JP5792705B2 - 歪分布測定装置、歪分布測定方法、および、歪分布測定プログラム - Google Patents
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Description
また、本発明における歪分布測定プログラムは、長手方向に張力を付与された帯状体の幅方向の歪分布を、長手方向の2箇所の部位で支持された支持部位間で測定するようにコンピュータを機能させる歪分布測定プログラムであって、前記2箇所の支持部位間で前記帯状体に振動荷重を付加する振動荷重付加手段と、前記帯状体に付加された前記振動荷重によって前記帯状体に生じる振動変位を、前記帯状体の幅方向の複数の計測点で計測する振動計測手段と、前記帯状体を、前記支持部位間で前記帯状体に接する流体の付加質量と、各計測点に対応する各節点に作用する応力を模擬する直線ばねとを含む2次元の多質点系モデルにモデル化するモデル化手段と、前記多質点系モデルの固有値解析から得られる各節点での固有振動数および振動モードが、各計測点で計測された振動変位から得られる固有振動数および振動モードと一致するような前記直線ばねの各ばね定数を算出するばね定数算出手段と、算出された前記直線ばねの各ばね定数を、各計測点における応力値に換算するばね定数換算手段と、前記複数の計測点で計測された振動変位から求められる、前記帯状体の固有振動数および振動モードに基づいて、前記帯状体の幅方向の応力分布を算出する応力分布算出手段と、算出された応力分布に基づいて前記帯状体の幅方向の歪分布を算出する歪分布算出手段としてコンピュータを機能させ、前記応力分布算出手段は、換算された各計測点における応力値から前記帯状体の幅方向の応力分布を求めることを特徴とする。上記の構成によれば、密度の低い帯状体や板厚の薄い帯状体であっても、その振動に影響する周りの流体の付加質量を考慮に入れて、応力分布を精度よく測定することができる。
また、本発明における歪分布測定プログラムは、長手方向に張力を付与された帯状体の幅方向の歪分布を、長手方向の2箇所の部位で支持された支持部位間で測定するようにコンピュータを機能させる歪分布測定プログラムであって、前記2箇所の支持部位間で前記帯状体に振動荷重を付加する振動荷重付加手段と、前記帯状体に付加された前記振動荷重によって前記帯状体に生じる振動変位を、前記帯状体の幅方向の複数の計測点で計測する振動計測手段と、前記帯状体を、各計測点に対応する各節点に作用する応力を模擬する直線ばねと、各節点における幅方向の曲げ剛性を模擬する回転ばねとを含む2次元の多質点系モデルにモデル化するモデル化手段と、前記多質点系モデルの固有値解析から得られる各節点での固有振動数および振動モードが、各計測点で計測された振動変位から得られる固有振動数および振動モードと一致するような前記直線ばねおよび前記回転ばねの各ばね定数を算出するばね定数算出手段と、算出された前記直線ばねおよび前記回転ばねの各ばね定数を、それぞれ各計測点における応力値および曲げ剛性値に換算するばね定数換算手段と、前記複数の計測点で計測された振動変位から求められる、前記帯状体の固有振動数および振動モードに基づいて、前記帯状体の幅方向の応力分布を算出する応力分布算出手段と、算出された応力分布に基づいて前記帯状体の幅方向の歪分布を算出する歪分布算出手段としてコンピュータを機能させ、前記応力分布算出手段は、換算された各計測点における応力値から前記帯状体の幅方向の応力分布を求めることを特徴とする。上記の構成によれば、不均一歪みの一部顕在によって幅方向の曲げ剛性が変化する帯状体であっても、応力分布を精度よく測定することができる。
(歪分布測定装置の構成)
