構造物のヘルスモニタリングデータに基づく損傷同定解析システムの構築

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560499
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 登坂 宣好 日本大学, 生産工学部, 教授 (00059776)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠藤 龍司 職業能力開発総合大学校, 建築工学科, 助教授
• Keywords: フィルタリングアルゴリズム / 損傷同定解析 / トラス構造物 / ウィナーフィルタ / 射影フィルタ / パラメトリック射影フィルタ / 固有振動数 / 高次モード

Research Abstract

フィルタリングアルゴリズムを逆解析手法として,トラス構造物の損傷同定解析を行った。一般に損傷同定解析は計算力学分野において逆問題として構成され,実測から得られる観測データ等を既知量とし,対象とする場やシステムの特性を推定することになる。実測された観測データには観測誤差やシステム誤差が含まれるため,実際の構造損傷同定問題は誤差を考慮した確立ダイナミックシステム論に基づく逆解析として取扱わねばならない.そのような解析手法としてフィルタ理論に基づくフィルタリングアルゴリズムが有効である.
本研究では,トラス構造物の損傷同定解析に用いる逆解析手法として,ウィナーフィルタ,射影フィルタ,パラメトリック射影フィルタという3種類のフィルタに基づくフィルタリングアルゴリズムを採用した損傷同定解析における多くの計算例を実行し数値例を示した.対象としたトラス構造物は,トラスの多様性を考慮し,両端支持の対象トラスモデル,片持ちトラスモデル及び実在スケールトラスモデルによる平面トラスシステムである.具体的な逆解析として,局所的に部材損傷が生じたことを仮定したモデルに対する固有値計算から求めた固有振動数のみを観測データとする数値シミュレーションによる逆解析を行った.その解析を通して,上記3種類のフィルタリングアルゴリズムの特性及び適応性を検討した.また高次モードの観測が困難になることを想定し,高次モードに対応する観測データを除外した場合のそれぞれのフィルタリングアルゴリズムの有効性と適応性についても検討を加えた.

Research Products

• [Publications] R.Endo, N.Tosaka, Y.Kawakami, T.Muto: "Damage Identification of Planer Truss by Filtering Theory"Proceedings of ICOME 2003. (2004)
• [Publications] 遠藤龍司, 登坂宣好, 川上義嗣, 武藤俊広: "フィルタリングアルゴリズムを用いた平面トラスの損傷同定解析"構造工学論文集. 50B. 293-302 (2004)