ベンチマーク問題

4. 第二段階ベンチマーク解析

析モデルの応答波形を使用した．試験では，波形の 振動特性を保持したまま振幅レベルを係数倍し，入 力波として使用した．

入力振幅レベルを徐々に増大させ，破損するまで 複数回の加振を行った漸増加振試験のうちの1ケー スをベンチマーク解析の試験ケースとして選定し た．具体的には，加振回数全9回のうち，試験体が 塑性域に到達するレベルからひずみ振幅1%の範囲 に収まる試験を対象とした．この試験の最大入力加

速度は約1.4 Gであった．

（2）ベンチマーク解析提供データおよび指定した出 力項目

エルボ要素配管振動試験に対するベンチマーク解 析（以下，「エルボ解析」）では，参加者に対して以下 のデータを提供した．

（a）試験体設計図面

（b） エルボ部の形状

・外径および板厚の実測データ

（c）エルボ部の材料特性

・ミルシート値

・解析法ガイドラインで提供するSUS304の弾 塑性応力－ひずみ関係式

（d） 入力加速度時刻歴波形データ

（e）計測位置図

（f）試験における減衰比

1次モードに対して3.0%（弾性試験結果より）

参加者には，以下の解析結果の提供を求めた．

（a）弾性域での一次固有振動数およびモード図

（b） 錘部の応答加速度（時刻歴）

（c）エルボの開閉変位（時刻歴）

（d） エルボ外面指定点（試験計測位置，エルボ中央

断面脇部）の全ひずみ（時刻歴）

（e）相当塑性ひずみコンター図

4.2.2 ティ要素配管振動試験の概要

（1）試験概要

図4.2-4に試験の状況を，図4.2-5に試験体の形状

を示す．試験体には150A Sch10S（外径：165.2 mm，

板厚：3.4 mm）のステンレス鋼配管SUS304TPを使 用した．ティ試験体の主管両端を振動台に固定し，

枝管の自由端には慣性力を得るために錘を設置して いる．振動台加振時に錘で発生する地震慣性力によ る曲げモーメントがティに負荷される試験である．

錘部は支持されておらず，試験体は自立している．

錘部は収納箱と質量調整用の内部錘で構成され，錘 部全体（錘収納箱＋内部錘＋フランジ）の質量は，実

測で255 kgであった．本試験では，ティが面外曲

げを起こす方向（図4.2-5のZ軸方向）の一方向に加 振を行った．試験は常温で実施し，亀裂貫通の検出 を目的として22 kPaのごく低圧を負荷した．

加振試験ではエルボ要素配管振動試験と同じ入力 地震波を使用し，波形の振動特性を保持したまま振 幅レベルを係数倍し，入力波として使用した．図

4.2-6に入力地震波の加速度時刻歴波形と加速度応

答スペクトル（減衰比0.5%で計算）を示す．

入力振幅レベルを徐々に増大させ，破損するまで 複数回の加振を行った漸増加振試験のうちの1ケー スをベンチマーク解析の試験ケースとして選定し た．対象とした試験の選定の観点はエルボ要素配管 振動試験と同様である．対象とした試験の最大入力 加速度は約1.4 Gであった．

図4.2-5 ティ試験体の形状および設置状況

Fig. 4.2-5 Configuration of the tee specimen test setup.

図4.2-4 ティ要素配管振動試験の外観

Fig. 4.2-4 Setup of the tee pipe element shaking test.

（2）ベンチマーク解析提供データおよび指定した出 力項目

ティ要素配管振動試験に対するベンチマーク解析

（以下，「ティ解析」）では，参加者に対して以下のデー タを提供した．

（a）試験体設計図面

（b） ティの形状（図4.2-7参照）

・外形の三次元計測データ

・ティR部曲率半径

三次元計測データからティのR部（肩の部分）

のデータを抽出し，それをもとに寸法を算定．

・ティ代表点での板厚の実測データ

（c）ティ部の材料特性

・ミルシート値

・試験体から採取した材料試験片による単調引 張試験から得られた公称応力－公称ひずみ曲 線

・解析法ガイドラインで提供するSUS304の弾 塑性応力－ひずみ関係式

（d） 入力加速度時刻歴波形データ

（e）計測位置図

（f）試験における減衰比

1次モードに対して0.1%（弾性試験結果より）

参加者には，以下の解析結果の提供を求めた．

（a）一次固有振動数およびモード図

（b） 錘部の応答加速度（時刻歴）

（c）ティ外面指定点（試験計測位置，図4.2-8参照）

の全ひずみ（時刻歴）

（d） 相当塑性ひずみコンター図

図4.2-6 ティ要素配管振動試験の入力

Fig. 4.2-6 Input motion for the tee pipe element shaking test.

図4.2-7 ティ試験体の形状データ

Fig. 4.2-7 Configuration information of the tee specimen.

図4.2-8 ティ解析におけるひずみ評価点

Fig. 4.2-8 Strain evaluation point in the analysis on the tee.