本発明の第1実施形態による歪分布測定装置は、図1に示すように、走行する長手方向に張力を付与された帯状体1の幅方向の歪分布を、長手方向の2箇所の部位で支持ロール2a、2bによって支持された支持部位間で測定するものであり、2箇所の支持部位間で帯状体1に振動荷重を付加する振動荷重付加装置(振動荷重付加手段)3と、振動荷重付加装置3に入力される加振信号を増幅する増幅器6と、帯状体1に付加された振動荷重によって帯状体1に生じる振動変位を、帯状体1の幅方向の複数の計測点1aで計測する非接触式の変位計(振動計測手段)4と、各変位計4の出力に基づいて、帯状体1の幅方向の歪分布を演算する演算装置5と、を有している。帯状体1の各計測点1aは、支持部位間の長手方向の中間位置に等間隔で設定されている。
次に、演算装置5のハードウェア構成を図2に示す。演算装置5は、CPU11と、一時記憶装置12と、記憶装置13と、信号入出力装置14と、設定入力装置15と、表示装置16と、データシート作成装置17と、を有している。CPU11は、後述する歪分布測定プログラムを実行し、帯状体モデル化計算、付加質量モデル化計算(第2実施形態のみ)、振動特性計算、歪分布計算など数値計算全般を行う回路である。
次に、歪分布測定システムの構成を図7に示す。パーソナルコンピュータ21から出力された加振信号は、AD/DAボード22を介して電磁弁駆動回路(増幅器)23に入力され、増幅される。加振信号としては、例えばインパルス波形や周波数掃引波形が用いられる。特に、周波数掃引波形を用いて、帯状体の固有振動数が存在する周波数範囲で振動荷重の付加を行うと、固有振動モードが励起されて効果的な計測が可能となる。
次に、図7のパーソナルコンピュータ21、より具体的には図2のCPU11が実行する歪分布測定プログラムの機能を図8に示す。
次に、モデル化部5a(図1参照)で帯状体1をモデル化した2次元多質点系モデルを図9に示す。この2次元多質点系モデルは、支持部位間の帯状体1について、振動変位の各計測点1aに対応する節点51に、各節点51に作用する応力を模擬した直線ばね52を接続し、帯状体1の幅方向と各計測点1aの振動方向との2次元のモデルに簡略化したものである。各節点51は、帯状体1の幅方向と一致するように延在する固定面53に、これと垂直な各直線ばね52で接続されるとともに、隣接する各節点51同士が2次元平面内で回転自在な連結部材54で連結され、隣接する各連結部材54同士は回転ばね55で連結されている。各連結部材54の質量は、その幅方向部位での帯状体1の質量となり、回転ばね55のばね定数は、各節点51における帯状体1の曲げ剛性となる。
次に、第1実施形態における歪分布測定方法の手順を図10に示す。この歪分布測定方法は、上述した歪分布測定装置を用いて、上述した歪分布測定プログラムにより実行される。以下、図1および図2を参照しながら説明する。
次に、上述した歪分布測定装置を用いて帯状体1の応力分布を測定する方法を、図1および図9を参照しつつ、具体的に説明する。
Mα+(KT+KR)x=0 ・・・(1)
(ΦTMΦ)−1ΦT(KT+KR)Φ=Λ ・・・(2)
ここで、Λは固有値を対角要素とする対角行列、Φは固有ベクトルを列ベクトルとする直交行列である。
φi={φi1 φi2・・・φin} ・・・(5)
ωi={ωi1 ωi2・・・ωin}T ・・・(6)
vi={vi1 vi2・・・vin}T ・・・(7)
ここに、nは計測点の数である。
Tj=4LMjfj 2 ・・・(9)
ここで、Mjは計測点jのある要素の質量であり、帯状体1の密度をρ、計測点jの要素の部分断面積をAjとすると、(10)式で表される。
Mj=ρAjL ・・・(10)
また、Lは帯状体1の支持部位間のスパン、fjは部分断面積Ajの要素のばね定数をkjとしたときの1自由度振動系の固有振動数である。なお、添字jは計測点jにおける数値を意味する。
Meqj=Mmodal/vij 2 ・・・(13)
ここで、Mmodalは、帯状体1のモード質量であり、〔Φ〕T〔M〕〔Φ〕から算出される。また、vijは、計測点jで測定されたi次の振動モードベクトルの成分である。
