JPS6013240A - 構造物の強度試験法 - Google Patents

構造物の強度試験法

Info

Publication number
JPS6013240A
JPS6013240A JP12122383A JP12122383A JPS6013240A JP S6013240 A JPS6013240 A JP S6013240A JP 12122383 A JP12122383 A JP 12122383A JP 12122383 A JP12122383 A JP 12122383A JP S6013240 A JPS6013240 A JP S6013240A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
parts
boundary
local
external force
model
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.)
Pending
Application number
JP12122383A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Nakao
中尾 好昭
Manabu Fujishiro
藤城 学
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP12122383A priority Critical patent/JPS6013240A/ja
Publication of JPS6013240A publication Critical patent/JPS6013240A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/007Subject matter not provided for in other groups of this subclass by applying a load, e.g. for resistance or wear testing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 験法に関する。
第1図に構造物の1例として塔状構造物の模式図を示す
が,従来これら構造物の強度を確かめる方法として次の
A,B,cがある。
A 構造物の実大モデルまたは実物に実際に作用する外
力をかけて構造物各部の挙動を直接観察して確かめる。
B 構造物の縮尺モデルに実際に作用する外力の縮尺さ
れたものをかけて各部挙動を観察し。
その結果を相似則で実機に換算したものによって確かめ
る。
C 構造物の全体挙動についてはビーム理論などの単純
化手法を用いて計算によりめ,複雑な局部的挙動につい
ては問題となる部分(例えば第1図■)についての実大
またはその縮尺された局部構造モデル(第2図■)に。
実際に作用する外力3,またはそれの縮尺された外力,
および全体から切り出されたと考えた場合の局部構造の
境界(第2図■の斜線部)に計算によシ近似的にめられ
た内力4又はその縮尺された内力をかけて観察した結果
によって直接または,その結果を相似則で実機に換算し
たものによって局部的挙動を確める。
しかしながら、これら従来の方法には次の欠点がある。
(1) 前記Aの方法は最も直接的で試験精度も高いが
モデルまたは、実物が通常大型となり試験も大がか9と
なってコスト高となるので。
通常の試験としては不適当である。
(2) 前記B項の方法は、縮尺モデルによるだめ試験
コストは安くなるが、縮尺するため細部の相似精度が十
分でなくなり一般に局部強度の確認ができない。
(3)前記0項の方法は9局部構造を切り出して試験す
るのでコスト面で経済的であり、この局部構造の切り出
された境界にかけるべき内力の評価が正確であれば精度
の高い結果を得ることが出来る方法であるが、一般に内
力の評価を精度よく行うことは難しく、その場合には局
部変形と全体挙動は一般に影響し合うので精度の高い結
果を得ることができない。
本発明は、上記従来法の欠点をなく、精度が高くかつ経
済的1局部構造モデルを用い1局部変形と全体挙動の相
互影響を考慮できる精度の高い構造物の強度試験法の提
供を目的とするものであって、構造物を理論的に解析で
きる部分と理論的に解析できない部分とに分け、解析で
きる部分については理論解析を、解析できない部分につ
いてはその模型による実験をそれぞれ行い、一方の結果
を他方へフィードバックしながら両者の境界における連
続条件を満足させるように前記手順をくシ返し行なって
、構造物の強度をめるようにしたことを特徴とする構造
物の強度試験法を要旨とする。
すなわち9本発明は理論的に解析可能な部分は計算によ
シ、又、理論的に解析できない部分はモデル実験によシ
構造物の応力・変位挙動をめ、これらの境界部の境界条
件(力と変位の連続栄件)を満たすように、計算の初期
条件及び実験条件をフィードバンクさせて前記理論解論
解析及びモデル実験を繰シ返してその収束結果から構造
物の強度をめるものであって、高価な実機全体モデルを
用いないので経済的であり、又、理論解析による部分と
モデル実験による部分との境界部につき相互の解析及び
実験結果をフィードバックして境界部の変位挙動を精確
