(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体を加振する加振機と、
入力される変位指令信号にしたがって前記加振機に駆動信号を出力する制御手段と、
前記加振機により供試体に載荷される荷重を計測する荷重センサーと、
このセンサー出力を少なくとも１つの境界条件として取り込み、前記供試体と連接されて振動する構造体の数値モデルを解析し、前記センサー出力取り込み時点より予め定められた制御周期が経過した制御時点に前記加振機が出力すべき目標位置、目標速度及び目標加速度を算出する応答計算手段と、
前記加振機の応答遅れを補償するために定められた予測時間が経過したときの前記目標速度による変位変化量を算出する第１演算手段と、
この手段の出力にフィルタリング処理を行う第１ローパスフィルタと、
前記予測時間経過後の前記目標加速度による変位変化量を算出する第２演算手段と、
この手段の出力にフィルタリング処理を行う第２ローパスフィルタと、
前記目標位置と前記第１ローパスフィルタの出力と前記第２ローパスフィルタの出力を加算して前記制御手段への変位指令信号を生成する加算手段と、
を備えたことを特徴とする振動試験装置。
【請求項２】
供試体を加振する加振機と、
入力される変位指令信号にしたがって前記加振機に駆動信号を出力する制御手段と、
入力された変位指令信号から速度及び加速度を算出する微分値計算手段と、
前記加振機の応答遅れを補償するために定められた予測時間が経過したときの前記速度による変位変化量を算出する第１演算手段と、
この手段の出力にフィルタリング処理を行う第１ローパスフィルタと、
前記予測時間経過後の前記加速度による変位変化量を算出する第２演算手段と、
この手段の出力にフィルタリング処理を行う第２ローパスフィルタと、
前記変位指令信号と前記第１ローパスフィルタの出力と前記第２ローパスフィルタの出力を加算して前記制御手段への変位指令信号を生成する加算手段と、
を備えたことを特徴とする振動試験装置。
【請求項３】
前記第１ローパスフィルタは一次遅れ要素であり、前記第２ローパスフィルタは二次遅れ要素であることを特徴とする請求項１または２に記載の振動試験装置。
【請求項４】
前記予測時間をδｔ、前記第１ローパスフィルタのカットオフ周波数をω１、前記第２ローパスフィルタのカットオフ周波数をω２及び減衰定数をζとしたとき、
ζ／（ω２・δｔ）−１／（ω１・δｔ）２ー１／（ω１・δｔ）＝０が成立するように前記第１及び第２ローパスフィルタの定数を定めたことを特徴とする請求項３に記載の振動試験装置。
【請求項５】
前記予測時間は、その値と前記制御周期との和が、前記応答計算手段による解析から前記加算手段による加算までの所要時間と前記加振機の応答遅れの時間との和に等しくなるように定められたことを特徴とする請求項１に記載の振動試験装置。
【請求項６】
前記予測時間は、その値と前記制御手段による加振機の制御周期との和が、前記微分演算手段による解析から前記加算手段による加算までの所要時間と前記加振機の応答遅れの時間との和に等しくなるように定められたことを特徴とする請求項２に記載の振動試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物に変形あるいは荷重を載荷して、例えば、地震応答に影響を及ぼす特性の把握や、あるいは、強度・信頼性の実証に使用する振動試験装置ならびにその試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
構造物の地震に対する信頼性を実証する試験、いわゆる、耐震試験は、振動台と呼ばれる試験装置で実施されることが多い。これは、加振テーブル上に地震応答を評価する構造物全体を供試体として搭載し、油圧加振機によりテーブルを駆動して地震加速度を再現するものである。本手法は、供試体の地震時の応答を正確に再現できる反面、テーブルサイズ・加振機の容量などの制限があり、試験可能範囲が限定される。大型構造物の試験を実施するためには、長大な試験施設が必要となり経済的ではない。
【０００３】
そこで、比較的簡便に耐震試験を実施する手法として、計算機による数値計算と加振機による加振試験を組み合わせる“ハイブリッド実験”が提案され、その種々の手法が検討されている。本手法に関しては、例えば、家村「ハイブリッド実験の現状と将来」土木学会論文集、第３５６号／Ｉ−３、１ページから１０ページに記載されている。これは、構造物を、実際に加振試験する供試体とする部分と、数値計算を実施する数値モデルとする部分に分けたうえで、数値計算では供試体から発生する荷重と地震により加わる慣性力を外力として地震応答を算出し、ここで求められた二つの部分の境界点の変形を加振機で供試体に載荷することを繰り返し行うもので、以下に詳しく説明する。
