JPWO2015132838A1 - 機械の材料疲労の表示方法、及びその装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、機械が移動、作業環境、或は自然環境など様々な状態に置かれたときに受ける機械の疲労に対して、(a)移動区間のどこで、(b)どのような作業・操作中に、(c)どのような自然現象を受けたときになどの状態情報を対応付けて可視化・表示することを目的とする。上記目的を達成するために、本発明の機械の材料疲労の表示装置は、機械の応力変化あるいは応力に相関のあるセンサを用い応力の時系列変化を観測する手段と、１サイクルの応力変化を検出する手段と、応力変化の発生時刻を検出する手段を備え、応力変化の値とその発生時刻を出力あるいは表示することを特徴とするものである。

Description

本発明は、車両、建設・農業機械、風車等の機械の疲労の発生状況を表示する方法、及びその装置に関するものである。

繰り返し応力による疲労破壊は、繰り返し応力の回数とその応力振幅（応力範囲に依存する。従って、材料に加えた繰り返し応力の振幅値と破壊するまでの回数（S-N曲線）を調べておき、マイナー則（累積疲労被害則）を用いて疲労破壊に至るまでの余寿命（疲労被害度、文献によっては疲労損傷度）を予測する手法が用いられている。

〔特許文献１〕では、応力と相関のある時系列歪みデータからレベルクロス法を用いて応力振幅の度数分布を算出し、マイナー則を利用して自動車の疲労被害度を求めている。

また、〔非特許文面1〕に示したように時系列応力データから応力振幅を求める別の手法としてレインフロー法があり、この手法を用いて時系列応力データから応力振幅を抽出する手法が述べられている。

特開2013−79920号公報

"簡明にされたレインフローアルゴリズム「Ｐ/Ｖ差法」について"日本材料学会誌「材料」,Vol.30,No.328,P89-P93,1981年

特許文献１及び非特許文献１では応力振幅を求める際にレベルクロス法やレインフロー法などのサイクルカウント法を用いている。サイクルカウント法の目的は、機械が受けた繰り返し応力を、応力振幅の度数分布を作成することである。

これに対して、本発明の目的は、機械が移動、作業環境、或は自然環境など様々な状態に置かれたときに受ける機械の疲労に対して、
(a)移動区間のどこで、
(b)どのような作業・操作中に、
(c)どのような自然現象を受けたときに、
などの状態情報を対応付けて可視化・表示することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は機械の材料疲労の表示装置において、機械の応力変化あるいは応力に相関のあるセンサを用い応力の時系列変化を観測する手段と、
応力振幅を検出する手段と
応力変化の発生時刻を検出する手段を備え、
応力変化の値とその発生時刻を出力することを特徴とするものである。

また、上記課題を解決するために、本発明は機械の材料疲労の表示装置において、
機械の応力変化あるいは応力に相関のあるセンサを用い応力の時系列変化を観測する手段と、
応力振幅を検出する手段と
応力変化の開始時刻及び終了時刻を検出する手段を備え、
応力変化の値とその開始時刻及び終了時刻を出力することを特徴とするものである。

また、上記課題を解決するために、本発明は機械の材料疲労の表示装置において、
機械の応力変化あるいは応力に相関のあるセンサを用い応力の時系列変化を観測する手段と、
応力振幅を検出する手段と、
応力変化の開始時刻及び終了時刻及び極値発生時刻を検出する手段を備え、
応力変化の値とその開始時刻及び終了時刻及び極値発生時刻を出力することを特徴とするものである。

更に、本発明は機械の材料疲労の表示装置において、
応力変化を１サイクルの繰り返し応力変化とし、
これより、１サイクルの疲労被害に変換し、
出力あるいは表示することを特徴とするものである。

また、上記課題を解決するために、本発明は機械の材料疲労の表示装置において、
１サイクルの疲労被害を応力変化の開始時刻と終了時刻の差の時間で除算した、１サイクル疲労被害速度を求め、
他の１サイクル疲労被害よりもとめた疲労被害速度と時間軸上で合算した時系列疲労被害速度を求め、
時間軸ともに前記時系列疲労被害速度を出力することを特徴とするものである。

