ニューラルネットワークを用いた磁化特性にもとづくワイヤロープ疲労劣化状態の判定

• Project/Area Number: 05750835
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 資源開発工学
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 塚田 和彦 京都大学, 工学部, 助手 (10179971)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1993: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 非破壊評価 / ワイヤロープ / 疲労 / 磁化特性 / ニューラルネットワーク

Research Abstract

本研究では、ワイヤロープの使用劣化の非破壊評価に関して、磁化特性の変化から劣化したロープの余寿命を推定する方法の開発を行った。なお、磁化特性測定値とロープ余寿命を結びつける関係の構築に、ニューラルネットワークを利用することを特色としている。得られた主な成果は、次のとおりである。
1.いくつかの張力水準のもと、ワイヤロープのシ-ブ曲げ疲労試験を実施し、繰返し回数の増加に伴う磁化特性の変化を測定した。磁気ヒステリシス曲線の形状を特徴づけるいくつかの量のうち、保磁力、飽和磁束密度、最大微分透磁率、残留磁化等が、ワイヤロープの劣化を良く反映するが明らかとなった。
2.保磁力、飽和磁束密度、最大微分透磁率の3つの磁化特性値に加え、漏洩磁束探傷における検出波形実効値と非接触超音波透過試験における超音波伝達率の計5つの測定値を入力情報とし、8つに分けた寿命段階への判別を目標とする階層型ニューラルネットワークを考え、いくつかの張力水準における実験結果を学習データとして、推定システムの構築を行った。学習に用いなかった実験データについて構築した推定システムによる評価を行ったところ、かなりの確度で余寿命推定が可能であった。
3.寿命段階を3つと少なくし、ニューラルネットワークによる判別をあらくするかわりに、判定された各段階内においては、線形回帰式をもとに余寿命推定を行うという方法についても検討し、このような複合的な推定方法によっても、ニューラルネットワーク単独の方法と同程度以上の余寿命評価が可能であることが明らかとなった。