2016 Fiscal Year Annual Research Report
Estimation of Dynamic Response of CFRP Structures Based on Experimental Impact Force Identification
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26820367
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
跡部 哲士 東北大学, 工学研究科, 助教 (40586468)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 同定 / 衝撃荷重 / 複合材料 / 異物衝突 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題「実験的荷重同定法を用いたＣＦＲＰ構造物の動的応答の推定法の開発」の目的は，異物が衝突した際のＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）構造物の動的応答（変位，ひずみなど）を，構造に内蔵されたセンサからの計測情報より推定する手法の確立である．本手法では，異物衝突により構造物に作用した衝撃荷重をセンサ応答より同定し，その同定荷重より構造物の動的応答を推定する．
最終年度である平成２８年度は，これまで個別に扱ってきた「構造物に作用する荷重の同定」と「荷重が作用する構造物の動的応答推定」を組み合わせ，研究の集大成として「実験的荷重同定法を用いたＣＦＲＰ構造物の動的応答の推定法」の妥当性を実験により検証した．供試体はＣＦＲＰ積層板とし，荷重は大型インパルスハンマで作用させた．なお，打撃実験は剛性の異なる先端チップを装着して複数回行った．本実験では，まず，構造物に貼付された２軸ひずみゲージからの計測情報を用い，荷重とひずみ応答を関係づける実験的変換行列に基づいて，大型インパルスハンマによって作用した荷重が多点衝撃荷重として同定される．続いて，その同定荷重と，荷重－面外変位の実験的変換行列を用いることで構造物の面外変位の時間履歴を推定し，さらにKirchhoffの平板理論に基づいてひずみの推定値を求めた．推定した応答は，センサで実測された値と比較することにより，その精度を検証した．
本年度の成果は，本研究で提案した「実験的荷重同定法を用いたＣＦＲＰ構造物の動的応答の推定法」の妥当性を実験で確認できたことである．
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