JPH11142282A

JPH11142282A - 構造物の振動試験装置の検査方法

Info

Publication number: JPH11142282A
Application number: JP9303952A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Momoi; 康行桃井; Toshihiko Horiuchi; 敏彦堀内; Masahiko Inoue; 雅彦井上; Kazuhiro Umekita; 和弘梅北; Takao Konno; 隆雄今野; Yuji Tadano; 有司多田野; Wataru Yamagishi; 渡山岸
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】構造物の振動試験装置の機能を検査するにあた
り、機能確認試験に用いる検証用構造モデルに起因する
結果のずれやばらつきを低減する。【解決手段】特性が既知で全体が数値モデル化可能な検
証用構造モデルを用意し、その一部分を模擬実物モデル
としてその特性を実物モデルシミュレータ２００にイン
プリメントする。振動応答計算を行い加振装置を制御す
る計算機１００は加振機１を駆動し、そのときの変位を
実物シミュレータ２００が取り込み、インプリメントさ
れた特性に従い模擬反力信号を計算機１００に出力す
る。このように実施された振動試験結果と、検証用構造
モデル全体を数値モデル化した数値シミュレーション結
果とを比較して機能を確認する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の一部分の
みの加振実験と他の部分の振動応答数値計算を組み合わ
せて行う構造物の振動試験装置の検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】構造物の地震などによる振動応答を評価
する方法として特開平５−１０８４６号に記載されてい
る方法が知られている。この方法では、対象とする構造
物の一部分を実物もしくは模型を用いて実物モデル化し
加振実験を行い、他の部分は数値モデル化して計算機上
で振動応答計算を行い、その両者を組み合わせて対象構
造物全体の振動応答を評価するものである（以降、この
方法をハイブリッド実験と呼ぶ）。このハイブリッド実
験を実施する試験装置（ハイブリッド振動試験装置）と
しては、日本機械学会機械力学・計測制御講演会論文集
Ｂ巻（平成８年）４１頁（以降、文献１と記す）に記載
されているような１台の加振機により加振実験を行う装
置や、日本機械学会機械力学・計測制御講演会論文集Ａ
巻（平成９年）２９６頁（以降、文献２と記す）に記載
されているような多軸加振機構を用いて加振実験を行う
装置が知られている。このハイブリッド振動試験装置の
機能を確認する方法として、文献１ではある対象構造モ
デルに対するハイブリッド実験の結果とその対象構造モ
デル全体を供試体として振動台に搭載して加振する振動
台実験の結果とを比較する方法が行われている。また、
文献２ではある対象構造モデルに対するハイブリッド実
験の結果と対象構造モデル全体を数値モデル化して数値
シミュレーションを行った結果とを比較する方法が行わ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記文献１に記載され
ているような方法では、ハイブリッド実験に使用する実
物モデル部分の非線形性や数値モデル部分のモデル化誤
差、振動台実験に使用する供試体の非線形性などにより
ハイブリッド実験の結果と振動台実験の結果との間にず
れやばらつきが生じる。ハイブリッド振動試験装置の性
能を評価するためには、この結果のずれやばらつきが試
験装置に起因するものなのか、対象構造モデルに起因す
るものなのかを切り分ける必要があるが、上記の方法で
はこの切り分けは困難である。また、振動台実験に使用
する供試体作成などに多大のコストがかかる。

【０００４】また、文献２に記載されている方法では、
ハイブリッド実験に使用する実物モデル部分の非線形性
や数値シミュレーションを行う際のモデル化誤差などに
より、ハイブリッド実験の結果と数値シミュレーション
の結果との間にずれが生じる。また、ハイブリッド実験
の結果にもばらつきが生じる。この方法においても、文
献１の方法と同様に、これらの結果のずれやばらつきが
試験装置に起因するのか、対象構造モデルに起因するの
かの切り分けが困難である。

