1999 Fiscal Year Annual Research Report

圧電センサ・アクチュエータを用いた構造物ヘルスモニタリング技術の開発研究

Research Project

Project/Area Number	11450092
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research Institution	Yamaguchi University
Principal Investigator	江鐘偉山口大学, 工学部, 教授 (60225357)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	栗林勝利山口大学, 工学部, 教授 (30081251) 壁矢和久 NKK株式会社, 基盤技術研究所, 主任研究員長南征二東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20005424)
Keywords	圧電センサ / 圧電アクチュエータ / インピーダンス計測 / ヘルスモニタリング / 縦弾性波の伝播 / 位置同定法 / 損傷評価法
Research Abstract	本研究では、圧電材料にセンシング機能とアクチュエータ機能に着目し、簡単かつ実用的な構造物のヘルスモニタリング技術を開発することを目指している。本年度では構造物の基本要素であるはりについて実験ならびに理論解析を行った。具体的に仮想的な損傷として微小応力を加えたりはりについてそのインピーダンス周波数応答の変化を測定し、縦弾性波の各ひずみモードの理論解析と照らし合わせて損傷状態と位置を評価するインピーダンス計測技術の確立を試みた。得られた結果によると、応力負荷時のインピーダンス波形変化は応力が負荷されている位置のひずみの大きさに依存し、ひずみの大きい位置に応力が負荷されている場合、測定されるインピーダンス波形は正常な状態の波形と比べピーク周波数ならびに大きさの変化が小さいことと、ひずみが小さい位置に応力が負荷されている場合は、測定されるインピーダンス波形にはモードによってピーク周波数ならびに振幅の変化が見られることが分かった。このことを利用して、縦弾性波の各ひずみモードに対するインピーダンス波形変化から、損傷位置と大きさを同定する評価法を提案した。さらにその有効性の確認ならびに応用として構造物に取り付けたボルトの緩み具合の評価に本計測法を導入しその有効性が確認できた。今後さまざまの損傷について本ヘルスモニタリング技術を導入し、損傷の種類における個別ヘルスモニタリング技法と一般性を有する圧電素子の駆動技術とセンシング技術の確立を目指して進めていきたい。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 金栄〓、長南征二、江鐘偉: "圧電素子で駆動される小型把持機構を用いたアクティブセンシングの研究(柔軟微小対象物の質量と剛性の同定)"日本機械学会論文集C編. 64-621. 1562-1567 (1998)
[Publications] 江鐘偉、長南征二、山本崇、布田良明: "圧電アクチュエータヒステリシス特性の改善に関する研究(第1報、ひずみゲージ出力帰還法ならびにセルフセンシング駆動)"日本機械学会論文集C編. 64-617. 149-155 (1998)
[Publications] 江鐘偉、長南征二、川嶋一夫、武藤弘次: "内周刃ブレードによるシリコンインゴットの切断状態のモニタリングと評価"日本機械学会論文集C編. 65-638. 4025-4031 (1999)
[Publications] Zhongwei Jiang, Kazuhisa Kabeya and Seiji Chonan: "Longitudinal Wave Propagation Measuring Techinque for Structural Health Monitoring"Proceedings of SPIE, Smart Structures and Integrated Systems. 343-350 (1999)
[Publications] Zhongwei Jiang, Seiji Chonan and Yoshihiro Namiki: "Hybrid Force and Position Control of Miniature Robotic Fingers Driven by Piezoelectric Actuators"Proc. ofThe Fifth Int. Symp. On Artificial Life and Robotics. 1. 50-53 (2000)
[Publications] 江鐘偉: "インテリジェント材料としての圧電センサとアクチュエータの応用技術"機械の研究. 52-1. 14-22 (2000)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

圧電センサ・アクチュエータを用いた構造物ヘルスモニタリング技術の開発研究

Principal Investigator

江 鐘偉 山口大学, 工学部, 教授 (60225357)

Research Products

[Publications] 金 栄〓、長南征二、江 鐘偉: "圧電素子で駆動される小型把持機構を用いたアクティブセンシングの研究(柔軟微小対象物の質量と剛性の同定)"日本機械学会論文集C編. 64-621. 1562-1567 (1998)

[Publications] 江 鐘偉、長南征二、山本崇、布田良明: "圧電アクチュエータヒステリシス特性の改善に関する研究(第1報、ひずみゲージ出力帰還法ならびにセルフセンシング駆動)"日本機械学会論文集C編. 64-617. 149-155 (1998)

[Publications] 江 鐘偉、長南征二、川嶋一夫、武藤弘次: "内周刃ブレードによるシリコンインゴットの切断状態のモニタリングと評価"日本機械学会論文集C編. 65-638. 4025-4031 (1999)

[Publications] Zhongwei Jiang, Kazuhisa Kabeya and Seiji Chonan: "Longitudinal Wave Propagation Measuring Techinque for Structural Health Monitoring"Proceedings of SPIE, Smart Structures and Integrated Systems. 343-350 (1999)

[Publications] Zhongwei Jiang, Seiji Chonan and Yoshihiro Namiki: "Hybrid Force and Position Control of Miniature Robotic Fingers Driven by Piezoelectric Actuators"Proc. ofThe Fifth Int. Symp. On Artificial Life and Robotics. 1. 50-53 (2000)

[Publications] 江 鐘偉: "インテリジェント材料としての圧電センサとアクチュエータの応用技術"機械の研究. 52-1. 14-22 (2000)

江鐘偉山口大学, 工学部, 教授 (60225357)

[Publications] 金栄〓、長南征二、江鐘偉: "圧電素子で駆動される小型把持機構を用いたアクティブセンシングの研究(柔軟微小対象物の質量と剛性の同定)"日本機械学会論文集C編. 64-621. 1562-1567 (1998)

[Publications] 江鐘偉、長南征二、山本崇、布田良明: "圧電アクチュエータヒステリシス特性の改善に関する研究(第1報、ひずみゲージ出力帰還法ならびにセルフセンシング駆動)"日本機械学会論文集C編. 64-617. 149-155 (1998)

[Publications] 江鐘偉、長南征二、川嶋一夫、武藤弘次: "内周刃ブレードによるシリコンインゴットの切断状態のモニタリングと評価"日本機械学会論文集C編. 65-638. 4025-4031 (1999)

[Publications] 江鐘偉: "インテリジェント材料としての圧電センサとアクチュエータの応用技術"機械の研究. 52-1. 14-22 (2000)