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3D形状計測とホログラフィ干渉計測による膜・シェルの構造特性と非破壊検査への応用

研究課題

研究課題/領域番号 14350246
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造工学・地震工学
研究機関長崎大学

研究代表者

松田 浩  長崎大学, 工学部, 教授 (20157324)

研究分担者 後藤 信行  長崎大学, 環境科学部, 教授 (20100894)
中村 聖三  長崎大学, 工学部, 助教授 (40315221)
才本 明秀  長崎大学, 生産科学研究科, 助教授 (00253633)
森田 千尋 (森本 千尋)  長崎大学, 生産科学研究科, 助教授 (60230124)
崎山 毅  長崎大学, 工学部, 教授 (30039664)
古賀 掲維  長崎大学, 大学教育機能開発センター, 講師 (60284709)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
12,300千円 (直接経費: 12,300千円)
2004年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2003年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2002年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
キーワード3次元形状計測 / ホログラフィ干渉計測 / スペックル干渉計測 / 膜構造 / シェル構造 / 振動解析 / FEM解析 / 非破壊検査 / 三次元形状計測
研究概要

3D形状計測装置とホログラフィ装置およびその関連技術であるスペックル干渉計測(ESPI)を用いて膜、シェルの構造特性について調べるとともに、これらの計測技術の非破壊検査法としての適用可能性について検討した。本年度の研究実績および今後の課題の概要を以下に記載する。
(1)直交異方性の複合強化プラスティック(FRP)からなるクロスプライおよびアングルプライ積層板の振動試験を実施し、共振周波数およびホログラフィによる振動モードを計測した。実験結果は離散的一般解法による解析結果と一致することを確認した。人工的欠陥を有する積層板の振動実験や載荷実験を実施し、非破壊検査法としての可能性追求が今後の課題である。
(2)部分的な切欠きおよび孔を有するアルミニウム板を用いて、き裂の発生・進展から破壊に至るまでの引張試験を行い、ESPIにより全視野歪分布を計測した。歪の局所化・進展状況を可視化することができた。FEM解析や破壊力学的解析手法によりシミュレーションすることが今後の課題である。
(3)張力膜のリンクル計測を3D計測とESPI計測を併用して行った。ESPI計測での最小主歪分布により、リンクル発生を特定可能なことがわかった。一方、リンクル発生後の形状等の計測を試作3Dレーザ計測、3D写真計測により試みたが有益な結果は得られなかったので、高精度3D形状計測装置を導入した。これによりリンクル発生後の形状、間隔、高さなどの特性が取得できるものと考えられる。
(4)き裂を有するエポキシ樹脂試験片の二軸圧縮試験を行い破壊メカニズムについて検討した。その際、歪計測にESPIを用いた。横拘束度によりき裂の進展に差があることがわかった。この研究は試験室レベルでの実験であるが、断層の形成メカニズムとして注目され、大地震発生のメカニズム解明に繋がる可能性を秘めている。
(5)コンクリートの硬化過程での収縮ひずみ、RC梁の斜めひび割れ発生過程の全視野ひずみ測定を実施し、可視化に成功した。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (18件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] 片持ち積層板の自由振動特性に関する研究2005

    • 著者名/発表者名
      森田 千尋
    • 雑誌名

      構造工学論文集(土木学会) Vol.51A(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] コンクリート打継部の表面粗度の計測・定量化と曲げ・せん断付着特性に関する研究2005

    • 著者名/発表者名
      松田 浩
    • 雑誌名

      構造工学論文集(土木学会) Vol.51A(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 矩形張力膜のリンクル現象の光学的全視野ひずみ・変位計測2005

    • 著者名/発表者名
      松田 浩
    • 雑誌名

      構造工学論文集(土木学会) Vol.51A(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on characteristics of vibration of laminated composite cantilever plates (in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      Chihiro MORITA
    • 雑誌名

      Journal of Structural Engineering(JSCE) Vol.51A

      ページ: 33-41

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Whole-field strain and deformation measurement for wrinkling phenomena of a rectangular tensioned membrane (in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi MATSUDA
    • 雑誌名

      Journal of Structural Engineering(JSCE) Vol.51A

      ページ: 87-94

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement and evaluation of roughness of concrete joint surface and bond property (in Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi MATSUDA
    • 雑誌名

      Journal of Structural Engineering(JSCE) Vol.51A

      ページ: 1345-1352

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 片持ち積層板の自由振動特性に関する研究2005

    • 著者名/発表者名
      森田千尋
    • 雑誌名

      構造工学論文集(土木学会) Vol.51A(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] コンクリート打継部の表面粗度の計測・定量化と曲げ・せん断付着特性に関する研究2005

