駆動するものである。本実施例によれば、測定される反
力に絶対加速度に対応した慣性力が含まれることになる
ので精度の高い振動試験が可能となる。尚、本実施例に
おいては、部分構造物の質量は除いて数値モデル化する
必要がある。振動だ以上に加速度計測手段を設置し、逐
次外力信号の入力手段16により入力し試験することも
可能である。Still another embodiment will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the partial structure 2 and the vibration exciter of the embodiment of FIG. 1 are mounted on a vibrating table 28, and when a vibration test is performed, the vibrating table 28 is vibrated in a supported portion of the partial structure. It is driven at a power acceleration. According to this embodiment, since the measured reaction force includes the inertial force corresponding to the absolute acceleration, it is possible to perform a highly accurate vibration test. In the present embodiment, it is necessary to make a numerical model excluding the mass of the partial structure. It is also possible to install an acceleration measuring means in addition to the vibration and successively input the external force signal by the input means 16 to perform a test.
【0139】別の実施例を図16により説明する。本実
施例は図1に係る実施例に加えて、計算機5に前処理と
して固有モードを2次遅れ系として取り扱うか、1次遅
れ系、または比例系として取り扱うかを自動判別する手
段23を付加したものである。判定方法は、例えば、各
モードの固有振動数の基準値に対する大小であり、基準
値は振動計算の時間刻みなどから判断して事前に入力し
ておく。本実施例によれば、使用者が簡単に本試験装置
を利用することができる。Another embodiment will be described with reference to FIG. In addition to the embodiment shown in FIG. 1, this embodiment adds to the computer 5 means 23 for automatically determining whether the eigenmode is treated as a second-order lag system, a first-order lag system, or a proportional system as preprocessing. It was done. The determination method is, for example, the magnitude of the natural frequency of each mode with respect to the reference value, and the reference value is input in advance by determining from the time step of the vibration calculation. According to this embodiment, the user can easily use the test device.
【0140】別の実施例を図17により説明する。本実
施例は図1に係る実施例に加えて、計算機5に前処理と
して微小振幅の加振試験を実施し部分構造物のばね定数
を測定する手段24と、そのばね定数を用いて構造物1
の固有値解析を実施する手段25を付加したものであ
る。本実施例によれば、使用者が簡単に本試験装置を利
用することができるとともに、ばね定数が正確なものと
なるので、振動試験が正確に実施できるという効果があ
る。Another embodiment will be described with reference to FIG. In addition to the embodiment shown in FIG. 1, this embodiment includes a means 24 for measuring a spring constant of a partial structure by performing a vibration test of a small amplitude on a computer 5 as a pretreatment, and a structure using the spring constant. 1
A means 25 for carrying out the eigenvalue analysis is added. According to the present embodiment, the user can easily use the test apparatus and the spring constant becomes accurate, so that the vibration test can be accurately performed.
【0141】別の実施例を図18により説明する。本実
施例は図1の実施例において、変位収束判定手段26を
設け、また、応答算出値の予測を実施せず、また、図7
のタイムテーブルのような時間管理を実施せず、その代
わりに変位収束判定手段26を備え準動的試験としたも
のである。本実施例においても計算の時間刻みを大きく
とることができるので、試験のステップ数を少なくする
ことができ試験時間を短縮することができるという効果
がある。Another embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 in that the displacement convergence determining means 26 is provided, the response calculation value is not predicted, and FIG.
The time management as in the time table of No. 1 is not performed, but instead the displacement convergence determination means 26 is provided and the quasi-dynamic test is performed. Also in this embodiment, since the calculation time step can be set large, there is an effect that the number of test steps can be reduced and the test time can be shortened.
【0142】尚、以上の実施例の説明では試験対象構造
物2及び加振機4の数を一つとしたが、一つの試験対象
部分構造物が複数個の加振機で加振されても差し支えな
い。また、試験対象部分構造物が複数個あっても差し支
えない。上記説明の組み合わせによって振動試験を実施
することが可能である。In the above description of the embodiment, the number of the test object structure 2 and the number of the vibration exciters 4 is one. However, even if one test object partial structure is vibrated by a plurality of vibration exciters. It doesn't matter. Also, there may be a plurality of substructures to be tested. The vibration test can be performed by the combination of the above description.
【0143】また、上記実施例は部分構造物として基礎
に連結された部分を振動試験対象として説明したが本発
明はこれに限定されるものではなく、構造物のどの部分
であってもよい。Further, in the above-mentioned embodiment, the part connected to the foundation as the partial structure is explained as the object of the vibration test, but the present invention is not limited to this, and any part of the structure may be used.
【0144】また、一つの計算機によって計算処理が行
われるものとして説明してきたが、上記内容が実施でき
るのであれば、データの授受を行って複数個の計算機に
分担させても差し支えない。計算機は一つのCPUを持
つものに限定されず、例えば複数個のCPUを持つ、並
列計算機を用いることも可能である。例えば、一つのC
PUに一つのモードの応答計算を担当させることによ
り、一ステップに必要な計算時間を低減させることが可
能である。Further, although it has been explained that the calculation processing is performed by one computer, if the above contents can be implemented, the data may be exchanged and shared among a plurality of computers. The computer is not limited to one having one CPU, and it is also possible to use a parallel computer having a plurality of CPUs, for example. For example, one C
It is possible to reduce the calculation time required for one step by making the PU handle the response calculation for one mode.
【0145】更に、上記実施例では計算機にデータの入
出力装置、表示装置などは省略したが、これらは通常の
計算機と同様のものが備わっている。また、複数の計算
機を使用し、一つの計算機はデータ入力、及び固有値解
析などの処理に使用し、そこから別の計算機にデータを
転送し振動試験の振動応答計算を実施するというシステ
ムを構成することも可能である。Further, although the computer is not provided with the data input / output device, the display device and the like in the above embodiment, these are equipped with the same components as those of a normal computer. In addition, a system is used in which multiple computers are used, one computer is used for data input and processing such as eigenvalue analysis, and data is transferred from there to another computer to perform vibration response calculation of vibration test. It is also possible.
【0146】また、上記実施例の説明では、一軸の加振
機を用いて説明したが、実際には数値モデルの境界の自
由度に対応した加振方法をとる必要がある。例えば、図
19に示したような6軸の加振機を使用することも考え
られる。49a〜fは6本のアクチュエータであり、5
0a〜fは各アクチュエータを支持台やステージ51に
取り付けている軸受であり、51はステージであってこ
の上に構造物が搭載されることになる。Further, in the above description of the embodiment, the uniaxial exciter was used, but in reality, it is necessary to adopt an exciting method corresponding to the degree of freedom of the boundary of the numerical model. For example, it is conceivable to use a 6-axis vibrator as shown in FIG. 49a-f are six actuators, and
Reference numerals 0a to 0f are bearings for mounting the respective actuators on a support base or a stage 51, and 51 is a stage on which a structure is mounted.
【0147】上記実施例では、振動試験部分に注目した
説明を行ったが、本発明によれば加振点以外の振動応答
を計算することも可能である。そこで、これらの計算結
果を計算機内または計算機に付属した記憶装置に保存し
て試験終了後に処理可能とすることもできる。また、試
験中に逐次、計算機外に出力することも可能である。In the above-mentioned embodiment, the explanation was made by paying attention to the vibration test portion, but according to the present invention, it is also possible to calculate the vibration response other than the excitation point. Therefore, these calculation results can be stored in a computer or in a storage device attached to the computer so that they can be processed after the test is completed. It is also possible to output the data to the outside of the computer sequentially during the test.
【0148】図20乃至図27により本発明の一実施例
に係る振動試験方法について説明する。◆先ず、ステッ
プ31にて荷重値、変位値及び外力値を計算機に入力
し、変位算出のための入力値を算出し、次いでステップ
32により加振機の荷重計測時間から一定時間後の実物
モデルとその他の部分との境界点の変位を算出し、この
変位をステップ33にて加振機指令信号として算出し、
加振機制御装置に入力する。こうして加振機による実物
モデルの加振を行い(ステップ34)、荷重の計測(ス
テップ35)と変位の計測(ステップ36)(この2つ
のステップは順序が逆でも、同時でも差し支えない。)
を行い、適宜終了判定し(ステップ37)、終了でなけ
ればステップ31に戻す。A vibration test method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 20 to 27. ◆ First, in step 31, the load value, the displacement value and the external force value are input to the computer, the input values for the displacement calculation are calculated, and then, in step 32, the actual model after a certain time from the load measurement time of the vibrator. The displacement of the boundary point between the and other parts is calculated, and this displacement is calculated as a vibration exciter command signal in step 33,
Input to the shaker controller. In this way, the real model is vibrated by the vibration exciter (step 34), and the load is measured (step 35) and the displacement is measured (step 36) (the two steps may be in reverse order or simultaneous).
Is performed and the end is appropriately determined (step 37), and if not ended, the process returns to step 31.
