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公開番号2025099438
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023216102
出願日2023-12-21
発明の名称免震装置の性能予測装置、免震装置の性能予測方法及び免震装置の性能予測プログラム
出願人株式会社ブリヂストン
代理人個人
主分類G01M 7/02 20060101AFI20250626BHJP(測定;試験)
要約【課題】実製品に対する有限要素モデルを用いた有限要素法の解析を行う必要がなく、従来より少ない工数、時間及びコストで免震装置の性能予測が可能な免震装置の性能予測装置、免震装置の性能予測方法及び免震装置の性能予測プログラムを提供する。
【解決手段】弾性体を用いた免震装置の性能予測装置において、変数生成部202が弾性体の形状、材料定数と加力条件の一部又は全てを含む変数をランダムに生成し、生成された変数に基づいて有限要素モデル生成部204が有限要素モデルを生成し、生成された有限要素モデルを用いて解析部206が解析を実行し、実行された解析の結果に基づいて算出部208が免震装置に関する力学的特性を算出し、生成した変数を入力とし、算出された力学的特性を出力とした場合の相関関係に基づいて、学習済みモデル生成部210が前記免震装置の特性を予測する学習済みモデルを生成する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
弾性体を用いた免震装置の性能予測装置において、
前記弾性体の形状、材料定数と加力条件の一部又は全てを含む変数をランダムに生成する変数生成部と、
生成した前記変数に基づいて有限要素モデルを生成する有限要素モデル生成部と、
生成した前記有限要素モデルを用いて前記免震装置の解析を実行する解析部と、
実行した前記解析の結果に基づいて前記免震装置に関する力学的特性を算出する算出部と、
生成した前記変数を入力とし、算出した前記力学的特性を出力とした場合の相関関係に基づいて、前記免震装置の特性を予測する学習済みモデルを生成する学習済みモデル生成部と、を有する免震装置の性能予測装置。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記免震装置の解析は、座屈解析であり、
前記力学的特性は、座屈ひずみであることを特徴とする請求項１記載の免震装置の性能予測装置。
【請求項３】
前記免震装置の解析は、破断解析であり、
前記力学的特性は、破断強度であることを特徴とする請求項１記載の免震装置の性能予測装置。
【請求項４】
前記免震装置の解析は、引張解析であり、
前記力学的特性は、引張強度であることを特徴とする請求項１記載の免震装置の性能予測装置。
【請求項５】
前記免震装置の性能予測装置はさらに、
生成した前記学習済みモデルを用いて前記免震装置の特性を予測する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の免震装置の性能予測装置。
【請求項６】
前記免震装置の性能予測装置において、
前記免震装置の特性は、前記免震装置の座屈ひずみである請求項５記載の免震装置の性能予測装置。
【請求項７】
前記免震装置の性能予測装置において、
前記免震装置の特性は、前記免震装置の１又は複数の圧縮限界強度線図である請求項５記載の免震装置の性能予測装置。
【請求項８】
前記免震装置は、
所定形状のゴム体を有する請求項１記載の免震装置の性能予測装置。
【請求項９】
前記免震装置において、
前記所定形状は円柱形状である請求項８記載の免震装置の性能予測装置。
【請求項１０】
前記免震装置において、
前記所定形状はフレア形状と円柱形状との組み合わせによる形状である請求項８記載の免震装置の性能予測装置。
（【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】
本発明は、免震装置の性能予測装置、免震装置の性能予測方法及び免震装置の性能予測プログラムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
免震装置として、ゴム層と当該ゴム層よりも剛性の高い剛性板とが交互に積層された積層体の軸線方向の上下両端部に例えば一対の連結板が一体に加硫され、上下の連結板のそれぞれに組立ボルトにより一体化された剛性フランジを備えており、当該剛性フランジに設けられた取付孔に取付ボルトを挿通したのち、取付ボルトを上部構造体と下部構造体のそれぞれに螺合して、下部構造体と上部構造体にそれぞれ固定するようになっているものがある（特許文献１、特許文献２参照）。なお、上記の連結板が無く、当該連結板の代わりに上下端部にフランジを備えていても良い。
【０００３】
