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不規則な実働荷重負荷下の散逸エネルギ計測法開発とこれによる疲労損傷発生予知

研究課題

研究課題/領域番号 16K14119
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関神戸大学

研究代表者

阪上 隆英  神戸大学, 工学研究科, 教授 (50192589)

研究分担者 塩澤 大輝  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (60379336)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード熱弾性応力計測 / 散逸エネルギ計測 / 非破壊評価 / 可視・赤外同期 / 位置補正 / 破壊力学評価 / 機械材料・材料力学 / 散逸エネルギ / 可視・赤外同期計測 / 可視・赤外同時計測 / 破壊 / 赤外線カメラ / 疲労損傷
研究成果の概要

本研究課題では,可視光学画像-赤外線画像の同視野・同時計測による,高精度な熱弾性応力計測および散逸エネルギ計測システムを構築することを目的とした.可視光学画像と赤外線画像を空間的・時間的に同期させることで,可視光学計測による対象物の変形情報を高精度に求め,これを時系列赤外線計測データにフィードバックさせることで,高精度な位置補正処理による熱弾性応力計測および散逸エネルギ計測の高精度化を実現させた.これにより,顕微計測視野での応力および散逸エネルギ計測精度の改善,熱弾性応力計測による有効応力拡大係数範囲のその場評価を可能とした.また,ランダム負荷下での散逸エネルギ計測の実現可能性を検証できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

構造物の経年劣化が大きな問題となっている.設計寿命を超えた構造物の延命化のためには,的確な構造健全性保障による維持管理手法の構築が急務である.橋梁やクレーンなどの鋼構造物の構造健全性保証においては,疲労き裂の非破壊評価が重要である.これまでの非破壊評価法は,疲労き裂の検出や進展評価に重点を置いていたが,構造健全性をライフサイクルで保障するためには,疲労き裂発生(あるいは補修後の再発生)予測が必要である.本研究は,き裂発生評価に有効な応力分布および散逸エネルギ分布計測を高精度化し,実構造物に対して評価の可能性を広げたことに学術的・社会的意義を有するものである.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 散逸エネルギ計測に基づくアルミニウム合金A6061-T6の疲労強度評価2018

    • 著者名/発表者名
      赤井淳嗣, 塩澤大輝, 船造俊介, 珍坂恵大, 阪上隆英
    • 雑誌名

      材料

      巻: 67 号: 12 ページ: 1036-1041

    • DOI

      10.2472/jsms.67.1036

    • NAID

      130007535657

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • 年月日
      2018-12-15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Fatigue Damage in Short Carbon Fiber Reinforced Plastics Based on Thermoelastic Stress and Phase Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Takahide Sakagami, Daiki Shiozawa, Yu Nakamura, Shinichi Nonaka, Kenichi Hamada
    • 雑誌名

      Residual Stress, Thermomechanics & Infrared Imaging, Hybrid Techniques and Inverse Problems

      巻: 7 ページ: 109-113

    • DOI

      10.1007/978-3-319-95074-7_21

    • ISBN
      9783319950730, 9783319950747
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fatigue Limit Estimation for Single Bead-on-plate weld Based on Dissipated Energy Measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Shiozawa, Yuto Ogino, Takaya Washio, Takahide Sakagami, Hideki Ueda, Taizo Makino
    • 雑誌名

      Residual Stress, Thermomechanics & Infrared Imaging, Hybrid Techniques and Inverse Problems

      巻: 7 ページ: 119-123

    • DOI

      10.1007/978-3-319-95074-7_23

    • ISBN
      9783319950730, 9783319950747
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 熱弾性応力測定に基づく微細粒ペーストの疲労き裂進展抑制効果の検証2018