【０００４】
図２はハイブリッド実験で振動応答を評価しようとしている構造物を模式的に表したものである。構造物１は基礎４に固定されている。この構造物１を実際に加振試験で供試体とする部分２と数値モデル化する部分３に分ける。そして、図３に示すように、供試体２を基礎４に固定し、反力壁６に固定された加振機５で加振する。加振機５は制御装置７で制御される。加振機５により供試体２に載荷される荷重を計測する荷重センサー８が設置されており、その出力は計算機９に入力される。計算機９では、少なくと荷重センサー８の出力値αを取り込み、構造物３の数値モデルにしたがって加振機に対する指令信号ＣＯＮＴを作成し、制御装置７へ出力する。
【０００５】
加振機への指令信号ＣＯＮＴの作成方法を説明するために、まず、数値モデル化について説明する。構造物３のいくつかの代表点（節点）の運動を変位ベクトルを｛ｘ｝として表現し、これらの節点の関係を質量マトリクス＜Ｍ＞、減衰マトリクス＜Ｃ＞、剛性マトリクス＜Ｋ＞として記述する。また、この構造物に加わる外力の一つとして、地震などにより構造物に加わる荷重ベクトル｛ｆ｝を考える。さらに、供試体から加振機に加わる反力をｑとする。加振機からの反力ｑは、数値モデルの中の供試体との境界点に働く外力となるから、反力ｑが数値モデルのどの時点にどの方向に加わるかを示すベクトルを｛ｉ｝とすると、数値モデルの運動方程式は次の通りに記述できる。
【数１】
0003618235.tif 000002
この数値モデルを用いて、次の試験手順で加振試験を行う。（１）  供試体から加振機へ加わる反力ｑを計測し、（２）（数１）に基づいて微小時間後の振動応答を求め、（３）  変位ベクトルより供試体部分に加える変位量を算出し、（４）  その結果に基づき加振機を駆動する。以上のステップを繰り返し実施する。反力ｑは実際の構造物の変形挙動が反映されているため、数値モデルの振動計算は供試体部分を含んだものとなる。また、全体の振動応答が逐次計算され、その結果により供試体が加振されているので、構造物全体が加振されているのと同じ条件で供試体を試験していることになる。このように、ハイブリッド実験法では、供試体とする部分のみの加振をすればよいので、それほど大きな試験設備は必要なく、また、破壊などの非線形現象を実際の構造物の挙動として取り込んでいるので精度の高い試験が実施できる。
【０００６】
さらに本試験手法の精度を高めるためには、数値計算で求められた振動応答を、そのまま供試体に載荷することが望ましい。このためには、数値計算と加振試験の時間軸を一致させる、いわゆる「実時間」の実験が必要である。このための技術として特開平５−１０８４６号が開示されている。ところが、通常用いられる加振機では、実際に発生する変位などの応答には指令信号に対して遅れが発生するのが一般的である。この遅れは、例えば堀内他「加振機の応答遅れを補償した実時間ハイブリッド実験システムの開発（第１報）」日本機械学会論文集、Ｃ編、６１巻、５８４号、１３２８ページから１３３６ページ（以下、「論文」として引用する）に記載されているように、実時間ハイブリッド実験を変位に比例する反力を発生させる供試体を対象にして実施した時には負の減衰と等価であり、実時間ハイブリッド実験の実現のためには遅れを補償する必要がある。このための技術として、特開平７−２７６６４号、特開平７−３０６１１５号、などが開示されている。これは加振機の応答遅れ時間δｔに相当する時間だけ先の変位を予測し、これを加振機指令信号とするもので、加振機によりδｔだけ遅れて変位が実現されるため、結果として遅れ無しに変位が実現されるようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来技術では、応答おくれを補償するために、加振の応答遅れ時間をあらかじめ同定しておき、その遅れ時間だけ先の応答を計算結果を外挿することにより予測している。この手法は、「予測」という処理を含んでいるため誤差が含まれ、また、安定性の点からすべての条件で試験が実施できるわけではない。例えば、ばねのように、変位に比例する反力を発生させる供試体を対象にしたときの精度、適用範囲（以下、ばねに関する適用範囲、と呼ぶ）については、「論文」に詳細に記載されており、さらに適用可能範囲が広く、かつ精度の高い加振機遅れ補償方法が望まれる。
【０００８】