Tj=(kjLMj)/(π2Meqj) ・・・(14)
次に、応力分布に基づいて歪分布を算出する方法について説明する。
以上に述べたように、本実施形態に係る歪分布測定装置、歪分布測定方法、および、歪分布測定プログラムによると、帯状体の幅方向の応力分布に基づいて帯状体の幅方向の歪分布を算出することにより、帯状体が幅方向にどのように歪んでいるのかを把握することができる。これにより、走行中の帯状体の形状を直接的に把握することができる。
(2次元多質点系モデル)
次に、本発明の第2実施形態に係る歪分布測定装置について説明する。本実施形態の歪分布測定装置が、第1実施形態の歪分布測定装置と異なる点は、図9に示す2次元多質点系モデルにおいて、各連結部材54の質量を、その幅方向部位での帯状体1の質量に空気(流体)の付加質量を加えたものとしてモデル化している点である。即ち、第1実施形態においては、振動する帯状体が、これに接する空気等の流体から受ける影響を考慮していないのに対し、本実施形態においては、振動する帯状体が、これに接する空気等の流体から受ける影響を考慮している。そのため、各連結部材54の質量は、その幅方向部位での帯状体1の質量に、後述する空気の付加質量を加えたものとなる。
第2実施形態の歪分布測定方法の手順を図14に示す。この歪分布測定方法は、本実施形態の歪分布測定装置を用いて、本実施形態の歪分布測定プログラムにより実行される。以下、図1および図2を参照しながら説明する。
次に、上述した歪分布測定装置を用いて帯状体1の応力分布を測定する方法を、図1および図9を参照しつつ、具体的に説明する。
(M+madd)α+(KT+KR)x=0 ・・・(15)
{ΦT(M+madd)Φ}−1ΦT(KT+KR)Φ=Λ ・・・(16)
ここで、Λは固有値を対角要素とする対角行列、Φは固有ベクトルを列ベクトルとする直交行列である。
i≠sの場合は、
ρair=1.293×273.2/(273.2+Tair) ・・・(19)
空気の温度Tairがあまり変化せず、例えば、0℃に近い場合は、ρair=1.293としてもよい。
Pi=cairvs+mairαs ・・・(20)
ここに、実部は付加減衰項、虚部は付加質量項となり、虚部の係数mairを空気の付加質量とみなすことができる。
meq=φTMφ ・・・(23)
φ={sinθ1 sinθ2・・・sinθm}T ・・・(26)
θi=(i−1)π/(m−1) (i=1〜m) ・・・(27)
(25)式の等価質量マトリクスmaddの対角項mii(i=1〜n)は、帯状体表面の微小面積ごとの分布質量を意味し、非対角項mij(i≠j)は、振動することで発生する圧力分布によって影響しあう2つの異なる微小面積間の連成質量を意味する。
したがって、(29)式で計算された等価質量マトリクスmaddを(16)式に代入することにより、固有値Λと固有ベクトルΦが算出される。算出された固有値Λと固有ベクトルΦは、それぞれ(30)、(31)、(32)式で表される。
φi={φi1 φi2・・・φin} ・・・(32)
madd=Φ1/2 TMaddΦ1/2 ・・・(35)
ωi={ωi1 ωi2・・・ωin}T ・・・(36)
vi={vi1 vi2・・・vin}T ・・・(37)
ここに、nは測定点の数である。
Tj=4LMjfj 2 ・・・(39)
ここで、Mjは計測点jのある要素の質量であり、帯状体1の密度をρ、計測点jの要素の部分断面積をAjとすると、(40)式で表される。
Mj=ρAjL ・・・(40)
また、Lは帯状体1の支持部位間のスパン、fjは部分断面積Ajの要素のばね定数をkjとしたときの1自由度振動系の固有振動数である。なお、添字jは計測点jにおける数値を意味する。
Meqj=Mmodal/vij 2 ・・・(43)
ここで、Mmodalは、帯状体1のモード質量であり、〔Φ〕T〔M〕〔Φ〕から算出される。また、vijは、計測点jで測定されたi次の振動モードベクトルの成分である。
