JPH09145530A - 配管系疲労評価装置 - Google Patents
配管系疲労評価装置Info
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- JPH09145530A JPH09145530A JP7301487A JP30148795A JPH09145530A JP H09145530 A JPH09145530 A JP H09145530A JP 7301487 A JP7301487 A JP 7301487A JP 30148795 A JP30148795 A JP 30148795A JP H09145530 A JPH09145530 A JP H09145530A
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Abstract
くの発生応力の推定、評価を行なえる配管系疲労評価装
置を提供すること。 【解決手段】対象配管(1)に取付けられる複数の加速
度計(5)と、これら加速度計(5)で計測した加速度
信号により、所定の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(8)と、この発生応力推定手段
(8)により求めた発生応力から上記対象配管(1)の
疲労を評価する疲労評価手段(8)と、を具備。
Description
価する配管系疲労評価装置に関する。
装置の構成を示す図である。図8に示す配管系疲労評価
装置は、分岐管1が母管2に連結されており、さらに複
数のサポート4により分岐管1が支持されている。また
分岐管1には弁3が設置されている。
により分岐管1が振動したり、また分岐管1内部の流動
により分岐管1の振動が発生した場合、分岐管1と母管
2の連結部等に損傷が生じることがある。そのため、従
来では分岐管1の各所にひずみゲージ14を貼り付け、
このひずみゲージ14から出力される信号をアンプ6お
よびA/D変換器7を介してパーソナルコンピュータ8
に取り込んでいる。そしてこのパーソナルコンピュータ
8において、以下に示すような処理を行ない、発生応力
を算定し、疲労を評価していた。
順を示すフローチャートである。図9に示すように、ま
ずステップB1で実機配管に貼りつけたひずみゲージ1
4からの信号、すなわち実機ひずみの計測値がアンプ6
およびA/D変換器7を介してパーソナルコンピュータ
8内に取り込まれる。そしてステップB2で、パーソナ
ルコンピュータ8内において、発生応力の算定がなされ
る。
て説明するための図であり、図10の(b)は上記ステ
ップB2について説明するための図である。上記ステッ
プB1で、図10の(a)に示すように計測されたひず
みの時刻歴波形を、上記ステップB2で、図10の
(b)に示すような応力の時刻歴波形に換算する。そし
て、ステップB3で図10の(b)に示す波形から下式
により応力振幅ζを求めて発生応力を算定し、疲労評価
を行なっていた。 ζ=Eτ ただし、ζ:応力振幅、τ:ひずみ、E:材料のヤング
率
ような従来の方法では、応力が発生すると予想される箇
所全てにひずみゲージ14を貼り付ける必要がある。こ
の作業は非常に手間がかかるものであり、またひずみゲ
ージ14の貼り付けには熟練した技術が必要であり、手
軽に行なうことができない。さらに、ひずみゲージ14
を貼り付けていない箇所における応力推定、評価は行な
えない等の欠点があった。本発明の目的は、設置作業を
容易に行なえ、任意の点における多くの発生応力の推
定、評価を行なえる配管系疲労評価装置を提供すること
にある。
達成するために、本発明の配管系疲労評価装置は以下の
如く構成されている。本発明の配管系疲労評価装置は、
対象配管に取付けられる複数の加速度計と、これら加速
度計で計測した加速度信号により、所定の解析モデルを
介して発生応力を算出する発生応力推定手段と、この発
生応力推定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、から構成されてい
る。
生じる。本発明の配管系疲労評価装置によれば、複数の
加速度計で計測した加速度信号により、所定の解析モデ
ルを介して発生応力を算出し、その発生応力から対象配
管の疲労を評価するので、加速度計を数点取付けるだけ
で、対象配管系の応力が評価できる。このため、設置作
業が容易であり熟練を必要とせず、設置作業を誰でも手
軽に行なうことが可能である。
て推定するので、任意の点で多くの発生応力を推定する
ことができ、前記解析モデルを実機の振動特性に合わせ
てモデル化することで、精度の良い応力推定が可能にな
る。また、振動モード毎に応力を算定することで、個々
の振動モードの振動数から疲労を評価でき、精度の良い
算定が行なえる。さらに局部の応力だけでなく、対象配
管例えば分岐管全体の応力、変位、加速度等の応答レベ
ルを把握できる。
る配管系疲労評価装置の構成を示す図である。なお、図
1において図8と同一な部分には同一符号を付してあ
る。図1に示す配管系疲労評価装置は、分岐管1が母管
2に連結されており、さらに複数のサポート4により分
岐管1が支持されている。また分岐管の一部に弁3が設
置されている。
度計5が取付けられている。これら複数の加速度計5に
は、それぞれ個別にアンプ6が接続されており、さらに
各アンプ6はA/D変換器7を介してパーソナルコンピ
ュータ8に接続されている。
は、対応するアンプ6およびA/D変換器7を介してパ
ーソナルコンピュータ8に入力される。パーソナルコン
ピュータ8内では、対象となる分岐管1の解析モデルが
作成される。さらに、この解析モデルを用いて振動と発
生応力モードとの関係が求められ、実機の加速度計測結
果から、実機分岐管1に発生している各部の応力が推定
される。
すフローチャートである。以下、図2に示すフローチャ
ートを基に当該疲労評価装置の動作手順を説明する。ま
ずステップA1で前述した解析モデルの作成を行なう。
図3の(a)および(b)は、ステップA1について説
明するための図であり、(a)はモデル化前を示す図、
(b)はモデル化後を示す図である。なお図3の(a)
において図1と同一な部分には同一符号を付してある。
パーソナルコンピュータ8内の処理では、図3の(a)
に示す対象となる分岐管1は、図3の(b)に示すよう
に分岐管梁モデル11に置換される。同様にサポート4
はサポートばね41、弁3は弁集中質量31、母管2は
回転ばね21等にそれぞれモデル化され、解析モデルが