また、従来技術による遅れ時間の補償方法を、供試体に大きな質量があり、そのため、加振機で加振したときに加速度に比例する反力を発生させる場合については次のような適用範囲がある（以下、質量に関する適用範囲、と呼ぶ）。簡単のため、数値モデル化した部分として質量Ｍの一自由度系（減衰、剛性は０）を考え、その変位をｘとし、供試体は質量ｍの質点とする。すなわち、質量Ｍに質量ｍが固定されている構造物の振動試験に相当する。このとき、計算機の中で使用される数式モデルは、（数１）から次の式が導かれる。
【数２】
0003618235.tif 000003
ただし、右辺の反力ｑは計算で算出された加速度ｄ２ｘ／ｄｔ２に対する値からではなく、加振機により実現された加速度ｄ２ｘ′／ｄｔ２に対する反力であることに注意する。この（数２）をラプラス変換して表すと
【数３】
0003618235.tif 000004
となる。ｓはラプラス変換子である。また、Ｘ′はＸに遅れ補償を施し、その結果として加振機により実現される変位なので、これらの処理の伝達関数をＨ０で表すと
【数４】
0003618235.tif 000005
となる。以上の関係は図４に示す制御系として表すことができる。この制御系が安定であるためには、一巡伝達関数のゲインが１未満であることが必要である。一巡伝達関数Δとかくと、
【数５】
0003618235.tif 000006
とかけるから、ゲイン｜Ｈ０｜の最大値を｜Ｈ０｜ｍａｘ  とかくと
【数６】
0003618235.tif 000007
が安定条件である。数値モデルの質量Ｍに対する供試体の質量ｍの比がある程度大きく、（数６）に示す条件が満たされていないときには振動計算が発散し、本試験手法が成り立たない。前述の従来技術では｜Ｈ０｜ｍａｘの値が比較的大きく、「論文」に記載の補償方法では１次予測で３、２次予測で７、３次予測で１５という値をとる。前記論文ではばねに関する適用範囲、および、精度の観点から３次予測が適当であるとしているが、｜Ｈ０｜ｍａｘ  が１５とかなり大きいため、供試体の質量ｍの制限が大きいことになる。したがって、供試体の大きさを比較的自由に設定できるようにするには、ばねに関する適用範囲が広く、かつ、ゲイン｜Ｈ０｜が小さくなるような補償方法が望まれる。
【０００９】
本発明の目的は、その適用範囲をより拡大した振動試験装置とその振動試験方法を実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、供試体を加振する加振機と、
入力される変位指令信号にしたがって前記加振機に駆動信号を出力する制御手段と、
前記加振機により供試体に載荷される荷重を計測する荷重センサーと、
このセンサー出力を少なくとも１つの境界条件として取り込み、前記供試体と連接されて振動する構造体の数値モデルを解析し、前記センサー出力取り込み時点より予め定められた制御周期が経過した制御時点に前記加振機が出力すべき目標位置、目標速度及び目標加速度を算出する応答計算手段と、
前記加振機の応答遅れを補償するために定められた予測時間が経過したときの前記目標速度による変位変化量を算出する第１演算手段と、
この手段の出力にフィルタリング処理を行う第１ローパスフィルタと、
前記予測時間経過後の前記目標加速度による変位変化量を算出する第２演算手段と、
この手段の出力にフィルタリング処理を行う第２ローパスフィルタと、
前記目標位置と前記第１ローパスフィルタの出力と前記第２ローパスフィルタの出力を加算して前記制御手段への変位指令信号を生成する加算手段と、
を備えたことを特徴とする振動試験装置を開示する。
【００１１】
更に本発明は、供試体を加振する加振機と、
入力される変位指令信号にしたがって前記加振機に駆動信号を出力する制御手段と、
入力された変位指令信号から速度及び加速度を算出する微分値計算手段と、
前記加振機の応答遅れを補償するために定められた予測時間が経過したときの前記速度による変位変化量を算出する第１演算手段と、
この手段の出力にフィルタリング処理を行う第１ローパスフィルタと、
前記予測時間経過後の前記加速度による変位変化量を算出する第２演算手段と、
この手段の出力にフィルタリング処理を行う第２ローパスフィルタと、
前記変位指令信号と前記第１ローパスフィルタの出力と前記第２ローパスフィルタの出力を加算して前記制御手段への変位指令信号を生成する加算手段と、
を備えたことを特徴とする振動試験装置を開示する。
【００１２】
