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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-05-06
(45)【発行日】2022-05-16
(54)【発明の名称】耐震動性評価システムおよび耐震動性評価方法
(51)【国際特許分類】
G01M 7/02 20060101AFI20220509BHJP
G01V 1/00 20060101ALI20220509BHJP
G01V 1/28 20060101ALI20220509BHJP
G01M 99/00 20110101ALI20220509BHJP
【ＦＩ】
G01M7/02 H
G01V1/00 D
G01V1/28
G01M99/00 Z
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019047395
(22)【出願日】2019-03-14
(65)【公開番号】P2020148671
(43)【公開日】2020-09-17
【審査請求日】2021-03-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(73)【特許権者】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001380
【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】仲村 岳
(72)【発明者】
【氏名】藁科 正彦
(72)【発明者】
【氏名】片山 洋
(72)【発明者】
【氏名】栗原 麻貴子
【審査官】山口 剛
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－１６３８６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１６８００８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１７７０８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－１９８７９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１２２８６６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｍ ７／００ － ７／０８
Ｇ０１Ｍ １３／００ － １３／０４５
Ｇ０１Ｍ ９９／００
Ｇ０１Ｖ １／００ － ９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラントを構成する複数の対象部分のそれぞれに対応させて予め構築された特定モデルを蓄積するモデルデータベースと、地震発生時に生じる加速度を検出する加速度検出部と、
前記加速度検出部で実際に記録された前記加速度を前記モデルデータベースの前記特定モデルに入力し、この特定モデルに対応する前記対象部分の損傷に関する特定値を算出するとともに、前記特定モデルに基づいて、ひずみ波形を算出する、特定算出部と、
算出された前記特定値に基づいて、前記対象部分が損傷しているか否かを判定する損傷判定部と、
それぞれの前記対象部分に設けられ、前記対象部分に実際に生じたひずみのひずみ計測値を計測するひずみ計測部と、
前記ひずみ波形の最大値が前記ひずみ計測値未満である場合に前記対象部分の前記特定モデルの修正を行い、前記ひずみ波形の最大値が前記ひずみ計測値以上である場合に前記対象部分の前記特定モデルの修正を行わない、モデル修正部と、
を備える、
耐震動性評価システム。
【請求項2】
前記特定モデルは、１自由度モデル、多自由度モデル、数理モデルのうちの少なくともいずれか１つである、請求項１に記載の耐震動性評価システム。
【請求項3】
損傷していると判定された前記対象部分を記録したリストを作成するリスト作成部を備える、請求項１または請求項２に記載の耐震動性評価システム。
【請求項4】
前記損傷判定部は、前記特定モデルとしての１自由度モデルに基づいて既に判定済みの前記対象部分が損傷しているか否かを、前記特定モデルとしての多自由度モデルに基づいて再び判定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の耐震動性評価システム。
【請求項5】
前記対象部分の過去の累積損傷係数を記録した累積損傷係数データベースを備え、前記特定算出部は、前記加速度検出部で実際に記録された前記加速度に基づいて、前記対象部分の前記累積損傷係数を算出し、
前記損傷判定部は、前記累積損傷係数データベースに記録された前記累積損傷係数と前記特定算出部で算出した前記累積損傷係数とに基づいて、前記対象部分が損傷しているか否かを判定する、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の耐震動性評価システム。
【請求項6】
予め実施された前記対象部分の弾塑性解析により取得された前記対象部分の変位とひずみとの関係を示す情報を蓄積した変位ひずみ関係データベースを備え、前記特定算出部は、
前記特定モデルとしての１自由度モデルに、前記加速度検出部で実際に記録された前記加速度を入力して前記対象部分に生じた前記変位を取得し、
取得された前記変位と前記変位ひずみ関係データベースに蓄積された情報とに基づいて、前記対象部分に生じたひずみを算出する、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の耐震動性評価システム。
【請求項7】
前記特定算出部は、前記特定モデルとしての多自由度モデルに、実際に記録された前記加速度を入力して前記対象部分に生じたひずみを算出する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の耐震動性評価システム。
【請求項8】
前記対象部分に入力される入力エネルギーと前記対象部分が損傷する損傷エネルギーとの関係を示す情報を蓄積した損傷エネルギーデータベースを備え、前記特定算出部は、前記特定モデルに、前記加速度検出部で実際に記録された前記加速度を入力して前記対象部分に入力された前記入力エネルギーを算出し、
前記損傷判定部は、前記特定算出部で算出した前記入力エネルギーと前記損傷エネルギーデータベースに蓄積された情報とに基づいて、前記対象部分が損傷しているか否かを判定する、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の耐震動性評価システム。
【請求項9】
過去に前記対象部分に入力された前記入力エネルギーを記録した入力エネルギー履歴データベースを備え、前記損傷判定部は、前記特定算出部で算出された前記入力エネルギーと前記入力エネルギー履歴データベースに記録された前記入力エネルギーとに基づいて、前記対象部分が損傷しているか否かを判定する、
請求項８に記載の耐震動性評価システム。
【請求項10】
プラントを構成する複数の対象部分のそれぞれに対応させて予め構築された特定モデルをモデルデータベースに蓄積するステップと、地震発生時に生じる加速度を加速度検出部で検出するステップと、
前記加速度検出部で実際に記録された前記加速度を前記モデルデータベースの前記特定モデルに入力し、この特定モデルに対応する前記対象部分の損傷に関する特定値を算出するとともに、前記特定モデルに基づいて、ひずみ波形を算出する、ステップと、
算出された前記特定値に基づいて、前記対象部分が損傷しているか否かを判定するステップと、
それぞれの前記対象部分に設けられ、前記対象部分に実際に生じたひずみのひずみ計測値を計測するステップと、
前記ひずみ波形の最大値が前記ひずみ計測値未満である場合に前記対象部分の前記特定モデルの修正を行い、前記ひずみ波形の最大値が前記ひずみ計測値以上である場合に前記対象部分の前記特定モデルの修正を行わない、ステップと、
を含む、
耐震動性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、耐震動性評価システムおよび耐震動性評価方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、原子力プラントの機器または配管系が設計基準を超える地震動を受けた場合に、原子力プラントを再起動するに当たり機器または配管系の耐震動性の評価が求められる。しかし、多数の機器または配管系の耐震動性を、弾塑性挙動を考慮して評価する場合に、有限要素法による弾塑性解析を用いると多大な計算コストを要する。そこで、１自由度モデルを用いて弾塑性解析を行う技術が知られている。例えば、地震動によって機器に入力されるエネルギーと、疲労寿命の観点から機器が吸収することのできるエネルギーとを、１自由度モデルを用いて算出して比較する耐震動性評価技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－２１４９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
