JPH0611398A - 配管系の応力推定評価装置 - Google Patents
配管系の応力推定評価装置Info
- Publication number
- JPH0611398A JPH0611398A JP17064892A JP17064892A JPH0611398A JP H0611398 A JPH0611398 A JP H0611398A JP 17064892 A JP17064892 A JP 17064892A JP 17064892 A JP17064892 A JP 17064892A JP H0611398 A JPH0611398 A JP H0611398A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stress
- spectrum
- cpu
- accelerometers
- acceleration
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 計測評価時間を短縮でき、設置作業が容易
で、熟練した技術を必要とせず、かつ、任意の点での発
生応力の推定評価を可能にする。 【構成】 評価対象である配管系の任意の複数個所に加
速度計１１を取り付ける。この加速度計１１により計測
された信号は、アンプ７、Ａ／Ｄ変換器８を介してＣＰ
Ｕ９に取り込まれる。ＣＰＵ９は対象とする配管をモデ
ル化した解析モデルを設定し、加速度計１１によって得
られた加速度信号を周波数分析し、加速度応答スペクト
ルを求める。ＣＰＵ９は上記解析モデル及び求められた
加速度応答スペクトルから振動の元である加振力の入力
スペクトルを求め、この入力スペクトルを基に、配管系
モデルを用いて応力スペクトルを求める。更にこの応力
スペクトルを周波数積分して、配管系に発生する応力を
求め、この発生応力により配管系の疲労の評価を行な
う。
で、熟練した技術を必要とせず、かつ、任意の点での発
生応力の推定評価を可能にする。 【構成】 評価対象である配管系の任意の複数個所に加
速度計１１を取り付ける。この加速度計１１により計測
された信号は、アンプ７、Ａ／Ｄ変換器８を介してＣＰ
Ｕ９に取り込まれる。ＣＰＵ９は対象とする配管をモデ
ル化した解析モデルを設定し、加速度計１１によって得
られた加速度信号を周波数分析し、加速度応答スペクト
ルを求める。ＣＰＵ９は上記解析モデル及び求められた
加速度応答スペクトルから振動の元である加振力の入力
スペクトルを求め、この入力スペクトルを基に、配管系
モデルを用いて応力スペクトルを求める。更にこの応力
スペクトルを周波数積分して、配管系に発生する応力を
求め、この発生応力により配管系の疲労の評価を行な
う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、配管系の加速度信号
から解析モデルを介して発生応力を推定・評価する配管
系の応力推定評価装置に関する。
から解析モデルを介して発生応力を推定・評価する配管
系の応力推定評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来における配管系の応力推定評価装置
は、図４に示すように構成されている。図４において、
１は主配管で、この主配管１に分岐配管２が連結されて
いる。一般に、分岐配管２は固定壁３から幾つかのサポ
ート４を介して支持され、弁５が設置されている。
は、図４に示すように構成されている。図４において、
１は主配管で、この主配管１に分岐配管２が連結されて
いる。一般に、分岐配管２は固定壁３から幾つかのサポ
ート４を介して支持され、弁５が設置されている。
【０００３】上記の配管系においては、主配管１の振動
により分岐配管２が振動し、その振動により分岐配管２
の付根部等に損傷が生じることがある。そのため、従来
は分岐配管２の各所にひずみゲージ６を貼り付け、その
出力信号をアンプ７及びＡ／Ｄ変換器８を介してＣＰＵ
９に取り込み、図５に示すフローチャートに従って処理
し、応力推定評価を行なっている。
により分岐配管２が振動し、その振動により分岐配管２
の付根部等に損傷が生じることがある。そのため、従来
は分岐配管２の各所にひずみゲージ６を貼り付け、その
出力信号をアンプ７及びＡ／Ｄ変換器８を介してＣＰＵ
９に取り込み、図５に示すフローチャートに従って処理
し、応力推定評価を行なっている。
【０００４】すなわち、ひずみゲージ６、アンプ７及び
Ａ／Ｄ変換器８により実機ひずみ計測（ステップＳ1 ）
を行なってＣＰＵ９に入力し、その計測された図６
（ａ）に示すひずみの時刻歴波形を応力の波形に換算
し、その波形から図６（ｂ）に示す応力振幅Ｓを求めて
