振动激励装置和使用该装置的结构振动测试装置制造方法及图纸

用于结构的寻找在平移方向和旋转方向变形的结构振动响应的振动激励测试装置，及用于该装置的振动激励装置。该振动激励测试装置实际上进行结构的一部分的振动激励测试，进行结构的其它部分振动响应的数值计算，并组合这两种方法寻找整个结构的振动响应。于是，该振动激励测试装置包括用于在平移方向和旋转方向引起原型（１４）振动激励的多轴振动激励装置（１１０），用于从振动激励器（１，２，３）的位移计算激励力（１６）点的位置的器件（１０１），及用于从负荷检测器（１２ａ，１２ｂ）检测的负荷和激励力（１６）点的位置来计算反作用力的器件（１０２）。在下一步计算器（１０３）使用由计算器（１０２）计算的反作用力和已知的外力计算数值模型的位移，计算器（１０４）基于该位移计算振动激励器位移命令值，且驱动器件（１０５）基于来自计算器（１０４）的输出驱动振动激励器（１，２，３）。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够进行多自由度振动激励测试的振动激励装置，并涉及使用这种装置的结构的振动测试装置，以便对结构的一部分实验地计算振动激励运动，根据振动响应的数值计算而对其它部分计算振动激励运动，并通过将它们组合而对整个结构计算振动激励运动。在JP-A-5-10846中描述了对一种结构进行振动测试的一实施例，该实施例对结构的一部分实验地进行振动激励测试，对结构的其它部分进行振动响应数值计算，并通过将它们组合而测试整个结构。这一公开中描述的方法使用一种振动激励装置实时进行振动激励测试。这里，作为用于实验引起振动激励的振动激励装置，在43届应用力学联合学术讲座会(43rdApplied Mechanics Joint LectureMeeting)(1993年)的原始报告第581页中描述了用于向被测试物体在平移方向和旋转方向施加负荷的装置。这里，上述日本专利未审申请No.5-10846中描述的结构是在原型只在一个方向变形的情形下假定的，并建立了以下任何一个假设。这就是，(1)建筑物中地板的刚性与墙壁的刚性相比很大，且地板的弯曲变形可被忽略。进而，墙壁反抗其表面内变形的刚性与墙壁反抗其表面以外变形的刚性相比很大，从而可忽略墙壁的膨胀和压缩。(2)原型以在原型两端部分施加的力矩支撑。然而，由于实际的管道、桥梁、振动缓冲装置等对应于一种在平移方向和旋转方向都发生变形的结构，故必须对原型在平移方向和旋转方向进行振动激励，然而在上述日本专利未审申请No.5-10846描述的结构中，没有考虑在两个方向都施加振动激励的结构，于是很难实际上知道振动激励运动。反之，在其中对于原型的平移方向和旋转方向能够进行振动激励的后者情形下，具有大质量摆动的振动激励机，及油液管道的惯性力和弹性力对于振动激励起扰动作用。于是有振动激励的精确性被降低这样的问题存在。此外，在这种装置中，由于振动激励机配置在反作用力框架之内，故很难使反作用框架变得紧凑和高刚性。本专利技术是在考虑上述先有技术的问题情形下作出的，且本专利技术的目的是要提供一种能够测试在平移方向和旋转方向两者都有变形的结构的振动激励装置，以及使用这种振动激励装置的振动测试装置。本专利技术的另一目的是要提供一种振动激励装置，它具有改进的振动激励精确性、紧凑的尺寸和高的刚性，并可用于振动测试装置。为了实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，提供了用于结构的振动测试装置，该装置装有用于引起对模仿结构一部分的原型的振动激励的振动激励装置，及用于计算设想与原型连接的数值模型的振动响应的控制计算装置，该装置还进行整个结构的振动测试，其中振动激励装置装有多个用于引起原型振动激励的振动激励器，用于检测多个振动激励器位移的多个位移检测器及用于检测施加到原型的负荷的负荷检测器，且控制计算装置装有计算器，用于计算先前基于由负荷检测器所检测的负荷及由多个位移检测器检测的振动激励器的位移而确定的激励力点的平移方向和旋转方向的位移，并装有信号产生器，用于基于计算器的输出来产生驱动振动激励器的驱动信号。根据本专利技术的第二方面，为了实现上述目的，提供了振动测试装置，该装置装有用于对模仿结构的一部分的原型引起振动激励的振动激励装置，及用于计算设想与原型连接的数值模型的振动响应的数字计算器，并进行整个结构的振动测试，其中振动激励装置装有多个振动激励器，且多个振动激励器这样配置，使得向原型同时施加平移位移和旋转位移。