簡易的なモデルを用いた耐震動性評価技術では、機器または配管系の塑性ひずみを実験または解析などにより推測することが求められる。しかしながら、地震力の大きさに対して機器または配管系に発生する塑性ひずみは非線形な関係となるため、簡易的なモデルを用いて塑性ひずみを推測した場合には、耐震動性評価で安全側の評価結果となることを確認する必要がある。さらに、耐震動性評価の精度を高めたいという要望がある。
【0005】
本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、簡易的なモデルを用いた耐震動性評価の精度を高めることができる耐震動性評価技術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】
【0006】
本発明の実施形態に係る耐震動性評価システムは、プラントを構成する複数の対象部分のそれぞれに対応させて予め構築された特定モデルを蓄積するモデルデータベースと、地震発生時に生じる加速度を検出する加速度検出部と、前記加速度検出部で実際に記録された前記加速度を前記モデルデータベースの前記特定モデルに入力し、この特定モデルに対応する前記対象部分の損傷に関する特定値を算出するとともに、前記特定モデルに基づいて、ひずみ波形を算出する、特定算出部と、算出された前記特定値に基づいて、前記対象部分が損傷しているか否かを判定する損傷判定部と、それぞれの前記対象部分に設けられ、前記対象部分に実際に生じたひずみのひずみ計測値を計測するひずみ計測部と、前記ひずみ波形の最大値が前記ひずみ計測値未満である場合に前記対象部分の前記特定モデルの修正を行い、前記ひずみ波形の最大値が前記ひずみ計測値以上である場合に前記対象部分の前記特定モデルの修正を行わない、モデル修正部と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明の実施形態により、簡易的なモデルを用いた耐震動性評価の精度を高めることができる耐震動性評価技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態の耐震動性評価システムを示すブロック図。
【図2】第１実施形態のデータベース構築処理を示すフローチャート。
【図3】第１実施形態のプラント評価処理を示すフローチャート。
【図4】第１実施形態のモデル判定処理を示すフローチャート。
【図5】第２実施形態の耐震動性評価システムを示すブロック図。
【図6】第２実施形態のデータベース構築処理を示すフローチャート。
【図7】第２実施形態のモデル判定処理を示すフローチャート。
【図8】第３実施形態のプラント評価処理を示すフローチャート。
【図9】第４実施形態の耐震動性評価システムを示すブロック図。
【図10】第４実施形態のデータベース構築処理を示すフローチャート。
【図11】第４実施形態のモデル判定処理を示すフローチャート。
【図12】第５実施形態の耐震動性評価システムを示すブロック図。
【図13】第５実施形態のデータベース構築処理を示すフローチャート。
【図14】第５実施形態のモデル判定処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0009】
【0010】
図１の符号１は、第１実施形態の耐震動性評価システムである。この耐震動性評価システム１は、原子力プラントの耐震動性の評価を行うために用いられる。なお、本実施形態では、評価の対象となる施設として原子力プラントを例示しているが、火力プラントまたは工場などの施設の耐震動性の評価を耐震動性評価システム１で行っても良い。
【0011】
原子力プラントは、複数の機器または複数の配管系で構成される。例えば、機器には、タンクまたは配電設備などの装置が含まれる。また、配管系には、水または蒸気などの流体を輸送する配管、配管同士を接続する継手、またはバルブが含まれる。耐震動性評価システム１では、これらの機器または配管系のそれぞれの耐震動性を評価することで、原子力プラント全体の評価を行うようにしている。以下の説明において、プラントを構成する機器または配管系を、評価の対象となる対象部分と称して説明する。
【0012】
本実施形態の耐震動性評価システム１では、プラントを構成する複数の対象部分のそれぞれに対応させて予め特定モデルを構築し、この特定モデルに地震発生時に生じる加速度を入力するシミュレーションを行って耐震動性の評価を行う。特定モデルは、シェルモデルおよびソリッドモデル以外が好ましい。このようにすれば、モデルを用いた解析の計算コストを低減することができる。
【0013】
特定モデルには、ばね質点系の１自由度モデル、ばね質点系の多自由度モデル、数理モデルのうちの少なくともいずれか１つが用いられる。このようにすれば、対象部分に応じて最適なモデルを構築することができる。例えば、タンクなどの装置は、振動の挙動が単純なため、１自由度モデルで充分な解析が行える。また、配管系のように振動の挙動が複雑なものは、多自由度モデルで解析を行うようにする。なお、全ての機器および配管系をいずれか１つのモデルで解析しても良い。
【0014】
第１実施形態の耐震動性評価システム１のシステム構成を図１に示すブロック図を参照して説明する。
【0015】
図１に示すように、第１実施形態の耐震動性評価システム１では、特定モデルとして、ばね質点系の１自由度モデルを用いて、対象部分の累積損傷係数を算出し、この算出に基づいて、耐震動性の評価を行うようにする。
【0016】
第１実施形態の耐震動性評価システム１は、加速度検出部２とひずみ計測部３と評価用コンピュータ４とを備える。なお、ひずみ計測部３としては、例えば、ひずみゲージを用いることができる。
【0017】
加速度検出部２は、地震発生時に生じる加速度を検出する。ひずみ計測部３は、それぞれの対象部分に設けられ、地震発生時に対象部分に実際に生じたひずみを計測する。
【0018】
第１実施形態の評価用コンピュータ４は、メイン制御部５と対象部分選定部６と変位算出部７とひずみ算出部８とひずみ判定部９とモデル修正部１０と累積損傷係数算出部１１と損傷判定部１２とリスト作成部１３とリスト保存部１４と評価部１５と評価結果出力部１６と１自由度モデルデータベース１７と変位ひずみ関係データベース１８と累積損傷係数データベース１９とを備える。これらは、メモリまたはＨＤＤに記憶されたプログラムがＣＰＵによって実行されることで実現される。
【0019】
なお、第１実施形態では、変位算出部７とひずみ算出部８と累積損傷係数算出部１１とにより、特定算出部２０が構成される。この特定算出部２０は、加速度検出部２で実際に記録された加速度を特定モデルとしての１自由度モデルに入力し、この１自由度モデルに対応する対象部分の損傷に関する特定値としての累積損傷係数を算出する。
【0020】
１自由度モデルデータベース１７は、プラントを構成する複数の対象部分のそれぞれに対応させて予め構築されたばね質点系の１自由度モデルを蓄積する。
【0021】
変位ひずみ関係データベース１８は、予め実施された対象部分の弾塑性解析により取得された対象部分の変位とひずみとの関係を示す情報を蓄積する。
【0022】
累積損傷係数データベース１９は、それぞれの対象部分の過去の累積損傷係数を記録している。
【0023】
メイン制御部５は、評価用コンピュータ４を統括的に制御する。このメイン制御部５は、事前に入力された各種情報に基づいて、１自由度モデルデータベース１７と変位ひずみ関係データベース１８と累積損傷係数データベース１９とを構築する。また、地震発生時に加速度検出部２が検出した加速度値（加速度波形）を取得する。さらに、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値を取得する。なお、メイン制御部５は、加速度値およびひずみ計測値を、地震発生時にリアルタイムで取得する。また、メイン制御部５は、加速度値の時系列順の変化に基づいて、加速度波形（地震波形）を取得することができる。
【0024】
対象部分選定部６は、プラントを構成する複数の対象部分のうち、評価の対象となる対象部分の選定を行う。なお、評価用コンピュータ４は、それぞれの対象部分に対応して順次評価を行い、全ての対象部分の評価後に、それぞれの評価結果に基づいて、プラント全体の評価を行う。
【0025】
変位算出部７は、１自由度モデルデータベース１７に蓄積された判定対象の対象部分の１自由度モデルに、加速度検出部２で実際に記録された加速度を入力して対象部分に生じた変位を算出する。例えば、地震による加速度波形を含む時刻歴データ、対象部分の１自由度モデルに入力して時刻歴解析を行う。そして、対象部分の代表的な変位波形を取得する。
【0026】
ひずみ算出部８は、変位算出部７で算出した変位波形と、変位ひずみ関係データベース１８に蓄積された情報とに基づいて、対象部分に生じたひずみを算出する。例えば、変位算出部７で算出した対象部分の変位波形に基づいて、対象部分のひずみ波形を取得する。