このような免震装置の挙動を解析するとともに免震装置と構造物の設計値を適切に設定することを目的として、時間経過に従って変化する変位量を示す情報が変位量入力部から入力される変位量入力ステップを実行し、入力された変位量と当該変位量の履歴に対応して反力を算出する解析ステップを実行し、そして、当該解析ステップによって算出された反力を示す解析結果を出力する解析結果出力ステップを実行する。ここでは、1つの変位量が入力される度にこれら変位量入力ステップ、の各ステップが実行される。解析結果出力ステップでは解析ステップによって算出された反力に基づいて変位量対反力の特性線図をプリンタなどによって出力する技術が知られている（特許文献３参照）。
【０００４】
また、複数のゴム及び鋼板を交互に積層して加硫接着した積層ゴム体と、当該積層ゴム体の中心部に埋め込まれた鉛プラグとを有する免震装置を介して支承された免震構造物の地震応答解析を行う場合、免震装置の履歴特性モデルが初期変位の立上がりを正確に表すことができ、しかも変位の大きさに関わらず同一のモデルで精度よくシミュレーションできるようにして、免震構造物の地震応答解析精度の向上を図ることを目的として、免震装置についてばね要素及びスライダ要素が直列に接続された複数のばねスライダ要素と、1つのばね要素と、1つのダッシュポット要素とを互いに並列に接続した履歴特性モデルを設定し、この履歴特性モデルに基づいて免震構造物の地震応答解析を行うことにより、弾性及び塑性の両特性を兼ね備えた実際の免震装置と同様の履歴特性モデルを得ることが知られている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－７７８９２号公報
特開２０１７－１９４０９８号公報
特開２０００－８１３６３号公報
特開平９－１１３４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、免震装置の座屈特性を解析したい場合、考えられる方法としては免震装置の実装置（実製品）を製作するとともに、制作した実製品に対する高面圧下での水平加力試験を実施する必要があり、これらの免震装置の実製品の評価には多くの工数、時間及びコストが生じていた。免震装置の実製品を現実に製作する代わりに、モデル化された免震装置をプログラムにより解析することも可能だが、このように免震装置をモデル化する場合、複数のパラメータのそれぞれに対応した複数の免震装置モデルを作成する必要があるため、実製品を製作して評価する場合よりも軽減されるにしろ、それでもなお、解析には多くの工数、時間及びコストが生じることになる。
本発明は、弾性体を用いた免震装置の性能予測装置において、弾性体の形状、材料定数と面圧を含む変数をランダムに生成し、生成した変数に基づいて有限要素モデルを生成し、生成した前記有限要素モデルを用いて前記免震装置の解析を実行し、実行した前記解析の結果に基づいて前記免震装置に関する力学的特性を算出し、生成した前記変数を入力とし、算出した前記力学的特性を出力とした場合の相関関係に基づいて、前記免震装置の特性を予測する学習済みモデルを生成することにより、実製品に対する有限要素モデルを用いた有限要素法の解析を行う必要がなく、従来より少ない工数、時間及びコストで免震装置の性能予測が可能な免震装置の性能予測装置、免震装置の性能予測方法及び免震装置の性能予測プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、弾性体を用いた免震装置の性能予測装置において、
前記弾性体の形状、材料定数と面圧を含む変数をランダムに生成する変数生成部と、
生成した前記変数に基づいて有限要素モデルを生成する有限要素モデル生成部と、
生成した前記有限要素モデルを用いて前記免震装置の解析を実行する解析部と、
実行した前記解析の結果に基づいて前記免震装置に関する力学的特性を算出する算出部と、
生成した前記変数を入力とし、算出した前記力学的特性を出力とした場合の相関関係に基づいて、前記免震装置の特性を予測する学習済みモデルを生成する学習済みモデル生成部と、を有する免震装置の性能予測装置であることを特徴とする。
【０００８】
前記構成によれば、生成した変数を入力とし、算出した免震装置に関する力学的特性を出力とした場合の相関関係が学習された学習済みモデルを生成することにより、前記免震装置の特性を予測することができるために最適な学習済みモデルを生成できるため、実製品に対する有限要素モデルを用いた有限要素法の解析を行う必要がなく、従来より少ない工数、時間及びコストで免震装置の性能予測を可能とすることができる。
【０００９】
前記構成において、前記免震装置の解析は、座屈解析であり、
前記力学的特性は、座屈ひずみであることを特徴とする。
【００１０】
前記構成によれば、前記構成によれば、生成した変数を入力とし、算出した座屈ひずみを出力とした場合の相関関係が学習された学習済みモデルを生成することにより、前記免震装置の特性を予測することができるために最適な学習済みモデルを生成できるため、実製品に対する有限要素モデルを用いた有限要素法の解析を行う必要がなく、従来より少ない工数、時間及びコストで免震装置の性能予測を可能とすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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