Tj=(kjLMj)/(π2Meqj) ・・・(44)
以上に述べたように、本実施形態に係る歪分布測定装置、歪分布測定方法、および、歪分布測定プログラムによると、密度の低い帯状体や板厚の薄い帯状体であっても、その振動に影響する周りの流体の付加質量を考慮に入れて、応力分布を精度よく測定することができる。
(2次元多質点系モデル)
次に、本発明の第3実施形態に係る歪分布測定装置について説明する。本実施形態の歪分布測定装置が第1実施形態の歪分布測定装置と異なる点は、図9に示す2次元多質点系モデルにおいて、各計測点1aにおける幅方向の曲げ剛性を、各節点51における回転ばね55のばね定数の変化として把握するようにモデル化している点である。即ち、第1実施形態および第2実施形態においては、幅方向の曲げ剛性を模擬する回転ばね55のばね定数が既知であったのに対し、本実施形態においては、回転ばね55のばね定数は未知数である。
第3実施形態の歪分布測定方法の手順を図21に示す。この歪分布測定方法は、本実施形態の歪分布測定装置を用いて、本実施形態の歪分布測定プログラムにより実行される。以下、図1および図2を参照しながら説明する。
次に、上述した歪分布測定装置を用いて帯状体1の応力分布を測定する方法を、図1および図9を参照しつつ、具体的に説明する。
Mα+(KT+Kτ)x=0 ・・・(45)
m=ρtlL/2 ・・・(47)
また、慣性モーメントJは、(47)式で求めた等価質量mから(48)式で求められる。
J=m(t2+l2)/12 ・・・(48)
Ij=τjl/E ・・・(51)
(ΦTMΦ)−1ΦT(KT+KR)Φ=Λ ・・・(52)
ここで、Λは固有値を対角要素とする対角行列、Φは固有ベクトルを列ベクトルとする直交行列である。
φi={φi1 φi2・・・φin} ・・・(55)
ωi={ωi1 ωi2・・・ωin}T ・・・(56)
vi={vi1 vi2・・・vin}T ・・・(57)
ここに、nは計測点の数である。
Tj=4LMjfj 2 ・・・(59)
ここで、Mjは計測点jのある要素の質量であり、帯状体1の密度をρ、計測点jの要素の部分断面積をAjとすると、(60)式で表される。
Mj=ρAjL ・・・(60)
また、Lは帯状体1の支持部位間のスパン、fjは部分断面積Ajの要素のばね定数をkjとしたときの1自由度振動系の固有振動数である。なお、添字jは計測点jにおける数値を意味する。
Meqj=Mmodal/vij 2 ・・・(63)
ここで、Mmodalは、帯状体1のモード質量であり、〔Φ〕T〔M〕〔Φ〕から算出される。また、vijは、計測点jで測定されたi次の振動モードベクトルの成分である。
Tj=(kjLMj)/(π2Meqj) ・・・(64)
以上に述べたように、本実施形態に係る歪分布測定装置、歪分布測定方法、および、歪分布測定プログラムによると、不均一歪みの一部顕在によって幅方向の曲げ剛性が変化する帯状体であっても、応力分布を精度よく測定することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
1a 計測点
2a,2b 支持ロール
3 振動荷重付加装置
4 変位計
5 演算装置
5a モデル化部
5b 加振信号出力部
5c 振動信号入力部
5d 振動特性算出部
5e ばね定数算出部
5f ばね定数換算部
5g 応力分布算出部
5h 歪分布算出部
5i 歪分布グラフ表示部
5j データシート作成部
6 増幅器
7 要素
11 CPU
12 一時記憶装置
13 記憶装置
14 信号入出力装置
15 設定入力装置
16 表示装置
17 データシート作成装置
21 パーソナルコンピュータ
22 AD/DAボード
23 電磁弁駆動回路
24 電磁弁
25 工場エアー配管
26 エアーノズル
27 帯状体
28 変位計
31 帯状体情報入力部