にめられるので、特に境界部の内力の評価が高精度にで
き、全体として実機全体モデル程度の高い精度の試験結
果が得られる効果がある。
従って2本発明法はボイラ鉄骨構造、煙突、橋梁など各
種構造物の構造解析に最適である。
以下2図面により本発明の詳細な説明する。
第8図に本発明の実施態様にかかる構造体の模式図を示
す。外力8を受ける構造物は、理論的解析が困難で塑性
変形や破断予定部を含む局部構造部分5と理論的解析の
容易な弾性微小変形部分6とから成り立っている。これ
を第4図のように局部構造部分5と弾性微小変形部分6
とに切り離すと、各部分の分割面を境に対応する境界部
には、それぞれ大きさが等しく反対方向の内力4が作用
する状態と考えられる。
そこでまず弾性微小変形部分6については。
理論的に厳密に取シ扱い得る事を利用して9弾性微小変
形部分6の振動方程式をディジタルコンピュータを用い
て増分法や逐次積分法等で積分して弾性微小変形部分6
の応答をめる数値的挙動シミュレーンヨンにより、又は
該振動力a式t−アナログコンピユータで直接積分して
応答をめるアナログ的挙動シミュレーシ田ンによシ、外
力及び内力に対する変位を計算する。
次に理論的に解析の困難な局部構造部分5については、
 7′9r望の解析精度が得られ、かつなるべく経揖的
と考えられる範囲で実機大に近い大きさの局部構造模型
を用いて2局部構造部分に加わる外力及びその境界部に
加わる内力に相当する変位を付加し、更にその際の境界
部の応答変位及び内力を測定する。
以下、具体的な理論解析の例を示す。
第4図・においてこの内力4を表わすベクトルを(R)
、対応する点に働く外力ベクトル8を(P5)で表わし
、各内方の作用点の変位を表わすベクトル(以下、境界
変位という)を(W)で表わす。また弾性微小変形部分
6がら境界点9(内力の作用点であシ第4図の斜線部分
)を除いた部分各点の変位を表わすベクトル(以下。
弾性変位という)を(U)とし、(U)に対応する外力
ベクトル10を(P6)とすると、構造物全体の挙動は
次式で°表わされる。
尚、ここで(P5)、(P6)等の外力は任意に設定で
きる値であり、境界部(W)、弾性変位(U)及び内力
(R,)が未知の値となる。
弾性微小変形部分から境界部分を除いた部分:+[:0
6sl(W)+(z<65](W)=(P6)、 (1
)境界部分: 局部構造部分: (11)=(f((W))) (3) ただし、〔M6〕、〔C6〕、〔K6〕は、それぞれ(
U)に対応する質量行列、減衰行列、岡11性行列を表
わし、〔M5〕、〔C5〕、〔K5〕は、それぞれ(W
lに対応する質量行列、減衰行列、剛性行列を表わして
おり、′!i:た+ COss ] + CKss 〕
はそれぞれ弾性微小変形部分から境界部分を除いた部分
の釣合式における(W)、(W)の係数行列を。
〔056〕、〔K56〕は゛それぞれ境界部分の釣合式
における(l、(U)の係数行列を表わすが、これらの
係数は材料及び構造が特定されれば一義的にめられる。
また(f((W)))は1局部構造部分に外力8(第4
図)と内力4(第4図)が作用した場合の各時刻の境界
変位(W)と内力(R)(■)の関係を与える関係ベク
トルを表わし、実際には局部構造モデルを用いて試験を
行ない外力8と変位(Wlとを作用させた時の応答(R
)を計測してめる。
式(3)の関係を式(2)に代入すると次式が得られる
+ (Oss) (U)+[、に56:] (U)= 
(f ((W) ) )+(1’s ) (4)式(1
)、(4)は未知ベクトル(U、)、 (W)に関する
連立方程式であシ、非線形項(fNW)))を模型実験
からめた値を用いる事によ95式(1)。
(4)中の(tr)、 (W)以外の値は全て既知みな
せるので、前述の数値的および/またはアナログ的ンミ
ュレーンヨン手法によってこの連立方程式を容易に解き
得る。すなわち、厳密に解ける所は計算で、そうでない
盾は実験でめ、互いに連立させる事によシ構造物の強度
を精度良く。
かつ経済的に確認できる。
尚、上記の説明での数値的および/またはアナログ的シ
ミーレーション手法とは、ディジタルコンピュータやア
ナログコンピュータを用いる方法以外にも、実構造物の
弾性微小変形部分と相似の変形モード成分を持つバネ−
マス系などの振動体によってシミュレーションでめる方
法であっても良い。
以下、第3図、第4図及び第5図に基づき本発明の実施
例を手順に従って説明する。
(1)構造物を1個または複数個の解析で予測困難な個
所を含む局部構造部分5(一般には。
弾塑性変形成いは、破断個所を発生すると予想される部
分を含んだ局部構造部分)と、それ以外の部分6(弾性
微小変形部分)とに分ける。
(2)上記局部構造部分の模型5を作成し、模型実験の
対象となる模型実験システム80の局部構造模型とする
(3) 現在局部構造模型5に発生している内力(R)
(1つ前のステップで計測された値)(−(rNw))
))と△を後の外力(P)を用いて。
計算機システム40にて、前述の式(4)を積分する事
により、△を後の弾性変位(U)、境界変位(W)をめ
る。
尚、この計算の際に最初に用いる内力(1は外挿法等、
何らかの方法によって得られた予測値を用いるほうが好
ましい。
(4) (3)でめた境界変位(W)及び外力(R)を
加力装置(4)としてのジヤツキ11を用いて2局部構