更に本発明は、前記第１ローパスフィルタは一次遅れ要素であり、前記第２ローパスフィルタは二次遅れ要素であることを特徴とする振動試験装置を開示する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を引用しながら説明する。また、本発明の効果を明示するために、従来技術として「論文」で開示されている手法と比較する。図１は、本発明になる振動試験装置の特徴とする部分を示しており、装置の全体構成は図３と同じであるが、図１は計算機９の内の処理内容を機能ブロックで示したものである。即ち、少なくとも荷重センサーの出力値を入力し、Δｔ後の加振機の駆動目標値を算出する振動応答計算ブロック１１と、その出力に基づいて加振機の制御装置７に適した形態の指令信号ＣＯＮＴを生成するブロック１８の間に、目標変位、目標速度、目標加速度によりδｔ後の目標信号を予測し、加振機に与える変位指令値を算出するブロック群１２〜１７を設けている。
【００１４】
図１の装置の動作の前に、まず補償を要する予測時間δｔについて図５を用いて説明する。今、時刻ｔ１に荷重センサー８の出力値αが計算機に入力され、時刻ｔ２に振動計算等を実施して指令信号が出力されるとする。この指令信号が出力されると、加振機の応答遅れが大きく、それが補償されていないときは、時刻ｔ２から遅れ時間経過した時刻ｔ４に目標変位が実現される。しかし、振動試験を安定かつ高精度に実施するためには、この目標変位をΔｔ後、すなわち、時刻ｔ３に実現する必要がある。ここでΔｔは、シミュレーションの精度上の要求から定められる。したがって、予測時間δｔは
【数７】
0003618235.tif 000008
で与えられ、この右辺の値は予めわかっている値であるから、予測時間δｔも装置ごとに定数として定めることができ、この時間を補償するようにすればよい。
【００１５】
図１の処理はこの補償を実現するものである。一般に現時刻からδｔ後の変位を予測するためには、現在からδｔ後までの変位の高次微分が関数として与えられていればよい。ここでは、変位の高次微分として２次微分、すなわち加速度を選ぶ。なぜなら振動応答計算ブロック１１では２階の微分方程式である運動方程式を解いているため、加速度までの微分値は容易に求められるためである。すると、δｔ後の変位ｘ０  は次式で表される。
【数８】
0003618235.tif 000009
ただし、添字  １  は現時刻の値であることを表している。ここで加速度項Ｘ０は現在からδｔ後までの加速度の変化によって変わる。これを算出するのが加速度演算処理ブロック１４である。例えば加速度が一定の場合には現時刻の加速度そのままである。通常は、加速度も変化するため、線形に加速度が変化するものと仮定した場合は、Ｘ０は次式で求められる。
【数９】
0003618235.tif 000010
しかし、δｔ後の加速度ｄ２ｘ０／ｄｔ２は現時刻では不明であるので、これを現時点の加速度値ｄ２ｘ１／ｄｔ２と現時点以前の加速度値を線形に外挿して求める。精度を確保し、かつ、ノイズの影響を避けるためには、外挿に使用する加速度の時間間隔を予測時間δｔと同等にするのが望ましい。そこで加速度のδｔ前の値ｄ２ｘ２／ｄｔ２を外挿に用いることにすると、δｔ後の加速度は
【数１０】
0003618235.tif 000011
で求められる。（数１０）を（数９）に代入すると
【数１１】
0003618235.tif 000012
となる。この式と（数８）を組み合わせれば、精度よく微小時間δｔ後の変位が予測できる。
【００１６】
しかし、次のような問題点がある。（数８）は一種のフィルタ処理と考えることもできる。（数１１）と組み合わせたときのこのフィルタの周波数伝達関数をＧと書くと、これは図１のフィルタＨ１、Ｈ２（処理ブロック１３、１６）を除いたときの点線枠で示したブロック１９の伝達関数であり、
【数１２】
0003618235.tif 000013
となる。但し（数１１）右辺のｘ２はδｔ前の値であるので、その時間の位相シフトｅｘｐ（−ｊωδｔ）が付加されている。したがって、このフィルタのゲインは（ωδｔ）の二乗のオーダーで増大して、｜Ｇ｜＞１となってしまう。すなわち、質量に関する適用範囲がきわめて小さい。そこで、予測精度を保ちながらゲインの増大を避けるため、本発明では、（数８）の速度の項と加速度の項のそれぞれにローパスフィルタＨ１、Ｈ２をかける。その場合。できるだけ位相の遅れを小さくするにはフィルタの次数を小さくするのが望ましいため、速度の項には１次のフィルタＨ１、すなわち、
【数１３】
0003618235.tif 000014
加速度の項には２次のフィルタＨ２、すなわち、
【数１４】
0003618235.tif 000015