【0027】
ひずみ判定部９は、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値以上か否かの判定を行う。つまり、ひずみ算出部８で算出したひずみが、ひずみ計測部３で計測された実際のひずみと異なっているか否かの判定を行う。
【0028】
モデル修正部１０は、ひずみ計測部３で計測された値に基づいて、対象部分の１自由度モデルを修正する。例えば、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値未満である場合に、１自由度モデルデータベース１７の１自由度モデルの修正を行う。つまり、ひずみ算出部８で算出したひずみが、ひずみ計測部３で計測された実際のひずみと異なっている場合には、事前に構築した１自由度モデルに誤差があるものとして、１自由度モデルの修正を行う。このようにすれば、実際に計測したひずみに基づいて１自由度モデルを修正することができるため、１自由度モデルの精度を高めることができる。
【0029】
第１実施形態では、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値未満である場合に、１自由度モデルの修正を行い、それ以外の場合には、１自由度モデルの修正を行わないようにしている。つまり、１自由度モデルにより算出されたひずみ波形の最大値が、実際に生じたひずみよりも大きい場合には、１自由度モデルの修正を行わないようにしている。そのため、常に安全側の評価結果を得ることができるようになり、耐震動性の評価の安全性と精度を高めることができる。
【0030】
なお、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値と、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値との誤差の範囲が所定値以上である場合に、１自由度モデルの修正を行い、それ以外の場合には、１自由度モデルの修正を行わないようにしても良い。ここで、１自由度モデルにより算出されたひずみ波形の最大値が、実際に生じたひずみよりも大きい場合であっても、１自由度モデルの修正を行うようにしても良い。
【0031】
累積損傷係数算出部１１は、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形に基づいて、対応する対象部分の地震発生時の累積損傷係数を算出する。そして、この累積損傷係数と累積損傷係数データベースに記録された過去の累積損傷係数とを足し合わせることで、対応する対象部分の累積損傷係数を更新する。
【0032】
損傷判定部１２は、累積損傷係数算出部１１で更新された累積損傷係数に基づいて、対象部分が損傷しているか否かを判定する。このようにすれば、過去の累積損傷係数と地震発生時の累積損傷係数とを含めた特定値に基づいて、対象部分の損傷の有無の判定を行うことができる。
【0033】
リスト作成部１３は、損傷していると判定された対象部分を記録した損傷リストを作成するとともに、損傷していないと判定された対象部分を記録した非損傷リストを作成する。
【0034】
リスト保存部１４は、リスト作成部１３が作成した損傷リストおよび非損傷リストを保存（記憶）する。このようにすれば、損傷した対象部分または損傷していない対象部分を管理することができる。
【0035】
評価部１５は、リスト作成部１３が作成した損傷リストおよび非損傷リストに基づいて、プラント全体の健全性の評価を行う。
【0036】
評価結果出力部１６は、評価部１５で評価されたプラント全体の健全性の評価結果の出力を行う。なお、プラントの健全性が保たれていない場合には、評価結果出力部１６がプラントの運転を停止させるプラント停止信号を出力する。
【0037】
【0038】
図２に示すように、まず、ステップＳ１１において、評価用コンピュータ４のメイン制御部５は、プラントを構成する複数の対象部分のそれぞれに対応する１自由度モデルの構築を予め行う。なお、１自由度モデルは、従来公知の方法で構築することができる。
【0039】
次のステップＳ１２において、メイン制御部５は、複数の対象部分のそれぞれに対応する１自由度モデルを１自由度モデルデータベース１７に登録する。１自由度モデルデータベース１７には、複数の対象部分に対応する１自由度モデルが蓄積される。
【0040】
次のステップＳ１３において、メイン制御部５は、複数の対象部分のそれぞれに対応する弾塑性解析を予め実施する。そして、この弾塑性解析の解析結果に基づいて、対象部分の変位とひずみとの関係を示す情報を取得する。
【0041】
次のステップＳ１４において、メイン制御部５は、弾塑性解析の解析結果に基づいて、対象部分の変位とひずみとの関係を示す情報を変位ひずみ関係データベース１８に蓄積する。
【0042】
次のステップＳ１５において、メイン制御部５は、それぞれの対象部分の過去の累積損傷係数を取得する。なお、過去の累積損傷係数は、対象部分の管理状況または使用履歴などに基づいて取得しても良いし、評価用コンピュータ４で算出された累積損傷係数が蓄積されたものであっても良い。
【0043】
次のステップＳ１６において、メイン制御部５は、対象部分の過去の累積損傷係数を累積損傷係数データベース１９に蓄積する。そして、処理を終了する。
【0044】
次に、第１実施形態の耐震動性評価システム１が実行するプラント評価処理について図３のフローチャートを用いて説明する。なお、図１に示すブロック図を適宜参照する。この処理は、一定時間毎に繰り返される処理である。この処理が繰り返されることで、耐震動性評価システム１で耐震性評価方法が実行される。なお、耐震動性評価システム１が他のメイン処理を実行中に、この処理を割り込ませて実行しても良い。
【0045】
図３に示すように、まず、ステップＳ２１において、メイン制御部５は、加速度検出部２が検出した加速度値（加速度波形）に基づいて、地震が発生したか否かを判定する。ここで、地震が発生していない場合（ステップＳ２１がＮＯ）は、処理を終了する。一方、地震が発生した場合（ステップＳ２１がＹＥＳ）は、ステップＳ２２に進む。
【0046】
次のステップＳ２２において、メイン制御部５は、プラントにおいて耐震動性に関わる全ての対象部分を、耐震動性評価の判定対象としてセットする。この判定対象は、評価用コンピュータ４にセットされる。
【0047】
次のステップＳ２３において、メイン制御部５は、評価用コンピュータ４を用いて、判定対象の対象部分の特定モデルを用いた評価を行うモデル判定処理を実行する。
【0048】
次のステップＳ２４において、メイン制御部５は、モデル判定処理による対象部分の評価結果に基づいて、プラントの健全性の評価を行う。
【0049】
次のステップＳ２５において、評価部１５は、プラントの健全性の評価に基づいて、プラントの運転継続が可能か否かを判定する。つまり、プラントの健全性が保たれているか否かの判定を行う。ここで、プラントの運転継続が可能である場合（ステップＳ２５がＹＥＳ）は、処理を終了する。一方、プラントの運転継続が可能でない場合（ステップＳ２５がＮＯ）は、ステップＳ２６に進む。
【0050】
次のステップＳ２６において、評価結果出力部１６は、プラントの運転を停止させるプラント停止信号を出力する。そして、処理を終了する。
【0051】
次に、第１実施形態の耐震動性評価システム１が実行するプラント評価処理について図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図１に示すブロック図を適宜参照する。この処理は、一定時間毎に繰り返される処理である。この処理が繰り返されることで、耐震動性評価システム１で耐震性評価方法が実行される。なお、耐震動性評価システム１が他のメイン処理を実行中に、この処理を割り込ませて実行しても良い。
【0052】
図４に示すように、まず、ステップＳ３１において、メイン制御部５は、地震発生時に加速度検出部２が検出した加速度波形を取得する。
【0053】
次のステップＳ３２において、メイン制御部５は、対象部分のそれぞれに対応するひずみ計測部３が計測したひずみ計測値を取得する。
【0054】
次のステップＳ３３において、対象部分選定部６は、耐震動性評価の判定対象としてセットされた全ての対象部分のうち、未だ判定されていない１つの対象部分を判定対象として選定する。
【0055】
次のステップＳ３４において、変位算出部７は、１自由度モデルデータベース１７を参照し、判定対象の対象部分に対応する１自由度モデルを特定する。この１自由度モデルに対して、地震発生時に加速度検出部２が検出した加速度波形を入力する。
【0056】
次のステップＳ３５において、変位算出部７は、１自由度モデルに基づいて、対応する対象部分の代表的な変位波形を算出する。例えば、以下の数式１に表される１自由度モデルの時刻歴解析には、Ｎｅｗｍａｒｋのβ法などの直接時間積分法を用いることができる。
