2006 Fiscal Year Annual Research Report
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18656248
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福永 久雄 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (50134664)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
胡 寧 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (60250685)
亀山 正樹 東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (30302178)
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| Keywords | 複合材料 / 異物衝突監視 / 衝撃荷重同定 / 伝達関数 / 逆問題解法 / 飛翔体 / 航空機 / 低速衝突 |
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| Research Abstract |
航空機やロケット等の飛翔体は,小石や鳥等の異物衝突によりき裂等の損傷を生じ,この損傷は大きな強度低下をもたらす.このため,異物衝突の際に生じる衝撃荷重の位置と履歴を実時間でモニターすることができれば,航空機やロケット構造の信頼性・安全性の大幅な向上を図ることが可能となる.本研究では,飛翔体構造に貼付した加速度センサあるいは構造内に埋込んだ圧電センサの応答より,衝撃荷重の位置と履歴を実時間でモニターする異物衝突の実時間監視システムを構築する.本年度得られた主要な成果は以下の通りである.
1.加速度センサあるいは圧電センサ応答を用いた実験的衝撃荷重同定法を構築した.本手法では,荷重-加速度,あるいは,荷重一圧電センサ出力間の伝達関数を実験的に求め,この関係を用いて衝撃荷重位置・履歴の同定を行った.本手法をCFRP積層板,CFRP補強パネルに適用して,高精度の衝撃荷重位置・履歴同定が可能であることを明らかにした.
2.上記の同定した荷重の最大値より,複合材構造に生じる損傷予測を行う解析法を開発した.本解析法による損傷予測結果は,落錘衝撃試験による実験結果とよく一致しており,異物衝突監視により損傷モニタリングが可能であることが示された.
3.電衝突等では1点の集中荷重ではなく多点の衝撃荷重が作用する.この多点荷重が作用する場合の衝撃荷重位置・履歴を同定する手法を開発し,CFRP補強パネルについて,2本のインパルスハンマ打撃による衝撃荷重実験により本手法の有効性を検証した.同定結果は,衝撃荷重位置・履歴とも実験結果とよい一致を示しており,多点荷重の場合にも実験的衝撃荷重同定が可能であることが示された.
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