造模型5に与える。
(5) この時、ジヤツキ11に取ね付けられたロード
セル11を応力針15として局部構造模型5に発生する
内力(R)を計測し、計算機システム40のほうにフィ
ードバンクする。
(6) (5)で測定される内力(R)の値は、(3)
の計算で用いた内力(lと、一般に同一とはならず。
多少誤差が有ると考えられる。そこで(3) (4) 
(5)の手順を何回か繰返して内力(R)を収束させる
。即ち前記弾性微小変形部分の計算に人力した内力(R
)と、実験でめられた内力(R)との差の絶対値がある
微小値εより小さくなる壕で前記(3)、(4)、(5
)及び(6)からなる工程を繰り返す。
(7) 上述のようにある時間(1)における外力PD
)が決まれば2弾性変位(U)、境界変位(W)及び内
力(R,)をめる事ができる。
(8) 更に上記(7)の結果を基準にして、(3)〜
(7)を繰り返すことにより△を時間後の弾性変位(U
)。
境界変位(W)、内力(R,)をめる事ができ。
これを繰力返せばサイクリックに任意の時刻の内力(R
,)及び両変位(U)、(W)をめる事ができる。
以上2本実施例では連立方程式(1)、(4)によりめ
た両変位(U) 、(W)を局部構造模型5に負荷し、
この局部構造模型5から測定した内力(R)を連立方程
式にフィードバックして、内力(R)2両変位(U)、
(W)をめたが、逆に連立方程式(1)、 (4)によ
りめた内力(B)2弾性変位(U)を局部構造模型5に
負荷し、この局部構造模型5から測定した境界変位(W
)を連立方程式(1)、(4)にフィードバックさせ、
境界変位(W)を収束させて各変位(U) 、(W)及
び内力(R)をめても良い。
尚2本実施例では内力(lも)以外にも外力(P)。
境界変位(W)及び弾性変位(U)も測定しており。
これらは指定したとおシの変位及び荷重が負荷されてい
るかどうかのチェック、収束値に対応する各変位(U)
 、(W)及び荷重(R)の入手を目的としたが、これ
らの変位(U) 、(W)及び荷重(R,)の組みあわ
せを収束の条件としても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は大型構造物の全体模式図、第2図は第1図の局
部構造模型、第8図は大型構造物の全体模式図、第4図
は第8図を局部構造とそれ以外の部分とに分割した場合
の説明図、第5図は本発明の実施例のフローチャートで
ある。 8:外力、4:内力、5:局部構造、12:変位計、8
0:模型実験システム、40:計算機システム。 第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 構造物を理論的に解析できる部分と理論的に解析できな
    い部分とに分け、解析できる部分については理論解析を
    、′!l+析できない部分についてはその模型による実
    験をそれぞれ行ない、一方の結果を他方へフィードバッ
    クしながら両者の境界における連続条件を満足さ□・1
    せるように前記手順をくり返し行なって構造物の強度を
    めるようにしたことを特徴とする構造物の強度試験法。
JP12122383A 1983-07-04 1983-07-04 構造物の強度試験法 Pending JPS6013240A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12122383A JPS6013240A (ja) 1983-07-04 1983-07-04 構造物の強度試験法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12122383A JPS6013240A (ja) 1983-07-04 1983-07-04 構造物の強度試験法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6013240A true JPS6013240A (ja) 1985-01-23

Family

ID=14805940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12122383A Pending JPS6013240A (ja) 1983-07-04 1983-07-04 構造物の強度試験法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6013240A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0510846A (ja) * 1991-07-02 1993-01-19 Hitachi Ltd 構造物の振動試験装置、振動試験方法及び振動応答解析装置
US6598480B2 (en) * 2001-09-17 2003-07-29 Hitachi, Ltd. Vibration testing system
US6718270B2 (en) 2001-09-17 2004-04-06 Hitachi, Ltd. Vibration testing device and vibration response evaluating method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0510846A (ja) * 1991-07-02 1993-01-19 Hitachi Ltd 構造物の振動試験装置、振動試験方法及び振動応答解析装置