【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、対象構造モデルに起因する結
果のずれやばらつきを低減し、低コストでハイブリッド
振動試験装置の検査を行うことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明における構造物の振動試験装置の検査方法
は、構造物の一部分を実物もしくは模型を用いて実物モ
デル化し、他の部分は数値モデル化し、実物モデルの数
値モデルとの境界部分に変形を加えるための加振機とそ
の加振機で発生させた変位および荷重を実物モデルに伝
達する伝達手段とを有する加振装置と、加振機の変位を
検出するための加振機変位検出手段と、境界部分で発生
する反力を検出するための反力検出手段と、反力検出手
段から出力される荷重信号と加振機変位検出手段から出
力される変位信号を取り込みその荷重信号と変位信号と
予め与えられた地震などによる外力信号（外力信号は外
部から入力される方式でも、計算機内部に記録されてい
るデータを読み込む方式でもよい）とから微小時間後の
数値モデル部の振動応答を演算しその結果から境界部分
の変形量を演算して加振機に対して指令信号を出力する
計算機とを有する構造物の振動試験装置に対して、予め
特性が既知で全体が数値モデル化可能な検証用構造モデ
ルを用意し、検証用構造モデルの一部分を模擬実物モデ
ルとしてその模擬実物モデルの振動特性を数値モデル化
してインプリメントし加振機変位検出手段で検出される
変位信号を取り込み反力検出手段から出力される荷重信
号に相当する模擬荷重信号を出力する実物モデルシミュ
レータと検証用構造モデルのうち模擬実物モデル以外の
部分を数値モデルとした振動試験装置を接続して振動試
験を実施して得られる振動応答と、検証用構造モデル全
体を数値モデル化して数値シミュレーションを行い得ら
れる振動応答とを比較して、その両者が一致度を判定す
ることにより構造物の振動試験装置の機能を確認する。

【０００７】この実物モデルシミュレータには、加振機
変位信号から模擬実物モデルの変形量を演算する手段
と、模擬実物モデルの振動特性に基づき加えられた変形
量に対する反力を演算する手段と、模擬実物モデルで発
生する反力から反力検出手段で検出される荷重を演算す
る手段とを有する。

【０００８】また、本発明における他の構造物の振動試
験装置の検査方法は、構造物の一部分を実物もしくは模
型を用いて実物モデル化し、他の部分は数値モデル化
し、実物モデルの数値モデルとの境界部分に変形を加え
るための加振機とその加振機で発生させた変位および荷
重を実物モデルに伝達する伝達手段とを有する加振装置
と、加振機の変位を検出するための加振機変位検出手段
と、境界部分で発生する反力を検出するための反力検出
手段と、反力検出手段から出力される荷重信号と加振機
変位検出手段から出力される変位信号を取り込みその荷
重信号と変位信号と予め与えられた地震などによる外力
信号（外力信号は外部から入力される方式でも、計算機
内部に記録されているデータを読み込む方式でもよい）
とから微小時間後の数値モデル部の振動応答を演算しそ
の結果から境界部分の変形量を演算して加振機に対して
指令信号を出力する計算機とを有する構造物の振動試験
装置に対して、予め特性が既知で全体が数値モデル化可
能な検証用構造モデルを用意し、検証用構造モデルの一
部分を模擬実物モデルとしてその模擬実物モデルの振動
特性および加振機および伝達機構の特性を数値モデル化
してインプリメントし加振機への指令信号を取り込み加
振機変位検出手段から出力される変位信号に相当する模
擬変位信号および反力検出手段から出力される荷重信号
に相当する模擬荷重信号を出力する加振装置・実物モデ
ルシミュレータと検証用構造モデルのうち模擬実物モデ
ル以外の部分を数値モデルとした振動試験装置を接続し
て振動試験を実施して得られる振動応答と、検証用構造
モデル全体を数値モデル化して数値シミュレーションを
行い得られる振動応答とを比較し、その両者が一致度を
判定することにより構造物の振動試験装置の機能を確認
する。