【0149】次にステップ31(入力算出ステップ部
分)の内容を図21にて詳述する。先ず、変位計測値と
ばね定数の積の算出を行い(ステップ101)、その結
果と荷重計測値の差を算出する(ステップ102)。例
えばnを使用するモードの数、jをカウンタとした場
合、j=0とし(ステップ103)、j=j+1(ステ
ップ104)を求め、ステップ105において、j次モ
ードベクトルの実物モデルの両端に対応する要素の差と
ステップ102の結果の積の算出を行う。次に外力値と
j次モード刺激係数の積の算出を行い(ステップ10
6)、ステップ105の算出値とステップ106の算出
値との和を算出し、j次モードの入力とする(ステップ
107)。以上のステップ104から107までをj<
nである限り(ステップ108)繰り返す。尚、このル
ープから抜け出る判定は別でもよい。Next, the details of step 31 (input calculation step portion) will be described in detail with reference to FIG. First, the product of the displacement measurement value and the spring constant is calculated (step 101), and the difference between the result and the load measurement value is calculated (step 102). For example, when n is the number of modes using j and j is a counter, j = 0 (step 103), j = j + 1 (step 104) is obtained, and in step 105, both ends of the real model of the j-th mode vector are obtained. The product of the difference between the elements to be processed and the result of step 102 is calculated. Next, the product of the external force value and the jth mode stimulation coefficient is calculated (step 10
6) Then, the sum of the calculated value of step 105 and the calculated value of step 106 is calculated, and the j-th mode is input (step 107). The above steps 104 to 107 are performed as j <
Repeat as long as n (step 108). Note that the determination for exiting this loop may be different.
【0150】このステップ31に続くステップ32(変
位算出ステップ)の内容を図22にて詳述する。尚、n
1は2次遅れとして計算するモードの数である。j=0
とし(ステップ111)、j=j+1(ステップ11
2)を求めた後、ステップ107の結果を入力とし2次
遅れ系の応答の算出を行う(ステップ113)。j次モ
ードベクトルの実物モデルの両端に対応する要素の差と
ステップ113の結果の積の算出を行い(ステップ11
4)、以上のステップ112から114までをj<n1
である限り(ステップ115)繰り返す。j<n1でな
ければ、1からn1次のモードについての総和を算出し
(ステップ116)、ステップ116の結果の遅れ時間
先の予測値の算出を行い(ステップ117)、j=n1
とし(ステップ118)、j=j+1(ステップ11
9)を求めた後ステップ107の結果を入力とし1次遅
れ系の応答の算出を行う(ステップ120)。次いでス
テップ121によりj次モードベクトルの実物モデルの
両端に対応する要素の差とステップ120の結果の積を
算出し、以上のステップ119から121までをj<n
である限り(ステップ122)繰り返す。j<nでなけ
ればステップ121の結果の(n1+1)からn次モー
ドについての総和の算出を行い(ステップ123)、次
いで、ステップ117の結果とステップ121の結果の
和の算出を行う(ステップ124)。Details of step 32 (displacement calculation step) following step 31 will be described with reference to FIG. Note that n
1 is the number of modes calculated as a second-order lag. j = 0
(Step 111), j = j + 1 (step 11
After obtaining 2), the response of the second-order delay system is calculated by inputting the result of step 107 (step 113). The product of the difference between the elements corresponding to both ends of the real model of the j-th mode vector and the result of step 113 is calculated (step 11
4), j <n 1 through the above steps 112 to 114
As long as (step 115) is repeated. If j <n 1 is not satisfied, the total sum for the 1st to n 1st modes is calculated (step 116), the predicted value of the delay time ahead of the result of step 116 is calculated (step 117), and j = n 1
(Step 118), j = j + 1 (step 11
After obtaining 9), the response of the first-order delay system is calculated by inputting the result of step 107 (step 120). Next, in step 121, the product of the difference between the elements corresponding to both ends of the real model of the j-th mode vector and the result of step 120 is calculated, and the above steps 119 to 121 are j <n.
As long as (step 122) is repeated. If j <n is not satisfied, the sum of the nth mode is calculated from (n 1 +1) of the result of step 121 (step 123), and then the sum of the result of step 117 and the result of step 121 is calculated ( Step 124).
【0151】ステップ32におけるステップ117につ
き、図23及び図11にて一例を示す。mは予測に用い
る点数であり(数20参照)、akは予め設定された係
数(表1参照)であり、kはカウンタである。先ずステ
ップ116の結果を保存し(ステップ201)、k=0
とし(ステップ202)、k=k+1(ステップ20
3)を求めた後、ステップ204において、ステップ2
01よりΔxlkを求め、これとakの積を算出する。こ
のステップ203と204をk<mである限り(ステッ
プ205)繰り返す。k<mでなければステップ204
の結果の総和を算出し、予測値とする(ステップ20
6)。こうして信号値算出ステップにおいて2次遅れ系
の応答算出値の和の一定時間後の予測は、予め定められ
た個数の一定時間刻みごとの過去の応答算出値の和と現
ステップの応答算出値の和に夫々に予め定められた係数
を乗じた上で加え合わせて実施する。An example of step 117 in step 32 is shown in FIGS. 23 and 11. m is a score used for prediction (see Formula 20), a k is a preset coefficient (see Table 1), and k is a counter. First, the result of step 116 is saved (step 201), and k = 0.
(Step 202), k = k + 1 (step 20
After determining 3), in step 204, step 2
Δx lk is obtained from 01, and the product of this and a k is calculated. These steps 203 and 204 are repeated as long as k <m (step 205). If k <m, step 204
The total sum of the above results is calculated and used as the predicted value (step 20).
6). In this way, in the signal value calculation step, the prediction of the sum of the response calculation values of the second-order lag system after a certain period of time is performed by calculating the sum of the past response calculation values of the predetermined number of constant time intervals and the response calculation value of the current step. The sum is multiplied by a predetermined coefficient and then added together.
【0152】図24にはステップ117についての図2
3の例の代案を示す。すなわちステップ210により変
位計測値と変位算出値、すなわち、ステップ116とス
テップ123の和の比較による予測時間の修正を行い、
次いで予測値を算出する(ステップ211)。すなわち
この例では、加振機の加振変位計測手段により加振機か
ら実物モデルに加えられる変位を計測し、この計測値を
計算機に入力し、計算機では変位計測値と加振機指令信
号算出ステップにおける算出値(ステップ116とステ
ップ123の和)を比較し、加振信号算出手段で予測に
使用する加振機応答遅れ時間の設定値を修正することに
なる。In FIG. 24, FIG.
An alternative of the example of 3 is shown. That is, in step 210, the displacement measurement value and the displacement calculation value, that is, the predicted time is corrected by comparing the sum of step 116 and step 123,
Next, the predicted value is calculated (step 211). That is, in this example, the displacement applied to the actual model from the exciter is measured by the exciter displacement measuring means of the exciter, and this measured value is input to the calculator. The calculator calculates the displacement measurement value and the exciter command signal. The calculated value in step (the sum of step 116 and step 123) is compared, and the set value of the vibration exciter response delay time used for prediction by the vibration signal calculation means is corrected.
【0153】図25にはステップ117についての図2
3の更に他の例を示す。すなわち変位計測値とステップ
121の結果の加振機応答遅れ時間前の値の差を算出し
(ステップ220)、ステップ220の結果とステップ
116の結果の比較により予測時間の修正を行う(ステ
ップ221)。次いで予測値の算出を行うことになる
(ステップ211)。つまりこの例では、加振機応答遅
れ時間の修正は、2次遅れ系の各系の応答算出値に各モ
ードのモードベクトルの内実物モデルの両端に対応する
要素の差を乗じたものとの和を算出値と、変位計測値と
予測に使用される加振機応答遅れ時間設定値前の1次遅
れまたは比例系の各モードのモードベクトルの内実物モ
デルの両端に対応する要素の差を乗じたものの和との差
とを比較して修正値を算出することになる。In FIG. 25, FIG.
Still another example of No. 3 will be shown. That is, the difference between the displacement measurement value and the value before the vibration exciter response delay time of the result of step 121 is calculated (step 220), and the prediction time is corrected by comparing the result of step 220 with the result of step 116 (step 221). ). Then, the predicted value is calculated (step 211). That is, in this example, the correction of the vibration exciter response delay time is obtained by multiplying the response calculation value of each system of the second-order delay system by the difference between the elements corresponding to both ends of the inner model of the mode vector of each mode. Calculate the sum and the difference between the displacement measurement value and the element corresponding to both ends of the actual model of the mode vector of each mode of the proportional system before the shaker response delay time set value used for prediction The correction value is calculated by comparing the difference between the product of the products and the sum.
【0154】次に図26を用いてステップ31における
ステップ102の内容の代案を説明する。すなわちステ
ップ231にて加振加速度を計測若しくは算出し、次の
ステップ232で実物モデルの等価的な質量として予め
定められている係数と加速度計測若しくは算出値の積を
求め、ステップ233で実際の荷重計測値とステップ2
32の結果の差を算出し、このステップ233の結果を
荷重計測値として用いてステップ101との差を算出す
る。Next, an alternative to the contents of step 102 in step 31 will be described with reference to FIG. That is, in step 231, the vibration acceleration is measured or calculated, in step 232, the product of a predetermined coefficient as the equivalent mass of the actual model and the acceleration measured or calculated value is obtained, and in step 233 the actual load is calculated. Measured value and step 2
The difference between the results of step 32 and step 101 is calculated using the result of step 233 as the load measurement value.
【0155】図27にはステップ34(図20参照)の
一例を示す。すなわち加振機と試験対象構造物を振動台
に搭載し、加振機による加振(ステップ241)と同時
に構造物に加わる加速度で加振し、振動台により加振す
る(ステップ242)。FIG. 27 shows an example of step 34 (see FIG. 20). That is, the vibration exciter and the structure to be tested are mounted on a vibrating table, and at the same time as the vibration by the vibrating machine (step 241), the structure is vibrated by the acceleration applied to the structure and then vibrated by the vibrating table (step 242).