また、上記課題を解決するために、本発明は機械の材料疲労の表示装置において、
機械の状態を時系列に観測する手段と、
時刻情報を元に応力変化、１サイクルの疲労被害、あるいは時系列疲労被害速度との対応付けを行い、
機械の状態変化情報と対応付けて応力変化、１サイクルの疲労被害、あるいは時系列疲労被害速度を出力することを特徴とするものである。

更に、本発明は機械の材料疲労の表示装置において、
１サイクルの疲労被害を積算する事によりこれまでに蓄積された疲労被害量を表現することを特徴とするものである。

本発明によれば疲労被害の発区間と機械の状態情報を対応付けて表示する事により、大きな疲労被害が発生した場合における機械の状態情報を見比べる事が出来、疲労被害の発生原因の推定が容易になる。

1サイクル疲労被害に時刻情報を付加させるための構成図 1サイクル疲労被害の開始時刻と終了時刻を検出するための処理フロー 測定した応力波形と尖頭値の関係を表す図 尖頭値波形と応力振幅の関係 応力振幅を時系列に出力した例 応力振幅の開始時刻と終了時刻を表示する例 実測値を用いた表示例 極値を追加した表示例 １サイクル疲労被害説明図 実測値を用いて表示した１サイクル疲労被害 疲労被害速度の説明図 実測値を用いて表現した疲労被害速度 状態情報と疲労被害を対応付けるための構成図 状態情報と疲労被害を対応付けて表示した例 状態情報と疲労被害を対応付けて表示した例 状態情報、疲労被害及び空間情報を対応付けるための構成図。 状態情報と疲労被害を対応付けて表示した例 状態情報と疲労被害を対応付けて表示した例 疲労被害速度を時系列に積分して表示した例

以下、実施例を図面を用いて説明する。

本実施例では、機械の疲労被害の発生要因である応力振幅の開始時刻及び終了時刻を検出する方法及びその装置に関する説明を行う。

図１は、本実施例の機械の疲労被害の可視化手法および装置の構成図の例である。疲労被害の可視化を行う対象の機械1、疲労被害検出用センサ2である。対象の機械1としてダンプトラックを記載しているが、その他の機械、例えば鉄道車両や農業機械、船舶・航空機などの移動機械にも適用できるし、風車のように陸上に固定したり、洋上に浮かべたりする機械にも適用できる。疲労被害検出用センサ2とは、機械に加わる応力を直接計測するセンサでも良いし、加速度や歪みセンサなどの応力値と相関がある物理量を計測するセンサでも適用できる。更に、車両であれば、サスペンション圧力センサや積載重量センサなどのように車体に加わる応力に関連するセンサでも適用できる。

時刻情報発生部5は疲労被害検出用センサ2でデータをサンプリングした際にタイムスタンプを付加する機能を有している。

時刻情報が付加されたサンプリングデータは、１サイクル疲労被害の算出及び発生時刻の算出部3に送られる。

図2に１サイクル疲労被害の算出及び発生時刻の算出部3の処理フローを示す。本処理フローは〔非特許文献１〕で述べられているレインフローアルゴリズムを改良し応力振幅の開始時刻及び終了時刻を抽出できるようにしたものである。

先ず、疲労被害検出用センサ2でサンプリングされ時刻情報を付加されたデータ（測定した時系列応力データ20）は尖頭値への間引き処理21が行われる。

図3に測定した応力波形と尖頭値へ間引いた後の関係を示す。点線で描いた曲線が測定した応力波形30、点A,B,C,D,E,F,Gが尖頭値31である。尖頭値とは、計測データの極大値あるいは極小値を表す極値である。疲労被害の大きさは応力波形の極大値から極小値までの差である応力範囲に依存し、極大値から極小値まで変化した時間はあまり依存しない。従って、図３の尖頭値Ａ及び尖頭値Ｂの応力の値及びその差分が重要であり、尖頭値Ａから尖頭値Ｂまで変化した応力波形の形は重要でない。従って、レインフロー法等のサイクルカウント法のアルゴリズムでは尖頭値データに変換した後のデータを用いる事が前提となっている。そこで、尖頭値への間引き処理21ではこの尖頭値への間引き処理を行う。

