お客様の挑戦
過去 30 年間、バッファロー大学（UB）の構造工学・地震シミュレーション研究所（SEESL）は、土木構造工学の発展に大きな役割を果たしてきました。また、質の高い教育、先駆的な研究、様々な業界のコード、規格、試験方法の確立を支援することで、これを実現してきました。
SEESL は現在、幅広い業務をサポートしています。この施設では、地震工学研究学際センター (MCEER)と地震工学シミュレーションネットワーク (NEES) の George E. Brown, Jr. のスペースが確保されています。また、UB の教育・研究活動を支援し、商業・研究目的の外部顧客にもサービスを提供しています。専門分野は、構造振動試験、動的試験、材料静的試験、構造制御試験、HVAC システムや吊り天井などの非構造部材や変電所などのライフラインシステムの検証などです。
UB 土木・構造・環境工学科の教授で、SEESL 施設の創設者である Andrei Reinhorn 博士は、こう述べています。「私たちは業界初のことを数多く達成してきましたが、この施設が生み出した才能にも同様に誇りに思っています。31 年間で 400 人以上のエンジニアが卒業し、その多くが世界各地で高度な土木・耐震試験所を設立しています。」
SEESL は、大規模な負荷、変位、試料サイズに対応した、より現実的なシミュレーションを提供するために常に努力しています。「私たちが調べている構造物の多くは、私たちのラボよりも大きいため、試験できるアイテムのサイズに制限があります」と Reinhorn 博士は言います。「そのため、試験ラボで最も正確なシミュレーションを提供しつつ、コストを抑えるためのより良い方法を見つけることが、私たちの継続的な課題の一つとなっています。」
MTS のソリューション
1983 年以来、MTS は SEESL に、新しい試験要求に迅速に対応するために必要な構成可能な技術と、SEESL の試験エンジニアが新しい研究方法を探求するために必要な試験の専門知識を提供してきました。この長年のパートナーシップにより、SEESL は土木構造物や地震シミュレーションの精度を向上させるための新しい技術を継続的に発見することができました。
SEESL は 2004 年に大規模なアップグレードを完了し、施設のサイズを 3 倍に拡大し、 MTS が提供する最新の試験装置を統合しました。オリジナルの 5DOF 振動台を補完する 2 台の 6DOF 振動台、大型の動的および静的アクチュエータ、地盤工学用の層流ボックス、ネットワーク化された MTS FlexTest® コントローラが挙げられます。2 台の MTS 6DOF 振動台を組み合わせることで、長さ 40 メートルの実物大の橋梁スパンなど、非常に大きな試料の試験をサポートすることができます。MTS と SEESL は、非構造部材のシミュレーションのための独自の施設を共同で開発しました。この施設は、2 階建ての振動台で構成され、振幅は± 1 メートル、速度は最大で毎秒 3 メートルです。
MTS と 27 年間協力関係にある SEESL 社のテクニカルサービスマネージャーである Mark Pitman 氏は、「振動台の構成可能性は、試験や実験の面で我々に新しい世界をもたらしました。」といいます。
Pitman 氏によると、このようなイノベーションは、 MTS の試験装置の汎用性と精度、そして MTS のフィールドエンジニアの容易に入手可能な専門知識によって可能になります。
「地震シミュレーションや静的・動的試験の専門家に直接協業できることに感謝しています。また、 MTS にはアプリケーション、システムエンジニアリング、設備計画の各レベルで有能なエンジニアリングスタッフが常に存在しています」 Pitman 氏はいいます。「MTS は、どこにも負けないレベルの技術サポートとフィールドエンジニアリングを提供してくれました。」
このサポートの一例として、SEESL は MTS と協力してハイブリッドシミュレーション技術を早期に開発しました。この技術は、下部構造の機械試験と残りの構造のコンピュータモデルを同時に組み合わせたものです。この技術は、地震事象が土木構造物にどのような影響を与えるかを理解するための効果的な手段であり、構造物全体を試験するために必要なラボスペースや試験機器に投資する必要はありません。
「ハイブリッドシミュレーションは、試料のサイズを管理しつつ、試料が属する大規模な構造体の特性をより正確に把握するために不可欠であることがわかりました」と Reinhorn 博士は述べています。
お客様のメリット
Reinhorn 博士とPitman 氏は、SEESL が土木構造工学の分野で世界的なリーダーとしての地位を確立し、維持するためには、MTS が不可欠であったと認めています。このパートナーシップにより、SEESL 社のエンジニアが自信を持って教育、研究、商業試験の目的を支援する新しい試験方法を追求できるような、高い能力と設定可能な基盤が構築されました。
「試験機器の柔軟性は、創造性を発揮して新しいイノベーションを追求するという意味で、私たちを自由にしてくれます」と Pitman 氏は述べています。「私たちは研究や実験の先駆者かもしれませんが、それは MTS がこのような優れたガイドをしてくれたことによるところが大きいです。」
「このラボの柔軟性は、教育や指導の観点からもメリットがあります。というのも、試験ソフトウェアやハードウェアを標準化することで、学習を容易にすることができるからです」と Reinhorn 博士は付け加えています。「学生は実験方法を理解することに集中でき、試験装置自体を使いこなすことには集中できません。」
さらに、SEESL は MTS から定期メンテナンスを受けており、これも SEESL のサクセスストーリーに欠かせない要素だと Pitman 氏は述べています。「定期的なメンテナンス、キャリブレーション、そして修理によるアップタイムのおかげで、MTS 装置を最小限の停止時間で稼働させることができました。」「現在、毎日のように 5 〜 6 のプロジェクトが並行して進行しており、それぞれが異なる準備段階にあります。」
Reinhorn 博士は、今後の SEESL と MTS のさらなる素晴らしい成果を期待しています。「MTS の存在とサポートがなければ、今の私たちがあったとは思えません。MTS とのパートナーシップは過去 30 年間素晴らしいものでしたが、これからもずっと続いていくことを願っています。」