【0156】次に図28にて本発明の別の実施例に係る
振動試験方法について説明する。◆図20の実施例と異
なる点は、計算機は加振実験を実施する前に予め定めら
れた値よりも入力された2次遅れ系の固有振動数が大き
い場合には、2次微分項を省略した1次遅れ系として置
換するステップ38を有していることにある。すなわち
ステップ38は、固有振動数による2次遅れ系、1次遅
れ系の振り分けの工程である。Next, a vibration test method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. ◆ The difference from the embodiment of FIG. 20 is that the computer determines the second derivative term when the natural frequency of the input second-order lag system is larger than a predetermined value before carrying out the vibration experiment. It has a step 38 of replacing as an omitted first-order lag system. That is, step 38 is a step of allocating the secondary delay system and the primary delay system according to the natural frequency.
【0157】更に他の実施例を図29及び図30により
説明する。先ず図20の実施例と同様に入力の算出を行
い(ステップ29)、次いで境界点の変位を算出する
(ステップ42)。次いで加振機指令信号を生成し(ス
テップ43)、加振機による実物モデルの加振を行う
(ステップ44)。図20の例と異なり、次のステップ
では変位の計測を行い(ステップ45)、収束か否かを
判断し(ステップ46)、収束しなければステップ43
に戻し、収束すれば荷重の計測を行う(ステップ4
7)。この後終了判断を行い(ステップ48)、終了で
ない限り入力の算出工程(ステップ41)に戻す。Still another embodiment will be described with reference to FIGS. 29 and 30. First, the input is calculated similarly to the embodiment of FIG. 20 (step 29), and then the displacement of the boundary point is calculated (step 42). Next, an exciter command signal is generated (step 43), and the actual model is excited by the exciter (step 44). Unlike the example of FIG. 20, the displacement is measured in the next step (step 45), it is judged whether or not it is converged (step 46), and if it is not converged, step 43 is executed.
Then, if it converges, the load is measured (Step 4
7). After this, an end judgment is made (step 48), and unless it is ended, the process returns to the input calculation step (step 41).
【0158】図30は図29におけるステップ42(境
界点の変位の算出)の詳細図である。まずj=0とし
(ステップ111)、次いでj=j+1(ステップ11
2)を求めた後、ステップ107の結果を入力として2
次遅れ系の応答を算出し(ステップ113)、ステップ
114にてj次モードベクトルの実物モデルの両端に対
応する要素の差とステップ113の結果の積の算出を行
い、これらのステップ112から114までの工程をj
<n1である限り繰り返し(ステップ115)、j<n1
でなくなったならステップ114の結果の1〜n1次モ
ードについての総和を算出する(ステップ116)。次
にj=n1(ステップ118)、j=j+1(ステップ
119)を求めた後、ステップ107の結果を入力とし
て1次遅れ系の応答を算出し(ステップ120)、ステ
ップ121にて、j次モードベクトルの実物モデルの両
端に対応する要素の差とステップ120の結果の積の算
出を行い、以上のステップ119から121までをj<
nである限り繰り返し行う(ステップ122)。j<n
でなくなればステップ121の結果の(n1+1)〜n
次モードについての総和を算出し(ステップ123)、
最後にステップ116の結果とステップ123の結果の
和を算出する(ステップ124)。FIG. 30 is a detailed diagram of step 42 (calculation of the displacement of the boundary point) in FIG. First, j = 0 is set (step 111), and then j = j + 1 (step 11).
2) is obtained, and the result of step 107 is input to
The response of the next-delay system is calculated (step 113), and in step 114, the product of the difference between the elements corresponding to the two ends of the real model of the j-th mode vector and the result of step 113 is calculated. Up to j
Repeat as long as <n 1 (step 115), j <n 1
If not, the total sum of the results of step 114 for the 1st to nth primary modes is calculated (step 116). Next, after obtaining j = n 1 (step 118) and j = j + 1 (step 119), the response of the first-order lag system is calculated by using the result of step 107 as an input (step 120), and in step 121, j The product of the difference between the elements corresponding to both ends of the actual model of the next mode vector and the result of step 120 is calculated, and the above steps 119 to 121 are performed with j <
Repeat as long as n (step 122). j <n
Otherwise, the result of step 121 is (n 1 +1) to n
Calculate the sum for the next mode (step 123),
Finally, the sum of the result of step 116 and the result of step 123 is calculated (step 124).
【0159】本発明のさらに他の実施例を図31に示
す。本実施例は、図20中の処理31および処理32を
並列処理する方法を示したものである。図31における
処理31および処理32は、図20中の処理31および
処理32にそれぞれ相当する。そして、図31中の処理
301,302は、図21中の処理101,102に相
当する。FIG. 31 shows still another embodiment of the present invention. The present embodiment shows a method of performing the processing 31 and the processing 32 in FIG. 20 in parallel. Processing 31 and processing 32 in FIG. 31 correspond to processing 31 and processing 32 in FIG. 20, respectively. Then, the processes 301 and 302 in FIG. 31 correspond to the processes 101 and 102 in FIG.
【0160】図21における処理105は各モードjご
とに独立に処理可能であるので、図31ではこれを各モ
ードごとに処理305〜305b、305c〜305d
で並列処理する。即ち、モード1〜nまでの各処理を並
列に実行する。同様に、図21中の処理106;107
は各モードjごとに独立に処理可能であるので、図31
ではそれぞれこれを各モードごとに処理306〜306
b、306c〜306d;処理307〜307b、30
7c〜307dで並列処理する。Since the processing 105 in FIG. 21 can be processed independently for each mode j, in FIG. 31, this processing is performed for each mode 305 to 305b and 305c to 305d.
Parallel processing with. That is, the processes of modes 1 to n are executed in parallel. Similarly, processing 106 and 107 in FIG.
31 can be processed independently for each mode j.
Then, this is processed for each mode 306 to 306
b, 306c to 306d; processing 307 to 307b, 30
7c to 307d perform parallel processing.
【0161】また、図22中の処理113;114も各
モードjごとに独立に処理可能であるので、それぞれ各
モードごとに図31の処理313〜313b;314〜
314bで並列処理する。図31の処理316は、図2
2の処理116に、処理317は、処理117に相当す
る。◆図22中の処理120;121も各モードjごと
に独立に処理可能であるので、図31ではそれぞれ各モ
ードごとに処理320〜320b;321〜321bで
並列処理する。図31の処理323は、図22の処理1
23に、処理324は、処理124に相当する。図31
において、処理313〜313b,314〜314b,
316,317と処理320〜320b,321〜32
1b,323とは並列に処理可能であるから、図31に
示すように、これらを並列に処理する。Since the processes 113 and 114 in FIG. 22 can be processed independently for each mode j, the processes 313 to 313b and 314 to 314 in FIG.
Parallel processing is performed at 314b. The process 316 of FIG. 31 is the same as that of FIG.
The processing 116 and the processing 317 of No. 2 correspond to the processing 117. Since the processes 120 and 121 in FIG. 22 can be independently processed for each mode j, the processes 320 to 320b and 321 to 321b are performed in parallel in FIG. 31 for each mode. The process 323 of FIG. 31 corresponds to the process 1 of FIG.
23, the process 324 corresponds to the process 124. Figure 31
, Processing 313-313b, 314-314b,
316, 317 and processing 320 to 320b, 321 to 32
Since 1b and 323 can be processed in parallel, they are processed in parallel as shown in FIG.
【0162】上記処理をデジタル計算機で行う方法の一
実施例について以下に述べる。◆計算機は、複数のプロ
セッサと、前記複数のプロセッサ間でデータをやりとり
する手段と、前記複数のプロセッサ間で関連する処理を
待ち合わせる手段すなわちプロセッサ間同期手段とを有
している。An example of a method of performing the above processing by a digital computer will be described below. The computer has a plurality of processors, a means for exchanging data between the plurality of processors, and a means for waiting a related process between the plurality of processors, that is, an interprocessor synchronization means.
【0163】前記複数のプロセッサ間でデータをやりと
りする方法として、例えば、プロセッサ間で通信を行う
方法や、各プロセッサがアクセス可能な共有メモリを備
える方法などがある。共有メモリを構成する一方法とし
て、例えば、特開平3−257649号公報に記載の共
有資源アクセス制御装置を用いる方法がある。この方法
によれば、各プロセッサから共有メモリへ高速かつ効率
よくアクセスすることができる。As a method of exchanging data between the plurality of processors, there are, for example, a method of communicating between the processors and a method of providing a shared memory accessible by each processor. As one method of configuring the shared memory, for example, there is a method of using a shared resource access control device described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-257649. According to this method, the shared memory can be accessed quickly and efficiently from each processor.
【0164】前記複数のプロセッサ間で関連する処理を
待ち合わせる方法としては、例えば、プロセッサ間で通
信して特定のプロセッサにプロセッサ間同期情報を集
め、前記特定のプロセッサが、他のプロセッサに対して
同期処理する方法、前記共有メモリ上にプロセッサ間同
期フラグを設け、そのフラグを用いて同期処理する方
法、プロセッサからの指令によって直接同期処理を実行
するハードウェアロジック化された同期機構を用いる方
法等がある。ハードウェアロジック化された同期機構の
例としては、特開平5−2568号公報に記載のプロセ
ッサ間の同期処理装置がある。この同期方法によれば、
プロセッサ間の同期処理を高速かつ効率良く行うことが
できる。As a method of waiting the related processing among the plurality of processors, for example, the communication between the processors is performed to collect the interprocessor synchronization information in a specific processor, and the specific processor synchronizes with other processors. A method of processing, a method of providing an interprocessor synchronization flag on the shared memory, a method of performing a synchronization process using the flag, a method of using a hardware logic synchronization mechanism that directly executes a synchronization process according to an instruction from the processor, and the like. is there. An example of a hardware logic-based synchronization mechanism is a synchronization processing device between processors described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-2568. According to this synchronization method,
The synchronization processing between processors can be performed at high speed and efficiently.