その後、サイクルカウント法を用いて閉じた応力振幅値の抽出処理22を行う。

図4に応力振幅値の抽出方法を図示したものを示す。図の上半分が尖頭値に変換した応力波形、下半分が抽出した応力振幅を示す。サイクルカウント法としてレインフロー法を用いた場合で説明を行う。レインフロー法では、尖頭値Cの値が尖頭値Aよりも小さい場合、尖頭値BとCの差分を閉じた応力振幅とし、尖頭値BとCの応力差を応力範囲或はその1/2を応力振幅とし抽出し出力する。閉じた応力とは応力変化の開始地点の応力値と終了地点の応力値が等しい応力変化である。この閉じた応力振幅により発生した疲労被害が１サイクル疲労被害である。出力時に尖頭値B及びCを尖頭値リストから削除し、尖頭値応力波形をA-D-E-D-Gとして処理を続行する。つまり、ここで抽出された閉じた応力振幅は、Aまり、こことなる。

閉じた応力振幅の時刻を記憶する処理ブロック23では、応力振幅の最終値である尖頭値Cの時刻T_afを記憶する。これにより、応力振幅の終了時刻が判明する。

次に、閉じた応力振幅の開始時刻を算出24する。開始時刻はAるであるが、Aあは尖頭値ではない。しかし、閉じた応力であるのでA尖の応力値は尖頭値Cと同じ値である。そこで、尖頭値Cよりグラフ40に示すように等応力線を引き尖頭値A及びBを結んだ直線の交点を求める事により開始時刻T_asを求める事ができる。なお、算出した開始時刻を用いた場合、後で説明する状態情報との対応付けが困難になる場合があるので、尖頭値に間引く前の計測データ(測定した時系列応用データ)20のなかで一番近い測定時刻をT_asとしてもかまわない。

次に、抽出した閉じた応力振幅の（応力振幅値a,開始時刻T_as、終了時刻T_af）を対応付けて記憶25する。

処理ブロック22から処理ブロック25までの処理を閉じた応力振幅がなくなるまで実行26し、抽出した（応力振幅値,開始時刻、終了時刻）の列｛この実施例では応力振幅a,b,c及びそれに対応付けられた時刻｝を出力27する。

時系列疲労被害の表示部4では処理ブロック27において出力されたデータを用いて描画処理を行う。

なお、収集データの途中中断などにより、応力振幅が閉じられる前に収集データの終点位置に達する場合がある。そのような場合、レインフローアルゴリズム1/2サイクルの応力振幅として抽出される。この場合、1/2サイクルの応力振幅として抽出された事を示す属性情報と1/2サイクルの応力振幅の応力振幅値,開始時刻、終了時刻を記憶する。 図5は、ダンプトラックが空荷移動→土砂積み込み→積載移動→廃土の1サイクルを行った時に受けた応力変化を示したものであり、図4で示した、閉じた応力の最終時刻に応力振幅の値50を示した図である。図の上半分が測定した時系列応力波形、図の下半部が応力振幅の最終時刻に応力振幅値51を描画している。応力振幅値51の縦棒１本の長さが応力振幅の大きさを、横軸上の位置が閉じた応力振幅の最終時刻を表している。

空荷移動に比べ積載移動時の方が応力振幅が大きい事がわかるが、土砂積み込み時に起こる積載重量の変化による大きな応力振幅がどれであるかを特定する事が出来ない。

図６及び図７は応力振幅の開始時刻と終了時刻を描画する手法およびその描画結果を表した図である。図６では、応力振幅A図６及び図を始点・終点時刻及び応力振幅aによる長方形60 を用いて表している。図7では実際の測定データを用いて描画した結果を示している。図５では幅の無い棒線で表していたが、図６の手法を用いる事により応力振幅の発生範囲を可視化する事が可能になる。土砂積み込み時に図５では目立って大きな応力は表現されていなかったが、図7の応力振幅70や応力振幅71に示すように土砂積み込み区間中に振幅が大きく波長も長い応力振幅が存在している事が可視化されている。同様に廃土区間においても波長が長く応力振幅値も大きな応力振幅72が描画されている事がわかる。また、1/2サイクル応力振幅を表示する場合には線の色やパターン等を変える事により、1サイクル応力振幅と異なる事を表現できる。

このように、本実施例を用いる事により疲労被害の発生要因である応力振幅の開始時刻及び終了時刻を表示する事が可能になる。

なお、図８に示すように、応力振幅の最大振幅位置を記号などで表示することも可能である。応力振幅Aなお、図８の最大振幅位置はBであるが最大振幅時刻T_ae上に黒丸印80を表示させて最大振幅位置を表示してもかまわない。これにより最大応力振幅が発生している時刻を可視化することが可能になる。

