報告書番号

383045

タイトル（和文）

強制振動実験のデータ分析手法（その２）－地盤・構造物系の最適モデル化手法の開発－

タイトル（英文）

DATA REDUCTION METHOD FOR FORCED VIBRATION TEST (2) -SYSTEM PARAMETER IDENTIFICATION BY NEWTON METHOD-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

原子力発電所のような重要な構造物ではその耐震性を検証するとともに今後の類似構造物の耐震設計資料を得るために，地震観測や振動試験などの検討が実施される。これらの実証的検討では観測挙動を良く表現しうる数値モデルの作成が不可欠であるが，減衰分布や剛性分布，相互作用ばねなどを特定することが困難であった。本研究は，モデル応答と計測された応答との差および満足すべき振動方程式の値よりなる残差と，同定すべき定数の生起確率を与えて評価関数を定めこれを非線形最小二乗法により最小とすることにより最適モデルを同定する手法を開発したものである。本手法は感度係数の簡便な算定法や解の発散防止，物理的な既知情報の追加が容易に行えるよう図られている。本研究は数値解析と各種観測・計測結果とを結合するのに有用であり，重要構造物の耐震設計に資するのみならず，組立てを伴う複雑な機械・航空機などの設計にも適用しうる。

概要 （英文）

METHOD HAS BEEN DEVELOPED TO IDENTIFY SYSTEMPARAMETERS BASED ON FORCED VIBRATION TESTS OF ACTUAL STRUCTURES.THIS METHOD IS APPLICABLE TO CIVIL, ARCHITECTURAL AND MECHANICAL STRUCTURAL SYSTEMS. PROPOSED IDENTIFICATION PROCEEDS THROUGH THE MINIMIZATION OF THE ERROR BETWEEN EXPERIMENTAL AND MODEL RESPONSES, WHICH ARE FUNCTION OFTHE UNKNOWN PARAMETERS AND THE STRUCTURE OF THE SYSTEM.THE MODEL IS A LINEAR ONE OF ARBITRARY ORDER SUCH AS NETWORKS OF LUMPED MECHANICAL ELEMENTS. SO THE COMPLEX EIGEN-VALUES AND MODESHAPES CAN BE DIRECTLY IDENTIFIED IN STEAD OF RELYING UPON AND BEING CONSTRAINED BY THE SO-CALLED NORMAL MODE CONCEPT. THE IDENTIFICATION ERROR IS DEFINED BY A CRITERION FUNCTION,AND ITS MINIMIZATION CARRIED OUT BY NON-LINEAR LEAST SQUARE METHODS.THE METHODS CONSIST OF STEEPEST DESCENT METHOD,DAMPED METHOD AND MOORE-PENROSE S PSEUDO-INVERSE METHOD,EACH OF WHICH IS SELECTED AUTOMATICALLY ACCORDING TO NON-LINEARITY OF THE CRITERION FUNCTION AND RANK OF COEFFICIENT MATRIX DECIDED BY MINIMUM/MAXIMUM SINGULAR VALUE. OBTAINING LEAST SQUARES SOLUTIONS, A DIRECT METHOD CALLED BY QR METHOD IS USED INSTEAD OF NORMAL EQUATIONS METHOD IN ORDER TO MINIMIZE A ROUND-OFF ERROR.FURTHERMORE,SOME OF STATISTICAL CONCEPTS HAVE BEEN APPLIED TO ESTIMATED PARAMETERS IN THIS METHOD. THE OTHER EFFICIENT ALGORITHMS ARE INTRODUCED WHICH ARE 1)EVALUATING THE SENSITIVITY MATRIX OF THE RESPONSE TO THE PARAMETERS AND 2)GROUPING THE UNKNOWN PARAMETERS. PROGRAM SPIN(SYSTEM PARAMETER IDENTIFICATION BY NEWTON METHOD) WAS EXAMINED EXTENSIVELY.AS A RESULT, IT WAS FOUND THAT THE PROGRAM IS NUMERICALLY STABLE AND EFFICIENT TO IDENTIFY THE SYSTEM PARAMETERS.

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