を通す。ここで、ω１、ω２はそれぞれのフィルタのカットオフ周波数であり、ζは２次のフィルタＨ２の特性を決めるパラメータである。これらを用いると、予測処理Ｈ（図１の点線枠内で、フィルタＨ１、Ｈ２も含めた伝達関数）は次のようになる。
【数１５】
0003618235.tif 000016
加振機応答の周波数特性のゲインの最大は通常ほぼ１未満で、高い周波数成分はカットされるから、上記の周波数特性Ｈのゲインの最大値｜Ｈ｜ｍａｘ  は
【数１６】
0003618235.tif 000017
となる。したがって、これらのフィルタＨ１、Ｈ２を使用すれば、周波数が増大してもゲインが無限大になることがなく、かつ、より精度のよい予測処理とすることができる。
【００１７】
ここで述べた予測処理を実際に用いるためには、それぞれのフィルタのカットオフ周波数ω１、ω２、および、フィルタＨ２のパラメータζを決める必要がある。加振機をδｔの無駄時間系とし、（数１５）を用いて予測処理したときの、目標変位と加振機で発生する変位との間の伝達関数Ｆを求め、ω・δｔ近傍で展開すると
【数１７】
0003618235.tif 000018
となる。但しＯ（・）は（）内の次数以上の項であることを示す。したがって、
【数１８】
0003618235.tif 000019
とすることで予測の精度を高めることができ、実験誤差を小さくすることができる。
【００１８】
以上の試験方法の効果を示す一例として、ζ＝０．５、ω２・δｔ＝６．７６（従来手法と｜Ｈ｜ｍａｘ  が同じになる条件）としたシミュレーション結果を示す。ばねｋに対して実験を実施したときに予測誤差によって発生する減衰ｃ＊とみかけ上の剛性ｋ＊がどのようになるかを従来手法と比較したものが図６である。従来例（点線）よりも本発明による方が本来の剛性（＝１）、減衰（＝０）により近く、また、付加減衰が負となって試験が不可能となる周波数がより高くなっており、本実施例が性能のよい予測処理であることが示されている。また、質量に関する適用範囲を供試体質量ｍの数値モデル質量Ｍに対する比μｃｒであらわし、ばねに関する適用範囲を付加減衰が負となる臨界無次元化振動数  （ωδｔ）ｃｒであらわすと、図７に示すように二つの適用範囲は相反する関係にある（ζ＝０．５）。したがって、供試体を含む試験条件によって適当なフィルタのパラメータを選べばよい。この図で示されているように、従来手法に対して質量に関する適用範囲を同等にした時には、ばねに関する適用範囲は約３０％増大でき（図７のＡ点）、ばねに関する適用範囲を同等にした時には質量に関する適用範囲を約３倍にすることができる（図７のＢ点）。
【００１９】
図８および図９は、計算機９をデジタル計算機として、以上説明した本発明の振動試験方法を具備した装置の構成例を説明する。図８に示すように、計算機９は、少なくとも計算処理を行うＣＰＵ２１、プログラムやデータを保存するメモリ２２、荷重センサーからの出力を取り込むためのＡ／Ｄ変換器２３、制御装置へ指令信号を出力するＤ／Ａ変換器２４、データの入出力と計算処理のタイミングを管理する時間管理手段２５を持つ。ただし、加振機の制御装置が指令値としてアナログ信号ではなくデジタル信号を受け取る場合は、Ｄ／Ａ変換器２４の変わりに適当な出力手段に置換される。なお、計算機９にはデータの入力や計算処理の起動、終了を行うための外部処理装置（例えば、ディスプレーやキーボード）が連結されるがここでは省略している。
【００２０】
ＣＰＵ２１では、図９に示すプログラムが処理される。これらの処理はあらかじめ定められている時間刻みΔｔごとに繰り返し実施される。図９にて、ブロック１０１では、荷重センサーの出力を物理量に変換し、ブロック１０２では、地震加速度など試験条件に応じた荷重条件を考慮し、荷重センサーの出力とともに運動方程式の外力を算出する。ブロック１０３では、予測処理に使用するδｔが加振機の実際の遅れと一致するように修正処理を行う。これは、必ずしも必要ではないが、試験精度を高めるために組み込むことが望ましい。なお、このブロックは他の処理と直接関連しないので、図９に示したのと異なる位置に置かれても構わない。ブロック１０４では、ブロック１０２の処理結果に基づいて振動応答計算を行う。ブロック１０５では、ブロック１０４の結果に基づき、加振機の目標変位を算出する。ブロック１０６では、ブロック１０４の結果に基づき、加振機の目標速度を算出し、ブロック１０７では、ブロック１０６の結果にδｔの乗算処理を行う。ブロック１０８では、ブロック１０７の結果に対して（数１３）と等価なデジタルフィルタ処理を行う。ブロック１０９では、ブロック１０４の結果に基づき、加振機の目標加速度を算出し、ブロック１１０では、（数１１）に示される加速度演算処理を行う。ブロック１１１では、ブロック１１０の結果に（１／２）×（δｔ）×（δｔ）を乗ずる。ブロック１１２では、ブロック１１１の結果に対して（数１４）と等価なデジタルフィルタ処理を行う。ブロック１１３では、ブロック１０５、１０８、１１２の結果の総和を求め、ブロック１１４で制御装置７に応じた形態の制御信号に変換して出力する。ブロック１１５では一連の処理を終了するか継続するかの判断を行う。これは、例えば、あらかじめ定められた回数の処理を行ったかを判断したり、あるいは、外部装置から終了の割り込みが入力されたかを判断して行われる。