【0057】
【数1】
【0058】
次のステップＳ３６において、ひずみ算出部８は、変位算出部７で算出した変位波形と、変位ひずみ関係データベース１８に蓄積された情報とに基づいて、対象部分に生じたひずみ波形を算出する。例えば、ひずみ算出部８は、変位算出部７より算出した変位波形を以下の数式２に表される変位ひずみ関係を用いてひずみ波形に変換する。
【0059】
【数2】
【0060】
なお、変位ひずみ関係ε（ｘ）は、対応する対象部分に対応付けて、変位ひずみ関係データベース１８に予め蓄積される情報である。
【0061】
次のステップＳ３７において、ひずみ判定部９は、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値以上か否かの判定を行う。ここで、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値以上の場合（ステップＳ３７がＹＥＳ）は、ステップＳ３８に進む。一方、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値未満の場合（ステップＳ３７がＮＯ）は、ステップＳ４２に進む。
【0062】
ステップＳ４２において、モデル修正部１０は、１自由度モデルデータベース１７の１自由度モデルの修正を行う。例えば、前述の数式１の復元力特性ｆ（ｘ）または減衰定数ｃの修正を行う。ここで、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値以上になるように、１自由度モデルを修正する。そして、前述のステップＳ３４に戻る。
【0063】
ステップＳ３８において、累積損傷係数算出部１１は、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形に基づいて、対応する対象部分の地震発生時の累積損傷係数を算出する。例えば、対象部分の１自由度モデルに対して入力した加速度波形（地震波形）に対する累積損傷係数を以下の数式３のように算出する。
【0064】
【数3】
【0065】
さらに、累積損傷係数と累積損傷係数データベースに記録された過去の累積損傷係数とを足し合わせることで、対応する対象部分の累積損傷係数を更新する。例えば、以下の数式４のように算出する。
【0066】
【数4】
【0067】
なお、更新された累積損傷係数Ｄが、対象部分の損傷の有無の判定に用いられる総累積損傷係数Ｄとなる。このようにすれば、過去の地震動による疲労損傷を含めて評価することができる。そして、ステップＳ３９に進む。
【0068】
次のステップＳ３９において、損傷判定部１２は、総累積損傷係数（特定値）が１以上（閾値以上）か否かを判定する。ここで、総累積損傷係数が１以上である場合（ステップＳ３９がＹＥＳ）は、ステップＳ４０に進む。一方、総累積損傷係数が１未満である場合（ステップＳ３９がＮＯ）は、ステップＳ４３に進む。なお、総累積損傷係数が１以上の場合は対象部分が損傷しているものとし、総累積損傷係数が１未満の場合は対象部分が損傷していないものとする。
【0069】
ステップＳ４０において、リスト作成部１３は、損傷していると判定された対象部分を損傷リストに記録する。この損傷リストは、リスト保存部１４に保存される。そして、ステップＳ４１に進む。
【0070】
ステップＳ４３において、リスト作成部１３は、損傷していないと判定された対象部分を非損傷リストに記録する。この非損傷リストは、リスト保存部１４に保存される。そして、ステップＳ４１に進む。
【0071】
次のステップＳ４１において、メイン制御部５は、耐震動性評価の判定対象としてセットされた全ての対象部分のうち、未だ判定されていない対象部分が残っているか否かを判定する。ここで、未だ判定されていない対象部分が残っている場合（ステップＳ４１がＹＥＳ）は、前述のステップＳ３３に戻る。一方、未だ判定されていない対象部分が残っていない場合（ステップＳ４１がＮＯ）は、処理を終了する。
【0072】
第１実施形態では、プラントを構成する機器または配管系に対して塑性変形を考慮した疲労評価を実施できる。また、損傷リストに基づいて、機器または配管系の詳細解析の対象、検査または補修の対象を絞り込むことができる。
【0073】
また、変位ひずみ関係データベース１８を備えることで、１自由度モデルのような簡易的なモデルを用いた場合であっても、対象部分に生じたひずみを算出することができる。
【0074】
また、プラントの運転継続が可能でないと評価された場合に、評価結果出力部１６がプラントの運転を停止させるプラント停止信号を出力する。そのため、地震発生時に必要に応じてプラントを停止することができる。
【0075】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の耐震動性評価システムおよび耐震動性評価方法について図５から図７を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
次に、第２実施形態の耐震動性評価システムおよび耐震動性評価方法について図５から図７を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0076】
第２実施形態の耐震動性評価システム１Ａのシステム構成を図５に示すブロック図を参照して説明する。
【0077】
図５に示すように、第２実施形態の耐震動性評価システム１Ａでは、特定モデルとして、ばね質点系の多自由度モデルを用いて、対象部分の累積損傷係数を算出し、この算出に基づいて、耐震動性の評価を行うようにする。
【0078】
第２実施形態の耐震動性評価システム１Ａは、加速度検出部２とひずみ計測部３と評価用コンピュータ４Ａとを備える。
【0079】
第２実施形態の評価用コンピュータ４Ａは、メイン制御部５と対象部分選定部６とひずみ算出部８とひずみ判定部９とモデル修正部１０と累積損傷係数算出部１１と損傷判定部１２とリスト作成部１３とリスト保存部１４と評価部１５と評価結果出力部１６と多自由度モデルデータベース２１と累積損傷係数データベース１９とを備える。これらは、メモリまたはＨＤＤに記憶されたプログラムがＣＰＵによって実行されることで実現される。
【0080】
なお、第２実施形態では、ひずみ算出部８と累積損傷係数算出部１１とにより、特定算出部２０Ａが構成される。この特定算出部２０Ａは、加速度検出部２で実際に記録された加速度を特定モデルとしての多自由度モデルに入力し、この多自由度モデルに対応する対象部分の損傷に関する特定値としての累積損傷係数を算出する。
【0081】
多自由度モデルデータベース２１は、プラントを構成する複数の対象部分のそれぞれに対応させて予め構築されたばね質点系の多自由度モデルを蓄積する。メイン制御部５は、事前に入力された各種情報に基づいて、多自由度モデルデータベース２１を構築する。
【0082】
ひずみ算出部８は、多自由度モデルデータベース２１に蓄積された判定対象の対象部分の多自由度モデルに、加速度検出部２で実際に記録された加速度を入力して対象部分に生じたひずみを算出する。例えば、地震発生時の加速度波形（地震波形）に基づいて、対象部分のひずみ波形を取得する。
【0083】
モデル修正部１０は、ひずみ計測部３で計測された値に基づいて、対象部分の多自由度モデルを修正する。例えば、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値未満である場合に、多自由度モデルデータベース２１の多自由度モデルの修正を行う。
【0084】
【0085】
図６に示すように、まず、ステップＳ５１において、評価用コンピュータ４Ａのメイン制御部５は、対象部分を構成するはり要素などを含む弾塑性材料モデルの構築を行う。
【0086】
次のステップＳ５２において、メイン制御部５は、プラントを構成する複数の対象部分のそれぞれに対応する多自由度モデルの構築を予め行う。ここで、多自由度モデルには、前述の弾塑性材料モデルを適用する。
【0087】
次のステップＳ５３において、メイン制御部５は、複数の対象部分のそれぞれに対応する多自由度モデルを多自由度モデルデータベース２１に登録する。多自由度モデルデータベース２１には、複数の対象部分に対応する多自由度モデルが蓄積される。なお、それぞれの多自由度モデルに対応する弾塑性材料モデルを含めて多自由度モデルデータベース２１に登録される。
【0088】
次のステップＳ５４において、メイン制御部５は、それぞれの対象部分の過去の累積損傷係数を取得する。
【0089】
次のステップＳ５５において、メイン制御部５は、対象部分の過去の累積損傷係数を累積損傷係数データベース１９に蓄積する。そして、処理を終了する。
【0090】
なお、第２実施形態の耐震動性評価システム１Ａが実行するプラント評価処理については前述の第１実施形態のフローチャート（図３参照）と同様である。
【0091】