【0165】特開平3−257649号公報に記載した
装置を用いた共有メモリシステムと、特開平5−256
8号公報に記載のプロセッサ間の同期処理装置を用いる
と、並列処理に起因するオーバーヘッドを小さくでき、
並列処理効率を高く保ちつつ、プロセッサが処理するタ
スクのサイズを小さくできる。これにより、処理対象の
有する並列性を十分に引き出すことが可能となり、処理
時間を短縮できる。A shared memory system using the device described in JP-A-3-257649 and JP-A-5-256.
When the synchronous processing device between processors described in Japanese Patent No. 8 is used, the overhead due to parallel processing can be reduced,
The size of tasks processed by the processor can be reduced while maintaining high parallel processing efficiency. As a result, the parallelism of the processing target can be sufficiently brought out, and the processing time can be shortened.
【0166】図32に、前記処理を行うデジタル計算機
の一例を示す。◆計算機348はプロセッサ(1)34
1〜プロセッサ(n1)342、プロセッサ(n1+1)
343〜プロセッサ(n)344の合計n個のプロセッ
サを備えている。各プロセッサ内にはローカルメモリが
設けられている。◆複数のプロセッサ間でデータをやり
とりするために、各プロセッサ341〜342,343
〜344は、バス347を介してアクセス可能な共有メ
モリ346を有している。そして、複数のプロセッサ間
で関連する処理を待ち合わせるプロセッサ間同期手段と
して、共有メモリ上にプロセッサ間同期フラグを設け、
このフラグを用いて同期処理する手段を設けている。こ
こで、外部入出力装置345は、各プロセッサがバス3
47を介して外部とデータを入出力する装置である。FIG. 32 shows an example of a digital computer that performs the above processing. ◆ The computer 348 is the processor (1) 34
1-processor (n 1 ) 342, processor (n 1 +1)
A total of n processors 343 to (n) 344 are provided. A local memory is provided in each processor. ◆ Each processor 341 to 342, 343 for exchanging data between a plurality of processors
˜344 have shared memory 346 accessible via bus 347. An interprocessor synchronization flag is provided on the shared memory as an interprocessor synchronization means that waits for related processing among a plurality of processors.
A means for performing a synchronization process using this flag is provided. Here, in the external input / output device 345, each processor is a bus 3
A device for inputting / outputting data to / from the outside via 47.
【0167】図34に上述した処理を行うデジタル計算
機の他の実施例を示す。◆デジタル計算機375は、プ
ロセッサ(1)363〜プロセッサ(n1)364、プ
ロセッサ(n1+1)365〜プロセッサ(n)366
の合計n個のプロセッサを備えている。各プロセッサ内
には、ローカルメモリおよびローカル共有メモリLCM
371〜374が設けられている。ローカル共有メモリ
とは、プロセッサiからのリード時は、プロセッサi内
のローカル共有メモリにのみアクセスし、ライト時には
ライトデータを全てのプロセッサ内のローカル共有メモ
リにライトするプロセッサ間の共有メモリである。この
ローカル共有メモリを構成する手段としては、例えば、
特開平3−257649号公報に開示されている手段が
ある。この公報に記載されたローカル共有メモリを用い
ることにより、共有メモリに対するアクセス競合を減ら
すことができ、共有メモリに対するアクセスオーバーヘ
ッドを小さくでき、並列処理効率を高めるとともに並列
処理時間を小さくすることができる。FIG. 34 shows another embodiment of the digital computer for performing the above-mentioned processing. ◆ The digital computer 375 includes a processor (1) 363 to a processor (n1) 364, a processor (n 1 +1) 365 to a processor (n) 366.
, A total of n processors. In each processor, local memory and local shared memory LCM
371 to 374 are provided. The local shared memory is an inter-processor shared memory that accesses only the local shared memory in the processor i when reading from the processor i and writes the write data to the local shared memory in all the processors when writing. As means for configuring this local shared memory, for example,
There is means disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-257649. By using the local shared memory described in this publication, access competition for the shared memory can be reduced, access overhead for the shared memory can be reduced, parallel processing efficiency can be improved, and parallel processing time can be shortened.
【0168】複数のプロセッサ間で関連する処理を待ち
合わせるプロセッサ間同期手段として、ハードウェアロ
ジック化されたプロセッサ間同期機構370を備えてい
る。プロセッサ間同期機構の例としては、特開平5−2
568号公報に記載のプロセッサ間の同期処理装置があ
る。この同期処理装置を用いることにより、プロセッサ
間同期処理に対するアクセスオーバーヘッドを小さくで
き、並列処理効率を高めるとともに並列処理時間を小さ
くすることができる。なお、368,369はバスを示
す。また、外部入出力装置345は、各プロセッサがバ
ス347を介して外部とのデータ入出力を行う装置であ
る。As an inter-processor synchronizing means for waiting a related process among a plurality of processors, a hardware logic inter-processor synchronizing mechanism 370 is provided. As an example of the interprocessor synchronization mechanism, Japanese Patent Laid-Open No. 5-2 is known.
There is a synchronization processing device between processors described in Japanese Patent No. 568. By using this synchronous processing device, the access overhead for the inter-processor synchronous processing can be reduced, the parallel processing efficiency can be improved, and the parallel processing time can be shortened. Note that 368 and 369 indicate buses. The external input / output device 345 is a device in which each processor inputs / outputs data from / to the outside via the bus 347.
【0169】本実施例の計算機においては、各プロセッ
サiは複数のCPU部を有していてもよい。そして、複
数のCPUからアクセス可能な共有メモリを有していて
もよい。各プロセッサi内に2つのCPU部を有する場
合は、その2つのCPUからそれぞれアクセス可能なデ
ュアルポートRAM(DPR)を有するようにしてもよ
い。なお、この種の関連技術は、特開昭61−1361
57号公報に詳しい記載がある。In the computer of this embodiment, each processor i may have a plurality of CPU sections. Then, it may have a shared memory accessible from a plurality of CPUs. When each processor i has two CPU units, a dual port RAM (DPR) accessible from each of the two CPUs may be provided. Note that this type of related technology is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-361
For details, see Japanese Patent Publication No. 57.
【0170】図31に示す処理をデジタル計算機で行う
一例を、図32以下を用いて説明する。図31における
処理325,329を図32におけるプロセッサ(1)
341で、図31における処理326,330を図32
におけるプロセッサ(n1)342で、図31における
処理327,331を図32におけるプロセッサ(n1
+1)343で、図31における処理328,332を
図32におけるプロセッサ(n)344で処理する。こ
れと同様に、2,3,……,(n1−1)次モードに対
する処理を、プロセッサ(2),プロセッサ(3),…
…,プロセッサ(n1−1)で処理し、(n1+2),
(n1+3),……(n−1)次モードに対する処理
を、プロセッサ(n1+2),プロセッサ(n1+3),
……,プロセッサ(n−1)で処理する。ここで、プロ
セッサ間で授受すべきデータは、共有メモリ346上に
おく。An example in which the processing shown in FIG. 31 is performed by a digital computer will be described with reference to FIG. The process 325, 329 in FIG. 31 is performed by the processor (1) in FIG.
In step 341, the processes 326 and 330 in FIG.
Processor Processor (n 1) 342, in FIG. 32 the processing 327,331 in FIG. 31 in the (n 1
+1) 343, the processes 328 and 332 in FIG. 31 are processed by the processor (n) 344 in FIG. Similarly, the processes for the 2, 3, ..., (n 1 -1) th order modes are performed by the processor (2), the processor (3) ,.
..., processed by the processor (n 1 -1), (n 1 +2),
(N 1 +3), ... (n-1) The processing for the next mode is performed by the processor (n 1 +2), the processor (n 1 +3),
..., processed by the processor (n-1). Here, the data to be exchanged between the processors is stored in the shared memory 346.
【0171】図31において、処理302の結果は共有
メモリ346上にストアしておき、処理305〜305
b、305c〜305dで処理302の結果を参照する
ときに共有メモリ上の処理302の結果を参照する。ま
た、図31の処理314〜314bの結果をそれぞれ共
有メモリ346上にストアし、処理316でこの共有メ
モリ346上の前記結果を参照する。図31の処理32
1〜321bの結果をそれぞれ共有メモリ346上にス
トアし、処理323ではこの共有メモリ346上の前記
結果を参照する。図31の処理317〜323の結果は
それぞれ共有メモリ346上にストアし、処理324で
はこの共有メモリ346上の前記結果を参照する。共有
メモリ上のデータへのアクセスをプロセッサ間で同期さ
せるときは、共有メモリ346上に同期用フラグを設
け、ソフトウェアを用いて同期させる。In FIG. 31, the result of the process 302 is stored in the shared memory 346, and the results of the processes 305 to 305 are stored.
b, when referring to the result of the process 302 in 305c to 305d, the result of the process 302 on the shared memory is referred to. Further, the results of the processes 314 to 314b of FIG. 31 are stored in the shared memory 346, and the result on the shared memory 346 is referred to in the process 316. Processing 32 of FIG. 31
The results of 1 to 321b are stored in the shared memory 346, respectively, and the process 323 refers to the results in the shared memory 346. The results of the processes 317 to 323 in FIG. 31 are stored in the shared memory 346, and the result in the shared memory 346 is referred to in the process 324. When the access to the data on the shared memory is synchronized between the processors, a synchronization flag is provided on the shared memory 346, and the synchronization is performed using software.