32 帯状体情報表示部
33 付加質量情報入力部
34 付加質量情報表示部
35 記憶部
36 一時記憶部
37 帯状体モデル化部
38 付加質量モデル化部
39 加振信号出力部
40 振動信号入力部
41 振動特性算出部
42 ばね定数算出部
43 応力分布算出部
44 歪分布算出部
45 記憶部
46 表示部
47 データシート作成部
51 節点
52 直線ばね
53 固定面
54 連結部材
55 回転ばね
Claims (15)
- 長手方向に張力を付与された帯状体の幅方向の歪分布を、長手方向の2箇所の部位で支持された支持部位間で測定する歪分布測定装置であって、
前記2箇所の支持部位間で前記帯状体に振動荷重を付加する振動荷重付加手段と、
前記帯状体に付加された前記振動荷重によって前記帯状体に生じる振動変位を、前記帯状体の幅方向の複数の計測点で計測する振動計測手段と、
前記帯状体を、各計測点に対応する各節点に作用する応力を模擬する直線ばねを含む2次元の多質点系モデルにモデル化するモデル化手段と、
前記多質点系モデルの固有値解析から得られる各節点での固有振動数および振動モードが、各計測点で計測された振動変位から得られる固有振動数および振動モードと一致するような前記直線ばねの各ばね定数を算出するばね定数算出手段と、
算出された前記直線ばねの各ばね定数を、各計測点における応力値に換算するばね定数換算手段と、
前記複数の計測点で計測された振動変位から求められる、前記帯状体の固有振動数および振動モードに基づいて、前記帯状体の幅方向の応力分布を算出する応力分布算出手段と、
算出された応力分布に基づいて前記帯状体の幅方向の歪分布を算出する歪分布算出手段と、
を有し、
前記応力分布算出手段は、換算された各計測点における応力値から前記帯状体の幅方向の応力分布を求めることを特徴とする歪分布測定装置。 - 長手方向に張力を付与された帯状体の幅方向の歪分布を、長手方向の2箇所の部位で支持された支持部位間で測定する歪分布測定装置であって、
前記2箇所の支持部位間で前記帯状体に振動荷重を付加する振動荷重付加手段と、
前記帯状体に付加された前記振動荷重によって前記帯状体に生じる振動変位を、前記帯状体の幅方向の複数の計測点で計測する振動計測手段と、
前記帯状体を、前記支持部位間で前記帯状体に接する流体の付加質量と、各計測点に対応する各節点に作用する応力を模擬する直線ばねとを含む2次元の多質点系モデルにモデル化するモデル化手段と、
前記多質点系モデルの固有値解析から得られる各節点での固有振動数および振動モードが、各計測点で計測された振動変位から得られる固有振動数および振動モードと一致するような前記直線ばねの各ばね定数を算出するばね定数算出手段と、
算出された前記直線ばねの各ばね定数を、各計測点における応力値に換算するばね定数換算手段と、
前記複数の計測点で計測された振動変位から求められる、前記帯状体の固有振動数および振動モードに基づいて、前記帯状体の幅方向の応力分布を算出する応力分布算出手段と、
算出された応力分布に基づいて前記帯状体の幅方向の歪分布を算出する歪分布算出手段と、
を有し、
前記応力分布算出手段は、換算された各計測点における応力値から前記帯状体の幅方向の応力分布を求めることを特徴とする歪分布測定装置。 - 長手方向に張力を付与された帯状体の幅方向の歪分布を、長手方向の2箇所の部位で支持された支持部位間で測定する歪分布測定装置であって、
前記2箇所の支持部位間で前記帯状体に振動荷重を付加する振動荷重付加手段と、
前記帯状体に付加された前記振動荷重によって前記帯状体に生じる振動変位を、前記帯状体の幅方向の複数の計測点で計測する振動計測手段と、
前記帯状体を、各計測点に対応する各節点に作用する応力を模擬する直線ばねと、各節点における幅方向の曲げ剛性を模擬する回転ばねとを含む2次元の多質点系モデルにモデル化するモデル化手段と、