次に、第２実施形態の耐震動性評価システム１Ａが実行するプラント評価処理について図７のフローチャートを用いて説明する。なお、図５に示すブロック図を適宜参照する。この処理は、一定時間毎に繰り返される処理である。この処理が繰り返されることで、耐震動性評価システム１Ａで耐震性評価方法が実行される。なお、耐震動性評価システム１Ａが他のメイン処理を実行中に、この処理を割り込ませて実行しても良い。
【0092】
図７に示すように、まず、ステップＳ６１において、メイン制御部５は、地震発生時に加速度検出部２が検出した加速度波形を取得する。
【0093】
次のステップＳ６２において、メイン制御部５は、対象部分のそれぞれに対応するひずみ計測部３が計測したひずみ計測値を取得する。
【0094】
次のステップＳ６３において、対象部分選定部６は、耐震動性評価の判定対象としてセットされた全ての対象部分のうち、未だ判定されていない１つの対象部分を判定対象として選定する。
【0095】
次のステップＳ６４において、ひずみ算出部８は、多自由度モデルデータベース２１を参照し、判定対象の対象部分に対応する多自由度モデルを特定する。この多自由度モデルに対して、地震発生時に加速度検出部２が検出した加速度波形を入力する。
【0096】
次のステップＳ６５において、ひずみ算出部８は、多自由度モデルに基づいて、対応する対象部分の代表的なひずみ波形を算出する。このとき、多自由度モデルには、弾塑性材料モデルが適用される。例えば、以下の数式５に表される多自由度モデルの時刻歴解析には、Ｎｅｗｍａｒｋのβ法などの直接時間積分法を用いることができる。
【0097】
【数5】
【0098】
次のステップＳ６６において、ひずみ判定部９は、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値以上か否かの判定を行う。ここで、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値以上の場合（ステップＳ６６がＹＥＳ）は、ステップＳ６７に進む。一方、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値未満の場合（ステップＳ６６がＮＯ）は、ステップＳ７１に進む。
【0099】
ステップＳ７１において、モデル修正部１０は、弾塑性材料モデルの修正を行う。例えば、材料定数の修正を行う。ここで、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値以上になるように、弾塑性材料モデルを修正する。そして、ステップＳ７２に進む。
【0100】
ステップＳ７２において、モデル修正部１０は、多自由度モデルデータベース２１の多自由度モデルの修正を行う。例えば、前述の数式５の減衰行列Ｃの修正を行う。ここで、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値以上になるように、多自由度モデルを修正する。そして、前述のステップＳ６４に戻る。なお、ステップＳ７１とステップＳ７２はどちらかのみ実行することであっても良い。
【0101】
ステップＳ６７において、累積損傷係数算出部１１は、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形に基づいて、対応する対象部分の地震発生時の累積損傷係数を算出する。例えば、対象部分の多自由度モデルに対して入力した加速度波形（地震波形）に対する累積損傷係数を以下の数式６のように算出する。そして、ステップＳ６８に進む。
【0102】
【数6】
【0103】
さらに、累積損傷係数と累積損傷係数データベースに記録された過去の累積損傷係数とを足し合わせることで、対応する対象部分の累積損傷係数を更新する。例えば、以下の数式７のように算出する。
【0104】
【数7】
【0105】
なお、更新された累積損傷係数Ｄが、対象部分の損傷の有無の判定に用いられる総累積損傷係数Ｄとなる。このようにすれば、過去の地震動による疲労損傷を含めて評価することができる。
【0106】
次のステップＳ６８において、損傷判定部１２は、総累積損傷係数（特定値）が１以上（閾値以上）か否かを判定する。ここで、総累積損傷係数が１以上である場合（ステップＳ６８がＹＥＳ）は、ステップＳ６９に進む。一方、総累積損傷係数が１未満である場合（ステップＳ６８がＮＯ）は、ステップＳ７３に進む。なお、総累積損傷係数が１以上の場合は対象部分が損傷しているものとし、総累積損傷係数が１未満の場合は対象部分が損傷していないものとする。
【0107】
ステップＳ６９において、リスト作成部１３は、損傷していると判定された対象部分を損傷リストに記録する。この損傷リストは、リスト保存部１４に保存される。そして、ステップＳ７０に進む。
【0108】
ステップＳ７３において、リスト作成部１３は、損傷していない判定された対象部分を非損傷リストに記録する。この非損傷リストは、リスト保存部１４に保存される。そして、ステップＳ７０に進む。
【0109】
次のステップＳ７０において、メイン制御部５は、耐震動性評価の判定対象としてセットされた全ての対象部分のうち、未だ判定されていない対象部分が残っているか否かを判定する。ここで、未だ判定されていない対象部分が残っている場合（ステップＳ７０がＹＥＳ）は、前述のステップＳ６３に戻る。一方、未だ判定されていない対象部分が残っていない場合（ステップＳ７０がＮＯ）は、処理を終了する。
【0110】
第２実施形態では、多自由度モデルのような詳細なモデルを用いて、対象部分に生じたひずみを算出することができる。
【0111】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の耐震動性評価システムおよび耐震動性評価方法について図８を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
次に、第３実施形態の耐震動性評価システムおよび耐震動性評価方法について図８を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0112】
第３実施形態の耐震動性評価システム１，１Ａでは、まず、全ての対象部分について、ばね質点系の１自由度モデルを用いて累積損傷係数を算出し、この算出に基づいて、耐震動性の評価を行うようにする。なお、１自由度モデルを用いた評価は、前述の第１実施形態の評価用コンピュータ４を用いる。そして、損傷リストを抽出する。
【0113】
次に、抽出した損傷リストに含まれる対象部分について、ばね質点系の多自由度モデルを用いて累積損傷係数を算出し、この算出に基づいて、耐震動性の評価を行うようにする。なお、多自由度モデルを用いた評価は、前述の第２実施形態の評価用コンピュータ４Ａを用いる。つまり、評価用コンピュータ４Ａの損傷判定部１２は、１自由度モデルに基づいて既に判定済みの対象部分が損傷しているか否かを、多自由度モデルに基づいて再び判定する。
【0114】
次に、第３実施形態の耐震動性評価システム１，１Ａが実行するプラント評価処理について図８のフローチャートを用いて説明する。なお、図１および図５に示すブロック図を適宜参照する。この処理は、一定時間毎に繰り返される処理である。この処理が繰り返されることで、耐震動性評価システム１，１Ａで耐震性評価方法が実行される。なお、耐震動性評価システム１，１Ａが他のメイン処理を実行中に、この処理を割り込ませて実行しても良い。
【0115】
図８に示すように、まず、ステップＳ８１において、メイン制御部５は、加速度検出部２が検出した加速度値（加速度波形）に基づいて、地震が発生したか否かを判定する。ここで、地震が発生していない場合（ステップＳ８１がＮＯ）は、処理を終了する。一方、地震が発生した場合（ステップＳ８１がＹＥＳ）は、ステップＳ８２に進む。
【0116】
次のステップＳ８２において、メイン制御部５は、プラントにおいて耐震動性に関わる全ての対象部分を、耐震動性評価の判定対象としてセットする。この判定対象は、前述の第１実施形態の評価用コンピュータ４にセットされる。
【0117】
次のステップＳ８３において、メイン制御部５は、前述の第１実施形態の評価用コンピュータ４を用いて、判定対象の対象部分の１自由度モデルを用いた評価を行う１自由度モデル判定処理を実行する。そして、全ての対象部分の評価後に損傷リストを抽出する。
【0118】
次のステップＳ８４において、メイン制御部５は、損傷リストに記録された対象部分を、耐震動性評価の判定対象としてセットする。この判定対象は、前述の第２実施形態の評価用コンピュータ４Ａにセットされる。
【0119】
次のステップＳ８５において、メイン制御部５は、前述の第２実施形態の評価用コンピュータ４Ａを用いて、判定対象の対象部分の多自由度モデルを用いた評価を行う多自由度モデル判定処理を実行する。
【0120】
次のステップＳ８６において、メイン制御部５は、１自由度モデル判定処理および多自由度モデル判定処理による対象部分の評価結果に基づいて、プラントの健全性の評価を行う。
【0121】