なお、図１の疲労被害検出用センサ2は機械1と同じ場所に付ける必要があるが(図1の点線で囲った部分6)それ以外の部分は、機械以外の場所に付けてもかまわない。この場合、疲労被害検出用センサ2と１サイクル疲労被害の算出及び発生時刻の算出部3等各ブロック間を無線通信等を利用してデータ伝送してもかまわないし、収集データを記憶装置等に記憶し後処理で、疲労被害の算出や表示を行う事も可能である。

前述の実施例１では応力振幅を可視化する手法について述べたが、１回の閉じた応力振幅による疲労被害の状況を本実施例では述べる。なお、１回の閉じた応力振幅によりうける疲労被害を今後「１サイクル疲労被害」とする。１サイクル疲労被害f(被害のはΔσなる応力範囲の１サイクル分による疲労被害である。

従って、

のように表せる。ここで、N_Δσは応力範囲Δσの繰り返し応力が材料に加わった場合、繰り返し応力N_Δσ回で材料が疲労破壊する回数である。N_Δσは実際の疲労試験を用いて作成したS-N曲線を用いて求めたり、Δσに関する近似関数で求めたりする事ができる。(応力範囲=2範応力振幅)
N_ΔσはΔσのｍ乗で減少する事が多い、Δσが大きくなると少ない繰り返し回数で疲労破壊が生じる（mは材料や形状で変化する値）。

そこで、図9及び図10に一例としてｍ＝３として図６で可視化した応力振幅を１サイクル疲労被害に変換した実施例を示す。１サイクル疲労被害は振幅のｍ乗に比例するため大きな振幅はより強調され、小さな振幅による疲労被害は無視できる程度に小さくなる。図10の例では空荷運搬時の応力被害は非常に小さく、土砂積み込み時や積算運搬時に大きな疲労被害を受けている様子が可視化されている。

前述の実施例２では１サイクル疲労被害の可視化を行ったが、図10に示されているように、同一時刻に複数の１サイクル疲労被害が重なった状態で発生していることがわかる。そこで、同一時刻に発生している１サイクル疲労被害を重ね合わせ、単位時間あたりに機械がうける疲労被害を可視化する手法について述べる。

１サイクルの応力振幅で、数１に示したような疲労被害が生じている。この１サイクル疲労被害は応力振幅の開始時刻から終了時刻の間に一様に進行したと仮定すると、開始時刻から終了時刻までの単位時間あたり一様に進行する。すると、１サイクル疲労被害速度Fv(Δσ,T_WL,ｔ)は開始時刻から終了時刻までの時間をT_WL、現在時刻をtとすると

Fv(Δσ,T_WL,ｔ)= f(Δσ)/T_WL （数２）
ただし、ｔが開始時刻以前、終了時刻以後ではFv(Δσ,T_WL,ｔ)=0

と表す事ができる。

従って、数２を全ての１サイクル疲労被害にあてはめ時間軸上で積算する事により同一時刻に発生している１サイクル疲労被害を重ね合わせ、単位時間あたりに機械がうける１サイクル疲労被害の合算値を可視化する事ができる。

なお、本実施例では開始時刻から終了時刻まで一様に疲労被害が進行すると仮定して説明を行ったが、閉じた疲労振幅内での応力範囲の大きさの関数などを作成しその関数で変化させるなど一様でない速度関数にしてもかまわない。なお以後、これを疲労被害速度と定義する。

図11は、応力波形と疲労被害速度の関係を表す図、図12は実際に求めた１サイクル疲労被害と疲労被害速度の様子を示す。図9から図10ではそれぞれ独立に１サイクル疲労被害を表示していたが、図11の合算処理を行う事により、総合的に疲労被害の大きな場所を表現する事ができる。

図12は実際の例であるが、グラフ121に1サイクル疲労被害が大きな部分が表現されているが、グラフ121は波長が長いために疲労被害速度としては小さくなり(グラフ120部分)、グラフ122のように波長が短い1サイクル疲労被害の方が大きな疲労被害速度を与えている事がわかる(グラフ123部分)。