発生応力を算定し（ステップＳ2 ）、疲労評価を行なっ
ている（ステップＳ3 ）。
Ａ／Ｄ変換器８により実機ひずみ計測（ステップＳ1 ）
を行なってＣＰＵ９に入力し、その計測された図６
（ａ）に示すひずみの時刻歴波形を応力の波形に換算
し、その波形から図６（ｂ）に示す応力振幅Ｓを求めて
発生応力を算定し（ステップＳ2 ）、疲労評価を行なっ
ている（ステップＳ3 ）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法では、応力が発生すると考えられる個所全てにひずみ
ゲージ６を貼り付ける必要があり、作業に手間がかか
る。また、ひずみゲージ６の貼り付けには、熟練した技
術が必要であり、手軽に行なうことはできない。更に、
ひずみゲージ６を貼り付けていない箇所での応力推定・
評価はできない等の欠点があった。
法では、応力が発生すると考えられる個所全てにひずみ
ゲージ６を貼り付ける必要があり、作業に手間がかか
る。また、ひずみゲージ６の貼り付けには、熟練した技
術が必要であり、手軽に行なうことはできない。更に、
ひずみゲージ６を貼り付けていない箇所での応力推定・
評価はできない等の欠点があった。
【０００６】この発明は上記の点を考慮してなされたも
ので、計測評価時間を短縮でき、設置作業が容易で、熟
練した技術を必要とせず、かつ、任意の点で多くの発生
応力を推定評価できる配管系の応力推定評価装置を提供
することを目的とする。
ので、計測評価時間を短縮でき、設置作業が容易で、熟
練した技術を必要とせず、かつ、任意の点で多くの発生
応力を推定評価できる配管系の応力推定評価装置を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る配管系の
応力推定評価装置は、対象配管に取り付けられる複数の
加速度計と、この加速度計により計測した加速度計信号
より、解析モデルを介して発生応力を算出する発生応力
推定手段と、この手段により求めた発生応力から上記対
象配管の疲労を評価する疲労評価手段とを備えたことを
特徴とする。
応力推定評価装置は、対象配管に取り付けられる複数の
加速度計と、この加速度計により計測した加速度計信号
より、解析モデルを介して発生応力を算出する発生応力
推定手段と、この手段により求めた発生応力から上記対
象配管の疲労を評価する疲労評価手段とを備えたことを
特徴とする。
【０００８】
【作用】ＣＰＵ等の処理装置内に対象となる配管の解析
モデルを作成する。そして、対象配管に取り付けた加速
度計により、配管の加速度応答を計測し、上記解析モデ
ルを用いてスペクトル解析及び応答解析を行ない、応答
加速度と発生応力との対応を明らかにし、計測される加
速度信号から実際に発生している応力を推定して疲労を
評価する。上記のように加速度計を数点取り付けるだけ
で、配管系の応力を評価でき、熟練を必要とせず、誰で
も手軽に、短時間で計測評価を行なうことができる。
モデルを作成する。そして、対象配管に取り付けた加速
度計により、配管の加速度応答を計測し、上記解析モデ
ルを用いてスペクトル解析及び応答解析を行ない、応答
加速度と発生応力との対応を明らかにし、計測される加
速度信号から実際に発生している応力を推定して疲労を
評価する。上記のように加速度計を数点取り付けるだけ
で、配管系の応力を評価でき、熟練を必要とせず、誰で
も手軽に、短時間で計測評価を行なうことができる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１において、１は主配管で、この主配管１
に分岐配管２が連結されている。この分岐配管２は固定
壁３から幾つかのサポート４を介して支持され、弁５が
設置されている。
説明する。図１において、１は主配管で、この主配管１
に分岐配管２が連結されている。この分岐配管２は固定
壁３から幾つかのサポート４を介して支持され、弁５が
設置されている。
【００１０】そして、評価の対象となる配管系例えば分
岐配管２には、先端部、中央部等任意の複数個所に加速
度計１１が取り付けられる。これらの加速度計１１によ
り計測された信号は、アンプ７及びＡ／Ｄ変換器８を介
して処理装置例えばＣＰＵ９に入力される。このＣＰＵ
９では、評価対象である分岐配管２におけるサポート４
の剛性、弁５の質量が的確に評価されて、解析モデルが
作成される。
岐配管２には、先端部、中央部等任意の複数個所に加速
度計１１が取り付けられる。これらの加速度計１１によ
り計測された信号は、アンプ７及びＡ／Ｄ変換器８を介
して処理装置例えばＣＰＵ９に入力される。このＣＰＵ
９では、評価対象である分岐配管２におけるサポート４