【0172】共有メモリ上のデータへのアクセスをプロ
セッサ間で同期させる他の方法としては、例えば、特開
平5−2568号公報に記載のプロセッサ間の同期処理
装置を用いる方法がある。この方法によれば、上述のソ
フトウェアを用いて同期させる方法に比べ高速に同期処
理できるという効果がある。また、共有メモリ346を
構成する一方法として、例えば、特開平3−25764
9号公報に記載の共有資源アクセス制御装置を用いる方
法がある。この方法によれば、共有メモリ346へ効率
よくアクセスできる。即ち、図34に示す計算機を用い
ても、図31に示す処理を上述の実施例と同様に行うこ
とができる。また、プロセッサ間でデータを授受する方
法として、共有メモリ346を用いずにプロセッサ間通
信を行ってもよい。ここで、外部とのデータの入出力は
外部入出力装置345を用いて行う。As another method for synchronizing the access to the data on the shared memory among the processors, for example, there is a method using the interprocessor synchronous processing device described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-2568. According to this method, there is an effect that the synchronization processing can be performed at a higher speed than the method of synchronizing using the software described above. Further, as one method of configuring the shared memory 346, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-25764
There is a method of using the shared resource access control device described in Japanese Patent No. According to this method, the shared memory 346 can be efficiently accessed. That is, even if the computer shown in FIG. 34 is used, the processing shown in FIG. 31 can be performed in the same manner as in the above-described embodiment. Further, as a method of exchanging data between processors, inter-processor communication may be performed without using the shared memory 346. Here, the input / output of data with the outside is performed using the external input / output device 345.
【0173】この実施例によれば、処理31,32に要
する時間を短縮できる。これは、自由度数nが大きい場
合に特に効果的である。◆本実施例では、各次モードj
ごとの処理をプロセッサjで処理しているが、例えば
1,2,3次モードの処理をプロセッサ1で、4,5,
6次モードの処理をプロセッサ2で、……というように
複数個のモードの処理を1プロセッサで処理するように
してもよい。According to this embodiment, the time required for the processes 31 and 32 can be shortened. This is particularly effective when the number of degrees of freedom n is large. In this embodiment, each mode j
Each process is performed by the processor j. For example, the process in the 1, 2, and 3rd-order modes is performed by the processor 1, 4, 5,
The processing of the sixth mode may be processed by the processor 2, and the processing of a plurality of modes such as ...
【0174】図31に示す処理をデジタル計算機を用い
て行う更に他の方法を説明する。◆複数のプロセッサを
複数のプロセッサグループに分け、複数のモードを複数
のグループにそれぞれ分ける。そして、各グループの演
算処理をそれぞれ複数のプロセッサグループに割り付け
る。この例としては、各プロセッサグループが処理する
モードの各グループの処理を、複数の処理ステージに分
割し、各ステージ毎の処理を各プロセッサグループ内の
各プロセッサが行う方法がある。その一実施例を図31
と図33を用いて説明する。Still another method of performing the processing shown in FIG. 31 using a digital computer will be described. ◆ Divide multiple processors into multiple processor groups, and divide multiple modes into multiple groups. Then, the arithmetic processing of each group is assigned to a plurality of processor groups. As an example of this, there is a method in which the processing of each group in the mode processed by each processor group is divided into a plurality of processing stages, and the processing in each stage is performed by each processor in each processor group. One example thereof is shown in FIG.
Will be described with reference to FIG.
【0175】図33はデジタル計算機の一実施例であ
り、計算機がプロセッサ(1)a351、プロセッサ
(1)b352〜プロセッサ(n)a357、プロセッ
サ(n)b358の2n個のプロセッサを有している点
以外は、図32に示す計算機と同様の構成である。FIG. 33 shows an embodiment of a digital computer, and the computer has 2n processors of processor (1) a351, processor (1) b352 to processor (n) a357, and processor (n) b358. Except for the points, it has the same configuration as the computer shown in FIG.
【0176】図31において、上記処理グループを次の
ように決める。◆即ち、1次モードに対する処理325
と処理329とからなる処理グループ1、n1次モード
に対する処理326と処理330とからなる処理グルー
プn1、(n1+1)次モードに対する処理327と処理
331とからなる処理グループ(n1+1)、n次モー
ドに対応する処理328と処理332とからなる処理グ
ループn、これと同様に、2,3,……,(n1−1)
次モードに対する処理グループを、処理グループ
(2),処理グループ(3),……,処理グループ(n
1−1)とし、(n1+2),(n1+3),……,(n
−1)次モードに対する処理グループを、処理グループ
(n1+2),処理グループ(n1+3),……,処理グ
ループ(n−1)とする。In FIG. 31, the above processing groups are determined as follows. That is, the processing 325 for the primary mode
And processing 329 consisting Metropolitan treatment group 1, n treatment group n 1 consisting of a primary mode for processing 326 and the processing 330., (n 1 +1) consists of a process 327 for the next mode processing 331 Metropolitan treatment groups (n 1 +1 ), Processing group n consisting of processing 328 and processing 332 corresponding to the n-th mode, and similarly 2, 3, ..., (n 1 -1)
Processing groups for the next mode are processing group (2), processing group (3), ..., Processing group (n
1 −1), (n 1 +2), (n 1 +3), ..., (n
-1) Processing groups for the next mode are processing group (n 1 +2), processing group (n 1 +3), ..., Processing group (n-1).
【0177】このように定めた各処理グループを、次の
ステージに分割する。◆即ち、処理グループ(1)を処
理325と処理329、処理グループ(n1)を処理3
26と処理330、処理グループ(n1+1)を処理3
27と処理331、処理グループ(n)を処理328と
処理332の各ステージに分割する。2,3,……,
(n1−1)次モードに対する処理グループ、(n1+
2),(n1+3),……,(n−1)次モードに対す
る処理グループも、これと同様に分割する。Each processing group thus defined is divided into the following stages. ◆ That is, processing group (1) is processed 325 and processing 329, processing group (n1) is processed 3
26, processing 330, processing group (n 1 +1) 3
27 and processing 331, and processing group (n) is divided into processing 328 and processing 332. 2, 3, ...,
A processing group for the (n 1 -1) th mode, (n 1 +
The processing groups for the 2), (n 1 +3), ..., (n−1) th mode are also divided in the same manner.
【0178】図33において、前記プロセッサグループ
を次のように定める。◆即ち、プロセッサ(i)aとプ
ロセッサ(i)bとからなるプロセッサグループi(i
=1、2、……、n)にグループ付けする。In FIG. 33, the processor groups are defined as follows. ◆ That is, a processor group i (i consisting of processor (i) a and processor (i) b
= 1, 2, ..., N).
【0179】そして、プロセッサグループ1のプロセッ
サ(1)a:351でステージ325の処理を行い、プ
ロセッサ(1)b:352でステージ329の処理を行
う。同様に、プロセッサグループn1のプロセッサ
(n1)a:353でステージ326の処理を行い、プ
ロセッサ(n1)b:354でステージ330の処理を
行い、プロセッサグループ(n1+1)のプロセッサ
(n1+1)a:355でステージ327の処理を行
い、プロセッサ(n1+1)b:356でステージ33
1の処理を行い、プロセッサグループnのプロセッサ
(n)a:357でステージ328の処理を行い、プロ
セッサ(n)b:358でステージ332の処理を行
う。他のステージの処理も同様に行う。ここで、プロセ
ッサiaとプロセッサibとの間でのデータ授受は、共
有メモリ360を用いて行う。これ以外のプロセッサ間
でのデータのやりとりは、上述した実施例と同様に行
う。このように構成することにより、図31に示す処理
を高速に処理できるという効果がある。Then, the processor (1) a: 351 of the processor group 1 performs the processing of the stage 325, and the processor (1) b: 352 performs the processing of the stage 329. Similarly, the processor (n 1 ) a: 353 of the processor group n 1 performs the processing of the stage 326, the processor (n 1 ) b: 354 performs the processing of the stage 330, and the processor (n 1 +1) of the processor group (n 1 +1) ( The processing of the stage 327 is performed at (n 1 +1) a: 355, and the stage 33 is performed at the processor (n 1 +1) b: 356.
1 is performed, the processor (n) a: 357 of the processor group n performs the process of stage 328, and the processor (n) b: 358 performs the process of stage 332. The processing of the other stages is similarly performed. Here, the data transfer between the processor ia and the processor ib is performed using the shared memory 360. Data exchange between the other processors is performed in the same manner as in the above-described embodiment. With this configuration, the processing shown in FIG. 31 can be processed at high speed.