なお、本実施例では単位時間あたりの変化としたが、単位距離移動するときの疲労被害速度としてもかまわない（T_WLの代わりに開始時刻から終了時刻までに移動した移動距離で除算する）。なお、移動距離が０やそれに近い場合には計算から除外するなどの処理を考慮してもかまわない。

ここまでの実施例では応力振幅の開始時刻や終了時刻の検出方法について述べてきた。ここからは検出した時刻情報を元に、同一時刻に検出している機械の状態情報を紐付けで表示する手法に関して述べる。

図13は機械の状態情報と疲労被害を紐付けて表示を行うための構成図である。図1で説明した構成図に状態検出センサ130、位置・状態の認識手段131、時刻の対応付け手段132が追加された構成になっている。

状態検出センサ130は、例えば機会が車両の場合であれば位置を検知するためのGPSセンサや高度や気温を測るセンサ、車両の制御や操作、各部品のセンシング情報が流れているCANデータなどである。浮体型風車の場合であれば、風車の傾斜角や波による上下運動、波の波高や波向、風向や風速など、機械自身の状態を計測するセンサや機械が置かれて環境を計測するセンサである。また、機械の状態や運転席から撮影した動画/静止画を状態検出センサの出力としてもかまわない。状態検出センサ130の状態検出センサでサンプリングする場合、疲労被害検出用センサ2と同様に時刻情報発生部5からの時刻情報が付加される。なお、時刻発生部を内蔵したセンサの場合にはその時計情報を用いてもかまわない。

位置・状態の認識手段131では、状態検出センサ130で検出したセンサ単独では機会の状態が判断できない場合、複数のセンサ値や各種信号処理手段により機械の位置・状態を認識するための手段である。例えば、ダンプトラックが積載状態で移動している区間を１つのセンサで検出する事は困難である。しかし、積載加重センサと車両の速度センサを用い、加重（重い）や速度（移動中）の閾値処理を行う事により積載状態で移動している区間を認識することができる。また、位置情報を利用した認識としてはエリア認識などもあげられる。例えばダンプトラックの例では、土砂を積み込む場所のエリアの経緯度（閉じた直線や曲線或は中心からの距離など）を指定する。これにより、そのエリア内の経緯度をダンプトラックのＧＰＳが検出すればダンプトラックがそのエリア内に侵入したことを認識することができる。

時刻の対応付け手段132では時系列疲労被害の算出手段3で求めた時系列疲労被害（例えば、図11を用いて説明した疲労被害速度など）と位置・状態の認識手段131で求めた機械の状態情報を時刻情報を元に対応付けを行い、場所・状態・状況に対応付けで時系列疲労被害を表示133する。

図14はその一例である。図14はダンプトラックが荷下ろし場から出発し、荷積み場で土砂を積載し、荷下ろし場で土砂を廃土する作業サイクルで車体が受ける疲労被害速度の様子を表示した例である。経度方向の距離、緯度方向の距離、疲労被害速度の３次元で表示している。GPSで検出した、経緯度情報とダンプトラックの応力センサの時系列変化より求めた疲労被害速度を時刻情報を元に対応付けたデータを元に描画処理144を行っている。移動軌跡上で変化する疲労被害速度の変化の様子が読取れる。
なお、図面の表現能力の都合上表現できていないが、空荷運搬と積載運搬を前述したような手法で認識し色を変えて表現することも可能である。空荷移動143の進行方向、積載移動142の進行方向を矢印で記載しているが、空荷移動時には疲労被害速度が小さく、積載移動時は大きくなっている。これらの状態の変化による疲労被害速度の違いを色の変化で可視化することもできる。

また、後の実施例で説明を行うが、疲労被害速度の大きな場所をマウスポインタなどでクリックする事により、同一時刻における状態検出センサ130の値や、位置・状態の認識手段131により認識された結果を同一経路上或は別画面等に描画表示する事も可能である。これにより、疲労被害速度が大きくなった要因分析の判断材料として利用できる。

