[发明专利]振动激励装置和使用该装置的结构振动测试装置

说明书

本发明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(43^rd Applied 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。

本发明是在考虑上述先有技术的问题情形下作出的，且本发明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。

本发明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，根据本发明的第一方面，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。

根据本发明的第二方面，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。