【0180】なお本実施例では、n次モードの処理を例
にすると、ステージを図31に示す処理305d,処理
306dおよび処理307dとからなる処理328のス
テージと、処理320b,処理321bとからなる処理
332のステージとに分割したが、処理328、処理3
32を構成する複数の処理をこれ以外の組み合わせのス
テージに分割してもよい。例えば、処理305dと処理
306dとを1つのステージとし、処理307dと処理
320bと処理321bとをもう1つのステージとする
こと等が考えられる。ここで、処理効率向上の観点から
は、各ステージの処理時間が同程度になるようにステー
ジを構成することが好ましく、ステージ数個のプロセッ
サを前記プロセッサグループに設けることが好ましい。In the present embodiment, taking the processing of the nth mode as an example, the stage is composed of the stage of processing 328 consisting of processing 305d, processing 306d and processing 307d shown in FIG. 31, and processing 320b and processing 321b. Although it is divided into the stage of process 332, process 328, process 3
The plurality of processes forming 32 may be divided into stages of other combinations. For example, the process 305d and the process 306d may be one stage, and the process 307d, the process 320b, and the process 321b may be another stage. Here, from the viewpoint of improving the processing efficiency, it is preferable to configure the stages so that the processing time of each stage is approximately the same, and it is preferable to provide several processors in the processor group.
【0181】また、図34に示す計算機を用いても、図
31に示す処理を行える。この場合、図33に示した計
算機を用いる場合よりも、高速に処理できる効果があ
る。特に、図34に示す各プロセッサが2つのCPU部
と、この2つのCPUからともにアクセス可能なDPR
とを有しているときに、各モードの処理を2つのステー
ジに分け各CPUで処理すると、CPU間のデータ授受
をDPRを用いて行うことができ、より効率的に図31
に示す処理を行える。The processing shown in FIG. 31 can also be performed by using the computer shown in FIG. In this case, there is an effect that the processing can be performed at a higher speed than in the case of using the computer shown in FIG. In particular, each processor shown in FIG. 34 has two CPU parts and a DPR accessible from both CPUs.
If the processing of each mode is divided into two stages and processed by each CPU, the data transfer between the CPUs can be performed using the DPR, and more efficiently.
The process shown in can be performed.
【0182】以上、本発明を代表的実施例にて説明した
が、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、
本発明の主旨を逸脱しない範囲で様々な形態をとること
が可能である。Although the present invention has been described with reference to the representative embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments,
Various forms are possible without departing from the gist of the present invention.
【0183】[0183]
【発明の効果】本発明によれば、短周期の固有モードに
起因する振動応答の発散が避けられるため、振動応答計
算の時間刻みを大きくとることができ、実時間試験が容
易に可能となり、また、準動的試験においては試験時間
の短縮ができるという効果がある。また、実時間試験に
おける様々な誤差の要因を除去できるので、高精度な試
験が可能となる。According to the present invention, since the divergence of the vibration response due to the eigenmode of a short period can be avoided, it is possible to take a large time step in the vibration response calculation, and the real-time test can be easily performed. Further, in the quasi-dynamic test, there is an effect that the test time can be shortened. Further, since various error factors in the real-time test can be removed, a highly accurate test can be performed.
【図1】本発明の振動試験装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a vibration test apparatus of the present invention.
【図2】振動応答評価対象構造物の一例を示す模式図で
ある。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a vibration response evaluation target structure.
【図3】従来技術による振動試験方法の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a vibration test method according to a conventional technique.
【図4】加振機の動特性の特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram of dynamic characteristics of a vibration exciter.
【図5】実時間試験で加振機応答遅れによって生じる負
の減衰の特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram of negative damping caused by a delay in a vibration exciter response in a real-time test.
【図6】モード空間を用いた振動試験のフロー図であ
る。FIG. 6 is a flow chart of a vibration test using a mode space.
【図7】振動試験を実施するタイムテーブル図である。FIG. 7 is a time table diagram for performing a vibration test.
【図8】モード周波数応答の模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram of modal frequency response.
【図9】応答遅れ予測の効果の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of an effect of response delay prediction.
【図10】本発明の振動試験装置の別の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing another embodiment of the vibration test apparatus of the present invention.
【図11】図10の実施例の応答予測方法の説明図であ
る。11 is an explanatory diagram of a response prediction method according to the embodiment of FIG.
【図12】本発明の振動試験装置の別の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing another embodiment of the vibration test apparatus of the present invention.
【図13】本発明の振動試験装置の別の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing another embodiment of the vibration test apparatus of the present invention.
【図14】本発明の振動試験装置の別の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing another embodiment of the vibration test apparatus of the present invention.
【図15】本発明の振動試験装置の別の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing another embodiment of the vibration test apparatus of the present invention.
【図16】本発明の振動試験方法に係る一実施例のフロ
ー図である。FIG. 16 is a flow chart of an example according to the vibration test method of the present invention.
【図17】本発明の振動試験方法に係る他の実施例のフ
ロー図である。FIG. 17 is a flowchart of another example according to the vibration test method of the present invention.
【図18】本発明の振動試験装置の別の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 18 is a block diagram showing another embodiment of the vibration test apparatus of the present invention.
【図19】6自由度加振機の概念図である。FIG. 19 is a conceptual diagram of a 6-degree-of-freedom exciter.
【図20】本発明の振動試験方法に係る他の実施例のフ
ロー図である。FIG. 20 is a flow chart of another example according to the vibration test method of the present invention.
【図21】図20の一部の詳細フロー図である。FIG. 21 is a detailed flowchart of part of FIG. 20;
【図22】図20の一部の詳細フロー図である。22 is a detailed flowchart of a part of FIG. 20. FIG.
【図23】図22の一部の詳細フロー図である。FIG. 23 is a detailed flowchart of a portion of FIG. 22.
【図24】図22の一部の詳細フロー図である。FIG. 24 is a detailed flowchart of part of FIG. 22;
【図25】図22の一部の詳細フロー図である。FIG. 25 is a detailed flowchart of part of FIG. 22;
【図26】図21の一部の詳細フロー図である。FIG. 26 is a detailed flowchart of part of FIG. 21;
【図27】図20の一部の詳細フロー図である。FIG. 27 is a detailed flowchart of a portion of FIG. 20.
【図28】本発明の振動試験方法に係る他の実施例のフ
ロー図である。FIG. 28 is a flow chart of another example according to the vibration test method of the present invention.
【図29】本発明の振動試験方法に係る他の実施例のフ
ロー図である。FIG. 29 is a flowchart of another example according to the vibration test method of the present invention.
【図30】図29の一部の詳細フロー図である。30 is a detailed flowchart of a portion of FIG. 29. FIG.
【図31】本発明の一実施例を示すフロー図である。FIG. 31 is a flowchart showing one example of the present invention.
【図32】本発明に用いるデジタル計算機の一実施例を
示す図である。FIG. 32 is a diagram showing an embodiment of a digital computer used in the present invention.
【図33】本発明に用いるデジタル計算機の他の実施例
を示す図である。FIG. 33 is a diagram showing another embodiment of the digital computer used in the present invention.
【図34】本発明に用いるデジタル計算機の他の実施例
を示す図である。FIG. 34 is a diagram showing another embodiment of the digital computer used in the present invention.
1…振動応答評価対象構造物、2…振動試験対象部分構
造物、3…振動試験対象部分構造物以外の部分構造物、
4…加振機、5…計算機、6…荷重計測手段、7…加振
機の制御装置、8…変位計測手段、9…荷重計測値の伝
達手段、10…変位計測手段の伝達手段、11…荷重計
測値の入力手段、12…変位計測値の入力手段、13…
加振機指令信号の出力手段、14…加振機指令信号の伝
達手段、15…外力信号の保存手段、16…外力信号の
入力手段、17…加振機指令信号の算出手段、171…
入力算出手段、172…応答値算出手段、173…信号
値算出手段、18…信号生成手段、19…時間管理手
段、20…応答算出値保存手段、21…加速度計測手
段、211…加速度計測値伝達手段、22…加速度計測
値の入力手段、23…モード自動判別手段、24…ばね
定数測定手段、25…固有値解析手段、26…変位収束
判定手段、27…予測時間修正手段、28…振動台。1 ... Vibration response evaluation target structure, 2 ... Vibration test target partial structure, 3 ... Substructure other than vibration test target partial structure,
4 ... Exciter, 5 ... Calculator, 6 ... Load measuring means, 7 ... Exciter control device, 8 ... Displacement measuring means, 9 ... Load measurement value transmitting means, 10 ... Displacement measuring means transmitting means, 11 ... input means for load measurement value, 12 ... input means for displacement measurement value, 13 ...
Exciting means command signal output means, 14 ... Exciting machine command signal transmitting means, 15 ... External force signal storing means, 16 ... External force signal input means, 17 ... Exciting machine command signal calculating means, 171 ...
