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公開番号2024064233
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-14
出願番号2022172674
出願日2022-10-27
発明の名称評価システム、評価方法、及びプログラム
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01W 1/00 20060101AFI20240507BHJP(測定;試験)
要約
【課題】評価対象エリアの気象に関する気象データにより、構造物の損傷を評価可能な構造物の評価システム、評価方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】本実施形態によれば、評価システムは、データ入力装置と、診断評価装置と、を備える。データ入力装置は、評価対象エリアの気象に関する気象データと、評価対象エリアに位置する構造物に関する構造物データと、を入力する。診断評価装置は、記憶部と、制御部と、を有する。記憶部は、気象データに基づく評価対象エリアの風況解析データと、少なくとも風速の情報を含む風況情報に応じた構造物の構造物データに基づく短期疲労損傷度データとを、格納する。制御部は、風況解析データが有する構造物の位置における風況情報を取得し、風況情報に対応する短期疲労損傷度データを用いて、構造物の疲労損傷の指標である累積疲労損傷度を生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
評価対象エリアの気象に関する気象データと、前記評価対象エリアに位置する構造物に関する構造物データと、を入力するデータ入力装置と、
前記データ入力装置と通信可能に接続される診断評価装置と、を備え、
前記診断評価装置は、
前記気象データに基づく前記評価対象エリアの風況解析データと、少なくとも風速の情報を含む風況情報に応じた前記構造物の前記構造物データに基づく短期疲労損傷度データとを、格納する記憶部と、
前記風況解析データが有する前記構造物の位置における風況情報を取得し、前記風況情報に対応する前記短期疲労損傷度データを用いて、前記構造物の疲労損傷の指標である累積疲労損傷度を生成する制御部と、
を有する、評価システム。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記制御部は、累積疲労損傷度を演算する期間の時系列な風向、及び風速に対応する前記評価対象エリアの風況解析データを前記記憶部から複数取得し、取得した複数の風況解析データがそれぞれ有する前記構造物の位置における風況情報に対応する複数の前記短期疲労損傷度データを用いて、前記累積疲労損傷度を生成する、請求項1に記載の評価システム。
【請求項3】
前記診断評価装置は、前記累積疲労損傷度、及び前記累積疲労損傷度の時系列変化を図表化した図の少なくとも一方を表示デバイスに表示させる表示部を更に有する、請求項1に記載の評価システム。
【請求項4】
前記制御部は、
前記評価対象エリアの気象に関する気象データを用いて、前記風況解析データを計算して前記記憶部へ格納する風況解析部と、
前記風況解析データと前記構造物データに基づいて風荷重波形を計算する風荷重算出部と、
前記構造物データと前記風荷重波形とに基づいて前記構造物の応力波形を計算する構造解析部と、
前記応力波形から短期疲労損傷度を計算して前記記憶部へ格納する短期疲労損傷度評価部と、
前記気象データを用いて前記評価対象エリアの風況を同定する風況同定部と、
前記短期疲労損傷度に基づいて前記累積疲労損傷度を計算する累積疲労損傷度評価部と、を有する、請求項1に記載の評価システム。
【請求項5】
前記風荷重算出部は、前記風況解析データにより演算された前記構造物の位置における風況に対して、風速のパワースペクトルを計算し、前記パワースペクトルに適合した風速時系列波形を算出し、前記風速時系列波形を変換し前記構造物に作用する風荷重時系列波形を算出する、請求項4に記載の評価システム。
【請求項6】
前記構造解析部は、前記構造物データに基づく構造解析モデルと前記風荷重算出部で計算された風荷重の時系列波形を用いて、前記構造物の時刻歴応答解析を行い、応力の時系列波形を計算する、請求項5に記載の評価システム。
【請求項7】
前記短期疲労損傷度評価部は、前記構造解析部で計算された応力の時系列波形と、前記構造物データとして与えられた構造物材料のS-N曲線とを用いて、所定の第1期間における疲労損傷度である短期疲労損傷度を計算する、請求項6に記載の評価システム。
【請求項8】
前記累積疲労損傷度評価部は、前記第1期間よりも長い第2期間において、前記短期疲労損傷度評価部で計算された複数の短期疲労損傷評価度を加算し、前記累積疲労損傷度を計算する、請求項7に記載の評価システム。
【請求項9】
前記累積疲労損傷度評価部は、計算した前記累積疲労損傷度を前記記憶部に格納する、請求項7に記載の評価システム。
【請求項10】
前記累積疲労損傷度評価部は、前記累積疲労損傷度の現在に至るまでの値の推移に基づき、将来における前記累積疲労損傷度の推移を予測し、前記構造物の余寿命を予測する、請求項7に記載の評価システム。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、評価システム、評価方法、及びプログラムに関する。
続きを表示(約 1,600 文字)【背景技術】
【0002】
風による構造物のリスク評価として、台風や竜巻などの異常気象による短期的な強風に対するリスク評価が一般に行われている。また、構造物が長期間にわたって風圧を受けることによる疲労損傷のリスクを評価することも重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第6906354号公報
特許第4939508号公報
特許第4696083号公報
特開2022-91103号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、常時風による構造物の疲労損傷のリスク評価において、構造物位置の風況や構造物の変形(ひずみ)の計測が必須となってしまう。特に送電線のように広範囲に渡る構造物に対しては合理的でなくなってしまう。また、特定の位置にのみ存在する構造物であっても、計測器の設置やデータの収録や分析の手間とコストがかかってしまう。
【0005】
そこで、発明が解決しようとする課題は、評価対象エリアの気象に関する気象データにより、構造物の損傷を評価可能な構造物の評価システム、評価方法、及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本実施形態によれば、評価システムは、データ入力装置と、診断評価装置と、を備える。データ入力装置は、評価対象エリアの気象に関する気象データと、評価対象エリアに位置する構造物に関する構造物データと、を入力する。診断評価装置は、記憶部と、制御部と、を有する。記憶部は、気象データに基づく評価対象エリアの風況解析データと、少なくとも風速の情報を含む風況情報に応じた構造物の構造物データに基づく短期疲労損傷度データとを、格納する。制御部は、風況解析データが有する構造物の位置における風況情報を取得し、風況情報に対応する短期疲労損傷度データを用いて、構造物の疲労損傷の指標である累積疲労損傷度を生成する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、評価対象エリアの気象に関する気象データにより、構造物の損傷を評価できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
実施形態1に係る評価システムの構成を示すブロック図。
風況解析データベースの生成処理例を示すフローチャート。
短期疲労損傷度データベースの生成処理例を示すフローチャート。
荷重時系列波形の生成処理例を示すフローチャート。
評価対象となる構造物に作用する風速の周波数成分を示す図。
評価対象となる構造物に作用する風速時系列波形例を示す図。
システム運用時の制御処理例を示すフローチャート。
気象データに対応する短期疲労損傷度の演算例を模式的に示す図。
第2実施形態に係る累積疲労損傷度評価部の処理例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態に係る評価システム、評価方法、及びプログラムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
【0010】
(第1実施形態)
図1は、実施形態1に係る評価システムの構成を示すブロック図である。図1に示す評価システム1は、気象データを用いて構造部の疲労損傷を評価可能なシステムである。
(【0011】以降は省略されています)

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