更に、荷積みエリア140と荷下ろしエリア141を楕円で囲んであるが、前述したエリア認識を行い、荷積みエリアと荷下ろしエリアに入った時に色を変えて表現することも可能である。勿論、更に詳細な状態項目を認識しそれぞれ異なる色で表現することも可能であり。どのような作業を行っている場合に一番疲労被害速度が大きくなっているかを可視化することが可能になる。 図15は別の表現方法である。底辺が経緯度方向の移動距離、高さ方向が経過時間になっている。そして、疲労被害速度を色で表現した例である。ダンプトラックが同じ経路上を移動しており、経路上で受ける疲労被害速度が時間経過と共にどのように変化するかを可視化した図である。部分150にあった色の薄い部分が、同じ経路上であるのに部分151では消えてしまっている。これは部分150の後の時間に道路の整地作業を行い、路面の荒れが少なくなり疲労被害速度が小さくなったことを表した図であるが、このような可視化手法を行うことにより道路整地による効果を可視化することが可能になる。

なお、図14,15では経緯度を表す平面上を無地で表現していたが、経緯度情報をもとにベクトル或は画像の地図情報・地形情報を重ねて表示する事も可能である。

図16にこの実施例の構成図を示す。場所・状態・状況に対応付けで時系列疲労被害を表示133の場所・状態・状況に対応付けて時系列疲労被害を表示する手段において空間情報ＤＢ180を参照しながら表示処理を行う。空間情報とは、３次元空間上の様々な情報を描画可能な情報として蓄積された情報である。例えば、ベクトル或は画像で表現された地図情報、標高等の地形情報、針葉樹林・広葉樹林帯・市街地、更には舗装道路や未舗装道路などのよに場所や道路の属性を示す情報等が含まれる。このように、空間情報と重ねて表示する事により、大きな疲労被害速度を受けた場所がどのような環境の場所で起こったのかを容易に確認できるようになり要因分析の判断材料として利用できる。

以上は、移動経路上に疲労被害速度をマッピングしてその大きさを可視化する手法について述べたが、疲労被害速度の代わりに図５で示した応力振幅51、図７で示した開始時刻と終了時刻を表現した応力振幅(70,71,72など)、図8で説明した応力振幅の極値の位置(80,82など)、図10に示した応力振幅を疲労被害に変換した値で表現してもかまわない。

図17及び図18に前の実施例で述べたが、特定の応力振幅に着目しそれに関連する状態検出センサの値を併記して表現する表示手順を説明する。

図17は表示するための手順、図18は最終的に表示された一例である。

先ず、図17で示しているように応力波形190を表示する。この中から、マウスポインタ194を用いて処理を行う区間を指示し区間の切り出し処理を行う。応力波形190の例では切り出しの始点が197、終点が198である。切り出した波形は191に示すように表示される。

なお、この実施例では切り出しを手動で行ったが、位置・状態の認識手段131を用いて認識結果が変化した変化点を切り出し点として自動切り出しを行う事も可能である。例えば、ダンプトラックが「空荷移動→土砂積み込み→積載移動→廃土」の作業を繰り返すとした場合、これを１つの作業周期と定義し、「廃土」完了時を作業サイクルの変化点として切り出し処理を行う。ここで例えば廃土完了の認識処理は、ダンプボディ（土砂を運搬するバケット部）が廃土操作により立ち上がっていた状態からダンプ車体に着座完了した事を示す信号を利用すればできる。同様に、空荷移動、土砂積み込み、積載移動等を認識すれば、「土砂積み込み」状態だけを切り出した応力波形を用いた分析が可能である。

グラフ192は切り出した応力波形191を用いてレインフロー法を用いて応力振幅を抽出した結果である。ユーザは、マウスポインタ195を用いて着目したい応力振幅を選択する。選択によりグラフ193に示すように、選択した応力振幅195に対応する応力振幅の開始時刻及び終了時刻を表現したグラフ196に示すような応力振幅の強調表示で表現される。

これにより図18に示すように着目する応力振幅が決定したら、それに関連する状態検出センサの情報は表示される。

グラフ196の開始時刻204、終了時刻203、グラフ200はダンプボデイの角度（一番小さい値が車体にダンプボディが着座している状態）、車速度201、車重センサ202を示している。

これを見ると、応力振幅196が発生した区間で車重が増加している事がわかる。つまり、土砂の積み込みにより、大きく応力振幅が変化した（空荷から満載になるまでの大きな重量変化）状態を捉えた応力振幅である事がこの図を用いる事により判断できるよになる。

また、センサや制御情報以外に動画映像や静止画等と時刻情報を対応付けて表示してもかまわない。例えば、時刻情報付きで撮影した動画を用いてグラフ196をマウスでクリックするとグラフ196の時間区間の動画を表示したり、マウスで指定した時刻情報に対応する動画映像を表示したりしてもかまわない。