次のステップＳ８７において、評価部１５は、プラントの健全性の評価に基づいて、プラントの運転継続が可能か否かを判定する。つまり、プラントの健全性が保たれているか否かの判定を行う。ここで、プラントの運転継続が可能である場合（ステップＳ８７がＹＥＳ）は、処理を終了する。一方、プラントの運転継続が可能でない場合（ステップＳ８７がＮＯ）は、ステップＳ８８に進む。
【0122】
次のステップＳ８８において、評価結果出力部１６は、プラントの運転を停止させるプラント停止信号を出力する。そして、処理を終了する。
【0123】
第３実施形態では、先に１自由度モデルを用いて簡易的な判定を行い、詳細な判定を行いたい対象部分については、多自由度モデルを用いて判定を行うことができる。そのため、プラントを構成する機器または配管系の耐震動性評価の精度を維持したまま、多自由度モデルに係る計算コストを削減することができる。
【0124】
なお、非損傷リストに記録された対象部分であっても、プラントの運転に重要な対象部分については、多自由度モデルを用いて評価を行うようにしても良い。
【0125】
なお、第１実施形態の評価用コンピュータ４と第２実施形態の評価用コンピュータ４Ａとが一体となった評価用コンピュータを用いて、第３実施形態のプラント評価処理を実行しても良い。
【0126】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の耐震動性評価システムおよび耐震動性評価方法について図９から図１１を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
次に、第４実施形態の耐震動性評価システムおよび耐震動性評価方法について図９から図１１を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0127】
第４実施形態の耐震動性評価システム１Ｂのシステム構成を図９に示すブロック図を参照して説明する。
【0128】
図９に示すように、第４実施形態の耐震動性評価システム１Ｂでは、特定モデルとして、数理モデルを用いて、対象部分の累積損傷係数を算出し、この算出に基づいて、耐震動性の評価を行うようにする。
【0129】
第４実施形態の耐震動性評価システム１Ｂは、加速度検出部２とひずみ計測部３と変位計測部２２と評価用コンピュータ４Ｂとを備える。
【0130】
変位計測部２２は、それぞれの対象部分に設けられ、地震発生時に対象部分に実際に生じた変位を計測する。なお、メイン制御部５は、変位計測部２２が計測した変位値を取得する。つまり、メイン制御部５は、加速度値、ひずみ計測値および変位値を含む所定の物理量を地震発生時にリアルタイムで取得する。
【0131】
第４実施形態の評価用コンピュータ４Ｂは、メイン制御部５と対象部分選定部６とひずみ算出部８とひずみ判定部９とモデル修正部１０と累積損傷係数算出部１１と損傷判定部１２とリスト作成部１３とリスト保存部１４と評価部１５と評価結果出力部１６と数理モデルデータベース２３と累積損傷係数データベース１９とを備える。これらは、メモリまたはＨＤＤに記憶されたプログラムがＣＰＵによって実行されることで実現される。
【0132】
なお、第４実施形態では、ひずみ算出部８と累積損傷係数算出部１１とにより、特定算出部２０Ｂが構成される。この特定算出部２０Ｂは、加速度検出部２で実際に記録された加速度を特定モデルとしての数理モデルに入力し、この数理モデルに対応する対象部分の損傷に関する特定値としての累積損傷係数を算出する。
【0133】
数理モデルデータベース２３は、プラントを構成する複数の対象部分のそれぞれに対応させて予め構築された数理モデルを蓄積する。メイン制御部５は、事前に入力された各種情報に基づいて、数理モデルデータベース２３を構築する。
【0134】
ひずみ算出部８は、数理モデルデータベース２３に蓄積された判定対象の対象部分の数理モデルに、加速度検出部２で実際に記録された加速度、ひずみ計測部３で実際に記録されたひずみ値、および変位計測部２２で実際に記録された変位値を入力して対象部分に生じたひずみを算出する。
【0135】
モデル修正部１０は、ひずみ計測部３で計測された値に基づいて、対象部分の数理モデルを修正する。例えば、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値未満である場合に、数理モデルデータベース２３の数理モデルの修正を行う。
【0136】
【0137】
図１０に示すように、まず、ステップＳ９１において、評価用コンピュータ４Ｂのメイン制御部５は、プラントを構成する複数の対象部分のそれぞれに対応する数理モデルの構築を予め行う。なお、数理モデルの作成には、応答局面またはカルマンフィルタなどの方法を用いる。
【0138】
次のステップＳ９２において、メイン制御部５は、複数の対象部分のそれぞれに対応する数理モデルを数理モデルデータベース２３に登録する。数理モデルデータベース２３には、複数の対象部分に対応する数理モデルが蓄積される。
【0139】
次のステップＳ９３において、メイン制御部５は、それぞれの対象部分の過去の累積損傷係数を取得する。
【0140】
次のステップＳ９４において、メイン制御部５は、対象部分の過去の累積損傷係数を累積損傷係数データベース１９に蓄積する。そして、処理を終了する。
【0141】
なお、第４実施形態の耐震動性評価システム１Ｂが実行するプラント評価処理については前述の第１実施形態のフローチャート（図３参照）と同様である。
【0142】
次に、第４実施形態の耐震動性評価システム１Ｂが実行するプラント評価処理について図１１のフローチャートを用いて説明する。なお、図９に示すブロック図を適宜参照する。この処理は、一定時間毎に繰り返される処理である。この処理が繰り返されることで、耐震動性評価システム１Ｂで耐震性評価方法が実行される。なお、耐震動性評価システム１Ｂが他のメイン処理を実行中に、この処理を割り込ませて実行しても良い。
【0143】
図１１に示すように、まず、ステップＳ１０１において、メイン制御部５は、地震発生時に加速度検出部２が検出した加速度波形を取得する。
【0144】
次のステップＳ１０２において、メイン制御部５は、対象部分のそれぞれに対応するひずみ計測部３が計測したひずみ計測値を取得する。
【0145】
次のステップＳ１０３において、メイン制御部５は、対象部分のそれぞれに対応する変位計測部２２が計測した変位計測値を取得する。
【0146】
次のステップＳ１０４において、対象部分選定部６は、耐震動性評価の判定対象としてセットされた全ての対象部分のうち、未だ判定されていない１つの対象部分を判定対象として選定する。
【0147】
次のステップＳ１０５において、ひずみ算出部８は、数理モデルデータベース２３を参照し、判定対象の対象部分に対応する数理モデルを特定する。この数理モデルに対して、加速度検出部２で実際に記録された加速度、ひずみ計測部３で実際に記録されたひずみ値、および変位計測部２２で実際に記録された変位値を入力する。
【0148】
次のステップＳ１０６において、ひずみ算出部８は、数理モデルに基づいて、対応する対象部分の代表的なひずみ波形を算出する。
【0149】
次のステップＳ１０７において、ひずみ判定部９は、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値以上か否かの判定を行う。ここで、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値以上の場合（ステップＳ１０７がＹＥＳ）は、ステップＳ１０８に進む。一方、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形の最大値が、ひずみ計測部３が計測したひずみ計測値未満の場合（ステップＳ１０７がＮＯ）は、ステップＳ１１２に進む。
【0150】
ステップＳ１１２において、モデル修正部１０は、数理モデルデータベース２３の数理モデルの修正を行う。そして、前述のステップＳ１０５に戻る。
【0151】
ステップＳ１０８において、累積損傷係数算出部１１は、ひずみ算出部８で算出したひずみ波形に基づいて、対応する対象部分の地震発生時の累積損傷係数を算出する。例えば、対象部分の数理モデルに対して入力した地震発生時の物理量に対する累積損傷係数を以下の数式８のように算出する。そして、ステップＳ１０９に進む。
【0152】
【数8】
【0153】
さらに、累積損傷係数と累積損傷係数データベースに記録された過去の累積損傷係数とを足し合わせることで、対応する対象部分の累積損傷係数を更新する。例えば、以下の数式９のように算出する。
【0154】
【数9】
【0155】
なお、更新された累積損傷係数Ｄが、対象部分の損傷の有無の判定に用いられる総累積損傷係数Ｄとなる。このようにすれば、過去の地震動による疲労損傷を含めて評価することができる。
【0156】
