活用例 2019/09/04

大型振動台上での動的挙動計測

▲構造物を加振し、対象の挙動を高精度に解析。加速度計を使用した実験時間を1週間から半日に削減。

試験準備・解析の手間を低減

振動試験機で過去の地震を再現、構造物の耐久性を研究しています。これまでは加速度計を使用して加振時の構造物の挙動を計測していました。試験準備では、計測ポイントに加速度計を軸方向に留意しながら取り付ける作業に長い時間がかかっていました。また、加速度計から変位量を演算し、建物全体の動きを分析する解析の手間もかかっていました。
非接触3次元動的挙動計測システムを使うことで、軸方向を気にせず計測ポイントに専用の反射マーカーを貼付するだけで3軸の位置情報が高精度に取得できます。その3次元情報を基に解析ソフトウェア「SKYCOM」で変位量や加速度が様々な計測がリアルタイムで可能になります。

レーザー変位計との精度比較で納得

加速度計に加え、レーザー変位計でも計測していました。レーザー変位計では、対象物の構造物から6m程度しか離せないため、振動試験機の揺れの影響を受けてしまうという課題がありました。
非接触3次元動的挙動計測システムはカメラで対象を囲い計測空間を構築しますが、30m先のセンサー(反射マーカー)を認識できるため、試験機の揺れの影響を受けない場所に設置できます。その際、重要となる精度比較では校正証明されているレーザー変位計を用いて精度を検証しました。本システムの高い精度に納得し、リプレイスとなりました。
参考:OptiTrackの品質

計測環境とシステム概要

8m×8mの振動試験機上で構造物(3階建てのビル)を加振し、変位や加速度の計測を実施。計測では、モーションキャプチャ「OptiTrack」カメラを使用し、30m先にある対象の構造物に貼付された100点以上のセンサー(反射マーカー)の位置を非接触かつ高精度に計測しています。取得したデータは、解析ソフトウェア「SKYCOM」でリアルタイムに変位・加速度・周波数等を解析しています。 さらに、振動台上にもセンサーを取り付ける事で振動台の動きをキャンセル、構造物の純粋な挙動を算出しています。

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