【０００９】この加振装置・実物モデルシミュレータ
は、加振機および伝達機構の特性に基づき加振機指令信
号から加振機の変位を演算する手段と、加振機変位から
模擬実物モデルの変形量を演算する手段と、模擬実物モ
デルの振動特性に基づき加えられた変形量に対する反力
を演算する手段と、模擬実物モデルで発生する反力から
反力検出手段で検出される荷重を演算する手段とを有す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について詳
細に説明する。

【００１１】まず、本発明が対象とする構造物の振動試
験装置の一実施例を図５から図７を用いて説明する。本
試験装置では、対象なる構造物（対象構造モデル）の一
部分を実物または模型を用いて実物モデル６として加振
実験を行い、他の部分は数値モデル化してその数値モデ
ルの振動応答計算を行い、その両者を組み合わせること
により構造物全体の振動応答を評価する。本試験装置
は、加振機１ａ、１ｂ、１ｃとその加振機の変位および
荷重の伝達手段４とを有する加振装置と、加振機の変位
を検出するための加振機変位検出手段２ａ、２ｂ、２ｃ
と、実物モデルと数値モデルとの境界部分に相当する加
振点７における反力を検出するための反力検出手段５
と、数値モデル部分の振動応答を計算し加振装置を制御
するための計算機１００とから構成される。この計算機
１００には、加振機変位検出手段２ａ、２ｂ、２ｃから
の変位信号から加振点７の位置を演算する手段１０１
と、反力検出手段５からの荷重信号と加振点位置から反
力を演算する手段１０２と、反力と予め与えられている
地震などによる外力信号（この信号は計算機外部から入
力されるものでも、計算機内部に記録されているデータ
を読み込むものでもよい）から一定時間後の数値モデル
部分の変位を演算し求められた数値モデル部分の変位か
ら一定時間後の加振点位置（加振点位置指令値）を演算
する手段１０３と、加振点位置指令値から加振機への変
位指令値を演算する手段１０４と、加振機への変位指令
値に従い加振機指令信号を演算し出力する手段１０５と
から構成される。また、加振装置は、反力フレーム３の
外面に取り付けた加振機１ａ、１ｂ、１ｃと実物モデル
６の上部に取り付けた加振治具４ｃとを両端にジョイン
トをもつリンク４ａ、４ｂを介して接続している。実物
モデルからの反力は、加振治具４ａとリンク４ａ、４ｂ
との間に配置された２分力計５ａ、５ｂを用いて検出す
る。

【００１２】なお、計算機１００は加振機変位信号、荷
重信号が入力され、加振機指令信号が出力される仕様で
あればよく、加振機１、伝達機構４、反力検出手段５の
構成や計算機１００内部の構成により本発明が限定され
るものではない。

【００１３】次に、本発明における振動試験装置の検査
方法の一例を図１に基づき説明する。

【００１４】まず、検証用構造モデルを用意する。この
検証用構造モデルは特性が既知で全体が数値モデル化が
可能である必要がある。その一例として図１に示すよう
な柱で上部構造物を支持する構造物を想定して、柱を線
形バネの特性をもつとしてその剛性マトリクスを定義
し、上部構造物を剛体としてその質量、重心回りの慣性
モーメント、重心位置を定義すると、この検証用構造モ
デル全体の振動特性は柱と上部構造物との境界点に関し
て次式のように数値モデル化できる。

【００１５】

【数１】

【００１６】ここで、ｍ：上部構造物の質量、ｉ：重心
回りの慣性モーメント、ｈ：重心位置、Ｋａ：柱部分の
剛性マトリクス、ｘ（ｘ，ｚ，θｙ）：柱と上部構造物
との境界点、Ｑ：地震による外力、（ｘ_g，ｚ_g）：地震
波のｘ方向及びｚ方向加速度、ｇ：重力加速度。

【００１７】この検証用構造モデルは一例であり、この
モデルそのものにより本発明が限定されるものではな
い。次にハイブリッド実験を実施する際の実物モデル部
分と数値モデル部分の選定であるが、通常は非線形性が
強い部材や破壊する部材を実物モデル部分とするが、こ
こでは柱部分を実物モデル部分とし、上部構造物を数値
モデル部分とする。この実物モデルを模擬実物モデルと
して、実物モデルと数値モデルとの境界点（ここでは、
柱と上部構造物との境界点に対応）を加振点とし、加振
点における反力とから、模擬実物モデルの特性は次式の
ようにモデル化される。

