レインフロー法による疲労被害評価ソフト(R版)

概要

ビーク値の時刻歴データからレインフロー計数を行う機能をGitHub上からパッケージとして提供する.パッケージ名はRBM,モジュール名HLrainflowである.アルゴリズムはHLrainflow法に基づく.
[注意]文献[1]に記載されているヒステリシスループ法のアルゴリズムは、実質レインフロー法の評価結果と同じ結果を与えますが、厳密に見ると少しだけ異なっていました.しかし、ヒステリシスループ法のアルゴリズムを部分的に変更するだけで、完全にレインフロー法と合致することを最近見出しました。ここで、提供するアルゴリズムは完全にレインフロー法に合致するはずです。アルゴリズムの詳細は「HLrainflow法アルゴリズム」のページを参照して下さい.

パッケージHLの利用法

  1. install.packages("devtools")コマンドによりdevtoolsパッケージをインストールする
  2. library(devtools)により読み込む
  3. install_github("ShinsukeSakai0321/HL")の実行により,レインフロー係数法のパッケージHLをGitHubよりインストールする
  4. library(HL)により読み込む
  5. 利用できるコマンドの一覧はhelp(package=HL)により見ることができる.
  6. コマンドの利用法を見るためには?HLrainflowもしくは?PeakCalcを入力
  7. 利用法が表示されるが,その中のexampleのところに計算されている部分を新しいscriptにコピペして実行することにより,計算の確認を行うことができる

登録されているコマンド

コマンド内容
PeakCalc時系列波形からピーク値を算出する
HLrainflowピーク値データからレインフロー計数結果を出力する

例題1

ASTM E1049-85(2017) Rainflow Counting Example

            pk<-c(-2,1,-3,5,-1,3,-4,4,-2)
            HLrainflow(Peak=pk)   
        
この結果,ASTMに記載されているのと同じ以下の出力を確認する.
            halfR halfM
            1     4   1.0
            2     4   1.0
            3     3  -0.5
            4     4  -1.0
            5     8   1.0
            6     9   0.5
            7     8   0.0
            8     6   1.0  
        

例題2

波形履歴からピーク値を計算後に,レインフロー計数を行う

            wave<-c(5e-3,3.2e-2,3.8e-2,-3.3e-2,-1.9e-2,-1e-2,1e-3,-8e-3,-2e-2,1e-2,-1e-3,4e-3,1.1e-2,-1e-3,-7e-3,-2e-3)
            pk<-PeakCalc(Wave=wave)
            HLrainflow(Peak=pk)
        
この結果,以下の出力を確認する.
            halfR halfM
            1 0.02198929 -0.009969643
            2 0.02198929 -0.009969643
            3 0.01238186  0.004909680
            4 0.01238186  0.004909680
            5 0.08263671  0.003540413
            6 0.04894241 -0.013306734
            7 0.01817584  0.002076555
        

参考文献

[1]岡村弘之,板垣 浩著「強度の統計的取り扱い」,培風館, 4.3疲労の安全寿命