因此，振动激励装置最好有至少三个振动激励器，并包含用于在水平方向引起振动激励的水平振动激励机及在垂直方向引起振动激励的垂直振动激励机，并具有至少两个用于结构上在振动激励器和原型之间连接的接合点；分别有水平连杆连接到水平振动激励器，垂直连杆连接到垂直振动激励器，并至少一个水平连杆和至少一个垂直连杆连接到接合点；装有用于把接合点固定到振动激励装置的接合点固定器，且能够至少在两个不同方向上检测负荷的负荷检测器装在接合点固定器与接合点之间；用于安装原型的接合点固定器安装到接合点，且能够检测两个不同方向上至少任意一个负荷及绕轴线的力矩的负荷检测器装设在接合点固定器上；装有用于从多个振动激励器位移来计算激励力点位置的振动激励点位置计算器，用于基于至少振动激励器的位移、速度及加速度中任何一个来估计激励力点加速度的振动激励点加速度估计器，以及用于基于通过振动激励点加速度估计器估计的加速度、由负荷检测器检测的负荷及由振动激励点位置计算器计算的激励力点的位置而计算原型的反作用力的反作用力计算装置；并装有至少加速度检测器和角加速度检测器之一，用于基于任何检测器的检测值计算激励力点的加速度的振动激励点速度和加速度计算器，用于计算激励力点位置的振动激励点位置计算器，以及反作用力计算器，用于基于由负荷检测器检测的负荷、由振动激励点位置计算器计算的激励力点的位置、及由振动激励速度和加速度计算器计算的激励力点的加速度，计算原型的反作用力。根据本专利技术的第三方面，为了实现上述目的，提供了具有用于引起被测试的物体振动激励的多个振动激励器的及用于安装振动激励器的框架的振动激励装置，其中多个振动激励器这样配置，使得对被测试的物体同时施加平移位移和旋转位移。因此，最好提供至少三个振动激励器，并包含用于引起水平方向振动激励的水平振动激励机及用于引起垂直方向振动激励的垂直振动激励机；提供能够在被测试物体和振动激励器之间进行结构连接的至少两个接合点；分别把水平连杆连接到水平振动激励器，和垂直连杆连接到垂直振动激励器，且至少一个水平和至少一个垂直连杆被连接到接合点；提供了用于固定接合点的接合点固定器，且能够检测至少两个不同方向上的负荷及绕一轴线的力矩的负荷检测器装设在接合点固定器中；提供了用于基于对于水平振动激励机和垂直振动激励机的位移、速度和加速度中至少任何一个来估计激励力点的加速度的振动激励点加速度估计器，用于从水平振动激励机和垂直振动激励机的位移计算激励力点位置的振动激励点位置计算器，及反作用力计算器，用于基于由负荷检测器检测的负荷、由振动激励点位置计算器计算的激励力点位置以及由振动激励点加速度估计器估计的激励力点的加速度去计算来自被测试物体反作用力；并提供了至少加速度检测器和角加速度检测器中的任何一个，用于基于任何检测器的检测值计算激励力点的加速度的振动激励点速度和加速度计算器，用于计算激励力点位置的振动激励点位置计算器，以及反作用力计算器，用于基于由负荷检测器检测的负荷、由振动激励点位置计算器计算的激励力点的位置、以及由振动激励速度和加速度计算器计算的激励力点的加速度，计算原型的反作用力。附图说明图1是根据本专利技术的振动测试装置的第一实施例的示意图；图2是根据本专利技术的多轴振动激励装置实施例的示意图；图3是解释图2中所示多轴振动激励装置中的负荷检测器细节的图示；图4是解释根据本专利技术的激励力点的图示；图5是根据本专利技术的振动测试装置另一实施例的示意图；图6是根据本专利技术的振动测试装置又一实施例的示意图；图7是负荷检测器另一实施例的示意图。以下，将参照附图详细说明根据本专利技术的某些实施例。图1到3涉及根据本专利技术的振动测试系统的第一实施例，其中图1是用于结构的振动测试装置的示意图，图2是表示用于图1中所示振动测试装置的振动激励装置一实施例的图示，而图3是表示图2中使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于结构的振动测试装置，该装置装有用于对模仿结构一部分的原型引起振动激励的振动激励装置，及用于计算设想与原型连接的数值模型的振动响应的控制计算装置，该装置还进行整个结构的振动测试， 其中所述振动激励装置装有多个用于引起原型振动激励的振动激励器，多个用于检测多个振动激励器位移的位移检测器及用于检测施加到所述原型的负荷的负荷检测器，且所述控制计算装置装有计算器，用于计算先前基于由所述负荷检测器所检测的负荷及由所述多个位移检测器检测的振动激励器的位移而确定的激励力点的平移方向和旋转方向的位移，并装有信号产生器，用于基于计算器的输出产生驱动所述振动激励器的驱动信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：桃井康行，堀内敏彦，梅北和弘，井上雅彦，今野隆雄，菅野正治，多田野有司，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]