実構造供試体と数値モデルを連成させたハイブリッド動的試験システムに関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452352
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 香川 洸二 九州大学, 工学部, 教授 (00253500)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 正広 九州大学, 工学部, 助手 (70173713) ; 安澤 幸隆 九州大学, 工学部, 助教授 (10191123)
• Keywords: 試験システム / 動的試験 / ハイブリッド / CAT / 複合システム / 模擬試験法 / 非線形特性 / コンピュータシミュレーション

Research Abstract

数値解析困難なる実構造の供試体と、コンピュータでシミュレーションされる数値モデルとの間の相互干渉を、実時間で試験するシステムの基礎研究を行い、その実用性を明らかにすることが本研究の目的である。即ち、船舶などの複合構造システム全体を数値モデルの部分と、実構造部分に2分割して、数値モデル部分をコンピュータでシミュレーションし、その出力を実構造部分の供試体に対する試験装置に入力して、実構造供試体の応答を求め、その応答出力を数値モデルに対する入力とすることによって、両構造間の相互干渉を模擬し、複合システムに対する解析的検討と実験的検討の統合を行って、実際に近い状況を再現する。このような模擬試験装置は、構造材料特性が不詳な構造や、強度の非線形特性構造など数値解析が容易でない構造体を包含する複合構造システムの応答特性試験に利用できる。まず、本試験システム基本コンセプト実証のための基礎的研究として、試験対象をばね質点系の連成振動系とし、一方をコンピュータシミュレーションされる数値モデルに、他方を実構造供試体とした。試験システムは、ロードセル及びアクチュエータを備えた供試体試験装置とシミュレーション用コンピュータで構成し製作した。次に基礎試験システムの試験用ソフトを開発し、ばね質点系による基礎試験を実施した結果、本試験システムの基本コンセプトを検証することができた。また、試験精度の向上のために諸検討を実施した結果、計測器の位相精度が最も重要であることが明らかになった。
更に、船舶等の大型複合構造物の動的試験法としての適用性を検討するために、船体構造と倉内流体の連成運動の模擬試験及び、大型浮体構造の波浪中弾性応答の模擬試験を実施した結果、試験装置としての有効性を確認した。