【００１８】

【数２】

【００１９】ここで、ｘ（ｘ，ｚ，θｙ）：加振点位
置、Ｆ（Ｆｘ，Ｆｚ，Ｍｙ）：加振点における反力。

【００２０】また、数値モデル部分の特性は次式のよう
になり、この特性は計算機１００にプログラム又はデー
タの形で入力（インプリメント）される。

【００２１】

【数３】

【００２２】ここで、ｘ（ｘ，ｚ，θｙ）：加振点位
置、Ｆ（Ｆｘ，Ｆｚ，Ｍｙ）：加振点における反力。

【００２３】なお、この実物モデル部分および数値モデ
ル部分の選定により本発明が限定されるものではない。

【００２４】この例では、上記の模擬実物モデルの特性
を模擬する実物モデルシミュレータと振動試験装置を接
続して振動試験を実施する。この実物モデルシミュレー
タには加振機変位から反力検出手段までの関係を数値モ
デルとしてインプリメントしてある。次に、この振動試
験の実施方法について説明する。この振動試験では、計
算機１００からの加振機指令信号に基づき加振機１ａ、
１ｂ、１ｃを駆動する。そして、そのときの加振機の変
位は加振機変位検出手段２ａ、２ｂ、２ｃにより検出さ
れ、その加振機変位信号は計算機１００と実物モデルシ
ミュレータ２００に取り込まれる。実物モデルシミュレ
ータ２００は加振機変位信号を取り込み、インプリメン
トされている加振機変位から反力検出手段で検出される
荷重の関係を与える数値モデルに基づき演算し反力検出
手段で検出される荷重相当の模擬荷重信号を計算機１０
０に出力する。以上の動作により、振動試験装置は実物
モデルに対して実際に加振実験を行っているときと同じ
信号の取り合いで振動試験が実施できる。そして、この
振動試験によって得られた振動応答と、検証用構造モデ
ル全体を数値モデル化した（式１）の数値シミュレーシ
ョンを実施して得られた振動応答とを比較して、振動試
験装置の機能を確認する。

【００２５】以上のように実物シミュレータを用いるこ
とにより、実物モデルの非線形性に起因している加振機
変位信号から荷重信号までのばらつきの発生がなくな
る。また、検証用構造モデル全体を数値モデル化した数
値シミュレーションの結果と比較する場合にも、実物モ
デル部分についても振動試験と数値シミュレーションは
同じモデルを対象とするので、モデル化誤差の影響も現
れない。さらに、実際に実物モデルを作成することもな
いので、その作成コストの削減も実現できる。

【００２６】次に、本発明における実物モデルシミュレ
ータの一構成例を図２に基づき説明する。この例では、
実物モデルシミュレータ２００は、加振機変位信号から
模擬実物モデルの変形量を演算する手段２０１と、模擬
実物モデルの特性に基づき加えられた変形量から反力を
演算する手段２０２と、模擬実物モデルで発生する反力
から反力検出手段で検出される荷重を演算する手段２０
３とから構成される。

【００２７】各演算手段の処理内容の一例を図５から図
７に示した振動試験装置を例として説明する。まず、模
擬実物モデルの変形量を演算する手段２０１では、入力
された加振機変位信号に対応する変位から、次式のよう
に変形量を示す加振点位置を演算する。

【００２８】

【数４】

【００２９】ｌ₁：加振機１ａの変位、ｌ₂：加振機１ｂ
の変位、ｌ₃：加振機１ｃの変位、ａ₁：水平リンク４ａ
の長さ、ａ₂：上下リンク４ｂの長さ、２ｂ：加振治具
４ｃとリンク４ａ、４ｂとを接続するジョイントの間
隔。

