JP2009072904A - ウォータージェットピーニング施工方法 - Google Patents
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Abstract
ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を制御すること。
【解決手段】
ウォータージェットピーニングの強制加振振動数は、噴射距離,噴射流量,ノズル径で
変化することを見出したので、ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に
応じて、ウォータージェットピーニングの噴射距離,噴射流量,ノズル径を選定すること
で、共振を防止できる。
【効果】
本発明によれば、ウォータージェットピーニング施工による施工対象物の共振損傷を防
止できる。
【選択図】図4
Description
(1)ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェットピーニングの強制加振振動数とが異なるようにウォータージェットピーニングを施工し、共振を押さえることで達成される。
(2)ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を変えるには、ウォータージェットピーニングのノズルと施工対象物の噴射距離を変えることで達成される。ウォータージェットピーニングの強制加振振動数(Hz)と噴射距離(mm)の関係は、以下の二つの5次多項式近似で予測できる。
−8.8598x+773 …式(1)
y=1E−09x5−9E−07x4+0.0002x3−0.0197x2
−0.0274x+272 …式(2)
ここで、yはウォータージェットピーニングの強制加振振動数を、xはウォータージェットピーニングのノズルと施工対象物の噴射距離を示す。
(3)ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を変えるには、噴射流量を変えることで達成される。ウォータージェットピーニングの強制加振振動数(Hz)と噴射流量(L/min)の関係は、以下の二つの線形近似で予測することができる。
y=−4.1x+407 …式(4)
ここで、yはウォータージェットピーニングの強制加振振動数を、xは噴射流量を示す。ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±10%以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるような噴射流量条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。
ウォータージェットピーニングの噴射流量が少ないと、1回の施工で応力改善できる幅が小さくなる。一方、噴射流量が多いと1回の施工で応力改善できる幅は大きくなるが、高圧水を噴射するための高圧ポンプが高価になる。従って、1回の施工で得られる応力改善幅が大きく、高圧ポンプが廉価な、噴射流量20L/minから50L/minの間で噴射流量を選定することで、工業的価値を保ちながら、共振の発生を防止できるので、この範囲は特に好適である。
(4)ウォータージェットピーニングの強制加振振動数を変えるには、ウォータージェットピーニングのノズル径を変えることで達成される。ウォータージェットピーニングの強制加振振動数(Hz)とノズル径(mm)の関係は、以下の二つの線形近似で予測することができる。
y=−179x+576 …式(6)
ここで、yはウォータージェットピーニングの強制加振振動数を、xはノズル径を示す。ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数から±10%以上離れたウォータージェットピーニングの強制加振振動数となるようなノズル径の条件で、ウォータージェットピーニングを施工すると、応答倍率が低下するため、より共振の発生を防止できる。ウォータージェットピーニングのノズル径が小さいと、1回の施工で応力改善できる幅が小さくなる。一方、ノズル径が大きいと1回の施工で応力改善できる幅は大きくなるが、高圧水を噴射するための高圧ポンプが高価になる。従って、1回の施工で得られる応力改善幅が大きく、高圧ポンプが廉価な、ノズル径1mmから2mmの間でノズル径を選定することで、工業的価値を保ちながら、共振の発生を防止できるので、この範囲は特に好適である。
(1)ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェットピーニングのノズルとウォータージェットピーニング施工対象物との噴射距離を変える、
(2)ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェットピーニングのノズルから噴射される噴射流量を変える、
(3)ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェットピーニングのノズル径を変える、
こうした手段で、共振を避けることを特徴とする。
ウォータージェットピーニングで発生する荷重値より十分に大きく設定。
ロードセルの固有振動数が低い場合、ロードセル自体が、ウォータージェットピーニ ングの強制加振振動数と共振する可能性があるので、ウォータージェットピーニング の強制加振振動数より十分大きい固有振動数に設定。
ウォータージェットピーニングの強制加振振動数が十分計測できるように、ウォータ ージェットピーニングの強制加振振動数の約10倍に設定。
振動特性が安定した後測定するように設定。
−8.8598x+773 …式(1)
y=1E−09x5−9E−07x4+0.0002x3−0.0197x2
−0.0274x+272 …式(2)
ここで、yはウォータージェットピーニングの強制加振振動数(Hz)を、xはウォータージェットピーニングのノズルと施工対象物の噴射距離(mm)を示す。
y=−4.12x+407 …式(4)
ここで、yはウォータージェットピーニングの強制加振振動数(Hz)を、xは噴射流量(L/min)を示す。
y=−179x+576 …式(6)
ここで、yはウォータージェットピーニングの強制加振振動数(Hz)を、xはノズル径(mm)を示す。
2 固定治具
3 噴射受け板
4 噴射ノズル
5 ウォータージェット
6 水槽
7 純水
8 高圧ポンプ
9 導水チューブ
10 噴射距離
11 流量調節弁
12 ノズル径
13 噴射角度
14 噴射流量
15 圧力計
16 噴射圧力
17 原子炉圧力容器
18 コアシュラウド
19 原子炉ウェル
20 ウォータージェットピーニング装置
21 オペレーションフロア
Claims (12)
- ウォータージェットおよびキャビテーションの圧壊圧力により材料表面に衝撃力を与え