なお、本実施例ではグラフ193に応力振幅の開始時刻及び終了時刻で表現したが、図8で説明した応力振幅の極値の位置(80,82など)を開始時刻及び終了時刻に追加して表現したり、図10に示した応力振幅を疲労被害に変換した値で表現したりしてもかまわない。

これまでの実施例の説明では、各時刻における疲労被害速度をもとめ、それに対応する状態情報を並べて表示する手法に関して述べた。

図19に示す本実施例では、疲労被害速度を時系列に積分し積算疲労被害として表示する例を示す。グラフ213の手法Bは図５に示した、レインフロー法で抽出した応力振幅値の大きさから1サイクル疲労被害に変換し、時間軸上で積算して表示した例である。グラフ214の手法Aは図12に示した疲労被害速度を時間軸上で積分して表示した例である。つまり手法Aは、応力振幅の始点終点を考慮してもとめた疲労被害の積分値、手法Bは、レインフロー法で抽出された応力振幅の最終位置を応力振幅の代表位置として積分した値である。これら積分値は、これまでに機械が受けた疲労被害の蓄積状態を表わしており、傾きが大きいほど蓄積量が大きい事を表わしている。手法Bは、レーンフロー法で抽出された離散的な応力振幅値より積算疲労被害をもとめているためにグラフ215に示すように階段状に波形が変化しているが、手法Aでは、応力振幅値を数２により幅を持った疲労被害速度に変換し同一時刻上に存在する他の応力振幅値と共に積算するために滑らかな波形となっている。

積算疲労被害の大きさからこれまでに受けた疲労被害の総量が、そしてその傾きからその時刻における疲労被害の蓄積速度の大きさが読み取れる図を表わす事ができる。

なお、手法Ａの方が応力振幅の発生範囲を考慮して作図しており精度が高い図となっている。

Claims (7)

1. 機械の応力変化あるいは応力に相関のあるセンサを用い応力の時系列変化を観測する手段と、
   応力振幅を検出する手段と
   応力変化の発生時刻を検出する手段を備え、
   応力変化の値とその発生時刻を出力することを特徴とする
   機械の材料疲労の表示装置。
   
2. 機械の応力変化あるいは応力に相関のあるセンサを用い応力の時系列変化を観測する手段と、
   応力振幅を検出する手段と
   応力変化の開始時刻及び終了時刻を検出する手段を備え、
   応力変化の値とその開始時刻及び終了時刻を出力することを特徴とする機械の材料疲労の表示装置。
   
3. 機械の応力変化あるいは応力に相関のあるセンサを用い応力の時系列変化を観測する手段と、
   応力振幅を検出する手段と
   応力変化の開始時刻及び終了時刻及び極値発生時刻を検出する手段を備え、
   応力変化の値とその開始時刻及び終了時刻及び極値発生時刻を出力することを特徴とする機械の材料疲労の表示装置。
   
4. 請求項１から請求項３のうちの１つの機械の材料疲労の表示装置において、
   応力変化を１サイクルの繰り返し応力変化とし、
   これより、１サイクルの疲労被害に変換し、
   出力あるいは表示することを特徴とする
   機械の材料疲労の表示装置。
   
5. １サイクルの疲労被害を応力変化の開始時刻と終了時刻の差の時間で除算した、１サイクル疲労被害速度を求め、
   他の１サイクル疲労被害よりもとめた疲労被害速度と時間軸上で合算した時系列疲労被害速度を求め、
   時間軸ともに前記時系列疲労被害速度を出力することを特徴とする
   機械の材料疲労の表示装置。
   
6. 機械の状態を時系列に観測する手段と、
   時刻情報を元に応力変化、１サイクルの疲労被害、あるいは時系列疲労被害速度との対応付けを行い、
   機械の状態変化情報と対応付けて応力変化、１サイクルの疲労被害、あるいは時系列疲労被害速度を出力することを特徴とする機械の材料疲労の表示装置。
   
7. 請求項５、又は請求項６の機械の材料疲労の表示装置において、
   １サイクルの疲労被害を積算する事によりこれまでに蓄積された疲労被害量を表現することを特徴とする機械の材料疲労の表示装置。

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