【００３０】模擬実物モデルからの反力を演算する手段
２０２では、数２に基づき加振点位置から加振点におけ
る反力が演算される。反力演算手段で検出される荷重を
演算する手段２０３では、加振点における反力と加振点
位置から、次式のように荷重を演算する。ただし、ここ
では２つの反力検出手段に加わる水平方向分力は均等に
分配されると仮定する。

【００３１】

【数５】

【００３２】ここで、ｆ_1x，ｆ_1z，ｆ_2x，ｆ_2z：反力検
出手段から検出される荷重、ｍ_t：加振治具４ｃの質
量、Ｉ_t：加振治具４ｃの重心回りの慣性モーメント、
ｈ_t：加振治具４ｃの重心位置。

【００３３】以上のように実物モデルシミュレータにお
いて加振機変位から反力検出手段で検出される荷重まで
の関係を上記のように分割して処理を行う。このような
構成とすることにより、各分割した部分毎に関係を明ら
かにすることでシミュレータの設計ができ、また、模擬
実物モデルの変更や加振装置・反力検出手段の構成変更
に容易に対応することが可能となる。なお、本発明のね
らいはこのように処理を分割することであり、処理内容
そのものにより本発明が制限されるものではない。

【００３４】次に、本発明における振動試験装置の別の
検査方法の一例を図３に基づき説明する。この例におい
ても、検証用モデルの用意、実物モデル（模擬実物モデ
ル）と数値モデルの選定、各部分のモデル化（数式化）
は図１の例と同様に行う。なお、検証モデル自体、実物
モデル部分、数値モデル部分の選定方法およびモデルそ
のものにより本発明が限定されるものではない。

【００３５】この例では、模擬実物モデルおよび加振機
・伝達機能の特性を模擬する加振装置・実物モデルシミ
ュレータと振動試験装置を接続して振動試験を実施す
る。この加振装置・実物モデルシミュレータには加振機
指令信号から加振機で実現される変位および反力検出手
段で検出される荷重までの関係を数値モデルとしてイン
プリメントしてある。次に、この振動試験の実施方法に
ついて説明する。この振動試験では、計算機１００から
の加振機指令信号を加振装置・実物モデルシミュレータ
２００に出力する。加振装置・実物モデルシミュレータ
２００は加振機指令信号を取り込み、インプリメントさ
れている加振機指令信号から加振機で実現される変位お
よび反力検出手段で検出される荷重の関係を与える数値
モデルに基づき演算し加振機変位検出手段で検出される
変位相当の模擬加振機変位信号および反力検出手段で検
出される荷重相当の模擬荷重信号を計算機１００に出力
する。以上の動作により、振動試験装置は加振装置を駆
動して実物モデルに対して実際に加振実験を行っている
ときと同じ信号の取り合いで振動試験が実施できる。そ
して、この振動試験によって得られた振動応答と、検証
用構造モデル全体を数値モデル化した（式１）の数値シ
ミュレーションを実施して得られた振動応答とを比較し
て、振動試験装置の機能を確認する。

【００３６】以上のように加振装置・実物シミュレータ
を用いることにより、実物モデルの非線形性に起因して
いる加振機変位から荷重信号までのばらつきの発生がな
くなる。また、検証用構造モデル全体を数値モデル化し
た数値シミュレーションの結果と比較する場合にも、実
物モデル部分についても振動試験と数値シミュレーショ
ンは同じモデルを対象とするので、モデル化誤差の影響
も現れない。また、実際に実物モデルを作成することも
ないので、その作成コストの削減も実現できる。さら
に、この場合には加振装置も数値モデル化することで加
振機指令信号から加振機変位までのばらつきの発生がな
くなるので、計算機で行われている演算処理自体の機能
や精度や評価できる。

