時間反転鏡を応用したロータのヘルスモニタリングシステムの開発

• Project/Area Number: 17760184
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Dynamics/Control
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 安達 和彦 神戸大学, 工学部, 助教授 (30243322)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2006: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2005: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: スマート構造 / 時間反転操作 / 構造健全性評価 / 損傷検出 / 衝撃検出

Research Abstract

平成17年度に開発したスマート構造技術を応用したヘルスモニタリングシステムの要素技術を基に、平成18年度はヘルスモニタリングシステムを構築し以下の成果を得た。
(1)平成17年度の成果に基づいてモデルロータ系を設計・試作した。試作したモデルロータ系で、静止したロータに対する打撃試験による波動伝播実験を行い、正順過程の波動伝播データを収集した。
(2)モデルロータ系のシミュレーションモデル(ABAQUS)での波動伝播解析結果と上記(2)の波動伝播データを比較し、逆順課程でのシミュレーション精度を向上させるためにモデルの改良を行った。
(3)正順過程での波動伝播データの収集で、荷重付加点の近傍に圧電センサを配置すること、および、収集するデータの時間長を長くすること、によって逆順課程での荷重付加点の同定精度が著しく向上することが実験的に明らかになった。
(4)特に、伝播してくる初期のデータが収集できなくても、収集するデータの時間長を長くすることで逆順課程での荷重付加点の同定精度を確保できることが明らかとなった。この成果は、時間反転鏡を利用したヘルスモニタリングシステムの大きな特徴である。従来のパルス・エコー法では、波動の伝播時間が必須の情報であることから、伝播してくる初期のデータが必須となる。

Research Products

• [Journal Article] 圧電センサ出力信号を用いた波動伝播解析による平板の衝撃検出 (2006)
  • Author(s): 安達和彦
  • Journal Title: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2006 CD-ROM論文集 No.06-7(CD-ROM) Pages: 645-645
• [Journal Article] IMPACT DETECTION FOR PLATE BASED ON TIME REVERSAL PROCESSING USING EXPERIMENTALLY MEASURED SENSOR SIGNALS OF SURFACE BONDED PZT PATCHES (2006)
  • Author(s): Kazuhiko Adachi
  • Journal Title: Proceedings of IMECE2005 2006 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition (CD-ROM)
• [Journal Article] 圧電素子を用いた構造物の衝撃検出に関する研究 (2006)
  • Author(s): 安達和彦
  • Journal Title: 日本機械学会 第5回 評価・診断に関するシンポジウム講演論文集 No.06-47 Pages: 26-31
• [Journal Article] 構造健全性評価のための時間反転操作を用いた衝撃検出システムに関する研究 (2005)
  • Author(s): 安達和彦
  • Journal Title: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2005 CD-ROM論文集 No.05-15(CD-ROM) Pages: 507-507
• [Journal Article] 圧電センサと時間反転操作を用いた構造物の損傷同定に関する研究 (2005)
  • Author(s): 安達和彦
  • Journal Title: 日本機械学会 第9回「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集 No.05-15 Pages: 277-281
• [Journal Article] NUMERICAL TIME REVERSAL PROCESSING FOR IMPACT DETECTION USING SURFACE BONDED PIEZOCERAMIC (2005)
  • Author(s): Kazuhiko Adachi
  • Journal Title: Proceedings of IMECE2005 2005 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition (CD-ROM)
• [Journal Article] 波動伝播解析に基づく構造健全性評価に関する研究 (2005)
  • Author(s): 安達和彦
  • Journal Title: 日本機械学会第4回評価・診断に関するシンポジウム講演論文集 No.05-43 Pages: 137-142
• [Patent(Industrial Property Rights)] 時間反転操作を用いた衝撃応答装置及び衝撃応答方法 (2005)
  • Inventor(s): 安達 和彦
  • Industrial Property Rights Holder: 神戸大学
  • Industrial Property Number: 2005-276892
  • Filing Date: 2005-09-22