の剛性、弁５の質量が的確に評価されて、解析モデルが
作成される。
【００１１】ＣＰＵ９では、設定された解析モデルを基
に計測された実機加速度信号から解析モデルを用いてス
ペクトル解析及び応答解析を行ない、応答加速度と発生
応力との対応を明らかにし、計測される加速度信号から
実際に発生している応力を推定して疲労を評価する。
に計測された実機加速度信号から解析モデルを用いてス
ペクトル解析及び応答解析を行ない、応答加速度と発生
応力との対応を明らかにし、計測される加速度信号から
実際に発生している応力を推定して疲労を評価する。
【００１２】次に上記実施例の動作を図２のフローチャ
ートを参照して説明する。ＣＰＵ９内では、対象とする
配管、この実施例では分岐配管２が解析モデルにモデル
化される（ステップＡ1 ）。
ートを参照して説明する。ＣＰＵ９内では、対象とする
配管、この実施例では分岐配管２が解析モデルにモデル
化される（ステップＡ1 ）。
【００１３】そして、分岐配管２に取り付けられた加速
度計１１、アンプ７及びＡ／Ｄ変換器８よる実機加速度
信号の計測が行なわれ（ステップＡ2 ）、ＣＰＵ９に入
力される。すなわち、加速度計１１から出力される分岐
配管２に対する加速度信号が、アンプ７で増幅された
後、Ａ／Ｄ変換器８でデジタル信号に変換されてＣＰＵ
９に入力される。
度計１１、アンプ７及びＡ／Ｄ変換器８よる実機加速度
信号の計測が行なわれ（ステップＡ2 ）、ＣＰＵ９に入
力される。すなわち、加速度計１１から出力される分岐
配管２に対する加速度信号が、アンプ７で増幅された
後、Ａ／Ｄ変換器８でデジタル信号に変換されてＣＰＵ
９に入力される。
【００１４】ＣＰＵ９は、上記実機加速度信号に基づい
て発生応力を推定し、疲労評価を行なう。システムの目
的は、応力スペクトルを求めて疲労評価を行なうことに
あるが、配管系の応力スペクトルを計測により求めるこ
とは困難であるので、比較的容易に計測できる加速度信
号に基づいて以下に示すように応力スペクトルを算出す
る。
て発生応力を推定し、疲労評価を行なう。システムの目
的は、応力スペクトルを求めて疲労評価を行なうことに
あるが、配管系の応力スペクトルを計測により求めるこ
とは困難であるので、比較的容易に計測できる加速度信
号に基づいて以下に示すように応力スペクトルを算出す
る。
【００１５】上記発生応力の推定は、図２に示すステッ
プＡ3 〜Ａ6 の処理により実行する。まず、設定された
解析モデルを基に、図３（ａ）に示す計測された実機加
速度信号を周波数分析することによって、図３（ｂ）に
示す加速度の応答スペクトルを算出する（ステップＡ3
）。
プＡ3 〜Ａ6 の処理により実行する。まず、設定された
解析モデルを基に、図３（ａ）に示す計測された実機加
速度信号を周波数分析することによって、図３（ｂ）に
示す加速度の応答スペクトルを算出する（ステップＡ3
）。
【００１６】この加速度の応答スペクトルより、解析モ
デルに基づいて図３（ｃ）に示すように分岐配管２の加
振源である入力のスペクトルＳxx（ω）を次式により算
出する（ステップＡ4 ）。 Ｓxx＝Ｓuk（ω）／｜ω2 Ｈuk（ω）｜2 但し、ω：円周波数 Ｓuk（ω）：加速度スペクトル Ｈuk（ω）：周波数応答関数
デルに基づいて図３（ｃ）に示すように分岐配管２の加
振源である入力のスペクトルＳxx（ω）を次式により算
出する（ステップＡ4 ）。 Ｓxx＝Ｓuk（ω）／｜ω2 Ｈuk（ω）｜2 但し、ω：円周波数 Ｓuk（ω）：加速度スペクトル Ｈuk（ω）：周波数応答関数
【００１７】次いで、上記入力スペクトルを基に、解析
モデルを用いて変位応答スペクトルを求め、その後、変
位から歪みを算出し、応力−ひずみの関係から図３
（ｄ）に示す任意点での応力スペクトルを算出する（ス
テップＡ5 ）。この応力スペクトルより、配管系に発生
する応力の頻度、大きさが分かる。次に上記応力スペク
トルを周波数積分することにより、発生応力を求める
（ステップＡ6 ）。
モデルを用いて変位応答スペクトルを求め、その後、変
位から歪みを算出し、応力−ひずみの関係から図３
（ｄ）に示す任意点での応力スペクトルを算出する（ス
テップＡ5 ）。この応力スペクトルより、配管系に発生
する応力の頻度、大きさが分かる。次に上記応力スペク
トルを周波数積分することにより、発生応力を求める
（ステップＡ6 ）。
【００１８】そして、上記のようにして得た発生応力よ
り、疲れ線図を基に疲労を求めて診断を行なう（ステッ
プＡ7 ）。具体的には、計算された疲労より、プラント
完成時から現在までの累積疲労損傷度（０から累積して
「１．０」で破壊を示す疲労評価の１つのパラメータ）
を求め、現状及び例えばプラント年数４０年後の破壊確
