2008 Fiscal Year Annual Research Report
航空宇宙機用CFRP構造の実験的衝撃荷重同定に基づく実時間損傷モニタリング
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20360379
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福永 久雄 Tohoku University, 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, 准教授 (60250685)
岡部 朋永 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50344164)
亀山 正樹 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30302178)
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| Keywords | 損傷同定 / 衝撃損傷 / 損傷予測 / 荷重同定 / 位置同定 / モニタリング / CFRP / 航空機 |
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| Research Abstract |
将来の航空機CFRP構造の信頼性・安全性の一層の向上を図るためには, 工具落下や雹・鳥衝突等の異物衝突による衝撃損傷を非破壊的・自動的かつ実時間で検出する構造ヘルスモニタリングが重要となる. 本研究では, 圧電センサを内蔵したCFRP積層板および補強板構造を対象に, 解析モデルを必要としない実験的衝撃荷重同定法に基づいて, 異物衝突による衝撃損傷を実時間で検出する損傷モニタリング技術を開発することを目的としている. 本年度得られた主要な成果は以下の通りである.
1. 解析モデルを必要としない実験的衝撃荷重同定法を構築して, この関係を用いて衝撃荷重位置・履歴の同定を行った。CFRP補強パネル, および, CFRP積層円筒に本手法を適用して, 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. SACMA法に基づくCFRP積層板の落錘衝撃試験を行い, 衝撃エネルギと最大荷重および損傷との関係を実験的に求め, 解析結果とよく一致することを示した.
3. アルミニウム板およびCFRP板に対して, 衝撃時の圧電センサまでのラム波の伝播時間差を用いた衝撃荷重位置同定法を開発し大幅に同定時間の短縮を図ることができた. 衝撃荷重位置および履歴に要する時間は衝撃後1秒以内であり, 実時間での衝撃荷重同定が可能となった.
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