Input calculation means, 172 ... Response value calculation means, 173 ... Signal value calculation means, 18 ... Signal generation means, 19 ... Time management means, 20 ... Response calculated value storage means, 21 ... Acceleration measurement means, 211 ... Acceleration measurement value transmission Reference numeral 22 ... Acceleration measurement value input means, 23 ... Mode automatic determination means, 24 ... Spring constant measurement means, 25 ... Eigenvalue analysis means, 26 ... Displacement convergence determination means, 27 ... Prediction time correction means, 28 ... Shaking table.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今野 隆雄 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所 土浦工場内 (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 (56)参考文献 特開 平7−27664(JP,A) 特開 平5−332876(JP,A) 特開 平5−10846(JP,A) 特開 平2−82132(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 7/02 G05D 19/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takao Konno 603 Kazutachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Co., Ltd. Tsuchiura factory (72) Inventor Kazuhiro Umekita 502, Kintate-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Mechanical Research In-house (56) Reference JP-A-7-27664 (JP, A) JP-A-5-332876 (JP, A) JP-A-5-10846 (JP, A) JP-A-2-82132 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01M 7/02 G05D 19/02
Claims (10)
する加振機と、該加振機の制御装置と、該加振機から前
記構造物へ加えられる荷重の計測手段と、該加振機から
前記構造物へ加えられる変位の計測手段と、デジタル計
算機とを備え、該デジタル計算機は、時間管理手段と、
前記荷重計測手段の出力の入力手段と、前記変位計測手
段の出力の入力手段と、外力値の保存手段及び/または
外力信号の入力手段と、該外力値若しくは信号と前記荷
重計測手段による荷重計測値若しくは信号とを用いて該
荷重計測値若しくは信号の計測時刻から予め定められた
一定時間後に前記加振機への指令信号値を算出する手段
と、前記加振機の指令信号の出力手段と、外部とのデー
タの入出力手段とを有し、更に前記デジタル計算機から
前記加振機制御装置への信号伝達手段と、前記荷重計測
手段から前記計算機への信号伝達手段と、前記変位計測
手段から前記計算機への信号伝達手段とを備える構造物
の振動試験装置において、前記加振機への指令信号値を
算出する手段は、入力算出手段と、2次遅れ系と1次遅
れ系または比例系の応答算出手段と、信号値算出手段と
を有することを特徴とする構造物の振動試験装置。1. A vibrating machine connected to a structure to be vibrated for vibrating the structure, a controller for the vibrating machine, and means for measuring a load applied from the vibrating machine to the structure. A measuring unit for measuring a displacement applied to the structure from the vibration exciter, and a digital computer, the digital computer including a time management unit;
Input means of output of the load measuring means, input means of output of the displacement measuring means, storage means of external force value and / or input means of external force signal, load measurement by the external force value or signal and the load measuring means Means for calculating a command signal value to the vibration exciter after a predetermined time from the measurement time of the load measurement value or the signal using the value or the signal, and output means of the command signal of the vibration exciter , A signal transmitting / receiving unit for data from / to the outside, further, a signal transmitting unit from the digital computer to the vibrator control device, a signal transmitting unit from the load measuring unit to the computer, and the displacement measuring unit. In the vibration testing apparatus for a structure, including means for transmitting a signal from the computer to the computer, the means for calculating the command signal value to the vibration exciter includes an input calculating means, a secondary delay system, a primary delay system, or a proportional system. system Vibration testing device of a structure, characterized in that it comprises a response calculation means, and a signal value calculation means.
の入力、加振機の荷重計測時間から前記一定時間後の加
振機指令信号の算出、前記一定時間後の前記加振機指令
信号が前記加振機制御装置に入力されるように指令信号
を生成出力、のステップを前記時間管理手段によって管
理して前記一定時間ごとに実施することを、予め定めら
れた回数、または停止信号が入力されるまで連続して繰
り返すものであることを特徴とする請求項1に記載の構
造物の振動試験装置。2. The computer is configured to input a load value, a displacement value, and an external force value, calculate a vibration exciter command signal after the fixed time from a load measurement time of the vibration exciter, and to perform the vibration exciter after the constant time. The step of generating and outputting a command signal so that the command signal is input to the vibration exciter control device is managed by the time management means and carried out at each of the fixed times, a predetermined number of times or stopped. The vibration testing device for a structure according to claim 1, wherein the vibration testing device repeats continuously until a signal is input.
くは信号と、予め定められた係数と前記変位計測値若し
くは信号の積との差を求め、各系ごとに予め定められた
係数を乗じたものと、現ステップにおける前記外力値若
しくは信号に各系ごとに別に定められた係数を乗じたも
のの和を求め、各系の入力とするものであることを特徴
とする請求項2に記載の構造物の振動試験装置。3. The input calculating means obtains a difference between the load measurement value or signal and a product of a predetermined coefficient and the displacement measurement value or signal, and multiplies the coefficient by a predetermined coefficient for each system. 3. The method according to claim 2, wherein a sum of a value obtained by multiplying the external force value or the signal at the current step by a coefficient determined separately for each system is obtained as an input of each system. Vibration tester for structures.
より各系に対して算出された入力に対する前記一定時間
後の応答を算出するものであることを特徴とする請求項
3に記載の構造物の振動試験装置。4. The structure according to claim 3, wherein the response calculation means calculates a response to the input calculated for each system by the input calculation means after the fixed time. Vibration tester for objects.
の各系の応答算出値の内、2次遅れ系の各系の応答算出
値に各系ごとに予め定められている係数を乗じたものの
和を算出し、前記和の値の、別に予め定められた時間後
の値を予測し、1次遅れまたは比例系の各系の応答算出
値に各系ごとに予め定められている係数を乗じたものの
和を算出し、更に前記予測値との和を前記一定時間後の
加振機への指令信号値とするものであることを特徴とす
る請求項4に記載の構造物の振動試験装置。5. The signal value calculation means multiplies the response calculation value of each system of the secondary delay system among the response calculation values of each system of the response calculation means by a coefficient predetermined for each system. The sum of the values is calculated, the value of the sum is predicted after another predetermined time, and the coefficient calculated in advance for each system in the response calculation value of each system of the primary delay or proportional system is calculated. 5. The vibration of the structure according to claim 4, wherein a sum of those multiplied by is calculated, and the sum with the predicted value is used as a command signal value to the vibration exciter after the fixed time. Test equipment.
振機加振加速度の計測装置と、該加振加速度計測手段か
ら前記加振加速度入力手段へのデータ伝達手段とを備
え、前記荷重計測値として実際の荷重計測値と予め定め
られている係数と前記加速度計測値の積との差を使用す
るものであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれ
かに記載の構造物の振動試験装置。 6. The computer comprises a vibration acceleration input means and a vibration acceleration input means.
A vibrating machine vibration acceleration measuring device and the vibration acceleration measuring means.
Data transmission means to the vibration acceleration input means
Well, as the load measurement value, the actual load measurement value and predetermined
The difference between the coefficient and the product of the acceleration measurements is used.
Any of claims 1 to 5, characterized in that
A vibration test apparatus for a structure according to claim 1.
する加振機と、該加振機の制御装置と、該加振機から前
記構造物へ加えられる荷重の計測手段と、該加振機の加
振変位の計測手段と、デジタル計算機とを備え、該デジ
タル計算機は、前記荷重計測手段の出力の入力手段と、
前記変位計測手段の出力の入力手段と、外力値の保存手
段及び/または外力信号の入力手段と、該外力値若しく
は信号と前記荷重計測手段による荷重計測値若しくは信
号を用いて前記加振機への指令値を算出する手段と、前
記加振機の指令信号の出力手段と、前記加振機の変位計
測値と前記指令値との差が予め定められた許容値内に納
まっているか収束判定する手段と、外部とのデータの入
出力手段とを有し、更に前記デジタル計算機から前記加
振機制御装置への信号伝達手段と、前記荷重計測手段か
ら前記計算機への信号伝達手段と、前記変位計測手段か
ら前記計算機への信号伝達手段とを備える構造物の振動
試 験装置において、前記加振機への指令信号値を算出す
る手段は、入力算出手段と、2次遅れ系と1次遅れ系ま
たは比例系の応答算出手段と、信号値算出手段とを有す
ることを特徴とする構造物の振動試験装置。 7. A structure which is connected to a structure to be excited and vibrates the structure.
Exciter, control device for the exciter, and the front of the exciter
Means for measuring the load applied to the structure and the vibration of the vibration exciter.
It is equipped with a vibration displacement measuring means and a digital computer.
Tal calculator, input means of the output of the load measuring means,
Input means for the output of the displacement measuring means and a storage means for the external force value
Step and / or external force signal input means, and the external force value
Is the signal and the load measurement value or the signal measured by the load measuring means.
Means for calculating the command value to the vibration exciter using
Output means for command signal of vibration exciter, and displacement meter of the vibration exciter
The difference between the measured value and the command value must be within the predetermined allowable value.
A means to judge whether it is locked or not, and input data from the outside.
Output means, and further, the digital computer outputs the input
The signal transmission means to the shaker control device and the load measuring means
From the computer to the computer and the displacement measuring means
Vibration of a structure including a signal transmission means to the computer
In test apparatus, to calculate the command signal value to the vibration exciter
The input calculation means, the secondary delay system and the primary delay system
Or a proportional system response calculation means and a signal value calculation means
A vibration testing device for structures, characterized by
ジタル計算機に搭載し、評価対象構造物の内一部分を実
物モデルとし、該実物モデルに連結された加振機で加振
し、該加振機によって前記実物モデルに加えられる荷重
と変位とを計測し、(1)荷重値、変位値及び外力値の
入力、(2)加振機の荷重計測時間から一定時間後の実
物モデルとその他の部分との境界点の変位を加振機指令
信号として算出、(3)前記一定時間後の前記加振機指
令信号が前記加振機制御装置に入力されるように指令信
号を生成出力、のステップを前記デジタル計算機内で時
間管理して前記一定時間ごとに実施し、予め定められた
回数または停止信号が入力されるまで連続して繰り返す
構造物の振動試験方法において、前記数値モデルは、加
振対象構造物を線形数値モデル化し、固有値解析により
固有振動数、固有モードを算出し得られた固有モードの
内、少なくとも一つのモードは2次遅れ系とし、残りの
固有モードの内少なくとも一つのモードは慣性項を省略
し1次遅れ系または比例系として入力し、前記加振機へ
の指令信号値の算出は、入力算出ステップと、2次遅れ
系と1次遅れ系または比例系の応答算出ステップと、信
号値算出ステップにより実施されることを特徴とする構
造物の振動試験方法。 8. The whole structure to be evaluated is numerically modeled and de-allocated.
