2013 Fiscal Year Annual Research Report
組込型動的デバイスを用いた知的構造による航空機構造の総合的ヘルスモニタリング
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23560252
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology |
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Principal Investigator |
嶋崎 守 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 助教 (20566757)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡部 洋二 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (90313006)
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| Keywords | ヘルスモニタリング / ラム波 |
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| Research Abstract |
本研究の実績概要は以下のとおりである。
平成23年度は、広帯域超音波送受振システムで用いられるMFCとFBGのデバイスパラメータを検討した。その結果、損傷検知のためには、MFCおよびFBGの長さは6mm以下にするべきであることを実験とFEM解析により示した。また、損傷長さと伝播ラム波の周波数分散性の変化の関係に基づいた損傷長さ検知手法を提案し、伝播速度差の大きなモード変換に着目すれば、損傷長さによって到達時間が大きく変化するので、損傷長さの定量的検知が可能性であることを示した。
平成24年度は、MFCアクチュエータの動的ひずみセンサとしての特性を検討した。その結果、MFCアクチュエータは光ファイバセンサと比較して、衝撃によるひずみのセンシングについては同等の性能を有することを確認した。また、超音波送受振システムと同じデバイス構成で衝撃により伝播する弾性波と微小な衝撃により伝播するAE波が計測可能であることを示した。さらに、衝撃による受振ひずみの関係、また微小クラック発生にともなう受振ひずみの関係を検討し、振幅の大きさと到達時間から負荷の大きさと付加点の位置同定が概ね可能であることを確認した。
平成25年度は、これまでに損傷長さの定量的検知の可能性を示してきたので、損傷深さの定量的検知の可能性を検討した。深さの異なる人工的損傷を導入した供試体を用い、損傷深さと受振ラム波のモード分散性の変化との関係を詳細に調べた。その結果、健全部と損傷部の境界で発生するラム波の伝播モードの変換状況に着目することで得られる特定モードの到達時間によって、損傷深さの定量的検知が可能であることを示した。
以上より、本研究では、超音波ラム波の伝播による損傷長さと深さの両方を総合的に検知するシステムの可能性を示した。
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