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Research on defect and bolt fastening looseness detection technology using stress stethoscope for aging social infrastructure

Research Project

Project/Area Number 16K01301
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Social systems engineering/Safety system
Research InstitutionTokyo National College of Technology

Principal Investigator

Shimura Jyo  東京工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (70390424)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 林 丈晴  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (70637264)
Research Collaborator KUROSAKI Shigeru  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords材料欠陥 / ボルト緩み / 応力聴診器 / 打撃加振 / ひずみ分布 / 動ひずみ / 軸力 / 減衰率 / 緩み検出 / ボルト締結体 / 機械材料・材料力学 / 診断 / 回生 / 維持管理 / 建造物防災
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to examine the detection of defects in structural materials and looseness of bolted joints using a stress stethoscope. An attempt was made to detect defects by repeatedly applying a load to a flat plate specimen with a notch as an artificial defect and measuring the strain distribution near the notch with a stress stethoscope. In addition, dynamic strain measurement was performed using impact vibration and a stress stethoscope to detect looseness of bolted joints, and the correlation between bolt axial force and strain time fluctuation was investigated. The former strain measurement experiment suggested the possibility of defect detection by finding the maximum strain occurrence point in the strain distribution. In dynamic strain measurement experiments, it was shown that the bolt looseness could be detected from the increase or decrease of the damping factor of the dynamic strain waveform.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

応力聴診器を用いた構造部材の欠陥及びボルト締結の緩み検出技術は,低コストかつ簡易性を有する新たな非破壊検査手法として位置付けられ,主として国内の老朽化した橋梁構造物の保全・改修に役立てることができる.また,土木分野に限らず,機械及び建築分野でも本技術が適用可能であり将来性・発展性を期待できる.
本研究成果はまだ実験室レベルのものであるが,様々な条件下での実験結果を蓄積し知見を深めることで,将来的には現場での使用が可能になると推察している.これにより,喫緊の問題である老朽化社会インフラの健全性を評価する技術として重宝されると考えている.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017

All Presentation (5 results)

  • [Presentation] 応力聴診器と打撃加振を併用したボルト締結体緩み検出の基礎的検討2018

    • Author(s)
      志村 穣,佐藤瑞樹,林 丈晴,黒﨑 茂
    • Organizer
      日本機械学会関東支部 精密工学会共催 山梨講演会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 応力聴診器を用いたボルト締結体の緩み検出技術の検討2018

    • Author(s)
      佐藤瑞樹,志村 穣
    • Organizer
      平成29年度社会実装教育フォーラム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 応力聴診器と打撃加振を併用したボルト締結体の緩み検出に関する基礎研究2018

    • Author(s)
      佐藤瑞樹,林 丈晴,黒﨑 茂,志村 穣
    • Organizer
      日本機械学会関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 応力聴診器と打撃加振を併用したボルト締結体の緩み検出の試み2017

    • Author(s)
      柚木拓真,志村 穣,黒崎 茂,林 丈晴
    • Organizer
      日本機械学会関東支部第23期総会・講演会
    • Place of Presentation
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 応力聴診器と打撃加振を併用したボルト締結体の緩み検出の試み2017

    • Author(s)
      柚木拓真,志村 穣
    • Organizer
      2016年度社会実装プロジェクト 社会実装教育フォーラム
    • Place of Presentation
      東京工業高等専門学校(東京都八王子市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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