    • 著者名/発表者名
      遠藤英樹, 和泉遊以, 阪上隆英, 河本恭平
    • 雑誌名

      非破壊検査

      巻: 67 ページ: 89-98

    • NAID

      130006555574

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fatigue Damage Evaluation of Short Carbon Fiber Reinforced Plastics Based on Phase Information of Thermoelastic Temperature Change2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Shiozawa, Takahide Sakagami, Yu Nakamura, Shinichi Nonaka, Kenichi Hamada
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 17 号: 12 ページ: 2824-2824

    • DOI

      10.3390/s17122824

    • NAID

      120006398798

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fatigue damage evaluation of short fiber CFRP based on phase information of thermoelastic temperature change2017

    • 著者名/発表者名
      Takahide Sakagami, Daiki Shiozawa, Yu Nakamura, Shinichi Nonaka, Kenichi Hamada
    • 雑誌名

      Proc. of SPIE

      巻: 10214 ページ: 10214-59

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 長大鋼橋梁の維持管理のための赤外線計測技術の開発2019

    • 著者名/発表者名
      阪上隆英
    • 学会等名
      土木学会-日本非破壊検査協会 合同シンポジウム「非破壊試験が拓くインフラメンテナンスの未来」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 散逸エネルギ計測に基づくFSWに対する疲労限度推定2019

    • 著者名/発表者名
      田中悠祐,荻野雄斗,塩澤大輝,阪上隆英
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 赤外線サーモグラフィを用いた熱弾性応力計測によるき裂進展性評価2019

    • 著者名/発表者名
      山本大貴,寺内勇希,井原航生,小林和樹,塩澤大輝,阪上隆英
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 散逸エネルギ計測に基づくアルミ合金材料A5052の疲労強度推定2019

    • 著者名/発表者名
      三島一朗,珍坂恵大,南迫尚哉,塩澤大輝,阪上隆英
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 散逸エネルギ計測に基づくFSWに対する疲労強度評価2019

    • 著者名/発表者名
      荻野雄斗,田中悠祐,塩澤大輝,阪上隆英
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第94期定時総会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 散逸エネルギ計測に基づいたアルミニウム合金A50 の疲労強度推定2019

    • 著者名/発表者名
      塩澤大輝,珍坂恵大,三島一朗,阪上隆英
    • 学会等名
      日本材料学会第68期学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 赤外線サーモグラフィを用いた熱弾性応力および散逸エネルギ計測に基づく応力拡大係数評価2019

    • 著者名/発表者名
      山本大貴,塩澤大輝,阪上隆英
    • 学会等名
      日本材料学会第68期学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 熱弾性応力計測に基づく鋼構造溶接部の疲労き裂進展性評価2018

    • 著者名/発表者名
      井原航生,溝上善昭,林昌弘,阪上隆英,塩澤大輝,東 智之,寺内勇希
    • 学会等名
      日本材料学会第67期学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Fatigue Damage in Short Carbon Fiber Reinforced Plastics Based on Thermoelastic Stress and Phase Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Takahide Sakagami, Daiki Shiozawa, Yu Nakamura, Shinichi Nonaka, Kenichi Hamada
    • 学会等名
      2018 SEM Annual Conference & Exposition
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fatigue Limit Estimation for Single Bead-on-plate weld Based on Dissipated Energy Measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Shiozawa, Yuto Ogino, Takaya Washio, Takahide Sakagami, Hideki Ueda, Taizo Makino
    • 学会等名
      2018 SEM Annual Conference & Exposition
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fatigue crack evaluation for steel bridge maintenance by infrared thermography2018

    • 著者名/発表者名
      Takahide Sakagami, Daiki Shiozawa, Yoshiaki Mizokami, Masahiro Hayashi, Yui Izumi
    • 学会等名
      The Sixth Japan-US NDT Symposium Emerging NDE Capabilities for a Safer World
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱弾性応力計測による鋼構造部材の疲労き裂進展性評価2018

