2009 Fiscal Year Annual Research Report
非線形電気機械インピーダンス変調による構造物の初期損傷検出とモニタリング
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20560218
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
曽根 彰 Kyoto Institute of Technology, 工芸科学研究科, 教授 (20197015)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 新 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (90252543)
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| Keywords | モニタリング / 損傷検知 / スマート構造 |
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| Research Abstract |
本年度は,(1)単一モード時変係数モデルに基づく振動学的解析モデルの確立;(2)同モデルに基づいた非線形インピーダンス変調現象の振動学的解釈;(3)構造物の損傷進展監視への応用の検証,を達成目標として研究を行い,以下の成果を得た.
1. き裂進展に関する実験の実施
低サイクル曲げ疲労き裂の進展監視の実験装置を使用して,鋼試験片に疲労き裂を進展させた.試験片表面に小穴を加工し,これを基点として試験片幅方向および厚さ方向に表面き裂を進行させることにより,き裂サイズの推移の測定を行うことができた.
2. 単一モード時変係数モデルによる解析モデルの確立
接触タイプ損傷のpump加振による接触剛性変動効果を取り入れた単一モード近似に基づく1自由度線形時変システムモデルにおいて,時変アドミタンスがこの線形時変システムにおけるZadehの時変伝達関数に相当することに留意して,slowly-varyingな系における摂動解法を経て時変アドミタンス解を求めた.さらに周期的pump加振を仮定してフーリエ級数を求め,これらを数値計算による瞬時アドミタンスと比較検討した。さらにこのモデルに基づいて,接触剛性変動の大きさを表す損傷指標を定義した.提案した損傷指標は,疲労き裂のサイズと良好な相関を示した.
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