【００２１】
以上の処理において、ブロック１０８と１１２におけるフィルタ処理は、時間刻みΔｔで逐次処理されるものであるから（数１３）、（数１４）と厳密に一致させることはできない。しかし、時間刻みΔｔよりも十分長い周期の振動に対してはほぼ等価なフィルタ処理となる。また、ブロック１０６〜１０８の処理とブロック１０９〜１１２の処理は独立に実行可能であるから、ＣＰＵ２１として複数のＣＰＵをもつ並列計算機を使用すれば、これらの処理を同時に実施することもできる。要するに、図９と等価な処理ができるのであればどのような処理形態、処理手順をとってもかまわない。このような計算機処理では、数値モデル、フィルターパラメータなどユーザーが設定するパラメータが容易に入力でき、また、複雑な処理が可能となる利点がある。
【００２２】
なお、上述の試験装置の構成例では、加振機の応答遅れを補償する処理を加振機の制御装置７に連結される計算機９により実施するものとして示した。しかし、同等の処理を加振機の制御装置７において実施することも可能である。この場合には、入力される変位指令値から変位・加速度を算出し、図９と同等の処理を行い、その結果にしたがって加振機を制御するものとなる。この構成によれば、速度、加速度をモデルから求める場合よりも多少精度が落ちるが、計算機９のプログラムが簡便にでき、プログラミングが容易となるばかりでなく、１ステップの計算処理時間が短くできるという効果がある。
【００２３】
また、本発明は以上に示した構成例に限定されるものではない。例えば、上記説明では代表例としておもに耐震試験について説明したが、本発明は耐震試験のみならず、種々の要因により発生する振動現象について構造物の応答を評価するのに活用することができる。また、説明を簡単にするため、加振機を一台使用する試験装置の場合について説明したが、加振機が複数個ある試験装置でも全く同様に本発明を適用することができる。すなわち、本発明の趣旨の範囲で様々な形態をとることができることは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、計算機による数値計算と加振機による加振試験を組み合わせる振動試験において、ばねに関する安定限界と質量に関する適用範囲をともに大きくとることができ、振動試験の実施が容易となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる振動試験装置に於ける加振機制御信号の生成方法を示す図である。
【図２】試験対象の模式図である。
【図３】ハイブリッド実験の説明図である。
【図４】従来の振動試験方法の説明図である。
【図５】本発明の予測時間δｔの設定方法説明図である。
【図６】本発明の効果の説明図である。
【図７】本発明の効果の説明図である。
【図８】本発明の試験装置に於ける計算機の構成例である。
【図９】本発明の方法を実現する加振機制御信号の生成処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  評価対象の構造物
２  加振試験の供試体とする部分
３  構造物の数値モデル化する部分
４  基礎
５  加振機
６  反力壁
７  加振機の制御装置
８  荷重センサー
９  計算機
１１  振動応答計算
１２、１５  乗算
１３、１６  ローパスフィルタ
１４  加速度演算
１７  総和
【図１】
0003618235.tif 000020
【図２】
0003618235.tif 000021
【図３】
0003618235.tif 000022
【図４】
0003618235.tif 000023
【図５】
0003618235.tif 000024
【図６】
0003618235.tif 000025
【図７】
0003618235.tif 000026
【図８】
0003618235.tif 000027
【図９】
0003618235.tif 000028