2020 Fiscal Year Annual Research Report
Structural health monitoring of structures by strain measurement and force identification
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18K04019
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
河村 庄造 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00204777)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 振動工学 / 健全性評価 / 周波数応答関数 / 不規則応答 / 外力同定 / パワースペクトル / 自己相関関数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究目的は二つあり，(a) 異常の発生場所の特定，(b) 不規則外力の統計的同定による健全性評価である．
(a) 平成30（2018）年度には，階層構造物を対象とし，異常が発生した階層の壁のひずみのみが正常時から変化することを利用して異常発生階層を特定する手法を提案し，数値シミュレーション及び実験で妥当性，適用性を検証した．その研究成果は学術論文に掲載された．令和元（2019）年度は，前年度と同じく階層構造物を対象とし，異常の程度を定量的に同定する手法を開発した．階層構造物の最上階に加振装置を設置することを想定し，構造物の周波数応答関数を利用して，異常が発生して各層の変位（加速度）が変化した際に，全ての階層の質量及び剛性の変化量を未知数として同定する手法を構築した．そして数値シミュレーションによって妥当性を確認した．令和2（2020）年度は，前年度と同じ階層構造物に対し，階層間の周波数応答関数に基づいて，異常が発生した階層とその程度を同定する手法の基本的な考え方を構築した．そして数値シミュレーションによって妥当性を確認した．
(b) 平成30（2018）年度は，多自由度系に作用する不規則外力の振幅と位相を同定することを目指したが，位相情報が平滑化されることがわかった．そこで令和元（2019）年度は，測定された不規則応答のデータからパワースペクトル，クロススペクトルを算出し，システムの自己相関関数，相互相関関数を利用して，不規則外力のパワースペクトル，クロススペクトルを同定する手法を構築した．そして数値シミュレーションによって妥当性を確認した．令和2（2020）年度は実験的に検証を行った．その結果，構造物の共振点付近では，作用する不規則外力の特徴を再現できたが，共振点から離れて応答倍率が低い周波数帯域では，同定精度が十分ではないことがわかった．
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