柔軟機械構造物の免震機構の設計手法

技 術分 野:設 計工学、 機械 力学
大 学 名:大阪府立 大学 工業高 等専門学 校
研究成果
柔軟機械構造物の免震機構の設計手法
利用分野
プラントなどの配管設備の免震、機器装置内配管の免震
中 小 企 業が利 用できる シー ズの概 要
【 従来 技術の 概要】
発電所や化学工場などの大規模な配管設備を地震の被害から避けるために、鉛を用
いた弾塑性サポートによって配管を支持する手法がある。小規模な配管については、
ゴム製サポートによって配管を支持する手法がある。配管内流体によって励起される
振動や、配管外を流れる風によって励起される振動の低減を目的とする支持手法もあ
る。このように配管は種々の要因によって振動するので、振動に起因する配管の破損
を防止する技術の開発の必要性が高まっている 。
【 開発 技術の 概要】
本設計手法では、まず 3D- CAD で配管のモデルを作成し 、FEM による固有値解析か
ら配管の固有振動数を求める。配管の設置場所および利用状態から配管が振動する要
因を推測し、各要因によって配管が振動するときの応答解析を行う。これらの結果か
ら導出される振動時の配管の形状や各位置における振幅に基づいて、支持する箇所と
支持機構に要求されるパラメータを決定する。支持機構を設計し、支持機構を取付け
た解析用配管モデルのシミュレーションを行うとともに、試作支持機構を取付けた試
験用配管モデルの加振試験を行い、整合性および効果 を評価する。
図
配管の 3D モデルの例
図
配管の固有値解析の例
【 開発 技術の 段階】
試作支持機構を用いた試験用配管モデルの加振試験に至っていない。本手法による
支持機構の設計は、柔軟な脚を有する歩行ロボットの歩行時の振動を受動的に抑制す
るための関節部に取付け可能な 機構の設計にも応用できると予想される 。
【 技術 の提供 時の指導 の有 無】
本設計手法に限らず、各種機器装置、機械構造物の振動抑制や耐震、免震に関する
諸問題についての相談・指導は可能です 。