2021 Fiscal Year Annual Research Report
分散制御型多点加振を用いた非線形波動変調に基づく大型構造物の接触型損傷検出
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20K14682
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
田中 昂 滋賀県立大学, 工学部, 講師 (60759273)
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2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超音波 / 非線形振動 / 損傷検出 / 自励駆動 / 固有振動 / 多点加振 / 分散制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，大型構造物に発生する接触型損傷を精度よく検出する技術の開発である．超音波振動を用いた非破壊検査法は，微小損傷に敏感である．構造物全体を検査対象とするためには，超音波帯域の固有振動の利用が有効である．しかし，大型構造物の超音波固有振動を励起することが困難である．
本研究では，固有振動数で自励発振する局所フィードバック制御を用いた多点加振法（分散制御型多点加振法）によって，大型構造物の超音波固有振動を励起し，接触型損傷の検出が可能であることを示す．前年度は，分散制御型多点加振による超音波固有振動の励起技術の開発を行った．局所フィードバック制御を実現するアナログ回路の設計を行い，対象の周波数範囲で制御可能な回路を作成した．作成した回路を用いた多点加振により，超音波固有振動が自動的に励起できることを確認した．さらに，強制引き込みにより超音波固有振動を切り替えることができることを示した．
本年度は，前年度の続きとして，強制引き込み信号の加算位置を検討することで，より多くの超音波固有振動の励起を実現した．さらに，分散制御型多点加振により励起した大型構造物の超音波固有振動を用いた非線形波動変調に基づく接触型損傷検出を行った．まず，励起した超音波固有振動の周波数が，非線形波動変調に起因する固有振動数変動に追従して変動することを確認した．次に，接触型損傷の大きさが大きくなるにつれ，固有振動数変動幅が大きくなることを示した．
以上のことから，大型構造物に発生する接触型損傷を分散制御型多点加振を用いて検出する技術が開発できた．
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