、残留応力を改善または洗浄または表面改質を行うウォータージェットピーニング施工方
法において、
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数と、ウォータージェットピーニ
ングの強制加振振動数とが異なるように、ウォータージェットピーニングを施工すること
で、共振を避けることを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。 - 請求項1のウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェッ
トピーニングの強制加振振動数とが異なるようにする手段として、
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェット
ピーニングのノズルとウォータージェットピーニング施工対象物との噴射距離を変え、共
振を避けることを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。 - 請求項1のウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェッ
トピーニングの強制加振振動数が異なるようにする手段として、
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェット
ピーニングのノズルから噴射される噴射流量を変え、共振を避けることを特徴とするウォ
ータージェットピーニング施工方法。 - 請求項1のウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数とウォータージェッ
トピーニングの強制加振振動数が異なるようにする手段として、
ウォータージェットピーニング施工対象物の固有振動数に応じて、ウォータージェット
ピーニングのノズル径を変え、共振を避けることを特徴とするウォータージェットピーニ
ング施工方法。 - 請求項2のウォータージェットピーニング施工方法において、
前記噴射距離を20mmから100mmの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。 - 請求項3のウォータージェットピーニング施工方法において、
前記噴射流量を20L/minから50L/minの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。 - 請求項4のウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ノズル径を1mmから2mmの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。 - 施工対象物の材料表面にウォータージェットおよびキャビテーションの圧壊圧力により衝撃を与え、施工対象物の残留応力の改善,洗浄,表面改質の少なくともいずれかを行うウォータージェットピーニング施工方法において、
前記施工対象物は、200Hzまたは450Hz以外の固有振動数を有し、
ウォータージェットピーニングのノズルとウォータージェットピーニング施工対象物との間の噴射距離を100mmから250mmの間で選定したことを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。 - ウォータージェットまたはキャビテーションにより施工対象物の材料表面の残留応力の改善,洗浄,表面改質の少なくともいずれかを行うウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ウォータージェットの強制加振振動数を、前記施工対象物の固有振動数と異なるように設定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。 - 請求項9に記載されたウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ウォータージェットのノズルと、前記施工対象物の距離を20mmから100mmの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。 - 請求項9に記載されたウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ウォータージェットの噴射流量を20L/minから50L/minの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。 - 請求項9に記載されたウォータージェットピーニング施工方法において、
前記ウォータージェットのノズル径を1mmから2mmの間で選定することを特徴とするウォータージェットピーニング施工方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114473880A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-13 | 浙江大学 | 一种超声波辅助流体空化研磨设备 |
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JPH07328859A (ja) * | 1994-06-09 | 1995-12-19 | Babcock Hitachi Kk | キャビテーションによる耐食処理法 |
JPH11114830A (ja) * | 1997-10-09 | 1999-04-27 | Babcock Hitachi Kk | ウォータージェット施工方法 |
JP2005085978A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Kaijo Corp | 枚葉式洗浄方法及び洗浄装置 |
JP2005288684A (ja) * | 2004-03-08 | 2005-10-20 | Citizen Watch Co Ltd | 振動工具 |
-
2008
- 2008-08-20 JP JP2008211276A patent/JP5559961B2/ja active Active
-
2013
- 2013-12-24 JP JP2013265123A patent/JP5627761B2/ja active Active
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CN114473880A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-13 | 浙江大学 | 一种超声波辅助流体空化研磨设备 |
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