2022 Fiscal Year Annual Research Report
ピエゾ極限センサを用いたインフラ構造物の簡易自律型健全性モニタリングシステム
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20H00290
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
下井 信浩 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (10300542)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅野 秀人 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (20336449)
CUADRA CARLOS 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (30302194)
中正 和久 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (40780242)
木村 祥裕 東北大学, 工学研究科, 教授 (60280997)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ロボット計測 / ピエゾフィルム / 変位計測 / 溶接接合部 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
実装試験によるセンサ出力特性計測を実施したのは、板厚2.0 mmのA型センサのみであった。
本年度は、①センサの特性について計測ロボットと実装の両試験における変位量とセンサ出力の関係に注目し検証した結果、同様の特性が得られることを確認した．②FEM解析と実装試験の結果、ピエゾ複合センサは、ベース金属板の厚さや形状により溶接接合部を想定した破壊時のセンサ出力状況が異なることも明らかになった．③計測ロボットSALLYによる引張試験と圧縮試験においては，A型センサ、B型センサともに板厚1.6 mmと2.0 mmの両ピエゾ複合センサで比較した。安定した計測結果が得られ、変位量8 ～10 mm近傍の時に大きなセンサ出力が認められた．一方、板厚2.0 mmのA型センサの実装試験結果においても変位量8 ～11mm近傍でセンサ出力を確認できた。力学計算により目標とする変位量5 mm以上10 mm未満の範囲において、ロボット計測と実装の両試験でセンサ出力を比較して確認することができたことから、本センサの信頼性が証明されたと思われる。センサの信頼性や特性を検証するためには、定量的に多数のセンサ出力特性を短時間で計測できるロボット開発は重要であり、将来的に実用化が強く望まれる分野であると思われる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、最先端技術を用いたインフラ構造物の健全性および危険度予測や危険値に関する可視化計測と安価な独自構造のパッシブ型ピエゾ極限センサによる簡易解析システムを用いた評価方法を開発する。更に，システムの省人化や簡素化による維持管理費の抑制を目指すことである。研究成果に関してもセンサの性能評価を定量的かつ低コストで実施が可能なFEM技術と計測技術の構築を可能にした。実装試験によるセンサの性能評価と同様にロボットによる自律計測も可能にしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は最終年度であるため、試験項目が未定の部分について強化した実装試験を行いたい。そのため、RC試験体を９体製作し、ピエゾ変位センサとひずみゲージによるせん断圧縮試験を行い、測定結果の比較検討を行いたい。さらに、低コストのモニタリングを構築するためにゲル樹脂を表面に塗布した試験体を500ｔプレスで破壊し、赤外線熱画像によるクラック計測と樹脂による予防工の成果を確認する。また、得られた測定結果をもとにした国際会議での発表や論文記述の実績を構築する予定である。
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