US5388056A (en) * 1991-07-02 1995-02-07 Hitachi, Ltd. Method and system for vibration test
US6598480B2 (en) * 2001-09-17 2003-07-29 Hitachi, Ltd. Vibration testing system
US6718270B2 (en) 2001-09-17 2004-04-06 Hitachi, Ltd. Vibration testing device and vibration response evaluating method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000266632A (ja) 構造物の加振試験装置及び加振試験方法
CN102288374A (zh) 同时识别多点随机载荷的试验平台及试验方法
CN103942418A (zh) 一种多轴载荷条件下细节疲劳强度额定值的确定方法
Chen et al. Direct structural parameter identification by modal test results
Lai et al. Parameter estimation of orthotropic plates by Bayesian sensitivity analysis
Xie et al. Calculation of transient strain energy release rates under impact loading based on the virtual crack closure technique
Mayes et al. Design studies for the transmission simulator method of experimental dynamic substructuring
Griffith et al. Experimental modal analysis of 9-meter research-sized wind turbine blades
Ding et al. Discussion on the accuracy of methods for determining interface force between numerical and physical substructures in shaking table-based real-time hybrid simulation
Wang et al. Concurrent multi-scale modeling of a transmission tower structure and its experimental verification
Rokach MODAL APPROACH FOR PROCESSING ONE‐AND THREE‐POINT BEND TEST DATA FOR DSIF‐TIME DIAGRAM DETERMINATION PART I—THEORY
JPH1185829A (ja) 粘弾性体を含む構造物の振動解析方法及び記録媒体
KR102692127B1 (ko) 충격하중 예측 시스템 및 그 방법
JP3145625B2 (ja) 配管系疲労評価装置
JPH0894485A (ja) 振動測定システム
JPH07306115A (ja) 構造物の振動試験装置、構造物の振動試験方法、並びに構造物
Long et al. Fatigue Life Prediction of Beam Structures with Breathing Cracks Using Finite Element Analysis
Fowler On the use of linear dynamic models with limited measured data to predict nonlinear response
JPH11142282A (ja) 構造物の振動試験装置の検査方法
Wang et al. A strategy for virtual decoupling of mechanical systems using structural modification method
CN112632834B (zh) 地震中螺栓的失效评估方法、装置
JPH11148875A (ja) 残留応力解析装置
Marhenke et al. Determination of mechanical properties of wood based materials using modal updating
JP2675648B2 (ja) 振動解析方法
Ingole Two parameter model for joint stiffness identification in a single lap jointed structural assemblies using sub-structure synthesis