衝撃加振機による道路橋動特性の高精度推定システムの開発

利用冲击振动器开发公路桥梁动力特性高精度估算系统

基本信息

批准号：
63850105
负责人：
岡林隆敏
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63850105/
关键词：
振動測定法システム同定実験モード解析衝撃加振加振機

项目摘要

本研究開発の目的は、構造物の振動特性を迅速にかつ、高精度に測定するための衝撃加振機の試作と、動的パラメータを推定するシステムの開発である。衝撃加振機は、手で動かすことのできるハンマーにロードセルを取付たものとした。構造物とハンマーの間にプラスティック、硬質ゴム、軟質ゴムを介在させて、構造物に作用する衝撃力の特性を調べた。このような考案の結果、実用できる衝撃加振ハンマーを試作することができた。振動特性推定のためのシステムの開発では、データ処理と雑音除去対策のためのプログラム、周波数領域多自由度曲線適合法のプログラム及びプロニーの方法による時間領域における推定プログラムを作成した。データ処理と雑音除去では、いくつかの新しい工夫をしており、特に加速度波形から速度波形への変換は、安定した処理ができる。周波数領域法では、数値的に安定した最適手法を採用しており、従来の手法と比べて強力なアルゴリを作成した。時間領域法でも、モデル次数を決める手順を開発した。これらの一連のプログラムは、YHP300のパーソナルコンピュータに組み込んであり、測定データを入力すると、処理内容が画像的に表現できるシステムとして完成させた。これら一連のシステムの有効性と信頼性を評価するために、動的特性推定法については、実橋をモデル化した有限要素法に基づく衝撃加振シミュレータにより評価した。実橋実験では衝撃加振応答に付加した雑音が、パラメータ推定精度を劣化させる。本推定アルゴリズムでは、SN比20%の場合でも、高い精度の推定が可能であることが確認できた。システム全体の性能については、鉄筋コンクリート床板の実験より検討した。実験結果については学会報告を行っているが、従来の測定法に比べて、高い精度の推定が可能である。

本研究和开发的目的是生产一台减震器，以快速，准确地测量结构的振动特征，并开发用于估计动态参数的系统。冲击激发仪是连接到可移动锤的负载电池。通过在结构和锤子之间插入塑料，硬橡胶和柔软的橡胶来检查作用在结构上的撞击力的特性。由于这种设计，可以产生实用的影响激发锤。在开发用于振动特征估计系统的系统中，一个用于数据处理和减少噪声措施的程序，用于频率域多级自由曲线拟合方法的程序以及使用Prony方法的时间域估计程序。有几种新的想法用于数据处理和降噪，尤其是，可以稳定地进行加速波形到速度波形的转换。频域方法采用了数值稳定的最佳方法，并且与常规方法相比，它创建了强大的算法。在时域方法中也开发了确定模型顺序的过程。这些系列程序已被整合到YHP300个人计算机中，并作为系统完成，该系统允许在输入测量数据时以图像表示处理内容。为了评估这些系列系统的有效性和可靠性，使用基于在真实桥上建模的影响激发模拟器的有限元方法评估动态特征估计方法。在实际的桥梁实验中，噪声添加到冲击激发响应中会恶化参数估计的准确性。该估计算法证实，即使SN比为20％，也可以进行高精度估计。从钢筋混凝土地板板的实验中检查了系统的整体性能。尽管实验的结果是在学术会议上报告的，但比传统的测量方法可以更准确地估计。