次のステップＳ１０９において、損傷判定部１２は、総累積損傷係数（特定値）が１以上（閾値以上）か否かを判定する。ここで、総累積損傷係数が１以上である場合（ステップＳ１０９がＹＥＳ）は、ステップＳ１１０に進む。一方、総累積損傷係数が１未満である場合（ステップＳ１０９がＮＯ）は、ステップＳ１１３に進む。なお、総累積損傷係数が１以上の場合は対象部分が損傷しているものとし、総累積損傷係数が１未満の場合は対象部分が損傷していないものとする。
【0157】
ステップＳ１１０において、リスト作成部１３は、損傷していると判定された対象部分を損傷リストに記録する。この損傷リストは、リスト保存部１４に保存される。そして、ステップＳ１１１に進む。
【0158】
ステップＳ１１３において、リスト作成部１３は、損傷していない判定された対象部分を非損傷リストに記録する。この非損傷リストは、リスト保存部１４に保存される。そして、ステップＳ１１１に進む。
【0159】
次のステップＳ１１１において、メイン制御部５は、耐震動性評価の判定対象としてセットされた全ての対象部分のうち、未だ判定されていない対象部分が残っているか否かを判定する。ここで、未だ判定されていない対象部分が残っている場合（ステップＳ１１１がＹＥＳ）は、前述のステップＳ１０４に戻る。一方、未だ判定されていない対象部分が残っていない場合（ステップＳ１１１がＮＯ）は、処理を終了する。
【0160】
第４実施形態では、数理モデルのような詳細なモデルを用いて、対象部分に生じたひずみを算出することができる。
【0161】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態の耐震動性評価システムおよび耐震動性評価方法について図１２から図１４を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
次に、第５実施形態の耐震動性評価システムおよび耐震動性評価方法について図１２から図１４を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0162】
第５実施形態の耐震動性評価システム１Ｃのシステム構成を図１２に示すブロック図を参照して説明する。
【0163】
図１２に示すように、第５実施形態の耐震動性評価システム１Ｃでは、特定モデルとして、ばね質点系の１自由度モデルを用いて、対象部分に入力された入力エネルギーの累積値である累積エネルギーを算出し、この算出に基づいて、耐震動性の評価を行うようにする。
【0164】
第５実施形態の耐震動性評価システム１Ｃは、加速度検出部２と入力エネルギー計測部２４と評価用コンピュータ４Ｃとを備える。
【0165】
入力エネルギー計測部２４は、それぞれの対象部分に設けられ、地震発生時に対象部分に実際に入力された入力エネルギーを計測する。
【0166】
第５実施形態の評価用コンピュータ４Ｃは、メイン制御部５と対象部分選定部６と入力エネルギー算出部２５と入力エネルギー判定部２６とモデル修正部１０と累積エネルギー算出部２７と損傷判定部１２とリスト作成部１３とリスト保存部１４と評価部１５と評価結果出力部１６と１自由度モデルデータベース１７と入力エネルギー履歴データベース２８と損傷エネルギーデータベース２９とを備える。これらは、メモリまたはＨＤＤに記憶されたプログラムがＣＰＵによって実行されることで実現される。
【0167】
なお、第５実施形態では、入力エネルギー算出部２５と累積エネルギー算出部２７とにより、特定算出部２０Ｃが構成される。この特定算出部２０Ｃは、加速度検出部２で実際に記録された加速度を特定モデルとしての１自由度モデルに入力し、この１自由度モデルに対応する対象部分の損傷に関する特定値としての累積エネルギーを算出する。
【0168】
入力エネルギー履歴データベース２８は、それぞれの対象部分に過去に入力された入力エネルギーの累積値を記録している。
【0169】
損傷エネルギーデータベース２９は、対象部分が損傷してしまう損傷エネルギーの値を、それぞれの対象部分に対応付けて記憶している。なお、損傷エネルギーは、入力エネルギーの累積値の限界を規定する値である。所定の対象部分の入力エネルギーの累積値が損傷エネルギー以上になると、その対象部分が損傷したと判定される。つまり、損傷エネルギーデータベース２９は、対象部分に入力される入力エネルギーと対象部分が損傷する損傷エネルギーとの関係を示す情報を蓄積している。
【0170】
入力エネルギー算出部２５は、１自由度モデルデータベース１７に蓄積された判定対象の対象部分の１自由度モデルに、加速度検出部２で実際に記録された加速度を入力して対象部分に生じた入力エネルギーを算出する。例えば、判定対象の対象部分の１自由度モデルのパラメータである固有周期および減衰比が入力エネルギー算出部２５に入力される。そして、地震による加速度波形とから算出したエネルギースペクトルに基づいて、対象部分に対する入力エネルギーを算出する。
【0171】
入力エネルギー判定部２６は、入力エネルギー算出部２５で算出した入力エネルギーの最大値が、入力エネルギー計測部２４が計測した入力エネルギー計測値以上か否かの判定を行う。つまり、入力エネルギー算出部２５で算出した入力エネルギーが、入力エネルギー計測部２４で計測された実際の入力エネルギーと異なっているか否かの判定を行う。
【0172】
モデル修正部１０は、入力エネルギー計測部２４で計測された値に基づいて、対象部分の１自由度モデルを修正する。例えば、入力エネルギー算出部２５で算出した入力エネルギーの最大値が、入力エネルギー計測部２４が計測した入力エネルギー計測値未満である場合に、１自由度モデルデータベース１７の１自由度モデルの修正を行う。
【0173】
累積エネルギー算出部２７は、入力エネルギー算出部２５で算出した入力エネルギーと、入力エネルギー履歴データベース２８に記録された過去の入力エネルギーの累積値とを足し合わせることで、対応する対象部分の累積エネルギーを算出する。このようにすれば、過去の入力エネルギーと地震発生時の入力エネルギーとを含めた特定値に基づいて、対象部分の損傷の有無の判定を行うことができる。
【0174】
損傷判定部１２は、累積エネルギー算出部２７で算出された累積エネルギーと、損傷エネルギーデータベース２９に蓄積された情報とに基づいて、対象部分が損傷しているか否かを判定する。
【0175】
【0176】
図１３に示すように、まず、ステップＳ１２１において、評価用コンピュータ４Ｃのメイン制御部５は、プラントを構成する複数の対象部分のそれぞれに対応する１自由度モデルの構築を予め行う。なお、１自由度モデルは、従来公知の方法で構築することができる。
【0177】
次のステップＳ１２２において、メイン制御部５は、複数の対象部分のそれぞれに対応する１自由度モデルを１自由度モデルデータベース１７に登録する。１自由度モデルデータベース１７には、複数の対象部分に対応する１自由度モデルが蓄積される。
【0178】
次のステップＳ１２３において、メイン制御部５は、それぞれの対象部分に過去に入力された入力エネルギーの累積値を取得する。なお、過去の入力エネルギーは、対象部分の管理状況または使用履歴などに基づいて取得しても良いし、評価用コンピュータ４Ｃで算出された入力エネルギーが蓄積されたものであっても良い。
【0179】
次のステップＳ１２４において、メイン制御部５は、対象部分に過去に入力された入力エネルギーの累積値を入力エネルギー履歴データベース２８に蓄積する。
【0180】
次のステップＳ１２５において、メイン制御部５は、それぞれの対象部分を予め解析し、その損傷エネルギーを算出する。
【0181】
次のステップＳ１２６において、メイン制御部５は、対象部分の解析に基づいて算出した損傷エネルギーを、その対象部分に対応付けて損傷エネルギーデータベース２９に登録する。損傷エネルギーデータベース２９には、複数の対象部分に対応する損傷エネルギーに関する情報が蓄積される。そして、処理を終了する。
【0182】
なお、第５実施形態の耐震動性評価システム１Ｃが実行するプラント評価処理については前述の第１実施形態のフローチャート（図３参照）と同様である。
【0183】
次に、第５実施形態の耐震動性評価システム１Ｃが実行するプラント評価処理について図１４のフローチャートを用いて説明する。なお、図１２に示すブロック図を適宜参照する。この処理は、一定時間毎に繰り返される処理である。この処理が繰り返されることで、耐震動性評価システム１Ｃで耐震性評価方法が実行される。なお、耐震動性評価システム１Ｃが他のメイン処理を実行中に、この処理を割り込ませて実行しても良い。
【0184】
図１４に示すように、まず、ステップＳ１３１において、メイン制御部５は、地震発生時に加速度検出部２が検出した加速度波形を取得する。
【0185】
次のステップＳ１３２において、メイン制御部５は、対象部分のそれぞれに対応する入力エネルギー計測部２４が計測した入力エネルギー計測値を取得する。
【0186】
次のステップＳ１３３において、対象部分選定部６は、耐震動性評価の判定対象としてセットされた全ての対象部分のうち、未だ判定されていない１つの対象部分を判定対象として選定する。
【0187】