    • 著者名/発表者名
      寺内勇希,溝上善昭,奥村淳弘,阪上隆英,塩澤大輝,東 智之
    • 学会等名
      土木学会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of NDE techniques for the maintenance of long-span steel bridges based on infrared measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Takahide Sakagami
    • 学会等名
      JSNDI 2018 Fall Annual Conference, KSNT JSNDI Joint International Session
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光学―赤外線同期計測による位置補正画像処理を援用した熱弾性応力および散逸エネルギ計測の高精度化2018

    • 著者名/発表者名
      小林和樹,塩澤大輝,阪上隆英,堀 充宏,内田勇治
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2018材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 赤外線応力計測による鋼橋梁部材の疲労き裂進展性評価と補修効果検証2018

    • 著者名/発表者名
      寺内勇希, 井原航生, 塩澤大輝, 阪上隆英, 溝上善昭, 有馬敬育, 林 昌弘
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2018材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 赤外線サーモグラフィを用いた高倍率温度計測の取り組み2017

    • 著者名/発表者名
      奥野颯太, 阪上隆英, 塩澤大輝, 赤井淳嗣
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第92期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 散逸エネルギ測定に基づく疲労強度推定法のアルミニウム合金A6061-T6 への適用2017

    • 著者名/発表者名
      赤井淳嗣,船造俊介,塩澤大輝,阪上隆英
    • 学会等名
      日本材料学会第66期学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 赤外線サーモグラフィを用いた黄銅に対する散逸エネルギ計測2017

    • 著者名/発表者名
      珍坂恵大,船造俊介,塩澤大輝,赤井淳嗣,阪上隆英
    • 学会等名
      日本材料学会第66期学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 散逸エネルギ計測に基づくビードオンプレート溶接部材に対する疲労限度推定2017

    • 著者名/発表者名
      荻野雄斗,鷲尾貴哉,塩澤大輝,上田秀樹,牧野泰三,阪上隆英
    • 学会等名
      日本材料学会第66期学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] TSA based evaluation of fatigue crack propagation in steel bridge members2017

    • 著者名/発表者名
      Takahide Sakagami, Yoshiaki Mizokami, Daiki Shiozawa, Yui Izumi, Akira Moriyama
    • 学会等名
      2nd International Conference on Structural Integrity
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱弾性応力分布計測結果の破壊力学評価による鋼構造部材の疲労き裂進展性評価2017

    • 著者名/発表者名
      阪上隆英,溝上善昭,奥村淳弘,塩澤大輝,藤本泰成,東 智之,和泉遊以
    • 学会等名
      土木学会第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱弾性応力分布計測結果の破壊力学評価による鋼橋の疲労き裂補修効果の検証2017

    • 著者名/発表者名
      東 智之,溝上善昭,中山和真,阪上隆英,塩澤大輝,藤本泰成,和泉遊似
    • 学会等名
      土木学会第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection of fatigue damage in short carbon fiber reinforced plastics using thermoelasticity2017

    • 著者名/発表者名
      Takahide Sakagami, Daiki Shiozawa, Yu Nakamura, Shinichi Nonaka, Kenichi Hamada
    • 学会等名
      AITA2017, The 14th International Workshop on Advanced Infrared Technology and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of mean stress on phase difference of dissipated energy2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Shiozawa, Tsuyoshi Inagawa, Takaya Washio, Takahide Sakagami
    • 学会等名
      AITA2017, The 14th International Workshop on Advanced Infrared Technology and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 散逸エネルギ計測に及ぼす塗膜の影響2017

    • 著者名/発表者名
      塩澤大輝,荻野雄斗,鷲尾貴哉,上田秀樹,牧野泰三,阪上隆英
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2017材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 赤外線サーモグラフィを用いた散逸エネルギの顕微計測2016

    • 著者名/発表者名
      奥野颯太,山田大貴,赤井淳嗣,塩澤大輝,阪上隆英
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2016 材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 散逸エネルギ測定に基づくガセット溶接継手に対するき裂発生位置予測2016

    • 著者名/発表者名
      鷲尾貴哉,塩澤大輝,上田秀樹,牧野泰三,阪上隆英
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2016 材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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