率を推定する。
り、疲れ線図を基に疲労を求めて診断を行なう（ステッ
プＡ7 ）。具体的には、計算された疲労より、プラント
完成時から現在までの累積疲労損傷度（０から累積して
「１．０」で破壊を示す疲労評価の１つのパラメータ）
を求め、現状及び例えばプラント年数４０年後の破壊確
率を推定する。
【００１９】上記のように加速度計１１により得た加速
度信号から解析モデルを用いて応力を推定することによ
り、任意の点における応力、疲労評価を的確に行なうこ
とができる。
度信号から解析モデルを用いて応力を推定することによ
り、任意の点における応力、疲労評価を的確に行なうこ
とができる。
【００２０】
【発明の効果】以上詳記したようにこの発明によれば、
以下に示す効果が得られる。
以下に示す効果が得られる。
【００２１】ａ）加速度計を数点取り付けるだけで、配
管系の応力を評価できるので、設置作業が容易であり、
熟練は必要とせず、誰でも手軽に行なうことが可能で、
計測評価時間を短縮できる。 ｂ）応力は解析モデルから推定するため、任意の点で多
くの発生応力を推定評価できる。
管系の応力を評価できるので、設置作業が容易であり、
熟練は必要とせず、誰でも手軽に行なうことが可能で、
計測評価時間を短縮できる。 ｂ）応力は解析モデルから推定するため、任意の点で多
くの発生応力を推定評価できる。
【００２２】ｃ）応力の推定を時間領域の時刻歴波形か
ら行なうのではなく、周波数領域のスペクトルから行な
うため、ＣＰＵの計算容量が比較的小規模で計算でき、
短時間の処理が可能となる。 ｄ）局部の応力だけでなく、分岐配管全体の応力、変
位、加速度等の応答が把握できる。
ら行なうのではなく、周波数領域のスペクトルから行な
うため、ＣＰＵの計算容量が比較的小規模で計算でき、
短時間の処理が可能となる。 ｄ）局部の応力だけでなく、分岐配管全体の応力、変
位、加速度等の応答が把握できる。
【図１】この発明の一実施例に係る配管系応力の推定評
価装置を示す構成図。
価装置を示す構成図。
【図２】同実施例における動作を示すフローチャート。
【図３】同実施例の動作を説明するための信号波形図。
【図４】従来の配管系の応力推定評価装置を示す構成
図。
図。
【図５】従来装置の動作を示すフローチャート。
【図６】従来装置の動作を説明するための信号波形図。
１…主配管、２…分岐配管、３…固定壁、４…サポー
ト、５…弁、７…アンプ、８…Ａ／Ｄ変換器、９…ＣＰ
Ｕ、１１…加速度計。
ト、５…弁、７…アンプ、８…Ａ／Ｄ変換器、９…ＣＰ
Ｕ、１１…加速度計。
Claims (1)
- 【請求項１】 対象配管に取り付けられる複数の加速度
計と、この加速度計により計測した加速度計信号より、
解析モデルを介して発生応力を算出する発生応力推定手
段と、この手段により求めた発生応力から上記対象配管
の疲労を評価する疲労評価手段とを具備したことを特徴
とする配管系の応力推定評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17064892A JPH0611398A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 配管系の応力推定評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17064892A JPH0611398A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 配管系の応力推定評価装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611398A true JPH0611398A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15908776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17064892A Pending JPH0611398A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 配管系の応力推定評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611398A (ja) |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP17064892A patent/JPH0611398A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981222 |