前記多質点系モデルの固有値解析から得られる各節点での固有振動数および振動モードが、各計測点で計測された振動変位から得られる固有振動数および振動モードと一致するような前記直線ばねおよび前記回転ばねの各ばね定数を算出するばね定数算出手段と、
算出された前記直線ばねおよび前記回転ばねの各ばね定数を、それぞれ各計測点における応力値および曲げ剛性値に換算するばね定数換算手段と、
前記複数の計測点で計測された振動変位から求められる、前記帯状体の固有振動数および振動モードに基づいて、前記帯状体の幅方向の応力分布を算出する応力分布算出手段と、
算出された応力分布に基づいて前記帯状体の幅方向の歪分布を算出する歪分布算出手段と、
を有し、
前記応力分布算出手段は、換算された各計測点における応力値から前記帯状体の幅方向の応力分布を求めることを特徴とする歪分布測定装置。 - 前記歪分布算出手段は、前記応力分布に基づいて前記歪分布に対応する応力分布成分を算出し、前記応力分布成分を前記帯状体のヤング率で除した値を前記歪分布として算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の歪分布測定装置。
- 前記歪分布をグラフ化するグラフ化手段と、
グラフを表示することが可能な表示手段と、
グラフ化された前記歪分布を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を更に有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の歪分布測定装置。 - 前記歪分布をサンプリングするサンプリング手段と、
データシートを作成可能なデータシート作成手段と、
サンプリングされた前記歪分布に基づいたデータシートを前記データシート作成手段に作成させるデータシート作成制御手段と、
を更に有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の歪分布測定装置。 - 長手方向に張力を付与された帯状体の幅方向の歪分布を、長手方向の2箇所の部位で支持された支持部位間で測定する歪分布測定方法であって、
前記2箇所の支持部位間で前記帯状体に振動荷重を付加する振動荷重付加工程と、
前記帯状体に付加された前記振動荷重によって前記帯状体に生じる振動変位を、前記帯状体の幅方向の複数の計測点で計測する振動計測工程と、
前記帯状体を、各計測点に対応する各節点に作用する応力を模擬する直線ばねを含む2次元の多質点系モデルにモデル化するモデル化工程と、
前記多質点系モデルの固有値解析から得られる各節点での固有振動数および振動モードが、各計測点で計測された振動変位から得られる固有振動数および振動モードと一致するような前記直線ばねの各ばね定数を算出するばね定数算出工程と、
算出された前記直線ばねの各ばね定数を、各計測点における応力値に換算するばね定数換算工程と、
前記複数の計測点で計測された振動変位から求められる、前記帯状体の固有振動数および振動モードに基づいて、前記帯状体の幅方向の応力分布を算出する応力分布算出工程と、
算出された応力分布に基づいて前記帯状体の幅方向の歪分布を算出する歪分布算出工程と、
を有し、
前記応力分布算出工程は、換算された各計測点における応力値から前記帯状体の幅方向の応力分布を求めることを特徴とする歪分布測定方法。 - 長手方向に張力を付与された帯状体の幅方向の歪分布を、長手方向の2箇所の部位で支持された支持部位間で測定する歪分布測定方法であって、
前記2箇所の支持部位間で前記帯状体に振動荷重を付加する振動荷重付加工程と、
前記帯状体に付加された前記振動荷重によって前記帯状体に生じる振動変位を、前記帯状体の幅方向の複数の計測点で計測する振動計測工程と、
前記帯状体を、前記支持部位間で前記帯状体に接する流体の付加質量と、各計測点に対応する各節点に作用する応力を模擬する直線ばねとを含む2次元の多質点系モデルにモデル化するモデル化工程と、