【００３７】次に、本発明における加振装置・実物モデ
ルシミュレータの一実施例を図４に基づき説明する。こ
の例では、加振装置・実物モデルシミュレータ２００
は、加振機指令信号から加振機で実現される変位を演算
する手段２０４と、加振機変位から模擬実物モデルの変
形量を演算する手段２０１と、模擬実物モデルの特性に
基づき加えられた変形量から反力を演算する手段２０２
と、模擬実物モデルで発生する反力から反力検出手段で
検出される荷重を演算する手段２０３とから構成され
る。

【００３８】各演算手段の処理内容の一例を図５から図
７に示した振動試験装置を例として示すと、模擬実物モ
デルの変形量を演算する手段２０１、模擬実物モデルか
らの反力を演算する手段２０２、反力演算手段で検出さ
れる荷重を演算する手段２０３の演算内容は、図２の例
と同様に（式２）、（式４）、（式５）のようになる。
また、加振機指令信号から加振機変位を演算する手段２
０４での処理は、例えば、加振機を２次遅れ系の特性で
モデル化すると、次式のような演算が行われる。

【００３９】ｘｉ＝α₀ｘ_ri＋α₁ｘ_ri-1＋α₂ｘ_ri-2 ………（式６）ここで、ｘ_ri：時刻ｉにおける加振機指令信号、ｘ_i：
時刻ｉにおける加振機変位、α₀、α₁、α₂：加振機の
特性を表す係数。

【００４０】以上のように加振装置・実物モデルシミュ
レータにおいて加振機指令信号から加振機で実現される
変位および反力検出手段で検出される荷重までの関係を
上記のように分割して処理を行う。このような構成とす
ることにより、各分割した部分毎に関係を明らかにする
ことでシミュレータの設計ができ、また、模擬実物モデ
ルの変更や加振装置・反力検出手段の構成変更に容易に
対応することが可能となる。なお、本発明のねらいはこ
のように処理を分割することであり、処理内容そのもの
により本発明が制限されるものではない。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によると、ハ
イブリッド振動試験装置の機能を確認する場合に、ハイ
ブリッド実験に使用する実物モデルの非線形性に起因す
る結果のばらつきや、検証用構造モデル全体を数値モデ
ル化して数値シミュレーションを実施した結果との比較
を行う際のモデル化誤差に起因するずれをなくすことが
可能となる。さらに、実際に実物モデルを作成する必要
がなくなるのでその作成コストが低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における構造物の振動試験装置の検査方
法の一例を説明する図である。