次のステップＳ１３４において、入力エネルギー算出部２５は、１自由度モデルデータベース１７を参照し、判定対象の対象部分に対応する１自由度モデルを特定する。この１自由度モデルに対して、地震発生時に加速度検出部２が検出した加速度波形を入力する。
【0188】
次のステップＳ１３５において、入力エネルギー算出部２５は、１自由度モデルに基づいて、対応する対象部分に入力された入力エネルギーを算出する。
【0189】
次のステップＳ１３６において、入力エネルギー判定部２６は、入力エネルギー算出部２５で算出した入力エネルギーの値が、入力エネルギー計測部２４が計測した入力エネルギー計測値以上か否かの判定を行う。ここで、入力エネルギー算出部２５で算出した入力エネルギーの値が、入力エネルギー計測部２４が計測した入力エネルギー計測値以上の場合（ステップＳ１３６がＹＥＳ）は、ステップＳ１３７に進む。一方、入力エネルギー算出部２５で算出した入力エネルギーの値が、入力エネルギー計測部２４が計測した入力エネルギー計測値未満の場合（ステップＳ１３６がＮＯ）は、ステップＳ１４１に進む。
【0190】
ステップＳ１４１において、モデル修正部１０は、１自由度モデルデータベース１７の１自由度モデルの修正を行う。ここで、入力エネルギー算出部２５で算出した入力エネルギーの値が、入力エネルギー計測部２４が計測した入力エネルギー計測値以上になるように、１自由度モデルを修正する。そして、前述のステップＳ１３４に戻る。
【0191】
ステップＳ１３７において、累積エネルギー算出部２７は、入力エネルギー算出部２５で算出した入力エネルギーの値と入力エネルギー履歴データベース２８に記録された過去の入力エネルギーの累積値とを足し合わせることで、対応する対象部分の累積エネルギーを算出する。
【0192】
なお、更新された累積エネルギーの値が、対象部分の損傷の有無の判定に用いられるこのようにすれば、過去の地震動による疲労損傷を含めて評価することができる。そして、ステップＳ１３８に進む。
【0193】
次のステップＳ１３８において、損傷判定部１２は、損傷エネルギーデータベース２９を参照し、判定対象の対象部分の損傷エネルギーの値を取得する。そして、累積エネルギー算出部２７で算出された累積エネルギーの値（特定値）が、損傷エネルギーの値以上（閾値以上）か否かを判定する。ここで、累積エネルギー算出部２７で算出された累積エネルギーの値が、損傷エネルギーの値以上である場合（ステップＳ１３８がＹＥＳ）は、ステップＳ１３９に進む。一方、累積エネルギー算出部２７で算出された累積エネルギーの値が、損傷エネルギーの値未満である場合（ステップＳ１３８がＮＯ）は、ステップＳ１４２に進む。なお、累積エネルギーの値が損傷エネルギーの値以上である場合は対象部分が損傷しているものとし、累積エネルギーの値が損傷エネルギーの値未満である場合は対象部分が損傷していないものとする。
【0194】
ステップＳ１３９において、リスト作成部１３は、損傷していると判定された対象部分を損傷リストに記録する。この損傷リストは、リスト保存部１４に保存される。そして、ステップＳ１４０に進む。
【0195】
ステップＳ１４２において、リスト作成部１３は、損傷していない判定された対象部分を非損傷リストに記録する。この非損傷リストは、リスト保存部１４に保存される。そして、ステップＳ１４０に進む。
【0196】
次のステップＳ１４０において、メイン制御部５は、耐震動性評価の判定対象としてセットされた全ての対象部分のうち、未だ判定されていない対象部分が残っているか否かを判定する。ここで、未だ判定されていない対象部分が残っている場合（ステップＳ１４０がＹＥＳ）は、前述のステップＳ１３３に戻る。一方、未だ判定されていない対象部分が残っていない場合（ステップＳ１４０がＮＯ）は、処理を終了する。
【0197】
第５実施形態では、対象部分に入力される入力エネルギーに基づいて、対象部分が損傷しているか否かを判定する。
【0198】
本実施形態に係る耐震動性評価システムを第１実施形態から第５実施形態に基づいて説明したが、いずれか１の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。
【0199】
なお、本実施形態において、基準値（閾値）を用いた任意の値（特定値）の判定は、「任意の値が基準値以上か否か」の判定でも良いし、「任意の値が基準値を超えているか否か」の判定でも良い。或いは、「任意の値が基準値以下か否か」の判定でも良いし、「任意の値が基準値未満か否か」の判定でも良い。また、基準値が固定されるものでなく、変化するものであっても良い。従って、基準値の代わりに所定範囲の値を用い、任意の値が所定範囲に収まるか否かの判定を行っても良い。また、予め装置に生じる誤差を解析し、基準値を中心として誤差範囲を含めた所定範囲を判定に用いても良い。
【0200】
なお、本実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わっても良い。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されても良い。
【0201】
本実施形態のシステムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどのハードウェア資源を有し、ＣＰＵが各種プログラムを実行することで、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。さらに、本実施形態の耐震動性評価方法は、プログラムをコンピュータに実行させることで実現される。
【0202】
本実施形態のシステムは、専用のチップ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、またはＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスまたはキーボードなどの入力装置と、通信インターフェースとを備える。このシステムは、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。
【0203】
なお、本実施形態のシステムで実行されるプログラムは、ＲＯＭなどに予め組み込んで提供される。もしくは、このプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）などのコンピュータで読み取り可能な非一過性の記憶媒体に記憶されて提供するようにしても良い。
【0204】
また、このシステムで実行されるプログラムは、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしても良い。また、このシステムは、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワークまたは専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。
【0205】
なお、本実施形態では、地震に対する耐震動性の評価を行うようにしているが、地震以外の振動に基づく耐震動性の評価を行うようにしても良い。例えば、施設に飛翔体が衝突することにより発生する振動に基づく耐震動性の評価を行うようにしても良い。
【0206】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、プラントを構成する複数の対象部分のそれぞれに対応させて予め構築された特定モデルを蓄積するモデルデータベースを備えることにより、簡易的なモデルを用いた耐震動性評価の精度を高めることができる。
【0207】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0208】
１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）…耐震動性評価システム、２…加速度検出部、３…ひずみ計測部、４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）…評価用コンピュータ、５…メイン制御部、６…対象部分選定部、７…変位算出部、８…ひずみ算出部、９…ひずみ判定部、１０…モデル修正部、１１…累積損傷係数算出部、１２…損傷判定部、１３…リスト作成部、１４…リスト保存部、１５…評価部、１６…評価結果出力部、１７…１自由度モデルデータベース、１８…変位ひずみ関係データベース、１９…累積損傷係数データベース、２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）…特定算出部、２１…多自由度モデルデータベース、２２…変位計測部、２３…数理モデルデータベース、２４…入力エネルギー計測部、２５…入力エネルギー算出部、２６…入力エネルギー判定部、２７…累積エネルギー算出部、２８…入力エネルギー履歴データベース、２９…損傷エネルギーデータベース。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】