前記多質点系モデルの固有値解析から得られる各節点での固有振動数および振動モードが、各計測点で計測された振動変位から得られる固有振動数および振動モードと一致するような前記直線ばねの各ばね定数を算出するばね定数算出工程と、
算出された前記直線ばねの各ばね定数を、各計測点における応力値に換算するばね定数換算工程と、
前記複数の計測点で計測された振動変位から求められる、前記帯状体の固有振動数および振動モードに基づいて、前記帯状体の幅方向の応力分布を算出する応力分布算出工程と、
算出された応力分布に基づいて前記帯状体の幅方向の歪分布を算出する歪分布算出工程と、
を有し、
前記応力分布算出工程は、換算された各計測点における応力値から前記帯状体の幅方向の応力分布を求めることを特徴とする歪分布測定方法。 - 長手方向に張力を付与された帯状体の幅方向の歪分布を、長手方向の2箇所の部位で支持された支持部位間で測定する歪分布測定方法であって、
前記2箇所の支持部位間で前記帯状体に振動荷重を付加する振動荷重付加工程と、
前記帯状体に付加された前記振動荷重によって前記帯状体に生じる振動変位を、前記帯状体の幅方向の複数の計測点で計測する振動計測工程と、
前記帯状体を、各計測点に対応する各節点に作用する応力を模擬する直線ばねと、各節点における幅方向の曲げ剛性を模擬する回転ばねとを含む2次元の多質点系モデルにモデル化するモデル化工程と、
前記多質点系モデルの固有値解析から得られる各節点での固有振動数および振動モードが、各計測点で計測された振動変位から得られる固有振動数および振動モードと一致するような前記直線ばねおよび前記回転ばねの各ばね定数を算出するばね定数算出工程と、
算出された前記直線ばねおよび前記回転ばねの各ばね定数を、それぞれ各計測点における応力値および曲げ剛性値に換算するばね定数換算工程と、
前記複数の計測点で計測された振動変位から求められる、前記帯状体の固有振動数および振動モードに基づいて、前記帯状体の幅方向の応力分布を算出する応力分布算出工程と、
算出された応力分布に基づいて前記帯状体の幅方向の歪分布を算出する歪分布算出工程と、
を有し、
前記応力分布算出工程は、換算された各計測点における応力値から前記帯状体の幅方向の応力分布を求めることを特徴とする歪分布測定方法。 - 前記歪分布算出工程は、前記応力分布に基づいて前記歪分布に対応する応力分布成分を算出し、前記応力分布成分を前記帯状体のヤング率で除した値を前記歪分布として算出することを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の歪分布測定方法。
- 前記歪分布をグラフ化するグラフ化工程と、
グラフを表示することが可能な表示手段にグラフ化された前記歪分布を表示させる表示制御工程と、
を更に有することを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載の歪分布測定方法。 - 前記歪分布をサンプリングするサンプリング工程と、
サンプリングされた前記歪分布に基づいたデータシートを作成するデータシート作成工程と、
を更に有することを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載の歪分布測定方法。 - 長手方向に張力を付与された帯状体の幅方向の歪分布を、長手方向の2箇所の部位で支持された支持部位間で測定するようにコンピュータを機能させる歪分布測定プログラムであって、
前記2箇所の支持部位間で前記帯状体に振動荷重を付加する振動荷重付加手段と、
前記帯状体に付加された前記振動荷重によって前記帯状体に生じる振動変位を、前記帯状体の幅方向の複数の計測点で計測する振動計測手段と、
前記帯状体を、各計測点に対応する各節点に作用する応力を模擬する直線ばねを含む2次元の多質点系モデルにモデル化するモデル化手段と、
前記多質点系モデルの固有値解析から得られる各節点での固有振動数および振動モードが、各計測点で計測された振動変位から得られる固有振動数および振動モードと一致するような前記直線ばねの各ばね定数を算出するばね定数算出手段と、
算出された前記直線ばねの各ばね定数を、各計測点における応力値に換算するばね定数換算手段と、
前記複数の計測点で計測された振動変位から求められる、前記帯状体の固有振動数および振動モードに基づいて、前記帯状体の幅方向の応力分布を算出する応力分布算出手段と、
算出された応力分布に基づいて前記帯状体の幅方向の歪分布を算出する歪分布算出手段としてコンピュータを機能させ、
前記応力分布算出手段は、換算された各計測点における応力値から前記帯状体の幅方向の応力分布を求めることを特徴とする歪分布測定プログラム。 - 長手方向に張力を付与された帯状体の幅方向の歪分布を、長手方向の2箇所の部位で支持された支持部位間で測定するようにコンピュータを機能させる歪分布測定プログラムであって、
前記2箇所の支持部位間で前記帯状体に振動荷重を付加する振動荷重付加手段と、
前記帯状体に付加された前記振動荷重によって前記帯状体に生じる振動変位を、前記帯状体の幅方向の複数の計測点で計測する振動計測手段と、
前記帯状体を、前記支持部位間で前記帯状体に接する流体の付加質量と、各計測点に対応する各節点に作用する応力を模擬する直線ばねとを含む2次元の多質点系モデルにモデル化するモデル化手段と、
前記多質点系モデルの固有値解析から得られる各節点での固有振動数および振動モードが、各計測点で計測された振動変位から得られる固有振動数および振動モードと一致するような前記直線ばねの各ばね定数を算出するばね定数算出手段と、
算出された前記直線ばねの各ばね定数を、各計測点における応力値に換算するばね定数換算手段と、
前記複数の計測点で計測された振動変位から求められる、前記帯状体の固有振動数および振動モードに基づいて、前記帯状体の幅方向の応力分布を算出する応力分布算出手段と、
算出された応力分布に基づいて前記帯状体の幅方向の歪分布を算出する歪分布算出手段としてコンピュータを機能させ、
前記応力分布算出手段は、換算された各計測点における応力値から前記帯状体の幅方向の応力分布を求めることを特徴とする歪分布測定プログラム。 - 長手方向に張力を付与された帯状体の幅方向の歪分布を、長手方向の2箇所の部位で支持された支持部位間で測定するようにコンピュータを機能させる歪分布測定プログラムであって、
前記2箇所の支持部位間で前記帯状体に振動荷重を付加する振動荷重付加手段と、
前記帯状体に付加された前記振動荷重によって前記帯状体に生じる振動変位を、前記帯状体の幅方向の複数の計測点で計測する振動計測手段と、
前記帯状体を、各計測点に対応する各節点に作用する応力を模擬する直線ばねと、各節点における幅方向の曲げ剛性を模擬する回転ばねとを含む2次元の多質点系モデルにモデル化するモデル化手段と、
前記多質点系モデルの固有値解析から得られる各節点での固有振動数および振動モードが、各計測点で計測された振動変位から得られる固有振動数および振動モードと一致するような前記直線ばねおよび前記回転ばねの各ばね定数を算出するばね定数算出手段と、
算出された前記直線ばねおよび前記回転ばねの各ばね定数を、それぞれ各計測点における応力値および曲げ剛性値に換算するばね定数換算手段と、
前記複数の計測点で計測された振動変位から求められる、前記帯状体の固有振動数および振動モードに基づいて、前記帯状体の幅方向の応力分布を算出する応力分布算出手段と、
算出された応力分布に基づいて前記帯状体の幅方向の歪分布を算出する歪分布算出手段としてコンピュータを機能させ、
前記応力分布算出手段は、換算された各計測点における応力値から前記帯状体の幅方向の応力分布を求めることを特徴とする歪分布測定プログラム。
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