作成される。
ータ8内で上記した解析モデルを用いて固有振動解析が
行なわれる。図4の(a)および(b)は、ステップA
2で解析された振動を示す図であり、(a)は1次振動
モードを示す図、(b)は2次振動モードを示す図であ
る。ここで、上記のように最初に作成した解析モデルの
振動数は、実機に一致することは少ないため、サポート
ばね41の剛性や弁集中質量31を修正し、実機に適合
させる必要がある。そのため、ステップA3で対象分岐
管1をタッピングハンマーで打点することにより、特定
モードの加速度波形を得、ステップA4でスペクトル分
析によりモードの振動数を特定する。
3およびA4について説明するための図である。図5の
(a)に示すようにタッピングハンマー10で対象分岐
管1を打点することにより、図5の(b)に示すような
加速度波形が得られ、スペクトル分析の結果図5の
(c)に示すような応答スペクトルが得られる。このよ
うにして特定された振動数を基に、ステップA5で上記
解析モデルのサポートばね41の剛性や弁集中質量31
を修正し、解析モデルを実機に適合させる。
られた最適な解析モデルを基に振動による応力モードの
算出を行ない、図6に示すような振動モードと発生する
応力モードとの関係を把握する。なお、図6の(a)は
振動モードを示す図であり、(b)は応力モードを示す
図である。
計測を行ない、ステップA8で応答スペクトルの分析を
行なう。図7の(a)および(b)は、ステップA7お
よびA8について説明するための図であり、(a)は実
機応答時の加速度波形を示す図、(b)は応答スペクト
ルを示す図である。図7の(a)に示すような加速度計
5から得られた実機の加速度波形が、図7の(b)に示
すようにスペクトル分析され、実機にて発生している振
動モードの振動レベルと振動数が把握される。
ードと応力レベルの関係は分かっており、実機の計測結
果から発生している振動モードのレベルが求められてい
るため、分岐管1の発生応力が推定される。また振動数
も把握されており、発生応力と所定の疲労線図から疲労
が求められる。この応力、疲労はステップA9で解析モ
デルから算出されたものであり、ステップA10で任意
の点の応力、疲労が的確にかつ容易に評価される。
ず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。 (実施の形態のまとめ)実施の形態に示された構成およ
び作用効果をまとめると次の通りである。実施の形態に
示された配管系疲労評価装置は、パーソナルコンピュー
タ8内に、対象となる分岐管1の解析モデルを作成し、
タッピング試験から得られた分岐管1の加速度時刻歴波
形のスペクトル分析結果を基にそのモデルを修正する。
その解析モデルを用い、振動と発生応力モードとの関係
を求め、実機の加速度計測結果から実機分岐管1に発生
している各部の応力を推定し、疲労の評価を行なう。
ては、複数の加速度計5で計測した加速度信号により、
所定の解析モデルを介して発生応力を算出し、その発生
応力から対象配管(1)の疲労を評価するので、加速度
計5を数点取付けるだけで、対象配管系の応力が評価で
きる。このため、設置作業が容易であり熟練を必要とせ
ず、設置作業を誰でも手軽に行なうことが可能である。
て推定するので、任意の点で多くの発生応力を推定する
ことができ、前記解析モデルを実機の振動特性に合わせ
てモデル化しているので、精度の良い応力推定が可能で
ある。また、振動モード毎に応力を算定することで、個
々の振動モードの振動数から疲労を評価でき、精度の良
い算定が行なえる。さらに局部の応力だけでなく、分岐
管1全体の応力、変位、加速度等の応答レベルを把握で
きる。
え、任意の点における多くの発生応力の推定、評価を行
なえる配管系疲労評価装置を提供できる。
の構成を示す図。
の動作手順を示すフローチャート。
モデル化前を示す図、(b)はモデル化後を示す図。
1次振動モードを示す図、(b)は2次振動モードを示
す図。
タッピングハンマーによる対象分岐管1の打点を示す
図、図5の(b)は加速度波形を示す図、(c)は応答
スペクトルを示す図。
振動モードを示す図、(b)は応力モードを示す図。
実機応答時の加速度波形を示す図、(b)は応答スペク
トルを示す図。
図。
示すフローチャート。
刻歴波形を示す図、(b)は応力の時刻歴波形を示す
図。
Claims (1)
- 【請求項1】対象配管に取付けられる複数の加速度計
と、 これら加速度計で計測した加速度信号により、所定の解
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、 この発生応力推定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疲労評価装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30148795A JP3145625B2 (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | 配管系疲労評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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JPH09145530A true JPH09145530A (ja) | 1997-06-06 |
JP3145625B2 JP3145625B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=17897508
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP30148795A Expired - Lifetime JP3145625B2 (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | 配管系疲労評価装置 |
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1995
- 1995-11-20 JP JP30148795A patent/JP3145625B2/ja not_active Expired - Lifetime
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