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自己診断機能を備えるスマート構造物の最適設計に関する共同研究

研究課題

研究課題/領域番号 08045029
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分大学協力
研究分野 機械力学・制御
研究機関東北大学

研究代表者

長南 征二 (1997-1998)  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20005424)

江 鐘偉 (1996)  東北大学, 工学部, 助教授 (60225357)

研究分担者 田中 真美  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80271873)
裘 進浩  東北大学, 流体科学研究所, 講師 (60241585)
高木 敏行  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065)
谷 順二  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30006192)
江 鐘偉  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60225357)
顔 雲輝  中国東北大学, 機械系, 副教授
聞 邦春  中国東北大学, 機械系, 教授
王 徳俊  中国東北大学, 機械系, 教授
長南 征二  東北大学, 工学部, 教授 (20005424)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
1998年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1997年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1996年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード圧電アクチュエータ / 圧電センサ / 最適配置設計 / 構造物ヘルスモニタリング / 計測監視システム / 信号処理 / 構造物 / アクチュエータ配置 / ウェブレット / ウェブレット変換 / 疲労・寿命評価 / FFT解析 / ファージ理論 / スライス工作機械
研究概要

自己診断機能を備えるインテリジェント構造システムに導入するための,圧電センサ・アクチュエータを用いた簡単かつ実用的な構造物のヘルスモニタリング技術を開発した。具体的には,高感度,使い勝手の良い圧電素子をセンサならびにアクチュエータとして用い,構造物に素子を埋め込み高周波で駆動させながら,そのインピーダンスの変化および入力パルス波の伝播,反射,発散を計測し,健康時の構造物のインピーダンスや波の伝播状態と比較することで損傷の状態を定量的に評価する手法を確立した。日中双方の協力に得られた成果の一部を8月に中国側分担者 聞 邦春教授が企画した振動工学国際会議にて公表し,また圧電センサとアクチュエータの最適配置問題や亀裂の程度ならびに場所の同定法に関して中国東北大学博士研究論文としてもまとめられている。さらに,最近に得られた最新成果を平成11年3月米国で開かれるSPIE's 6th Annual International Symposium on Smart Structures and Materials国際会議にて公表する予定である。
また本研究一部として,300mmシリコンインゴットを切断するスライシングマシンの切断状態を定量的に監視評価するため,シリコンインゴットを切断する際に発生する振動・音響信号を3軸圧電センサより測定し周波数解析などより得られた各周波数レベルの情報からブレードの切り味や切断状態,ウエハ品質状況を計測,解析,表示するソフトウェアを開発し,リアルタイムでブレード切断状況を計測診断するシステムを構築した。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] 江 鐘偉,長南征二,山本 崇,布田良明: "圧電アクチュエータヒステリシス特性の改善に関する研究(第1報,ひずみゲージ出力帰還法ならびにセルフセンシング駆動)" 日本機械学会論文集C編. 64・617. 149-155 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 金 永〓,長南征二,江 鐘偉: "圧電素子で駆動される小型把持機構を用いたアクティブセンシングの研究(柔軟微小対象物の質量と剛性の同定)" 日本機械学会論文集C編. 64・621. 1562-1567 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 金 永〓,長南征二,江 鐘偉,田中真美,廣瀬太一: "小型ソフトハンドリンググリッパを用いたアクティブセンシングの研究(把持対象物の計測同定)" 日本AEM学会誌. 6・1. 36-43 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kabeya. Z.W.Jiang and H.Cudney: "STRUCTURA HEALTH MONITORING BY IMPEDANCE AND WAVE PROPAGATION MEASUREMENT" Proceedings of The Fourth International Conference on Motion and Vibration Control. 207-212 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Gao, Z.W.Jiang, Y.Li, S.Chonan, D.J.Wang: "Research on Damage Assessment of Cracked Beam by Using Genetic Algorithms" Proceedings of International Conference on Vibration Engineering. 698-697 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Li, Z.W.Jiang, S.Chonan, F.Gao, B.C.Wen: "Impedance-Based Technique and Wave Propagation Measurement for Non-Destructive Evaluation)" Proceedings of International Conference Vibration Engineering. 476-481 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhongwei JIANG,Seiji CHONAN,Takashi YAMAMOTO and Yoshiaki FUDA: "Linear Compensation of Piezoactuator's Hysteresis : (1st Report, Strain Feedback and Self-Sensing Control Methods)" Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Vol.64, No.617. 149-155 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Young-Chul KIM,Seiji CHONAN,Zhongwei JIANG: "Active Sensing Using Miniature Gripper Driven by Piezoelectric Bimorph Actuators (Identification of Mass and Stiffness of Minute Flexible Objects)" Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Vol.64, No.621. 1562-1567 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Young-Chul KIM,Seiji CHONAN,Zhongwei JIANG,Mami TANAKA and Tomohiro HIKITA: "Active Sensing Using Soft Handling Miniature Gripper (Identification of Grasped Object)" Journal of The Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics. Vol.6, No.1. 