It is mounted on a digital computer and a part of the structure to be evaluated is actually mounted.
Excitation with a shaker connected to the actual model as an actual model
The load applied to the real model by the vibrator.
And the displacement are measured, and (1) load value, displacement value and external force value
Input, (2) Actual after a certain time from the load measurement time of the shaker
Displacement of boundary point between physical model and other parts
Calculated as a signal, (3) the vibrator finger after the fixed time
Command signal so that the command signal is input to the shaker control device.
The step of generating and outputting the signal is performed in the digital computer.
Managed for a fixed period of time
Repeat continuously until the number of times or stop signal is input
In the vibration test method for structures, the numerical model
Linear numerical model of the structure to be shaken and eigenvalue analysis
Of the eigenmodes obtained by calculating the eigenfrequency and eigenmodes
Of these, at least one mode is a second-order lag system, and the remaining
Inertia is omitted for at least one of the eigenmodes
Input as a first-order lag system or proportional system to the above-mentioned vibration exciter.
Command signal value is calculated by input calculation step and secondary delay
System and first-order lag system or proportional system response calculation step, and
A structure characterized by being carried out by a sign value calculation step.
Vibration test method for structures.
ジタル計算機に搭載し、評価対象構造物の内一部分を実
物モデルとし、該構造物に連結された加振機で加振し、
該加振機によって実物モデルに加えられる荷重を計測
し、(1)荷重値、変位値及び外力値の入力、(2)加
振機指令信号の算出、(3)指令信号を生成出力、
(4)変位計測、(5)収束判定、(6)必要に応じて
(3)〜(5)の繰り返し、のステップを予め定められ
た回数、または停止信号が入力されるまで連続して繰り
返す構造物の振動試験方法において、前記数値モデル
は、加振対象構造物を線形数値モデル化し、固有値解析
により固有振動数、固有モードを算出し得られた固有モ
ードの内、少なくとも一つのモードは2次遅れ系とし、
残りの固有モード の内少なくとも一つのモードは慣性項
を省略し1次遅れ系または比例系として入力し、前記加
振機への指令信号値の算出は、入力算出ステップと、前
記2次遅れ系と前記1次遅れ系または比例系の応答算出
ステップと、信号値算出ステップにより実施されること
を特徴とする構造物の振動試験方法。 9. A numerical model of the entire structure to be evaluated is used as a model.
It is mounted on a digital computer and a part of the structure to be evaluated is actually mounted.
As an object model, vibrate with an exciter connected to the structure,
Measure the load applied to the real model by the shaker
Then, (1) input of load value, displacement value and external force value, (2) addition
Calculation of shaker command signal, (3) Generate and output command signal,
(4) Displacement measurement, (5) Convergence judgment, (6) As required
The steps of (3) to (5) are predetermined.
Repeatedly, or continuously until the stop signal is input.
In the vibration test method for the returned structure, the numerical model
Is a linear numerical model of the structure to be excited, and the eigenvalue analysis
The eigenmodes and eigenmodes calculated by
At least one of the modes is a second-order lag system,
At least one of the remaining eigenmodes is an inertial term
Is omitted and input as a first-order lag system or proportional system.
The command signal value to the shaker is calculated in the input calculation step and the previous
Note Calculation of response of second-order lag system and the first-order lag system or proportional system
Step and signal value calculation step
Vibration testing method for structures characterized by.
し、評価対象構造物の内一部分を実物モデルとして加振
対象とし、構造物全体を線形数値モデル化してその固有
値解析を予め実施し、それによって得られた固有モード
の内少なくとも1つを応答算出手段における2次遅れ系
とし、残りの内少なくとも一つを1次遅れ系若しくは線
形系とし、前記数値モデル化における加振対象構造物部
分のばね定数を入力算出手段において前ステップの指令
信号値に乗ぜられる係数とし、前記固有値解析をもとに
して算出された外力の各モードに対する刺激係数を入力
算出手段において現ステップにおける外力値に乗ぜられ
る各系ごとに定められた係数とし、前記固有値解析によ
り算出された各モードの固有モードベクトルの内前記実
物モデルとの両端に対応する要素の差を入力算出手段に
おいて各系ごとに定められた係数とし、前記固有値解析
により算出された各モードの固有モードベクトルの内前
記実物モデルとの両端に対応する要素の差を信号値算出
手段において2次遅れ系乃至1次遅れ系または比例系の
応答算出値に乗ぜられる係数とすることを特徴とする構
造物の振動試験方法。 10. Use of the vibration test apparatus according to claim 7.
Then, a part of the structure to be evaluated is excited as an actual model.
The target is the linear numerical model of the entire structure and its unique
Eigenmodes obtained by performing value analysis in advance
At least one of the two
And at least one of the rest is a first-order lag system or line
A structural system, and the structure part to be excited in the numerical modeling
Input the spring constant of the minute
Based on the above eigenvalue analysis, the coefficient is multiplied by the signal value.
Input the stimulation coefficient for each mode of external force calculated by
It is multiplied by the external force value at the current step in the calculation means.
The coefficient determined for each system
Of the eigenmode vector of each mode calculated by
The difference between the elements corresponding to both ends of the physical model is used as the input calculation means.
Eigenvalue analysis
Of the eigenmode vector of each mode calculated by
Signal value calculation of the difference of elements corresponding to both ends with the actual model
By means of a second-order lag system to a first-order lag system or a proportional system
A structure characterized in that the coefficient is multiplied by the calculated response value.
Vibration test method for structures.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02500896A JP3395504B2 (en) | 1995-02-13 | 1996-02-13 | Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2369095 | 1995-02-13 | ||
| JP7-23690 | 1995-02-13 | ||
| JP02500896A JP3395504B2 (en) | 1995-02-13 | 1996-02-13 | Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001327091A Division JP3395777B2 (en) | 1995-02-13 | 2001-10-25 | Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08285721A JPH08285721A (en) | 1996-11-01 |
| JP3395504B2 true JP3395504B2 (en) | 2003-04-14 |
Family
ID=26361096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02500896A Expired - Fee Related JP3395504B2 (en) | 1995-02-13 | 1996-02-13 | Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3395504B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102788671B (en) * | 2012-07-26 | 2015-09-30 | 北京卫星环境工程研究所 | Based on the structure failure modality diagnostic method of spacecraft vibration test sound spectrum |
| CN102913464B (en) * | 2012-09-05 | 2015-03-25 | 江苏大学 | Method for predicting transient fluid-solid coupling characteristic of centrifugal pump rotor |
| JP6348804B2 (en) * | 2014-09-02 | 2018-06-27 | 大成建設株式会社 | Vibration characteristic estimation apparatus and vibration characteristic estimation method |
| CN116577053A (en) * | 2023-05-19 | 2023-08-11 | 中国第一汽车股份有限公司 | DCDC bracket vibration acceleration test method and test device |
-
1996
- 1996-02-13 JP JP02500896A patent/JP3395504B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08285721A (en) | 1996-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2768058B2 (en) | Vibration test device for structure, vibration test method, and vibration response analysis device | |
| JP3644292B2 (en) | Structure vibration test apparatus and vibration test method | |
| JP4158367B2 (en) | Vibration test apparatus and vibration response evaluation method | |
| US5737239A (en) | Shaking test method and system for a structure | |
| JP3882014B2 (en) | Structure vibration test apparatus and vibration test method therefor | |
| CN111368466A (en) | A Mechanical Vibration Prediction Method Based on Frequency Response Function Parameter Correction | |
| Ouyang et al. | Eigenstructure assignment in undamped vibrating systems: a convex-constrained modification method based on receptances | |
| Gupta | Inverse methods for load identification augmented by optimal sensor placement and model order reduction | |
| JP3618235B2 (en) | Vibration test equipment | |
| JP3395777B2 (en) | Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method | |
| Previati et al. | Measurement of the mass properties of rigid bodies by means of multi-filar pendulums–influence of test rig flexibility | |
| JP3395504B2 (en) | Vibration test apparatus for structure, digital computer used for the apparatus, and vibration test method | |
| JP3242260B2 (en) | Vibration test apparatus for structure, vibration test method for structure, and structure | |
| Schumann et al. | Transmission simulator based MIMO response reconstruction | |
| JP3114358B2 (en) | Structure vibration test apparatus and method | |
| CN115200816A (en) | A kind of seismic detection method and device for information communication equipment | |
| Borello et al. | Virtual SEA: towards an industrial process | |
| JPH11304637A (en) | Control device for vibration table | |
| JP3074358B2 (en) | Vibration test apparatus, vibration test method and vibration response analysis method for structures | |
| JPH10123008A (en) | Apparatus and method for testing vibration of structures | |
| JP3240757B2 (en) | Structure vibration test apparatus and method | |
| JP2023136117A (en) | Vibration characteristic analysis method | |
| JPH11300275A (en) | Vibrating table control device | |
| JPH11281522A (en) | Vibration characteristic analysis method and device | |
| JP3422200B2 (en) | Test apparatus and test method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080207 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090207 Year of fee payment: 6 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090207 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090207 Year of fee payment: 6 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090207 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090207 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100207 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100207 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110207 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110207 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120207 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130207 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |