JP6622525B2 - Random waveform load system and method, fatigue test program, and fatigue testing machine - Google Patents

Description

本発明は、航空機をはじめとする各種の構造物に対してランダムな波形（不規則な波形）の荷重を与える疲労試験システム、疲労試験方法、疲労試験用プログラム、および疲労試験機に関する。   The present invention relates to a fatigue test system, a fatigue test method, a fatigue test program, and a fatigue tester for applying a load having a random waveform (irregular waveform) to various structures including an aircraft.

航空機の損傷許容設計の一環として、機体の全体（全機）を対象とする全機疲労試験が実施される。
機体には、荷重、振幅、波形（例えば正弦波、台形波）がランダムであるランダム波形からなる荷重履歴（以下、スペクトラム）が想定されており、そのスペクトラムは、１フライトあたり数千サイクル〜数万サイクルに亘り形成される。フライトパターンには、種々のパターンがあり1ライフは複数のフライトパターンの組み合わせから構成されている。
航空機の寿命（ライフ）が仮に１０万フライトであるとすると、例えば３ライフ相当である３０万フライト分もの荷重に耐えることが要求されるが、サイクル数が非常に多いため、想定されるスペクトラム全てを網羅した疲労試験を行うために膨大な時間を要する。特に全機試験は、大型試験であり、多数の荷重負荷点がある。荷重負荷点が多いと、二次三次の振動モードが出たり共振が起こり易い。また、荷重負荷点によって振幅が異なるため同期が難しく、ある荷重負荷点では荷重の負荷を待機するといった処置が必要となる。それらの理由から、周波数を上げることが難しく、一連のスペクトラムの全てを負荷する全スペクトラム試験を実施することは現実的ではない。
そのため、荷重のオミッション（削減）およびトランケーション（集約化）によってスペクトラムを簡略化することにより、試験期間の短縮を図る必要がある。 As part of aircraft damage tolerance design, a full aircraft fatigue test is conducted on the entire aircraft (all aircraft).
The aircraft is assumed to have a load history (hereinafter referred to as a spectrum) consisting of a random waveform with random loads, amplitudes, and waveforms (eg, sine wave, trapezoidal wave). Formed over 10,000 cycles. There are various flight patterns, and one life consists of a combination of multiple flight patterns.
If the life of an aircraft is 100,000 flights, for example, it is required to withstand a load of 300,000 flights, which is equivalent to 3 lives. It takes an enormous amount of time to perform a fatigue test that covers In particular, the full-machine test is a large-scale test and has a large number of load points. If there are many load points, secondary and tertiary vibration modes are likely to occur and resonance tends to occur. Further, since the amplitude varies depending on the load point, it is difficult to synchronize, and it is necessary to wait for a load at a certain load point. For these reasons, it is difficult to increase the frequency, and it is not practical to perform a full spectrum test that loads the entire spectrum.
Therefore, it is necessary to shorten the test period by simplifying the spectrum by load omission (reduction) and truncation (aggregation).

特許文献１に記載された疲労試験装置は、実機での負荷を模擬したスペクトラム波から生成した制御信号に基づいてアクチュエータを駆動することで供試体に負荷を加えながら、供試体に与えられた荷重や変位の計測結果をフィードバックすることで制御信号を調整している。そうすることにより、供試体にスペクトラム波の荷重を再現することが可能となる。   The fatigue test apparatus described in Patent Document 1 is a load applied to a specimen while applying a load to the specimen by driving an actuator based on a control signal generated from a spectrum wave that simulates a load in an actual machine. The control signal is adjusted by feeding back the measurement result of the displacement. By doing so, it is possible to reproduce the load of the spectrum wave on the specimen.

特開２０１２−９３２３１号公報JP 2012-93231 A

スペクトラムを簡略化することで試験期間の短縮を図りつつも、疲労試験の妥当性を担保する必要がある。
そこで、全機試験に先立ち、機体の要素に対して、全スペクトラム試験と、簡略化スペクトラム疲労試験（トランケーション試験）とを実施し、それぞれの試験結果が等価であることを証明することで、トランケーション試験の妥当性を担保するとよい。試験対象とする機体要素としては、機体において疲労により最も破断し易い継手部位等が選定され、当該要素を模擬した供試体に対して疲労試験機の油圧アクチュエータにより負荷が与えられる。
機体の要素に対して全スペクトラム試験を行う場合、荷重負荷点が少なく供試体が簡略化されるため、周波数を上げることができる。周波数の設定方法により試験効率に大きな差が生じる。
特許文献１の疲労試験装置によれば、スペクトラム波を供試体に負荷することを実現できるが、そこには、試験期間を短縮する視点はない。 It is necessary to ensure the validity of the fatigue test while shortening the test period by simplifying the spectrum.
Therefore, prior to the full aircraft test, the full spectrum test and the simplified spectrum fatigue test (truncation test) were performed on the elements of the aircraft, and the truncation was proved by verifying that each test result is equivalent. It is advisable to ensure the validity of the test. As the fuselage element to be tested, a joint part or the like that is most likely to break due to fatigue in the fuselage is selected, and a load is applied to the specimen simulating the element by a hydraulic actuator of the fatigue tester.
When performing a full spectrum test on the elements of the airframe, the load can be reduced and the specimen can be simplified, so the frequency can be increased. There is a large difference in test efficiency depending on the frequency setting method.
According to the fatigue test apparatus of Patent Document 1, it is possible to implement loading of the spectrum wave on the specimen, but there is no viewpoint for shortening the test period.

全スペクトラム試験の期間を短縮するために、疲労試験機の油圧アクチュエータを高速で振動させることで荷重の周期を短くすることが考えられる。
しかし、油圧アクチュエータの振幅には周波数に応じて上限があり、その上限を超えた振幅にまで周期内に油圧アクチュエータが変位しきれずに振幅が不足するので、供試体に与えられる荷重が不足してしまう。
仮に、荷重が定常波であって、高速化により油圧アクチュエータの変位が追いつかないため荷重が不足するのなら、アクチュエータが供試体に与える荷重に一定の乗数を適用し、荷重を一律的に上げるとよい。しかし、荷重が変動しており振幅も波形も様々なランダム波の個々の波形について、適合する乗数を導いて荷重を補正するといった処理は、サイクル数からいって殆ど不可能であり、もし可能であるとしても補正処理に膨大な時間を要する。 In order to shorten the period of the entire spectrum test, it is conceivable to shorten the load cycle by vibrating the hydraulic actuator of the fatigue testing machine at high speed.
However, the amplitude of the hydraulic actuator has an upper limit depending on the frequency, and the amplitude is insufficient because the hydraulic actuator cannot be displaced within the period up to the amplitude exceeding the upper limit, so the load applied to the specimen is insufficient. End up.
If the load is a standing wave and the load is insufficient because the displacement of the hydraulic actuator cannot catch up due to the increase in speed, it is recommended to apply a constant multiplier to the load applied to the specimen by the actuator and increase the load uniformly. . However, processing of correcting the load by introducing a suitable multiplier for individual waveforms of random waves with varying loads and varying amplitudes and waveforms is almost impossible due to the number of cycles. Even if it exists, the correction process takes a huge amount of time.

ここで、アクチュエータの振幅の上限が十分に大きく、荷重が不足しないのであれば、荷重を補正する必要がない。しかし、それほどまでに応答性に優れ、かつ付与する荷重に適合する油圧アクチュエータの実現は困難であり、仮に実現できたとしても、コスト面から現実的ではない。   Here, if the upper limit of the amplitude of the actuator is sufficiently large and the load is not insufficient, it is not necessary to correct the load. However, it is difficult to realize a hydraulic actuator that is excellent in responsiveness and adaptable to the applied load, and even if it can be realized, it is not practical from the viewpoint of cost.

以上より、本発明は、サイクル数が膨大でかつランダムな波形の荷重を対象に負荷していながら、疲労試験に要する時間を短縮することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to reduce the time required for a fatigue test while applying a load having a huge number of cycles and a random waveform.

本発明の疲労試験システムは、対象にランダムな波形の荷重を与えるアクチュエータを有する疲労試験機と、疲労試験機に供給される制御信号を生成する信号生成装置と、を備える。
そして、信号生成装置は、疲労試験機のアクチュエータの負荷速度または変位速度が一定となるように、対象に与えられる荷重または変位の振幅に応じた周波数を仮設定する周波数設定部と、対象に想定される荷重または変位のスペクトラムを代表する複数の代表荷重または代表変位の各々を、その振幅に応じて仮設定された周波数で対象に与えたときの応答を代表荷重または代表変位の目標値に向けて収束させるように、代表荷重または代表変位の周波数および振幅のうち少なくとも一方を補正する補正部と、補正により得られた複数の代表荷重または代表変位の振幅と周波数との関係を示すデータ相互の間を補完することにより、周波数と振幅との関係を示す関数を設定する関数設定部と、スペクトラムに関数を適用することで制御信号を生成する信号生成部と、を備える。
「代表値」としては、代表荷重または代表変位が該当する。 The fatigue test system of the present invention includes a fatigue tester having an actuator that applies a load having a random waveform to an object, and a signal generation device that generates a control signal supplied to the fatigue tester.
Then, the signal generator is assumed to be a frequency setting unit that temporarily sets a frequency corresponding to the amplitude of the load or displacement applied to the target so that the load speed or displacement speed of the actuator of the fatigue testing machine is constant. The response when giving each of a plurality of representative loads or representative displacements representative of the spectrum of the load or displacement to be applied to the target at a temporarily set frequency according to the amplitude is directed to the target value of the representative load or representative displacement. The correction unit that corrects at least one of the frequency and amplitude of the representative load or the representative displacement so as to converge, and a plurality of data indicating the relationship between the amplitude and frequency of the plurality of representative loads or representative displacements obtained by the correction. The function setting unit that sets the function indicating the relationship between frequency and amplitude by complementing the gap, and the control signal by applying the function to the spectrum Comprising generating a signal generator for, a.
The “representative value” corresponds to a representative load or a representative displacement.

本発明の疲労試験システムにおいて、補正部は、代表荷重または代表変位に対応する荷重を対象に与えながら応答を確認しつつ、応答に基づいて周波数および振幅の少なくとも一方を更新することが好ましい。
本発明の疲労試験システムにより、航空機の機体の構成要素に対応する供試体に対して荷重を与えることができる。 In the fatigue test system of the present invention, the correction unit preferably updates at least one of the frequency and the amplitude based on the response while confirming the response while applying a representative load or a load corresponding to the representative displacement to the target.
With the fatigue test system of the present invention, a load can be applied to a specimen corresponding to a component of an aircraft fuselage.

本発明は、疲労試験用のコンピュータプログラムであって、コンピュータにより実行される処理モジュールとして、対象にランダムな波形の荷重を与えるアクチュエータを有する疲労試験機におけるアクチュエータの負荷速度または変位速度が一定となるように対象に与えられる荷重または変位の振幅に応じた周波数を仮設定する周波数設定部と、対象に想定される荷重または変位のスペクトラムを代表する複数の代表荷重または代表変位の各々を、その振幅に応じて仮設定された周波数で対象に与えたときの応答を前記代表荷重または前記代表変位の目標値に向けて収束させるように、代表荷重または代表変位の周波数および振幅のうち少なくとも一方を補正する補正部と、補正により得られた複数の代表荷重または代表変位の振幅と周波数との関係を示すデータ相互の間を補完することにより、周波数と振幅との関係を示す関数を設定する関数設定部と、を備える。 The present invention is a computer program for fatigue testing, and the load speed or displacement speed of the actuator is constant in a fatigue testing machine having an actuator that applies a load having a random waveform to a target as a processing module executed by the computer. as the frequency setting unit for provisionally setting a frequency corresponding to the amplitude of the load or displacement is applied to the subject, each of the plurality of representative load or representative displacement representing the spectrum of the load or displacement that is assumed in the target, the amplitude temporarily set the response when given to a subject in frequency so as to converge toward the target value of the representative load or the representative displacement, at least one correction of the frequency and amplitude of the representative load or representative displaced in accordance with correction unit and, a plurality of representative load or representative displacement obtained by correcting the amplitude and frequency of By interpolating between the data interconnect showing the relationship between, it comprises a function setting unit for setting a function indicating a relationship between a frequency and amplitude, a.

本発明の疲労試験用プログラムは、処理モジュールとして、スペクトラムに関数を適用することで、疲労試験機に供給される制御信号を生成する信号生成部をさらに備えることが好ましい。   The fatigue test program of the present invention preferably further includes a signal generation unit that generates a control signal supplied to the fatigue tester by applying a function to the spectrum as a processing module.

本発明の疲労試験機は、対象にランダムな波形の荷重を与える油圧アクチュエータと、対象および油圧アクチュエータを支持する架構と、油圧アクチュエータを駆動制御する駆動制御装置と、を備える。
そして、駆動制御装置は、油圧アクチュエータの負荷速度または変位速度が一定となるように、対象に与えられる荷重または変位の振幅に応じた周波数を仮設定する周波数設定部と、対象に想定される荷重または変位のスペクトラムを代表する複数の代表荷重または代表変位の各々を、その振幅に応じて仮設定された周波数で対象に与えたときの応答を代表荷重または代表変位の目標値に向けて収束させるように、代表荷重または代表変位の周波数および振幅のうち少なくとも一方を補正する補正部と、補正により得られた複数の代表荷重または代表変位の振幅と周波数との関係を示すデータ相互の間を補完することにより、周波数と振幅との関係を示す関数を設定する関数設定部と、スペクトラムに関数を適用することで、油圧アクチュエータに供給される制御信号を生成する信号生成部と、を備える。 A fatigue testing machine according to the present invention includes a hydraulic actuator that applies a load having a random waveform to an object, a frame that supports the object and the hydraulic actuator, and a drive control device that drives and controls the hydraulic actuator.
Then, the drive control device, so that the load speed or displacement speed of the hydraulic actuator becomes constant, and the frequency setting unit for provisionally setting a frequency corresponding to the amplitude of the load or displacement is applied to the target, the load is assumed to target or each of a plurality of representative load or representative displacement representing the spectrum of the displacement, is converged toward the target value of the representative load or representative displacement responses when given to a subject in temporarily set frequency according to the amplitude As described above, the correction unit that corrects at least one of the frequency and amplitude of the representative load or representative displacement and the data indicating the relationship between the amplitude and frequency of the plurality of representative loads or representative displacements obtained by the correction are complemented. The function setting unit that sets the function indicating the relationship between the frequency and the amplitude, and the hydraulic actuator by applying the function to the spectrum. Comprising a signal generator for generating a control signal supplied to the motor, the.

本発明の疲労試験方法は、対象にランダムな波形の荷重を与える疲労試験方法であって、コンピュータプログラムを用いることにより、対象に荷重を与える疲労試験機のアクチュエータの負荷速度または変位速度が一定となるように、対象に与えられる荷重または変位の振幅に応じた周波数を仮設定する周波数設定ステップと、対象に想定される荷重または変位のスペクトラムを代表する複数の代表荷重または代表変位の各々を、その振幅に応じて仮設定された周波数で対象に与えたときの応答を求めるステップと、前記応答を前記代表荷重または前記代表変位の目標値に向けて収束させるように、前記代表荷重または前記代表変位の周波数および振幅のうち少なくとも一方を補正する補正ステップと、補正により得られた複数の代表荷重または前記代表変位の振幅と周波数との関係を示すデータ相互の間を補完することにより、周波数と振幅との関係を示す関数を設定する関数設定ステップと、スペクトラムに関数を適用することで、疲労試験機に供給される制御信号を生成する信号生成ステップと、制御信号に基づいて疲労試験機により対象に荷重を与える負荷ステップと、を備える。 The fatigue test method of the present invention is a fatigue test method for applying a load having a random waveform to an object. By using a computer program, the load speed or displacement speed of an actuator of a fatigue tester for applying a load to the object is constant. The frequency setting step for temporarily setting the frequency according to the amplitude of the load or displacement given to the object, and each of a plurality of representative loads or representative displacements representative of the load or displacement spectrum assumed for the object , determining a response when given to a subject in temporarily set frequency according to the amplitude, the response is caused to converge to the target value of the representative load or the representative displacement, the representative load or the representative a correction step of correcting at least one of the frequency and amplitude of the displacement, or a plurality of representative load obtained by the correction By interpolating between the data interconnect showing the relationship between the amplitude and frequency of the representative displacement, a function setting step of setting a function indicating a relationship between a frequency and amplitude, by applying the function to a spectrum, fatigue A signal generation step of generating a control signal supplied to the testing machine; and a load step of applying a load to the object by the fatigue testing machine based on the control signal.

本発明の疲労試験方法において、応答を求めるステップにより、代表荷重または代表変位に対応する荷重を対象に与えながら応答を確認しつつ、補正ステップにより、応答に基づいて周波数および振幅の少なくとも一方を更新することが好ましい。
本発明の疲労試験方法は、制御信号に基づいて、装置の構成要素に対応する供試体である対象に荷重を与える全スペクトラム試験の結果と、スペクトラムに対して簡略化された簡略スペクトラムを供試体に与える簡略スペクトラム試験の結果とが、等価であることを確認するステップと、装置の全体を対象として、スペクトラムに対して簡略化された簡略スペクトラムを与える全体試験を行うステップと、を備えることができる。
上記の全体試験は、航空機を対象として行うことができる。 In the fatigue test method of the present invention, at the step of obtaining a response, the response is confirmed while applying a representative load or a load corresponding to the representative displacement to the target, and at least one of the frequency and the amplitude is updated based on the response by the correction step. It is preferable to do.
The fatigue test method of the present invention is based on the control signal and the result of the whole spectrum test in which a load is applied to the target object corresponding to the component of the apparatus and the simplified spectrum simplified with respect to the spectrum. And a step of confirming that the result of the simplified spectrum test given to is equivalent, and a step of performing a whole test that gives a simplified spectrum simplified to the spectrum for the entire apparatus. it can.
The above overall test can be performed on aircraft.

本発明の疲労試験方法により、航空機の機体の構成要素に対応する供試体に対して荷重を与えることができる。   With the fatigue test method of the present invention, a load can be applied to a specimen corresponding to a component of an aircraft fuselage.

本発明は、詳しくは後述するように、疲労試験機の性能を考慮して仮設定した周波数を用いて、スペクトラムを代表する代表値について取得した応答確認結果に基づいて、応答が反映された疲労試験機の特性を示す関数を設定する。その関数に基づいて生成した制御信号を疲労試験機に供給することにより、サイクル数が膨大なスペクトラムの疲労試験であっても、現実的な試験期間に収めることができる。   As will be described in detail later, the present invention uses a frequency temporarily set in consideration of the performance of a fatigue testing machine, and based on a response confirmation result obtained for a representative value representing a spectrum, Set a function indicating the characteristics of the tester. By supplying a control signal generated based on the function to a fatigue testing machine, even in a fatigue test having a spectrum with a large number of cycles, a realistic test period can be achieved.

本発明の実施形態に係る疲労試験システムの概略構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of a fatigue test system concerning an embodiment of the present invention. 供試体に想定される全スペクトラムのパターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pattern of the whole spectrum assumed by the test body. 疲労試験機の性能曲線を示す両対数グラフである。It is a log-log graph which shows the performance curve of a fatigue testing machine. 制御信号を得るための手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure for obtaining a control signal. 負荷速度（または変位速度）が一定となるように、振幅に応じて周波数を仮設定することを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating setting a frequency temporarily according to an amplitude so that a load speed (or displacement speed) may become fixed. 仮設定した周波数と振幅との対応関係を示す両対数グラフである。It is a log-log graph showing the correspondence between the temporarily set frequency and amplitude. 応答確認結果として、周波数に応じた応答を示すグラフである。周波数が対数で示されている。It is a graph which shows the response according to a frequency as a response confirmation result. The frequency is shown logarithmically. 周波数が補正されたデータがプロットされているグラフである。そのプロットに基づいて設定された関数によって制御信号が生成される。It is the graph by which the data by which the frequency was corrected are plotted. A control signal is generated by a function set based on the plot. 周波数および振幅の補正処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a correction process of a frequency and an amplitude. 疲労試験機の性能より導かれる周波数および振幅の対応関係（図６）と、応答確認結果とを示すグラフである。It is a graph which shows the correspondence (FIG. 6) of the frequency and amplitude which are derived | led-out from the performance of a fatigue testing machine, and a response confirmation result. 生成された制御信号の一部の区間のみを示す図である。It is a figure which shows only the one part area of the produced | generated control signal. トランケーション試験において供試体に与えられる簡略化スペクトラムのパターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pattern of the simplified spectrum given to a test piece in a truncation test.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１に示す疲労試験システム１は、航空機の機体（ここでは胴体）の構成要素を模擬した供試体２に対して、機体要素に想定されるランダムな波形の荷重を与える。
疲労試験システム１は、供試体２に荷重を与える疲労試験機３と、疲労試験機３に供給される制御信号Ｃ１を生成する信号生成装置５とを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
A fatigue test system 1 shown in FIG. 1 applies a load having a random waveform assumed to a fuselage element to a specimen 2 that simulates a component of an aircraft fuselage (here, a fuselage).
The fatigue test system 1 includes a fatigue tester 3 that applies a load to the specimen 2 and a signal generator 5 that generates a control signal C1 supplied to the fatigue tester 3.

供試体２に対応する機体要素に想定される荷重の履歴（以下、スペクトラム）は、荷重の大きさも振幅もランダムな一連の波形から構成されている。このスペクトラムには、正弦波、台形波、鋸波等の種々の波形が含まれている。
このスペクトラムは、１フライトあたり例えば数千サイクルに亘り連続している。図２に示すようなスペクトラムの全てのことを、以下では「全スペクトラム」と称する。
本実施形態では、航空機の例えば３ライフ相当分の全スペクトラムを供試体２に与える試験（全スペクトラム試験）を行う。供試体２に与えられるスペクトラムのサイクル数は、膨大な数に上る。 The load history (hereinafter referred to as spectrum) assumed for the airframe element corresponding to the specimen 2 is composed of a series of waveforms in which the magnitude and amplitude of the load are random. This spectrum includes various waveforms such as a sine wave, trapezoidal wave, and sawtooth wave.
This spectrum is continuous over, for example, several thousand cycles per flight. All of the spectrum as shown in FIG. 2 is hereinafter referred to as “full spectrum”.
In the present embodiment, for example, a test (full spectrum test) is performed in which the specimen 2 is given a full spectrum corresponding to, for example, three lives. The number of spectrum cycles given to the specimen 2 is enormous.

スペクトラムには、種々のパターンが存在する。図２は、搭乗中から、タキシング（taxiing）、離陸、巡航を経て着陸するまでの１フライトに対応するスペクトラムパターンの一つを示している。これはパターンの一例に過ぎない。スペクトラムの複数のパターンは適宜な順序で組み合わせられる。   There are various patterns in the spectrum. FIG. 2 shows one of the spectrum patterns corresponding to one flight from boarding to landing through taxiing, takeoff, and cruise. This is just one example of a pattern. The plurality of spectrum patterns are combined in an appropriate order.

仮に、典型的な疲労試験と同様に、一定の周波数（例えば５Ｈｚ）の制御信号を疲労試験機３に供給することにより、供試体２に全スペクトラムを与えるとすれば、制御信号の１周期に全スペクトラムのサイクル数を乗じた膨大な時間を要する。
本実施形態において疲労試験機３に供給される制御信号Ｃ１の周波数は、振幅に応じて与えられるので、疲労試験の時間短縮が可能となる。本実施形態は、疲労試験機３に供給される制御信号Ｃ１を関数を用いて生成すること、特に、その関数を得るためのプロセスおよび構成に主要な特徴を有する。 As in a typical fatigue test, if a full spectrum is given to the specimen 2 by supplying a control signal having a constant frequency (for example, 5 Hz) to the fatigue testing machine 3, one cycle of the control signal is obtained. It takes an enormous amount of time multiplied by the number of cycles in the entire spectrum.
In this embodiment, since the frequency of the control signal C1 supplied to the fatigue testing machine 3 is given according to the amplitude, the time for the fatigue test can be shortened. The present embodiment has a main feature in generating the control signal C1 supplied to the fatigue testing machine 3 using a function, in particular, in the process and configuration for obtaining the function.

まず、疲労試験機３および供試体２について簡単に説明する、
疲労試験機３は、シリンダおよびピストンを有する油圧アクチュエータ３１と、供試体２および油圧アクチュエータ３１を支持する架構４と、必要に応じて荷重計（ロードセル）や変位計を備えている。荷重計や変位計の図示は省略する。
油圧アクチュエータ３１は、供給された制御信号Ｃ１に基づいて油圧によりピストンを往復変位（振動）させる。
油圧アクチュエータ３１のピストンの往復変位に伴って、ピストンロッドに固定された供試体２に軸力が繰り返し与えられる。
航空機の胴体に想定される空力荷重としては圧縮よりも引張が優勢であるため、供試体２には主として引張荷重が与えられる。 First, the fatigue testing machine 3 and the specimen 2 will be briefly described.
The fatigue testing machine 3 includes a hydraulic actuator 31 having a cylinder and a piston, a frame 4 that supports the specimen 2 and the hydraulic actuator 31, and a load meter and a displacement meter as necessary. The load meter and displacement meter are not shown.
The hydraulic actuator 31 reciprocally displaces (vibrates) the piston with hydraulic pressure based on the supplied control signal C1.
As the piston of the hydraulic actuator 31 is reciprocated, axial force is repeatedly applied to the specimen 2 fixed to the piston rod.
As the aerodynamic load assumed for the fuselage of an aircraft, tension is dominant over compression, and therefore, a tensile load is mainly applied to the specimen 2.

制御信号Ｃ１は、電圧または電流の変化によりスペクトラムの波形情報を示すアナログ信号である。油圧アクチュエータ３１は、この制御信号Ｃ１が示す通りの振幅、荷重平均値、および周波数にて荷重スペクトラムを供試体２に与える。   The control signal C1 is an analog signal indicating spectrum waveform information by a change in voltage or current. The hydraulic actuator 31 gives a load spectrum to the specimen 2 with the amplitude, the load average value, and the frequency as indicated by the control signal C1.

供試体２は、２枚の板材２Ａ，２Ｂが複数のファスナで締結されたものであり、供試体２の長手方向の一端は油圧アクチュエータ３１のピストンロッドに固定され、供試体２の長手方向の他端は架構４に固定されている。
この供試体２の板材２Ａ，２Ｂには、板厚が異なる部分（段差）が形成されている。
供試体２は、航空機の胴体において疲労により最も破断し易い部位に該当する。
この供試体２の他にも、疲労により破断し易い機体の要素に対応する複数の供試体が選定されることが好ましい。 The specimen 2 is obtained by fastening two plates 2A and 2B with a plurality of fasteners. One end in the longitudinal direction of the specimen 2 is fixed to the piston rod of the hydraulic actuator 31, and the longitudinal direction of the specimen 2 is fixed. The other end is fixed to the frame 4.
The plate materials 2A and 2B of the specimen 2 are formed with portions (steps) having different plate thicknesses.
The specimen 2 corresponds to a part that is most likely to break due to fatigue in the fuselage of the aircraft.
In addition to the specimen 2, it is preferable to select a plurality of specimens corresponding to the elements of the airframe that are easily broken by fatigue.

疲労試験機３に制御信号Ｃ１が供給されると、制御信号Ｃ１に基づいて油圧アクチュエータ３１のピストンが往復変位される。それに伴い、油圧アクチュエータ３１のピストンロッドに固定された供試体２、油圧アクチュエータ３１、および架構４が一体的に振動する。   When the control signal C1 is supplied to the fatigue testing machine 3, the piston of the hydraulic actuator 31 is reciprocally displaced based on the control signal C1. Accordingly, the specimen 2, the hydraulic actuator 31, and the frame 4 fixed to the piston rod of the hydraulic actuator 31 vibrate integrally.

ここで、油圧アクチュエータ３１の振幅（ピストンの振幅）には周波数に応じて上限があり、その上限を超えていない振幅であれば、周期内に油圧アクチュエータ３１が振動するので供試体２に所定の荷重が繰り返し入力される。もし、上限を超えており、油圧アクチュエータ３１が周期内に所定の振幅にまで変位しきれずに振幅が不足すると、供試体２に入力される荷重が不足してしまう。上限を大幅に超えていると、油圧アクチュエータ３１は殆ど振れず、供試体２に荷重が殆ど入力されない状態となる。
油圧アクチュエータ３１の振幅の上限は、シリンダ内に油を送り込む疲労試験機３の性能によって決まる。 Here, the amplitude of the hydraulic actuator 31 (amplitude of the piston) has an upper limit depending on the frequency, and if the amplitude does not exceed the upper limit, the hydraulic actuator 31 vibrates within a cycle, so The load is repeatedly input. If the upper limit is exceeded and the hydraulic actuator 31 is not displaced to a predetermined amplitude within the cycle and the amplitude is insufficient, the load input to the specimen 2 is insufficient. If the upper limit is greatly exceeded, the hydraulic actuator 31 hardly swings and a load is hardly input to the specimen 2.
The upper limit of the amplitude of the hydraulic actuator 31 is determined by the performance of the fatigue testing machine 3 that feeds oil into the cylinder.

図３は、疲労試験機３の性能曲線の一例を示している。この性能曲線は、周波数に応じたピストンの変位振幅の上限を表している。振幅および周波数は対数軸により示されている。以下で述べる図６、図８および図１０も同様である。   FIG. 3 shows an example of the performance curve of the fatigue testing machine 3. This performance curve represents the upper limit of the displacement amplitude of the piston according to the frequency. Amplitude and frequency are indicated by the logarithmic axis. The same applies to FIGS. 6, 8 and 10 described below.

本実施形態では、コンピュータプログラムを用いることにより、疲労試験機３により供試体２に荷重を与えた際の応答を考慮して周波数による荷重の関数化を図り、その関数に基づいて制御信号Ｃ１を生成している。そうすることにより、制御信号Ｃ１を短期間で用意できるので、一般的な性能を有する油圧アクチュエータ３１を備えた汎用の疲労試験機３を用いていながら、全スペクトラム試験の所要時間を短縮し、かつ、機体要素に想定されているスペクトラムを供試体２に再現する。   In the present embodiment, by using a computer program, the load when the load is applied to the specimen 2 by the fatigue testing machine 3 is considered, and the load is expressed as a function of the frequency. Based on the function, the control signal C1 is generated. Is generated. By doing so, since the control signal C1 can be prepared in a short period of time, the time required for the full spectrum test can be shortened while using the general-purpose fatigue testing machine 3 provided with the hydraulic actuator 31 having general performance, and The spectrum assumed for the airframe element is reproduced on the specimen 2.

信号生成装置５（図１）は、コンピュータ装置に相当する。
信号生成装置５は、演算処理を行う演算装置７と、演算処理に用いられるデータを保持するメモリ８と、コンピュータプログラム等のデータを記憶する記憶装置９とを備えている。
信号生成装置５において、制御信号Ｃ１を生成するコンピュータプログラムが実行されると、コンピュータプログラムに含まれる処理モジュールとして、スペクトラム取得部１１と、周波数設定部１２と、周波数・振幅補正部１３と、関数設定部１４と、信号生成部１５とがメモリ８に展開され、所定の処理を行う。 The signal generation device 5 (FIG. 1) corresponds to a computer device.
The signal generation device 5 includes an arithmetic device 7 that performs arithmetic processing, a memory 8 that retains data used for arithmetic processing, and a storage device 9 that stores data such as computer programs.
When the computer program for generating the control signal C1 is executed in the signal generator 5, the spectrum acquisition unit 11, the frequency setting unit 12, the frequency / amplitude correction unit 13, and the function are included as processing modules included in the computer program. The setting unit 14 and the signal generation unit 15 are expanded in the memory 8 and perform predetermined processing.

スペクトラム取得部１１は、供試体２の全スペクトラム試験に用いられる全スペクトラムの波形データを記憶装置９から読み込む。その波形データには、図２に示すようなスペクトラムのパターンのデータが含まれている。
スペクトラムは、１サイクル以上の信号波形からなる波形シーケンスが連なったものであり、その波形データは、例えば、各シーケンスの繰り返しサイクル数、荷重最大値、荷重最小値、荷重平均値、振幅、波形（正弦波、台形波等）等の情報を含んでいる。
スペクトラム取得部１１が全スペクトラムの波形データを適宜な方法で生成するように構成されていてもよい。 The spectrum acquisition unit 11 reads waveform data of all spectra used for the entire spectrum test of the specimen 2 from the storage device 9. The waveform data includes spectrum pattern data as shown in FIG.
The spectrum is a series of waveform sequences composed of signal waveforms of one cycle or more, and the waveform data includes, for example, the number of repeated cycles, maximum load value, minimum load value, average load value, amplitude, waveform ( Sine wave, trapezoidal wave, etc.).
The spectrum acquisition unit 11 may be configured to generate waveform data of the entire spectrum by an appropriate method.

周波数設定部１２、周波数・振幅補正部１３、関数設定部１４、および信号生成部１５の各々の動作は、以下で制御信号Ｃ１を得るための手順を説明する際に説明する。   The operations of the frequency setting unit 12, the frequency / amplitude correction unit 13, the function setting unit 14, and the signal generation unit 15 will be described below when the procedure for obtaining the control signal C1 is described.

以下、図４を参照し、疲労試験機３に供給される制御信号Ｃ１を得るための手順について説明する。
まず、周波数設定部１２により、油圧アクチュエータ３１の負荷速度（または変位速度）が一定となるように、負荷の振幅に応じて周波数を仮設定する（ステップＳ１：周波数の仮設定）。振幅が大きいほど低い周波数が仮設定され、振幅が小さいほど高い周波数が仮設定されることになる。
ここで、「負荷速度」は、油圧アクチュエータ３１により供試体２に入力される荷重の単位時間あたりの変化量をいう。「変位速度」は、油圧アクチュエータ３１のピストンの単位時間あたりの変位量をいう。変位速度は、疲労試験機３の性能曲線（図３）や、疲労試験機３のデータシート等から取得することができる。負荷速度は、例えば、弾性域における変位および荷重の一定の関係に基づいて疲労試験機３の性能曲線（図３）の変位を荷重に置き換えることにより、取得することができる。
図５（ａ）および（ｂ）に模式的に示すように、供試体２に入力される荷重（または変位）の変化を示す各信号波形の振幅Ａｐが違っていても、波形の傾き（負荷速度または変位速度）が一定の値Ｘとなるように振幅Ａｐに応じて周波数（１／ｔ）を仮設定する。そうすると、図６に示す例のように、周波数と振幅Ａｐとの対応関係Ｒが定められる。
図５（ａ）および（ｂ）に示された波形は正弦波であり、ここでは、その正弦波における最大の傾きが値Ｘに相当する。
本実施形態では、負荷を用いて制御信号Ｃ１を得ることを「荷重制御」と称し、変位を用いて制御信号Ｃ１を得ることを「変位制御」と称する。
以下、主として荷重制御について説明する。 Hereinafter, the procedure for obtaining the control signal C1 supplied to the fatigue testing machine 3 will be described with reference to FIG.
First, the frequency setting unit 12 temporarily sets the frequency according to the amplitude of the load so that the load speed (or displacement speed) of the hydraulic actuator 31 is constant (step S1: temporary setting of the frequency). A lower frequency is temporarily set as the amplitude is larger, and a higher frequency is temporarily set as the amplitude is smaller.
Here, “load speed” refers to the amount of change per unit time of the load input to the specimen 2 by the hydraulic actuator 31. “Displacement speed” refers to the amount of displacement per unit time of the piston of the hydraulic actuator 31. The displacement speed can be acquired from the performance curve of the fatigue testing machine 3 (FIG. 3), the data sheet of the fatigue testing machine 3, or the like. The load speed can be obtained, for example, by replacing the displacement of the performance curve (FIG. 3) of the fatigue testing machine 3 with the load based on a certain relationship between the displacement and the load in the elastic region.
As schematically shown in FIGS. 5A and 5B, even if the amplitude Ap of each signal waveform indicating a change in load (or displacement) input to the specimen 2 is different, the slope of the waveform (load) The frequency (1 / t) is temporarily set according to the amplitude Ap so that the velocity or the displacement velocity) becomes a constant value X. Then, the correspondence R between the frequency and the amplitude Ap is determined as in the example shown in FIG.
The waveforms shown in FIGS. 5A and 5B are sine waves, and the maximum slope in the sine wave corresponds to the value X here.
In the present embodiment, obtaining the control signal C1 using a load is referred to as “load control”, and obtaining the control signal C1 using displacement is referred to as “displacement control”.
Hereinafter, load control will be mainly described.

供試体２の全スペクトラム試験に用いられる全スペクトラムにおける最大の振幅にまで周期内に油圧アクチュエータ３１が変位することができるように、値Ｘとしては、上述した油圧アクチュエータ３１の振幅の上限に対応する負荷速度（または変位速度）を上限として定めることができ、信号周期を短くするためより大きい値を選定することが望ましい。
但し、後述するように、最終的には、入力荷重に対する応答確認後に、上記で仮設定した周波数を補正するので、全スペクトラムの最大振幅が完全に変位しきれる周波数となるように、値Ｘを厳密に定める必要はない。ここでは、負荷速度が一定（または変位速度が一定）というアプローチで周波数を仮設定することにより、疲労試験機３の特性に由来した、周波数および振幅の対応関係Ｒ（図６）を得ることができれば十分である。 The value X corresponds to the above-described upper limit of the amplitude of the hydraulic actuator 31 so that the hydraulic actuator 31 can be displaced within a period up to the maximum amplitude in the entire spectrum used for the entire spectrum test of the specimen 2. The load speed (or displacement speed) can be determined as an upper limit, and it is desirable to select a larger value in order to shorten the signal period.
However, as will be described later, finally, after confirming the response to the input load, the temporarily set frequency is corrected. Therefore, the value X is set so that the maximum amplitude of the entire spectrum is completely displaced. There is no need to determine exactly. Here, the frequency and amplitude correspondence R (FIG. 6) derived from the characteristics of the fatigue testing machine 3 can be obtained by temporarily setting the frequency with the approach that the load speed is constant (or the displacement speed is constant). It is enough if possible.

対応関係Ｒは、次のステップＳ２で、全スペクトラムから複数選ばれた代表的な荷重（または変位）について、対応関係Ｒが示す周波数を適用して応答を確認するために使用される。
以下、全スペクトラムから複数選ばれた代表的な荷重のことを代表荷重と称し、全スペクトラムから複数選ばれた代表的な変位のことを代表変位と称する。
図６に示す例では、周波数および振幅の指数関数的な相関より、対応関係Ｒは、対数グラフに直線で示されている。 In the next step S2, the correspondence relationship R is used for confirming the response by applying the frequency indicated by the correspondence relationship R to a plurality of representative loads (or displacements) selected from the entire spectrum.
Hereinafter, a representative load selected from the entire spectrum is referred to as a representative load, and a representative displacement selected from the entire spectrum is referred to as a representative displacement.
In the example shown in FIG. 6, the correspondence R is shown as a straight line in the logarithmic graph from the exponential correlation of frequency and amplitude.

次に、図６に示すように振幅に応じて与えられた周波数について求めた応答に基づいて、周波数および振幅を補正する（ステップＳ２：周波数・振幅の補正）。周波数・振幅補正部１３は、代表荷重（または代表変位）を、その振幅について対応関係Ｒが示す周波数で供試体２に与えたときの応答に基づき、対応関係Ｒにおける周波数および振幅を補正する。
ステップＳ２を行うにあたり、複数の代表荷重（または代表変位）の各々の振幅について、図６に示すように仮設定された周波数を適用して応答を確認する。このとき、疲労試験機３により供試体２に代表荷重を一定の周波数で負荷する。そのために、代表荷重（または代表変位）の最大値、最小値、波形、および周波数等に基づいて生成された制御信号を疲労試験機３に供給することができる。 Next, as shown in FIG. 6, the frequency and the amplitude are corrected based on the response obtained for the given frequency according to the amplitude (step S2: frequency / amplitude correction). The frequency / amplitude correction unit 13 corrects the frequency and amplitude in the correspondence R based on the response when the representative load (or representative displacement) is given to the specimen 2 at the frequency indicated by the correspondence R with respect to the amplitude.
In performing step S2, the response is confirmed by applying a temporarily set frequency as shown in FIG. 6 for each amplitude of the plurality of representative loads (or representative displacements). At this time, a representative load is applied to the specimen 2 at a constant frequency by the fatigue testing machine 3. Therefore, a control signal generated based on the maximum value, minimum value, waveform, frequency, and the like of the representative load (or representative displacement) can be supplied to the fatigue testing machine 3.

疲労試験機３により供試体２に荷重を与えた際の応答は、疲労試験機３の荷重計（ロードセル）あるいは変位計により得ることができる。荷重制御の場合には荷重計を使用し、変位制御の場合には変位計を使用する。
ここで、応答は、荷重計あるいは変位計により得られた計測値の所定の目標値に対する比率をいう。つまり、目標値どおり負荷できていれば、応答は100%である。
目標値は、荷重制御の場合には代表荷重に相当し、変位制御の場合には代表変位に相当する。後述する周波数および振幅の補正処理（図９）における目標値も同様の意味である。
図７に、周波数に応じた応答の一例をプロットしている。
図７に示す例では、応答が100%に対して突出している共振周波数帯域が認められる。その帯域における共振周波数ｆ_０は、供試体２および供試体２と一体に振動する架構４や油圧アクチュエータ３１からなる振動体の固有振動数に相当する。
共振周波数ｆ_０の前後における応答の傾向として、共振周波数ｆ_０よりも低い周波数帯域では、応答が100%または100%に近い。共振周波数ｆ_０よりも高い周波数帯域では、応答が100%に満たない。共振周波数ｆ_０よりも高い周波数帯域では、必要な応答が得られていない。これは、供試体２の剛性が低かったり段差があることによって軸方向と交差する方向への供試体２の変位・変形が大きい場合などに見られる。 A response when a load is applied to the specimen 2 by the fatigue tester 3 can be obtained by a load meter (load cell) or a displacement meter of the fatigue tester 3. A load meter is used for load control, and a displacement meter is used for displacement control.
Here, the response means a ratio of a measured value obtained by a load meter or a displacement meter to a predetermined target value. In other words, if the load can be achieved according to the target value, the response is 100%.
The target value corresponds to a representative load in the case of load control, and corresponds to a representative displacement in the case of displacement control. The target values in the frequency and amplitude correction processing (FIG. 9) described later have the same meaning.
FIG. 7 plots an example of the response according to the frequency.
In the example shown in FIG. 7, a resonance frequency band in which the response protrudes with respect to 100% is recognized. The resonance frequency f ₀ in the band corresponds to the natural frequency of the vibrating body including the specimen 2 and the frame 4 that vibrates integrally with the specimen 2 and the hydraulic actuator 31.
The trend of the response before and after the resonance frequency f _0, in the frequency band lower than the resonance frequency f _0, it is close to 100% or 100% response. In a frequency band higher than the resonance frequency f _0, the response is less than 100%. In a frequency band higher than the resonance frequency f _0, not been obtained is required response. This can be seen when the specimen 2 has a low rigidity or has a step, resulting in a large displacement / deformation of the specimen 2 in the direction intersecting the axial direction.

周波数・振幅補正部１３は、上記の応答（図７）に基づいて、スペクトラムの代表荷重（または代表変位）の振幅に対応する周波数を補正する。
例えば、代表荷重（または代表変位）のうち応答が100%に満たないものについては、100%に対して不足する分だけ応答を上げるために、ステップＳ１で仮設定していた周波数を下げるといった周波数の補正を行う。周波数を補正しても応答には影響しないため、周波数の補正によって応答を効率よく100%に合わせることができ、必要な応答を示すことが担保される。
図８に、一例として、周波数の補正を行った後の代表荷重に関するデータをプロットしている。 The frequency / amplitude correction unit 13 corrects the frequency corresponding to the amplitude of the representative load (or representative displacement) of the spectrum based on the above response (FIG. 7).
For example, for a representative load (or representative displacement) whose response is less than 100%, the frequency temporarily reduced in step S1 is lowered to increase the response by an amount that is insufficient with respect to 100%. Perform the correction. Since the response is not affected even if the frequency is corrected, the response can be efficiently adjusted to 100% by the frequency correction, and it is ensured that the required response is shown.
In FIG. 8, as an example, data on the representative load after frequency correction is plotted.

ステップＳ１で疲労試験機３の性能を考慮して周波数を仮設定しているので、応答確認後に周波数を大幅に補正する必要はない。したがって、周波数を下げる補正を行うとしても、スペクトラム全体としては、従来とは異なり、ステップＳ１で振幅に応じて周波数を定めており、振幅が小さい場合に周期の短縮が図られているため、、試験時間を短縮することができる。   Since the frequency is temporarily set in step S1 in consideration of the performance of the fatigue testing machine 3, it is not necessary to significantly correct the frequency after confirming the response. Therefore, even if correction for lowering the frequency is performed, unlike the conventional case, the frequency is determined according to the amplitude in step S1, and the period is shortened when the amplitude is small. Test time can be shortened.

周波数・振幅補正部１３により、スペクトラムの代表荷重の周波数の補正に加えて、スペクトラムの代表荷重の振幅を補正することが好ましい。
以下、図９および図１０を参照し、周波数および振幅を補正する処理の一例について説明する。
図９に、周波数・振幅補正部１３による処理のロジックを示している。本実施形態では、スペクトラムの代表荷重に対応する荷重を疲労試験機３により供試体２に与えながら応答を確認しつつ、その応答確認結果に基づいて周波数および振幅を補正する。かかる補正処理は、スペクトラムの複数の代表荷重（または代表変位）の各々について順次行れる。 It is preferable that the frequency / amplitude correction unit 13 corrects the amplitude of the representative load of the spectrum in addition to the correction of the frequency of the representative load of the spectrum.
Hereinafter, an example of processing for correcting the frequency and the amplitude will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
FIG. 9 shows the logic of processing by the frequency / amplitude correction unit 13. In this embodiment, the response and the amplitude are corrected based on the response confirmation result while confirming the response while applying the load corresponding to the representative load of the spectrum to the specimen 2 by the fatigue testing machine 3. Such correction processing can be sequentially performed for each of the plurality of representative loads (or representative displacements) of the spectrum.

図１０は、一例として、疲労試験機３の性能に基づく周波数と振幅との対応関係Ｒと、応答確認結果とを示している。
補正処理の最初では、スペクトラムの代表荷重（または代表変位）に対応する目標波形を示す制御信号Ｃ０を疲労試験機３に入力することにより、目標波形に対応する荷重を供試体２に入力する。制御信号Ｃ０の周波数は一定である。補正処理の最初では、制御信号Ｃ０の周波数は、対応関係Ｒに従って定められる。 FIG. 10 shows, as an example, the correspondence R between the frequency and the amplitude based on the performance of the fatigue testing machine 3, and the response confirmation result.
At the beginning of the correction process, the control signal C0 indicating the target waveform corresponding to the representative load (or representative displacement) of the spectrum is input to the fatigue testing machine 3, whereby the load corresponding to the target waveform is input to the specimen 2. The frequency of the control signal C0 is constant. At the beginning of the correction process, the frequency of the control signal C0 is determined according to the correspondence relationship R.

その後、周波数・振幅補正部１３は、荷重計あるいは変位計による計測により応答を確認しつつ、応答確認結果に基づいて制御信号Ｃ０の周波数および振幅を更新する。そうすることで、応答を100％に向けて収束させる。
ここで、荷重または変位の計測値が、目標値に対応して予め定められた閾値の範囲内にあるため、目標値と計測値との差が許容される場合（ケースＡ）は、応答はほぼ100％であって、周波数および振幅の補正は必要ない、
ケースＡの例としては、図１０に示すＡの範囲のデータが該当する。
閾値は、目標値の前後にそれぞれ定めることができる。また、目標値の所定の比率あるいは所定値だけ目標値から離れた値を閾値として定めることができる。 Thereafter, the frequency / amplitude correction unit 13 updates the frequency and amplitude of the control signal C0 based on the response confirmation result while confirming the response by measurement with a load meter or a displacement meter. Doing so converges the response towards 100%.
Here, since the measured value of the load or displacement is within a predetermined threshold range corresponding to the target value, if the difference between the target value and the measured value is allowed (case A), the response is Almost 100%, no frequency and amplitude correction needed,
As an example of case A, data in the range A shown in FIG.
The threshold value can be determined before and after the target value. Further, a predetermined ratio of the target value or a value separated from the target value by the predetermined value can be determined as the threshold value.

目標値に対して計測値が逸脱しており、目標値に対応する閾値よりも計測値が小さい場合（ケースＢ）は、応答が不足しているため、それに適合する補正処理を実施する。
その際には、試験時間の短縮のため、周波数を小さくする修正は避けたいので、周波数の補正に先立ち、まず、振幅を大きくする補正を行う。この振幅補正を最大でＮ回まで継続し、それでも応答が不足している場合は、周波数を小さくする補正を行う。ケースＢの例としては、図１０に示すＢの範囲のデータが該当する。
一方、目標値に対応する閾値よりも計測値が大きい場合（ケースＣ）は、応答が過剰であるため、振幅を小さくする補正処理を実施する。ケースＣの例としては、図１０に示すＣの範囲のデータが該当する。 When the measured value deviates from the target value and the measured value is smaller than the threshold value corresponding to the target value (Case B), the response is insufficient, so that a correction process suitable for it is performed.
At that time, in order to shorten the test time, it is desirable to avoid the correction to reduce the frequency. Therefore, the correction to increase the amplitude is first performed before the frequency correction. This amplitude correction is continued up to N times at maximum, and if the response is still insufficient, correction for decreasing the frequency is performed. As an example of case B, the data in the range B shown in FIG.
On the other hand, when the measured value is larger than the threshold value corresponding to the target value (Case C), since the response is excessive, correction processing for reducing the amplitude is performed. As an example of case C, data in the range of C shown in FIG.

以上の補正処理により、例えば図８に示すように、応答が100％にほぼ収束する。   By the above correction processing, for example, as shown in FIG. 8, the response is almost converged to 100%.

続いて、関数設定部１４により、図８にプロットされた代表荷重（または代表変位）に関するデータ相互の間を補完することにより、制御信号Ｃ１を得るための関数Ｆ１を設定する（ステップＳ３：関数設定）。
本実施形態では、図８に示すプロットを直線（図８の破線）で近似することにより、周波数と振幅との関係を示す関数Ｆ１を得ているが、適宜な次数の曲線で表される関数を算出することができる。 Subsequently, the function setting unit 14 sets the function F1 for obtaining the control signal C1 by complementing the data related to the representative load (or representative displacement) plotted in FIG. 8 (step S3: function). Configuration).
In this embodiment, the function F1 indicating the relationship between the frequency and the amplitude is obtained by approximating the plot shown in FIG. 8 with a straight line (broken line in FIG. 8). Can be calculated.

そして、スペクトラム取得部１１により取得された波形データと、関数設定部１４により設定された関数Ｆ１とを用いて、信号生成部１５により、全スペクトラムの制御信号Ｃ１を生成する（ステップＳ４：信号生成）。
信号生成部１５は、波形データに関数Ｆ１を適用することで制御信号Ｃ１を生成する。具体的には、波形データに含まれる各波形シーケンスの振幅に対応する周波数を関数Ｆ１から求め、求めた周波数および波形データから制御信号Ｃ１を生成する。
以上により制御信号Ｃ１が生成されたならば、疲労試験機３に制御信号Ｃ１を供給することにより、供試体２の全スペクトラム試験を実施する。 Then, using the waveform data acquired by the spectrum acquisition unit 11 and the function F1 set by the function setting unit 14, the signal generation unit 15 generates the control signal C1 for the entire spectrum (step S4: signal generation). ).
The signal generator 15 generates the control signal C1 by applying the function F1 to the waveform data. Specifically, the frequency corresponding to the amplitude of each waveform sequence included in the waveform data is obtained from the function F1, and the control signal C1 is generated from the obtained frequency and waveform data.
When the control signal C1 is generated as described above, the control signal C1 is supplied to the fatigue testing machine 3 to perform the full spectrum test of the specimen 2.

図１１は、スペクトラムを実現する一連の制御信号Ｃ１の一部の区間のみを示している。制御信号Ｃ１の周波数は、振幅に応じて変化しており、振幅が相対的に大きいほど低く、振幅が相対的に小さいほど高い。
そのため、制御信号Ｃ１の周波数が、周期内に油圧アクチュエータ３１が十分な振幅で変位するように一定に定められた場合と比べて、試験時間を短縮することができる。 FIG. 11 shows only a part of a series of control signals C1 for realizing the spectrum. The frequency of the control signal C1 changes according to the amplitude, and is lower as the amplitude is relatively larger and higher as the amplitude is relatively smaller.
Therefore, the test time can be shortened compared to the case where the frequency of the control signal C1 is fixed so that the hydraulic actuator 31 is displaced with sufficient amplitude within the cycle.

本実施形態によれば、負荷速度または変位速度が一定となるように周波数を仮設定した上で、スペクトラムの代表荷重（または代表変位）について得られた応答に基づいて周波数および振幅を補正することによって関数Ｆ１を得ているので、関数Ｆ１を用いて、必要な応答を示す制御信号Ｃ１を生成することができる。その制御信号Ｃ１を疲労試験機３に供給することで、荷重、振幅、および波形がランダムである複雑なスペクトラムを供試体２に再現することができる。
そのことを検証するため、疲労試験機３の荷重計あるいは変位計を用いて応答を実測し、実測値が、スペクトラムの波形データ（図２）に対応していることを確認することが望ましい。
なお、周波数および振幅の補正および関数Ｆ１の設定にあたっては、スペクトラムに含まれる波形シーケンスの切り替わりを考慮した処理を行うことにより、スペクトラムをより完全に再現することができる。 According to the present embodiment, the frequency and the amplitude are corrected based on the response obtained for the representative load (or representative displacement) of the spectrum after temporarily setting the frequency so that the load speed or the displacement speed is constant. Since the function F1 is obtained by the above, the control signal C1 indicating the required response can be generated using the function F1. By supplying the control signal C1 to the fatigue testing machine 3, a complex spectrum with random loads, amplitudes, and waveforms can be reproduced on the specimen 2.
In order to verify this, it is desirable to measure the response using a load meter or displacement meter of the fatigue testing machine 3 and confirm that the measured value corresponds to the waveform data of the spectrum (FIG. 2).
When correcting the frequency and amplitude and setting the function F1, it is possible to reproduce the spectrum more completely by performing processing in consideration of switching of the waveform sequence included in the spectrum.

本実施形態では、疲労試験機３の負荷速度または変位速度が一定というアプローチから、負荷する荷重や変位に関係なく、周波数および振幅の関係を示す関数Ｆ１によりスペクトラムの波形を一括して処理することで、制御信号Ｃ１を生成することができる。つまり、荷重や変位を考慮してスペクトラムの波形を個々に処理する必要がないので、制御信号Ｃ１を容易にかつ短期間で用意することができる。
したがって、典型例と同様に、油圧アクチュエータ３１の十分な変位を許容する一定の周波数の制御信号を疲労試験機３に供給する場合は、全スペクトラム試験に例えば６ヶ月を要するところ、本実施形態によれば、全スペクトラムの制御信号Ｃ１を用意し、その制御信号Ｃ１を疲労試験機３に供給する全スペクトラム試験の完了までに要する期間を例えば数週間にまで大幅に短縮することができる。 In this embodiment, from the approach that the load speed or displacement speed of the fatigue testing machine 3 is constant, the spectrum waveform is collectively processed by the function F1 indicating the relationship between the frequency and the amplitude regardless of the load or displacement applied. Thus, the control signal C1 can be generated. That is, since it is not necessary to individually process the spectrum waveform in consideration of the load and displacement, the control signal C1 can be prepared easily and in a short period of time.
Accordingly, as in the case of the typical example, when a control signal having a constant frequency that allows sufficient displacement of the hydraulic actuator 31 is supplied to the fatigue testing machine 3, for example, six months are required for the entire spectrum test. Therefore, the control signal C1 for the entire spectrum is prepared, and the period required to complete the full spectrum test for supplying the control signal C1 to the fatigue testing machine 3 can be greatly reduced to, for example, several weeks.

ところで、本実施形態の供試体２を対象とする疲労試験は、航空機の全機を対象とする疲労試験に先行して行われる。
全機試験は、航空機の損傷許容設計の一環として行われ、全機疲労試験としては、時間の制約から、荷重のオミッション（削減）およびトランケーション（集約化）を行うことで簡略化されたスペクトラムを全機に与えるトランケーション試験が実施される。
全スペクトラムの１つのパターンのサイクル数が例えば１万サイクルであるとすると、トランケーション試験では、対応するパターンが例えば数百サイクルにまで減少している。オミッションおよびトランケーションの結果、トランケーション試験のスペクトラムの荷重は全スペクトラム試験のスペクトラムに対して嵩上げされている。
このように荷重のオミッションおよびトランケーションが行われたスペクトラムを全機試験に用いることの妥当性を確保する必要がある。 By the way, the fatigue test for the specimen 2 of the present embodiment is performed prior to the fatigue test for all aircraft.
All-machine testing is performed as part of aircraft damage tolerance design, and all-machine fatigue testing is simplified by performing load omission (reduction) and truncation (aggregation) due to time constraints. A truncation test will be conducted on all aircraft.
If the number of cycles of one pattern of the entire spectrum is 10,000 cycles, for example, in the truncation test, the corresponding pattern is reduced to, for example, several hundred cycles. As a result of mission and truncation, the spectrum load of the truncation test is raised relative to the spectrum of the full spectrum test.
Thus, it is necessary to ensure the validity of using the spectrum subjected to load mission and truncation for all-machine testing.

そのため、本実施形態では、供試体２に対して、全スペクトラム試験と、トランケーション試験とを実施し、それぞれの試験結果が等価であることを証明する。
図１２に、トランケーション試験の際に供試体２に与えられる簡略化スペクトラムのパターンの一例を示す。図２に示すような全スペクトラムのパターンについて、公知の手法によってオミッションおよびトランケーションを行うことによって、図１２に示すように簡略化されたなスペクトラムのパターンを得ることができる。このようなパターンを適宜に組み合わせた簡略スペクトラムを示す波形データから制御信号を生成し、疲労試験機３に供給することで、供試体２に対するトランケーション試験を行うことができる。トランケーション試験に用いられる制御信号の生成も、全スペクトラム試験に用いられる制御信号Ｃ１と同様に、コンピュータ装置上で実行されるコンピュータプログラムに基づいて自動的に行われることが好ましい。
トランケーション試験は、全スペクトラム試験に比べてサイクル数が格段に少ないため、短期間に終えることができる。トランケーション試験に用いられる制御信号の周波数には特に制約がなく、周波数が一定であってもよい。 Therefore, in this embodiment, a full spectrum test and a truncation test are performed on the specimen 2, and it is proved that each test result is equivalent.
FIG. 12 shows an example of a simplified spectrum pattern given to the specimen 2 during the truncation test. The entire spectrum pattern as shown in FIG. 2 is subjected to mission and truncation by a known method, whereby a simplified spectrum pattern as shown in FIG. 12 can be obtained. A truncation test can be performed on the specimen 2 by generating a control signal from waveform data indicating a simplified spectrum appropriately combining such patterns and supplying the control signal to the fatigue testing machine 3. The generation of the control signal used for the truncation test is preferably performed automatically based on a computer program executed on the computer device, similarly to the control signal C1 used for the full spectrum test.
The truncation test can be completed in a short time because the number of cycles is significantly smaller than the full spectrum test. The frequency of the control signal used in the truncation test is not particularly limited, and the frequency may be constant.

いずれも供試体２を対象とする全スペクトラム試験とトランケーション試験とのそれぞれの試験結果が等価であることを証明するためには、例えば、供試体２の応力範囲と破断繰り返し数との関係を示すＳ−Ｎ曲線を仮定し、全スペクトラム試験とトランケーション試験との試験結果がいずれも当該Ｓ−Ｎ曲線上にあることを確認する。これをもって、全スペクトラム試験とトランケーション試験とが等価であることが証明される。
なお、上記のＳ−Ｎ曲線は、例えば、供試体２に想定されるスペクトラムに対して嵩上げされた一定振幅の荷重を一定周波数で供試体２に与える疲労試験より得ることができる。 In order to prove that the test results of the whole spectrum test and the truncation test for the specimen 2 are equivalent to each other, for example, the relationship between the stress range of the specimen 2 and the number of repetitions of fracture is shown. Assuming an SN curve, it is confirmed that all the test results of the full spectrum test and the truncation test are on the SN curve. This proves that the full spectrum test and the truncation test are equivalent.
In addition, said SN curve can be obtained from the fatigue test which gives the test piece 2 the load of the constant amplitude raised with respect to the spectrum assumed to the test piece 2 at a fixed frequency, for example.

供試体２の他にも供試体が選定されている場合は、その供試体についても全スペクトラム試験およびトランケーション試験を行い、それぞれの試験結果が等価であることを証明するとよい。   When a specimen other than the specimen 2 is selected, it is preferable to perform a full spectrum test and a truncation test on the specimen, and prove that each test result is equivalent.

全スペクトラム試験と、トランケーション試験とは、順次行うこともできるし、並行して行うこともできる。順次行う場合、その順序を適宜に定めることができる。   The full spectrum test and the truncation test can be performed sequentially or in parallel. When performing sequentially, the order can be determined suitably.

供試体を対象とする疲労試験を終え、トランケーション試験の妥当性が証明されたならば、全機を対象としてトランケーション試験を行う。
上述したように、制御信号Ｃ１を生成するまでのプロセスにより供試体２を対象とする全スペクトラム試験に要する時間が短縮されており、供試体２を対象とするトランケーション試験には格別に時間を要さない。そのため、早期に全機試験に移行することができる。 After the fatigue test on the specimen is completed and the validity of the truncation test is proved, the truncation test is performed on all aircraft.
As described above, the time required for the entire spectrum test for the specimen 2 is shortened by the process until the control signal C1 is generated, and the truncation test for the specimen 2 requires a special time. No. Therefore, it is possible to shift to a full machine test at an early stage.

以上で説明したように、本実施形態では、関数Ｆ１を用いる一元的な処理により制御信号Ｃ１を生成する全スペクトラム試験と、トランケーション試験とを供試体２に対して実施し、それぞれの試験結果が等価であることの証明を経て、全機を対象にトランケーション試験を行う。それにより、処理の困難やコストのむやみな高騰を伴うことなく、疲労試験に関する期間や波形再現性の課題に対処できる現実的な疲労試験システム１を提供することができる。   As described above, in the present embodiment, the entire spectrum test for generating the control signal C1 and the truncation test are performed on the specimen 2 by the unified processing using the function F1, and each test result is obtained. After verifying that they are equivalent, we will perform a truncation test on all machines. As a result, it is possible to provide a realistic fatigue test system 1 that can cope with the problem of the period and waveform reproducibility related to the fatigue test without any difficulty in processing and a significant increase in cost.

〔変形例〕
上記実施形態は、コンピュータプログラムを用いて、負荷速度または変位速度が一定となるように仮設定した周波数を応答に基づいて補正することで関数Ｆ１を設定することに主要な特徴を有する。したがって、当該コンピュータプログラム（以下、疲労試験用プログラム）が関数Ｆ１に基づいて制御信号Ｃ１を生成することは必須ではなく、疲労試験用プログラムが出力した関数Ｆ１を別のコンピュータプログラムが受け取り、別のコンピュータプログラムが関数Ｆ１に基づいて制御信号Ｃ１を生成するように構成することもできる。 [Modification]
The above embodiment has a main feature in that the function F1 is set by using a computer program to correct the temporarily set frequency so that the load speed or the displacement speed is constant based on the response. Therefore, it is not essential for the computer program (hereinafter, fatigue test program) to generate the control signal C1 based on the function F1, and another computer program receives the function F1 output from the fatigue test program, The computer program may be configured to generate the control signal C1 based on the function F1.

また、関数Ｆ１を設定する疲労試験用プログラムが実行される限りにおいて、種々の構成が本発明に包含される。
例えば、疲労試験用プログラムが、疲労試験機３に備えられた駆動制御装置に導入されていてもよい。かかる駆動制御装置は、油圧アクチュエータ３１を駆動制御するものであり、上述した信号生成装置５の代わりに、周波数設定部１２と、周波数・振幅補正部１３と、関数設定部１４と、信号生成部１５とを備えることができる。 Further, as long as the fatigue test program for setting the function F1 is executed, various configurations are included in the present invention.
For example, a fatigue test program may be introduced into a drive control device provided in the fatigue testing machine 3. Such a drive control device drives and controls the hydraulic actuator 31, and instead of the signal generation device 5 described above, a frequency setting unit 12, a frequency / amplitude correction unit 13, a function setting unit 14, and a signal generation unit. 15.

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
本発明は、航空機に限らず、例えば、船舶、車両等の輸送機械や、ガスタービン等の動力源、工作機械等のあらゆる構造物の疲労試験に広く利用することができる。
そういった構造物の全体またはその部位（要素）に対して疲労試験を行うために、本発明を利用することができる。 In addition to the above, as long as the gist of the present invention is not deviated, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.
The present invention is not limited to airplanes, and can be widely used for fatigue tests of all structures such as transport machines such as ships and vehicles, power sources such as gas turbines, machine tools, and the like.
The present invention can be used to perform a fatigue test on the entire structure or a portion (element) thereof.

１ 疲労試験システム
２ 供試体（対象）
３ 疲労試験機
４ 架構
５ 信号生成装置
７ 演算装置
８ メモリ
９ 記憶装置
１１ スペクトラム取得部
１２ 周波数設定部
１３ 周波数・振幅補正部（補正部）
１４ 関数設定部
１５ 信号生成部
３１ 油圧アクチュエータ
Ｒ 対応関係
Ｃ１ 制御信号
Ｆ１ 関数
Ｓ１ 周波数設定ステップ
Ｓ２ 周波数・振幅補正ステップ
Ｓ３ 関数設定ステップ
Ｓ４ 信号生成ステップ 1 Fatigue test system 2 Specimen (target)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Fatigue testing machine 4 Frame 5 Signal generation apparatus 7 Arithmetic apparatus 8 Memory 9 Storage apparatus 11 Spectrum acquisition part 12 Frequency setting part 13 Frequency / amplitude correction part (correction part)
14 function setting unit 15 signal generation unit 31 hydraulic actuator R correspondence C1 control signal F1 function S1 frequency setting step S2 frequency / amplitude correction step S3 function setting step S4 signal generation step

Claims (10)

対象にランダムな波形の荷重を与えるアクチュエータを有する疲労試験機と、
前記疲労試験機に供給される制御信号を生成する信号生成装置と、を備え、
前記信号生成装置は、
前記疲労試験機の前記アクチュエータの負荷速度または変位速度が一定となるように、前記対象に与えられる荷重または変位の振幅に応じた周波数を仮設定する周波数設定部と、
前記対象に想定される荷重または変位のスペクトラムを代表する複数の代表荷重または代表変位の各々を、その振幅に応じて仮設定された周波数で前記対象に与えたときの応答を前記代表荷重または前記代表変位の目標値に向けて収束させるように、前記代表荷重または前記代表変位の周波数および振幅のうち少なくとも一方を補正する補正部と、
補正により得られた複数の前記代表荷重または前記代表変位の振幅と周波数との関係を示すデータ相互の間を補完することにより、周波数と振幅の関係を示す関数を設定する関数設定部と、
前記スペクトラムに前記関数を適用することで前記制御信号を生成する信号生成部と、を備える、
ことを特徴とする疲労試験システム。 A fatigue testing machine having an actuator for applying a random waveform load to the object;
A signal generation device for generating a control signal supplied to the fatigue testing machine,
The signal generator is
Said fatigue loading velocity or displacement velocity of the actuator of the testing machine so that a constant, the frequency setting unit for provisionally setting a frequency corresponding to the amplitude of the load or displacement applied to said target,
Each of the plurality of representative load or representative displacement representing the spectrum of the load or displacement that is assumed to the subject, the representative load or a response when given before Symbol subject in temporarily set frequency according to the amplitude A correction unit that corrects at least one of the representative load or the frequency and amplitude of the representative displacement so as to converge toward the target value of the representative displacement ;
A function setting unit that sets a function indicating the relationship between the frequency and the amplitude by complementing between the data indicating the relationship between the amplitude and the frequency of the representative load or the representative displacement obtained by the correction, and
A signal generation unit that generates the control signal by applying the function to the spectrum;
Fatigue test system characterized by that. 前記補正部は、
前記代表荷重または前記代表変位に対応する荷重を前記対象に与えながら応答を確認しつつ、応答に基づいて周波数および振幅の少なくとも一方を更新する、ことを特徴とする請求項１に記載の疲労試験システム。 The correction unit is
2. The fatigue test according to claim 1, wherein at least one of a frequency and an amplitude is updated based on the response while confirming a response while applying the representative load or a load corresponding to the representative displacement to the object. system. 前記対象は、
航空機の機体の構成要素に対応する供試体である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の疲労試験システム。 The subject is
A specimen corresponding to the components of the aircraft body.
The fatigue test system according to claim 1 or 2, wherein the system is a fatigue test system. コンピュータプログラムであって、
コンピュータにより実行される処理モジュールとして、
対象にランダムな波形の荷重を与えるアクチュエータを有する疲労試験機における前記アクチュエータの負荷速度または変位速度が一定となるように、前記対象に与えられる荷重または変位の振幅に応じた周波数を仮設定する周波数設定部と、
前記対象に想定される荷重または変位のスペクトラムを代表する複数の代表荷重または代表変位の各々を、その振幅に応じて仮設定された周波数で前記対象に与えたときの応答を前記代表荷重または前記代表変位の目標値に向けて収束させるように、前記代表荷重または前記代表変位の周波数および振幅のうち少なくとも一方を補正する補正部と、
補正により得られた複数の前記代表荷重または前記代表変位の振幅と周波数との関係を示すデータ相互の間を補完することにより、周波数と振幅との関係を示す関数を設定する関数設定部と、を備える、
ことを特徴とする疲労試験用プログラム。 A computer program,
As a processing module executed by a computer,
A frequency that temporarily sets a frequency corresponding to the amplitude of the load or displacement applied to the object so that the load speed or displacement speed of the actuator in a fatigue testing machine having an actuator that applies a load having a random waveform to the object is constant. A setting section;
Each of the plurality of representative load or representative displacement representing the spectrum of the load or displacement that is assumed to the subject, the representative load or a response when given before Symbol subject in temporarily set frequency according to the amplitude A correction unit that corrects at least one of the representative load or the frequency and amplitude of the representative displacement so as to converge toward the target value of the representative displacement ;
A function setting unit for setting a function indicating the relationship between the frequency and the amplitude by complementing between the data indicating the relationship between the amplitude and the frequency of the representative load or the representative displacement obtained by the correction; Comprising
A fatigue test program characterized by that. 前記処理モジュールとして、
前記スペクトラムに前記関数を適用することで、前記疲労試験機に供給される制御信号を生成する信号生成部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項４に記載の疲労試験用プログラム。 As the processing module,
By further applying the function to the spectrum, further comprising a signal generation unit that generates a control signal supplied to the fatigue testing machine,
The fatigue test program according to claim 4. 対象にランダムな波形の荷重を与える油圧アクチュエータと、
前記対象および前記油圧アクチュエータを支持する架構と、
前記油圧アクチュエータを駆動制御する駆動制御装置と、を備える疲労試験機であって、
前記駆動制御装置は、
前記油圧アクチュエータの負荷速度または変位速度が一定となるように、前記対象に与えられる荷重または変位の振幅に応じた周波数を仮設定する周波数設定部と、
前記対象に想定される荷重または変位のスペクトラムを代表する複数の代表荷重または代表変位の各々を、その振幅に応じて仮設定された周波数で前記対象に与えたときの応答を前記代表荷重または前記代表変位の目標値に向けて収束させるように、前記代表荷重または前記代表変位の周波数および振幅のうち少なくとも一方を補正する補正部と、
補正により得られた複数の前記代表荷重または前記代表変位の振幅と周波数との関係を示すデータ相互の間を補完することにより、周波数と振幅との関係を示す関数を設定する関数設定部と、
前記スペクトラムに前記関数を適用することで、前記油圧アクチュエータに供給される制御信号を生成する信号生成部と、を備える、
ことを特徴とする疲労試験機。 A hydraulic actuator that applies a random waveform load to the target;
A frame that supports the object and the hydraulic actuator;
A drive control device for driving and controlling the hydraulic actuator, and a fatigue testing machine comprising:
The drive control device includes:
A frequency setting unit that temporarily sets a frequency according to the amplitude of the load or displacement applied to the object so that the load speed or displacement speed of the hydraulic actuator is constant;
Each of the plurality of representative load or representative displacement representing the spectrum of the load or displacement that is assumed to the subject, the representative load or a response when given before Symbol subject in temporarily set frequency according to the amplitude A correction unit that corrects at least one of the representative load or the frequency and amplitude of the representative displacement so as to converge toward the target value of the representative displacement ;
A function setting unit for setting a function indicating the relationship between the frequency and the amplitude by complementing between the data indicating the relationship between the amplitude and the frequency of the representative load or the representative displacement obtained by the correction;
A signal generation unit that generates a control signal supplied to the hydraulic actuator by applying the function to the spectrum;
Fatigue testing machine characterized by that. 対象にランダムな波形の荷重を与える疲労試験方法であって、
コンピュータプログラムを用いることにより、
前記対象に荷重を与える疲労試験機のアクチュエータの負荷速度または変位速度が一定となるように、前記対象に与えられる荷重または変位の振幅に応じた周波数を仮設定する周波数設定ステップと、
前記対象に想定される荷重または変位のスペクトラムを代表する複数の代表荷重または代表変位の各々を、その振幅に応じて仮設定された周波数で前記対象に与えたときの応答を求めるステップと、
前記応答を前記代表荷重または前記代表変位の目標値に向けて収束させるように、前記代表荷重または前記代表変位の周波数および振幅のうち少なくとも一方を補正する補正ステップと、
補正により得られた複数の前記代表荷重または前記代表変位の振幅と周波数との関係を示すデータ相互の間を補完することにより、
周波数と振幅との関係を示す関数を設定する関数設定ステップと、
前記スペクトラムに前記関数を適用することで、前記疲労試験機に供給される制御信号を生成する信号生成ステップと、
前記制御信号に基づいて前記疲労試験機により前記対象に荷重を与える負荷ステップと、を備える、
ことを特徴とする疲労試験方法。 A fatigue test method for applying a random waveform load to an object,
By using a computer program,
A frequency setting step for temporarily setting a frequency according to the amplitude of the load or displacement applied to the object so that the load speed or displacement speed of the actuator of the fatigue tester that applies a load to the object is constant;
Determining a response when each of the plurality of representative load or representative displacement representing the spectrum of the load or displacement that is assumed to the subject were given before Symbol subject in temporarily set frequency according to the amplitude,
A correction step of correcting at least one of the frequency and amplitude of the representative load or the representative displacement so as to converge the response toward the target value of the representative load or the representative displacement ;
By complementing between the data indicating the relationship between the amplitude and frequency of the representative load or the representative displacement obtained by the correction,
A function setting step for setting a function indicating the relationship between frequency and amplitude;
A signal generation step of generating a control signal supplied to the fatigue testing machine by applying the function to the spectrum;
A load step of applying a load to the object by the fatigue testing machine based on the control signal,
A fatigue test method characterized by the above. 前記応答を求めるステップにより、前記代表荷重または前記代表変位に対応する荷重を前記対象に与えながら応答を確認しつつ、
前記補正ステップにより、前記応答に基づいて周波数および振幅の少なくとも一方を更新する、
ことを特徴とする請求項７に記載の疲労試験方法。 While determining the response, confirming the response while applying a load corresponding to the representative load or the representative displacement to the target,
Updating at least one of frequency and amplitude based on the response by the correcting step ;
The fatigue test method according to claim 7. 前記制御信号に基づいて、装置の構成要素に対応する供試体である前記対象に荷重を与える全スペクトラム試験の結果と、
前記スペクトラムに対して簡略化された簡略スペクトラムを前記供試体に与える簡略スペクトラム試験の結果とが、等価であることを確認するステップと、
前記装置の全体を対象として、前記スペクトラムに対して簡略化された簡略スペクトラムを与える全体試験を行うステップと、を備える、
ことを特徴とする請求項７または８に記載の疲労試験方法。 Based on the control signal, the result of a full spectrum test that applies a load to the object, which is a specimen corresponding to a component of the apparatus,
Confirming that the results of a simplified spectrum test, which gives the specimen a simplified spectrum simplified relative to the spectrum, are equivalent;
Performing an overall test on the entire device to provide a simplified spectrum that is simplified with respect to the spectrum,
The fatigue test method according to claim 7 or 8, wherein: 前記対象は、
航空機の機体の構成要素に対応する供試体である、
ことを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の疲労試験方法。 The subject is
A specimen corresponding to the components of the aircraft body.
The fatigue test method according to any one of claims 7 to 9, wherein

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