| Project/Area Number |
20K11855
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60100:Computational science-related
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
Saito Akira 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (40581442)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2022: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 損傷同定 / 振動解析 / 逆問題 / 逆解析 / 損傷検出 / 最適化 / 固有振動 |
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| Outline of Research at the Start |
機械構造物にき裂が生じるとその固有振動数・振動形状が変化する．申請者は，その変化量を適切に測定する手法の構築，およびその変化から逆解析によりき裂を検出する手法の構築を行っている．しかし，き裂の場所・寸法によっては検出精度が下がる課題がある．本研究では，き裂により生じる機械構造物の固有振動数・振動形状の変化と，き裂の情報を高精度に対応付ける方法を明らかにし，定量的にき裂の位置と長さを同定する方法を構築することを目的とする．具体的な研究項目は，長方形鋼板を対象とし，き裂検出に適した振動計測用センサの配置法の構築，および振動の計測データとき裂を定量的に対応付ける方法の開発を行う．
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| Outline of Final Research Achievements |
The aim of this study is to develop a methodology to efficiently identify damages of mechanical structures based on the changes in their natural frequencies and the corresponding mode shapes. To this end, we have conducted the following: development of optimal sensor placement and mode shape selection methods and development of an inverse analysis method that can quantitatively relate measured vibration data with damages in the structure. As a result, with the proposed optimal sensor placement method, it was found that many sensors tend to be placed along the edges where crack is expected to be generated. Moreover, by utilizing the concept of topology optimization, it was found that the accuracy of the proposed damage identification method can greatly be improved.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の学術的意義は，機械構造物のき裂・損傷の状態を効率的な方法で検出することが可能な固有振動モード選択法・センサ配置手法と，き裂を検出する逆解析アルゴリズムを用いることで，計測された固有振動モードからき裂の場所と程度を自動的に決定する事である．本研究の社会的意義は，振動データを用いたき裂検出手法の機械構造物のヘルスモニタリングへの応用が期待される．
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