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2013 Fiscal Year Annual Research Report

大型構造物の劣化損傷度評価のためのワイヤレスセンサネットワーク

Research Project

Project/Area Number 24656403
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

榎 学  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70201960)

Keywordsインテリジェント材料 / 安心・安全材料 / 構造ヘルスモニタリング / 疲労損傷センサ / 腐食損傷センサ
Research Abstract

本年度は前年度に引き続き、ワイヤレス疲労損傷スマートパッチのうち、き裂進展計測システムの設計を行った。この計測部は本システムにおいて重要な技術である。このスマートパッチの目的は繰返し回数、応力振幅、最大応力を推定すること、そしてそれら推定した値と対象物の応力振幅と破断繰返し回数の関係から対象物の疲労損傷度を見積もることである。メリットとして配線が必要ないこと、定期検査のときに短時間でパッチを回収できること、そして単体で疲労損傷度を見積もるのに必要な繰返し回数、応力振幅が得られ、さらに最大応力を推定することができることが挙げられる。そこで、損傷記憶の理論的考察を行い、センサ出力から損傷度を評価する手法について検討した。
次に、き裂進展計測システムの開発を行った。疲労損傷記憶センサ形状の最適設計のために、センサの寸法、導入き裂長さについて、有限要素法コードを利用して設計を行った。また、またき裂進展長さが測定しやすい、最適な合金系および寸法の選択を行った。さらにこれを工学的に実現するための成膜プロセスについて検討することにより、高感度のセンサの開発が実現できた。
さらに、腐食センサであるACMセンサのワイヤレス化に取り組んだ。ZigBeをもとにした疲労センサおよび腐食センサの出力が同時計測可能なインターネットシステムが構築できた。これらのシステムを用いて、奄美大島および宮古島における橋梁の劣化モニタリングが実現できた。

  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013

All Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Presentation] 応力記憶スマートパッチの最適設計と測定精度2014

    • Author(s)
      白岩 隆行, 榎 学
    • Organizer
      日本鉄鋼協会2014年春季(第167回)講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)
    • Year and Date
      20140323-20140323
  • [Presentation] RFIDタグを用いた 構造用接着剤の破壊検知2014

    • Author(s)
      大橋成彰、白岩隆行、榎学
    • Organizer
      日本金属学会2014年春期(第154回)講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)
    • Year and Date
      20140323-20140323
  • [Presentation] Improvement of simultaneous measurement of fatigue and corrosion by smart patch and ACM sensor2014

    • Author(s)
      Fang Yuan, Takayuki Shiraiwa, Manabu Enoki
    • Organizer
      日本金属学会2014年春期(第154回)講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)
    • Year and Date
      20140323-20140323
  • [Presentation] 設備診断のための疲労・腐食ワイヤレスセンサネットワーク2014

    • Author(s)
      榎学, 白岩 隆行
    • Organizer
      日本鉄鋼協会2014年春季(第167回)講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)
    • Year and Date
      20140322-20140322
  • [Presentation] AE法によるゴムコア通電ボールの圧縮破壊挙動の評価2013

    • Author(s)
      白岩 隆行, 榎 学
    • Organizer
      第19回AE 総合コンファレンス
    • Place of Presentation
      関西大学(大阪府)
    • Year and Date
      20131206-20131206
  • [Presentation] 損傷記憶スマートパッチによる変動荷重の評価2013

    • Author(s)
      村上岳央、白岩隆行、榎学
    • Organizer
      日本金属学会2013年秋期(第153回)講演大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県)
    • Year and Date
      20130919-20130919
  • [Presentation] 腐食疲労評価のためのセンシングシステムの検討2013

    • Author(s)
      白岩 隆行, 榎 学、篠原 正
    • Organizer
      日本金属学会2013年秋期(第153回)講演大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県)
    • Year and Date
      20130919-20130919
  • [Presentation] Evaluation of the accuracy of the estimated crack length by the conductive film on the smart stress-memory patch2013

    • Author(s)
      Fang Yuan, Takayuki Shiraiwa, Manabu Enoki
    • Organizer
      日本金属学会2013年秋期(第153回)講演大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県)
    • Year and Date
      20130919-20130919
  • [Presentation] Development of a wireless sensor for simultaneous measurement of fatigue and corrosion2013

    • Author(s)
      Fang Yuan, Takayuki Shiraiwa, Manabu Enoki, Tadashi Shinohara
    • Organizer
      The 13th International Conference on Fracture
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      20130618-20130618
  • [Presentation] Advanced Industrial Security System Project2013

    • Author(s)
      M. Enoki, T. Shiraiwa
    • Organizer
      The 3rd Asia-Arab Sustainable Energy Forum & the 5th Int. Workshop on SSB
    • Place of Presentation
      弘前大学(青森県)
    • Year and Date
      20130505-20130505
    • Invited
  • [Presentation] ワイヤレスネットワークによるグローバル損傷評価2013

    • Author(s)
      榎学, 白岩隆行
    • Organizer
      第56回材料強度と破壊総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      20130410-20130410
  • [Presentation] Near-threshold Fatigue Crack Behavior of Thin Copper Sheet and its Application for Structural Health Monitoring2013

    • Author(s)
      Takayuki Shiraiwa, Manabu Enoki
    • Organizer
      The 13th International Conference on Fracture
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2013-06-18

URL: 

Published: 2015-05-28  

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