波動の伝播特性に着目した構造物の損傷同定に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750184
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 増田 新 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (90252543)
• Keywords: 同定 / 診断 / 損傷同定 / 波動 / センサ

Research Abstract

本研究は,構造物の波動伝播特性に注目した損傷同定法の基礎的研究を行うものであり,以下の各項目について成果を上げることを目的としている.
1.単一の部材からなる構造物について,波動のセンシング技術を確立する.
2.波動伝達関数の同定技術を確立する.
3.人工的な損傷を部材に与えたとき,波動伝達関数がどのように変化するかを検討する.
4.3.の結果に基づいて,波動伝達関数から損傷を逆同定する手法を確立する.
5.複数の部材から成る大規模構造物について,1.〜4.の手法を適用することを試みる.
本年度は,単一の部材を対象として基礎的な研究を行い,以下のような知見を得た.
1.波動のセンシング方式に関する検討
単一の棒状部材からなる実験装置を構成し,部材を伝播する様々なモードの波動の中から特定のモードの波動成分を選択的に観測するセンサを構成した.さらに近接した複数点での波動観測データから,進行波及び後退波及び成分を分離する手法を確立した.センサ材料には圧電フィルムを用いた.
2.波動伝達関数の同定法に関する検討
部材上の2点で計測した波動信号(進行波及び後退波)間の波動伝達関数行列の同定法を確立した.同定手法として適応フィルタリング手法を用いた.
3.配管構造物のへルスモニタリングヘの応用
配管の漏洩検出問題を扱い,上述の研究によって確立した圧縮波動のセンシング技術および波動伝達関数の同定技術を応用して,直接配管の漏洩検出を行うシステムを開発した.簡単な配管の実験装置を構成し,センサと信号処理装置を取り付けて,漏洩監視の実験を行った.

Research Products

• [Publications] Arata Masuda: "Acoustic leak detection for piping systems using wave signal processing"Proceedings of Asia-Pacific Vibration Conference 99. 1038-1043 (1999)
• [Publications] Arata Masuda: "Identification of structural degradation by time-frequency system analysis"Proceedings of 12th World Conference of Earthquake Engineering. 1010-1-1010-7 (2000)