    • 著者名/発表者名
      松田浩
    • 雑誌名

      構造工学論文集(土木学会)) Vol.51A(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 矩形張力膜のリンクル現象の光学的全視野ひずみ・変位計測2005

    • 著者名/発表者名
      松田浩
    • 雑誌名

      構造工学論文集(土木学会) Vol.51A(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Free Vibration Analysis of Square Plates resting on Non-Homogeneous Elastic Foudation2004

    • 著者名/発表者名
      Mei Huang(黄美)
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics(応用力学論文集) Vol.7

      ページ: 225-232

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] PIC板または鋼板で補強されたRCはりの鉄筋の付着領域を考慮した非線形FEM解析2004

    • 著者名/発表者名
      松田 浩
    • 雑誌名

      応用力学論文集(土木学会) Vol.7

      ページ: 1213-1223

    • NAID

      40006445638

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 電子スペックルパターン干渉法によるアルミニウム合金板の破壊挙動の全視野ひずみ計測2004

    • 著者名/発表者名
      松田 浩
    • 雑誌名

      応用力学論文集(土木学会) Vol.7

      ページ: 1241-1250

    • NAID

      40006445641

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Free Vibration Analysis of Square Plates resting on Non-Homogeneous Elastic Foundation2004

    • 著者名/発表者名
      Mei Huang
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics (JSCE) Vol.7

      ページ: 225-232

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Non-linear FE analysis of RC beams reinforced with PIC panels or steel plates by considering of bond effect of reinforcing bar (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi MATSUDA
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics (JSCE) Vol.7

      ページ: 1213-1223

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Whole-field strain and deformation measurement of the fracture behavior of aluminium alloy plates by Electronic Speckle Pattern Interferometry (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi MATSUDA
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics (JSCE) Vol.7

      ページ: 1241-1250

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Free Vibration Analysis of Square Plates resting on Non-Homogeneous Elastic Foundation2004

    • 著者名/発表者名
      Mei Huang(黄美)
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics(応用力学論文集) Vol.7

      ページ: 225-232

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] PIC板または鋼板で補強されたRCはりの鉄筋の付着領域を考慮した非線形FEM解析2004

    • 著者名/発表者名
      松田浩
    • 雑誌名

      応用力学論文集(土木学会) Vol.7

      ページ: 1213-1223

    • NAID

      40006445638

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 電子スペックルパターン干渉法によるアルミニウム合金板の破壊挙動の全視野ひずみ計測2004

    • 著者名/発表者名
      松田浩
    • 雑誌名

      応用力学論文集(土木学会) Vol.7

      ページ: 1241-1250

    • NAID

      40006445641

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 松田 浩: "スペックル干渉による非接触全視野ひずみ計測法"応用力学論文集 (土木学会). Vol.6. 1081-1088 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 松田 浩: "スペックル干渉法による鋼部材の非接触全視野ひずみ計測"鋼構造年次論文報告集. Vol.11. 519-524 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 神原天鳴: "スペックル干渉法による非接触全視野ひずみ計測"土木学会第58回年次学術講演会梗概集. (CD-ROM). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 下郡 康二: "電子スペックル干渉法を用いた張力膜のリンクル解析"土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 第1分冊. A10-A11 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 杉原 泰亮: "欠陥を有する鋼部材の全視野ひずみ計測"土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 第1分冊. A44-A45 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 峯 弘樹: "落橋防止構造におけるブラケットの支圧部に着目した解析的検討"土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 第1分冊. A80-A81 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi, Sakiyama: "Vibration of twisted and curved cylindrical panels with variable thickness"Journal of Sound and Vibration. Vol.254,No.3. 481-502 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Xia Xia Hu: "Vibration analysis of twisted conical shells with tapered thickness"International Journal of Engineering Science. Vol.40,No.14. 1579-1598 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Xia Xia Hu: "Vibration of twisted laminated composite conical shells"International Journal of Mechanical Science. Vol.44,8. 1521-1541 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Xia Xia Hu: "Vibration Analysis of Rotating Twisted and Open Conical Shells"International Journal Solids and Structures. 39. 6121-6134 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松田浩: "ホログラフィ干渉計測及び三次元形状計測に基づくFEM解析による薄肉板の振動解析"日本実験力学会講演論文集. No.2. 217-222 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松田浩: "ホログラフィ干渉計測及び3次元形状計測による薄肉構造部材の非破壊検査法に関する研究"応用力学論文集(土木学会). Vol.5. 847-854 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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