36-43 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kabeya, Z.W.Jiang and H.Cudney: "STRUCTURAL HEALTH MONITORING BY IMPEDANCE AND WAVE PROPAGATION MEASUREMENT" Proceedings of The Fourth International Conference on Motion and Vibration Control. 207-212 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Gao, Z.W.Jiang, Y.Li, S.Chonan, D.J.Wang: "Research on Damage Assessment of Cracked Beam by Using Genetic Algorithms" Proceedings of International Conference on Vibration Engineering. 698-697 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Li, Z.W.Jiang, S.Chonan, F.Gao, B.C.Wen: "Impedance-Based Technique and Wave Propagation Measurement for Non-Destructive Evaluation" Proceedings of International Conference on Vibration Engineering. 476-481 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 江 鐘偉,長南征二,山本 崇,布田良明: "圧電アクチュエータヒステリシス特性の改善に関する研究(第1報,ひずみゲージ出力帰還法ならびにセルフセンシング駆動)" 日本機械学会論文集C編. 64/617. 149-155 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 金 永〓,長南征二,江 鐘偉,田中真美,廣瀬太: "小型ソフトハンドリンダグリッパを用いたアクティブセンシングの研究(把持対象物の計測同定)" 日本AEM学会誌. 6/1. 36-43 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 金 永〓,長南征二,江 鐘偉: "圧電素子で駆動される小型把持機構を用いたアクティブセンシングの研究(柔軟微小対象物の質量と剛性の同定)" 日本機械学会論文集C編. 64/621. 1562-1667 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kabeya,Z.W.Jiang and H.Cudnev: "STRUCTURAL HEALTH MONITORING BY IMPEDANCE AND WAVE PROPAGATION MEASUREMENT" Proceedings of The Fourth International Conference on Motion and Vibration Control. 207-212 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] F.Gao,Z.W.Jiang,Y.Li,S.Chonan,D.J.Wang: "Research on Damage Assessment of Cracked Beam by Using Genetic Algorithms" Proceedings of International Conference on Vibration Engineering. 698-697 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Li,Z.W.Jiang,S.Chonan,F.Gao,B.C.Wen: "Impedance-Based Technique and Wave Propagation Measurement for Non-Destructive Evaluation)" Proceedings of International Conference on Vibration Engineering. 476-481 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Chonan, Zhogwei Jiang Mami Tanaka, Yosuke Suga: "Palpation Probe for Detecting Prostatic Cancer and Hypertrophy" Proceedings of the 2nd Asian Control Conference. III183-III185 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Z.JIANG, S.CHONAN, K.KAWASHIM, K.MUTO, W.ICHIHARA: "Condition Monitoring of Silicon-Wafer Slicer Cutting Crystal Ingots" Proceedings of the Intermationl Structural Health Monitoring. 624-635 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 田中 直美, 長南 征二, 江鐘 偉, 疋田 智弘: "触覚感性の計測(人間の触感とAEセンサ出力の対比)" 日本AEM学会誌. Vol.5,No3. 28-34 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Chonan, Z.W.Jiang M.Tanaka, Y.Suga: "A SOFT PAPLATION SENSOR AND ITS APPLICATION TO MEASUREMENT OF THE STIFFNESS OF PROSTATE GLANDS" 5th Polish-Japanese Joint Seminar on electromagnetics in science and technology. 92-95 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 亀井 正和, 長南 征二, 江鐘 偉, 棚橋 善克, 田中 直美: "前立腺癌および肥大症触診用センサの開発研究" 第31回日本ME学会東北支部大会. 21-21 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 江鐘偉,長南征二,棚橋善克,菅洋輔: "前立腺硬さ計測用センサシステムの開発" 日本AEM学会誌. 4・3. 23-28 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Chonan,Z.W.Jiang and M.Koseki: "Soft-handling gripper driven by piezoceramic bimorph strips" Smart Mater. Struct.5. 407-414 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Tanaka,S.Chonan and Z.W.Jiang: "Force Control of a Flexible Finger with Distributed Sensors and Piezoelectric Actuator" Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 7・3. 301-306 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Seji Chonan,Zhongwei Jiang and Takashi Yamamoto: "Nonlinear Hysteresis Compensation of Piezoelectric Ceramic Actuator" Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 7・3. 150-156 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 江鐘偉,長南征二,佐藤正行: "積層型圧電素子で駆動されるソフトハンドリング・グリッパ" 日本機械学会論文集. 62・595. 920-927 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 江鐘偉,長南征二,小関満: "バイモルフ型圧電素子で駆動されるソフトハンドリング・グリッパ" 日本機械学会論文集. 62・596. 1446-1453 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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