2014 Fiscal Year Annual Research Report
光と色で指向するひずみの可視化- 構造物劣化診断の革新的ユニバーサルデザイン
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25709036
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| Research Institution | Public Works Research Institute |
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Principal Investigator |
百武 壮 独立行政法人土木研究所, その他部局等, 研究員 (30468871)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 土木材料 / 構造機能材料 / 自己組織化 / 可視化 / リモートセンシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
構造物にかかるひずみを発光像として二次元視覚化できるモニタリングシステムを検討している。ひずみに応答して変色するシート材料であるオパール薄膜への発光色素導入方法を検討した。ポリスチレン微粒子を自己組織化してシリコーンエラストマーで固定したオパール薄膜に新しく色素を導入するため、ポリスチレン微粒子への浸潤、シリコーンエラストマーへの混合、オパール薄膜を母材に貼り付ける際の接着剤への混合を検討した。ポリスチレン微粒子への浸潤は色素濃度を条件とし、均質に発光する微粒子を得ることが可能であった。また、色素を浸潤したポリスチレン微粒子は浸潤の前後で粒子径が変化しないことをSEMで確認した。エラストマー中への混合は分散性に問題があり、また、接着剤への混合は接着性の低下が見られた。
発光ポリスチレンのみを自己組織化して成膜すると均質に発光するオパール薄膜が得られたが、変形に対する発光強度変化は小さかったため、成膜する方法を新たに検討した。新規成膜法でもブラックライト下で強く発光することをCCDカメラで確認した。得られたオパール薄膜をアルミニウム基板にシアノアクリレート系接着剤を用いて貼り付けひずみセンサーとし引張試験に供した。基板のセンサー部を5%変形させたところ、最大で150％の発光強度増大が見られた。
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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
仮説として提案していた発光型の面分布ひずみ可視化に初めて成功した。安定的に発光膜を成膜することが可能となった。得られた発光像から定量的なひずみ分布解析が可能であることが示唆された。予定していた、暗室を本研究専用に整備し、励起光源と計測カメラを設置した光学系に専用の万能試験機とひずみゲージを導入した。今後、動的なひずみ可視化が可能になると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
動的なひずみ可視化、ひずみゲージとの同時計測、動的計測に伴い、画像計測データの定量的な解析方法の開発を検討するとともに、実用へのステップアップとして、望遠レンズを用いた中距離、遠距離からの計測と金属、コンクリートへの施工を試験する。
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| Causes of Carryover |
光学実験補助の人件費を計上していたが、人材が集まらなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
画像データの解析のためのソフトウェア購入あるいは特注を計画している。
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