2005 Fiscal Year Annual Research Report
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
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15560499
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
登坂 宣好 日本大学, 生産工学部, 教授 (00059776)
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| Keywords | 逆問題 / ヘルスモニタリング / フィルタリングアルゴリズム / 構造損傷同定 / トラス構造 / フレーム構造 / 固有振動数 / 可変的フィルタリング |
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| Research Abstract |
構造損傷同定に関する逆解析システムとしてフィルタリングアルゴリズムを用い,立体トラス,ブレース構造,フレーム構造の損傷同定解析を行った.フィルタ方程式におけるフィルタゲイン(復元作用素)にはウィナーフィルタ,射影フィルタおよびパラメトリック射影フィルタから成る3種類のフィルタリングアルゴリズムを構成し,観測データには固有振動数を採用した.
立体トラスについては,先の3種類のアルゴリズムに関する基本特性を検討するため,シミュレーション逆解析を実施した.その結果,わずか1部材の剛性低下を仮定した場合の固有振動数を観測データとしても,3種類のフィルタリングアルゴリズムともに精度の良い逆解析システムとなり得ることが確認された.
ブレース構造とフレーム構造に関しては,観測データである固有振動数とそれより求められる観測誤差を実験モード解析から求めた実測値を用いた逆解析を実施した.固有振動数を観測データとする場合,観測量のばらつきは極めて小さく,観測誤差共分散行列の成分は小さくなり,3種類のフィルタに際立った特性は見られなかった.これより,フィルタの特性は観測誤差共分散行列に依存していることを数値的に確認した.また,このように,極めて観測誤差が小さい場合,ウィナーフィルタが比較的精度良く安定した逆解析結果をもたらすことを確認することができた.
さらに本研究では、パラメトリック射影フィルタの正則化パラメータを適切に与えることにより,先の3種類のフィルタの中では唯一逆解析システムを構成できることを確認した.これらの検証からパラメトリック射影フィルタのさらなる可能性として、可変的フィルタリングアルゴリズムを用いる損傷同定解析システムの構成という新しい展開が見えてきた。
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