2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on identification of load distributions on wind turbine blade by using fiber-optic sensors
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15H04209
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
村山 英晶 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (10361502)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井川 寛隆 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (10358690)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 荷重同定 / 変形同定 / 光ファイバセンサ / 分布計測 / FBG / 逆解析 / 構造ヘルスモニタリング / ひずみ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、5つの課題、“課題1：分布型光ファイバセンサによる、高速ひずみ分布測定技術の実証”、“課題２：光ファイバセンサのひずみ情報から構造変形を算出する手法の開発”、“課題３：数値解析による、翼分布荷重逆推定手法の確立”、“課題４：複合材料製翼構造体を用いた曳航水槽試験による、分布荷重同定システムの実証”、“課題５：独立ピッチ制御機構における翼全体の変形・分布荷重情報の効果・有効活用に関する検討”を挙げている。課題１については100Hzの計測を可能とするシステム開発に成功し、平成27年度、平成28年度に動的なひずみ分布計測の評価手法を提案、その手法に基づいた計測システムの性能評価を実施した。平成29年度には、複合材料製の板を接着したはりを作製し、接着層に埋め込まれた光ファイバセンサにより、荷重試験におけるひずみ分布をリアルタイム計測することに成功した。また温度・ひずみの高速な同時計測に成功した。課題２も同様に過去3年間での検討により、光ファイバセンサで計測されたひずみ分布情報をもとに平板の3次元的な変形（H27:曲げ、H28・H29:曲げ＆ねじり）を精度よく同定できることを示した。特に平成28年度は光ファイバセンサの配置の工夫および新しい変形同定手法（i-FEM）の導入を試み、画期的な成果が得られた。課題３、課題４については、初年度に大きな成果が得られたため、2年目は成果のとりまとめに注力した。最終年度（3年目）には、上述したはり構造の荷重試験において、計測されたひずみ分布をもとに逆解析等を利用して、変形、荷重、き裂を同定する手法を構築し、その結果からエネルギー解放率を算出して破壊靭性値と比較することで、構造健全性、すなわち残存強度の評価を可能とする方法を提案できた。この結果は、課題５の変形・分布荷重情報の効果・有効活用に関する検討に対する成果となった。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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