【図２】本発明における構造物の振動試験装置の検査方
法の一例を説明する図である。

【図３】本発明における構造物の振動試験装置の検査方
法の一例を説明する図である。

【図４】本発明における構造物の振動試験装置の検査方
法の一例を説明する図である。

【図５】本発明が対象とする構造物の振動試験装置の一
構成例を説明する図である。

【図６】図５における加振装置の一構成例の詳細を説明
する図である。

【図７】図６に示す加振装置における実物モデルからの
反力と反力検出手段との力の釣り合い関係を説明する図
である。

【符号の説明】

１：加振機、２：加振機変位検出手段、３：反力フレー
ム、４：伝達機構、５：反力検出手段、６：実物モデ
ル、７：加振点、８：基礎、１００：計算機、１０１：
加振点位置を演算する手段、１０２：反力を演算する手
段、１０３：数値モデルの振動応答を演算しその結果か
ら加振点位置指令値を演算する手段、１０４：加振機変
位指令値を演算する手段、１０５：加振機指令信号を演
算し出力する手段、２００：実物モデルシミュレータも
しくは加振装置・実物モデルシミュレータ、２０１：模
擬実物モデルの変形量を演算する手段、２０２：模擬実
物モデルからの反力を演算する手段、２０３：反力検出
手段で検出される荷重を演算する手段、２０４：加振機
の変位を演算する手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梅北和弘茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (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)発明者多田野有司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)発明者山岸渡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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構造物の一部分を実物もしくは模型を用い
て実物モデル化し、他の部分は数値モデル化し、前記実
物モデルの前記数値モデルとの境界部分に変形を加える
ための加振機と該加振機で発生させた変位および荷重を
前記実物モデルに伝達する伝達手段とを有する加振装置
と、前記加振機の変位を検出するための加振機変位検出
手段と、前記境界部分で発生する反力を検出するための
反力検出手段と、前記反力検出手段から出力される荷重
信号と前記加振機変位検出手段から出力される変位信号
を取り込み該荷重信号と該変位信号と予め与えられた外
力信号とから微小時間後の数値モデル部の振動応答を演
算し前記境界部分の変形量を演算し前記加振機に対して
指令信号を出力する計算機とを有する構造物の振動試験
装置に対して、予め特性が既知で全体が数値モデル化可能な検証用構造
モデルを用意し、前記検証用構造モデルの一部分を模擬
実物モデルとして該模擬実物モデルの振動特性をインプ
リメントし前記加振機変位検出手段で検出される変位信
号を取り込み前記反力検出手段から出力される荷重信号
に相当する模擬荷重信号を出力する実物モデルシミュレ
ータと前記検証用構造モデルのうち模擬実物モデル以外
の部分を数値モデルとした前記振動試験装置を接続して
振動試験を実施して得られる振動応答と、前記検証用構
造モデル全体を数値モデル化して数値シミュレーション
を行い得られる振動応答とを比較し前記振動試験装置の
機能を検証することを特徴とする構造物の振動試験装置
の検査方法。
【請求項２】請求項１記載の実物モデルシミュレータ
は、前記加振機変位信号から前記模擬実物モデルの変形
量を演算する手段と、前記模擬実物モデルの振動特性に
基づき加えられた変形量に対する反力を演算する手段
と、前記模擬実物モデルで発生する反力から前記反力検
出手段で検出される荷重を演算する手段とを有すること
を特徴とする請求項１記載の構造物の振動試験装置の検
査方法。
【請求項３】構造物の一部分を実物もしくは模型を用い
て実物モデル化し、他の部分は数値モデル化し、前記実
物モデルの前記数値モデルとの境界部分に変形を加える
ための加振機と該加振機で発生させた変位および荷重を
前記実物モデルに伝達する伝達手段とを有する加振装置
と、前記加振機の変位を検出するための加振機変位検出
手段と、前記境界部分で発生する反力を検出するための
反力検出手段と、前記反力検出手段から出力される荷重
信号と前記加振機変位検出手段から出力される変位信号
を取り込み該荷重信号と該変位信号と予め与えられた外
力信号とから微小時間後の数値モデル部の振動応答を演
算し前記境界部分の変形量を演算し前記加振機に対して
指令信号を出力する計算機とを有する構造物の振動試験
装置に対して、予め特性が既知で全体が数値モデル化可能な検証用構造
モデルを用意し、前記検証用構造モデルの一部分を模擬
実物モデルとして該模擬実物モデルの振動特性および前
記加振機および前記伝達機構の特性の数値モデルとをイ
ンプリメントし前記加振機への指令信号を取り込み前記
加振機変位検出手段から出力される変位信号に相当する
模擬変位信号および前記反力検出手段から出力される荷
重信号に相当する模擬荷重信号を出力する加振装置・実
物モデルシミュレータと前記検証用構造モデルのうち前
記模擬実物モデル以外の部分を数値モデルとした前記振
動試験装置を接続して振動試験を実施して得られる振動
応答と、前記検証用構造モデルに対して数値シミュレー
ションを行い得られる振動応答とを比較し前記振動試験
装置の機能を検証することを特徴とする構造物の振動試
験装置の検査方法。
【請求項４】請求項３記載の加振装置・実物モデルシミ
ュレータは、前記加振機および前記伝達機構の特性に基
づき前記加振機指令信号から前記加振機の変位を演算す
る手段と、前記加振機変位から前記模擬実物モデルの変
形量を演算する手段と、前記模擬実物モデルの振動特性
に基づき加えられた変形量に対する反力を演算する手段
と、前記模擬実物モデルで発生する反力から前記反力検
出手段で検出される荷重を演算する手段とを有すること
を特徴とする請求項３記載の構造物の振動試験装置の検
査方法。