材料と構造の統合的アプローチによるCFRP部材の変形・耐荷性能の向上

• 研究課題/領域番号: 15H04028
• 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・維持管理工学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 松本 高志 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40301121)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: CFRP / 曲げ部材 / 積層構成 / 画像計測 / 変形機構 / 耐荷機構 / 生体模倣 / 構造工学・地震工学 / 土木材料 / 複合材料・物性 / 長寿命化 / 延命化

研究成果の概要

積層材料であるCFRPの材料設計の自由度は大きく，積層構成に応じて構造部材の変形・耐荷挙動も大きく変化する．ゆえにCFRPの部材設計手法の確立においては，積層複合材料の特性と部材中での負荷状態と損傷形態の双方を把握する必要がある．本研究では，材料要素実験，構造部材実験，画像計測，複合材料理論，有限要素解析を用いた統合的なアプローチを深化させて，変形・耐荷挙動の力学的メカニズムの解明をより詳細にし，CFRP構造部材の変形・耐荷性能の向上を行った．

研究成果

• [雑誌論文] Deep Learningによるコンクリートの変状自動検出器の開発とWebシステムの実装 (2017)
  • 著者名/発表者名: 横山 傑、松本 高志
  • 雑誌名: 土木学会論文集Ａ２（応用力学） 巻: 73 号: 2 ページ: I_781-I_789
  • DOI: 10.2208/jscejam.73.I_781
  • NAID: 130006329940
  • ISSN: 2185-4661
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of an Automatic Detector of Cracks in Concrete Using Machine Learning (2017)
  • 著者名/発表者名: Suguru Yokoyama and Takashi Matsumoto
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: 171 ページ: 1250-1255
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2017.01.418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Stereo Image Analysis for Measuring Small Deformation (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Yokoyama and Takashi Matsumoto
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: 171 ページ: 1256-1262
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2017.01.419
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication Accuracy and Material Properties of Spiral-laminated CFRP Specimens Made of UD Prepreg (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kondo and Takashi Matsumoto
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: 171 ページ: 1287-1293
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2017.01.425
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Visual Examination of Flexural Cracking Behaviors in a Helicoidally Laminated Composite (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazusa Morikawa and Hanae Yahiro, and Takashi Matsumoto
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: 171 ページ: 1301-1307
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2017.01.427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bending Characteristics of Helicoidal Laminated CFRP (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Hosome, and Shoichi Zaike, and Takashi Matsumoto
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: 171 ページ: 1325-1331
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2017.01.430
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis on Nonlinear Bending Behaviors of CFRP Beams by Section Partition Method (2017)
  • 著者名/発表者名: Momoka Nasu and Takashi Matsumoto
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: 171 ページ: 882-889
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2017.01.383
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] せん断スパン長の異なる箱形断面CFRP梁の単層板破壊に基づく解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松本高志・三重野嵩之・櫻庭浩樹
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: 71
  • NAID: 130005073561
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 模擬劣化RC梁の曲げ挙動と補修の効果に関する画像解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松江晃太・角間恒・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
• [学会発表] らせん積層CFRPの4点曲げ挙動に関する実験 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石澤郁馬・近藤健太・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
• [学会発表] Deep Learning によるコンクリートのひび割れ自動検出器の開発とSNS を用いたシステムの実装 (2017)
  • 著者名/発表者名: 横山傑・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北見工業大学（北見市）
  • 年月日: 2017-02-04
• [学会発表] UDプリプレグを用いたらせん積層構成CFRPの作製精度と材料特性の考察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 近藤健太・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北見工業大学（北見市）
  • 年月日: 2017-02-04
• [学会発表] 可視化らせん積層複合材料の曲げ荷重‐変位関係の考察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森川和将・木村雄太・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北見工業大学（北見市）
  • 年月日: 2017-02-04
• [学会発表] 可視化らせん積層複合材料の曲げひび割れ挙動の観察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村雄太・森川和将・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北見工業大学（北見市）
  • 年月日: 2017-02-04
• [学会発表] らせん積層CFRP の曲げ破壊形態 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石澤郁馬・細目貴之・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北見工業大学（北見市）
  • 年月日: 2017-02-04
• [学会発表] 水平模擬ひび割れを導入したRC 梁の変形挙動の画像解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松江晃太・角間恒・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北見工業大学（北見市）
  • 年月日: 2017-02-04
• [学会発表] せん断変形を考慮した断面分割法によるCFRP梁の非線形曲げ挙動の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 那須桃香・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北見工業大学（北見市）
  • 年月日: 2017-02-04
• [学会発表] らせん積層CFRPの曲げ荷重-変位関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 細目貴之・石澤郁馬・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北見工業大学（北見市）
  • 年月日: 2017-02-04
• [学会発表] Image analysis on the bending tests of RC beams with repaired artificial damages (2017)
  • 著者名/発表者名: Kota Matsue and Takashi Matsumoto
  • 学会等名: 6th International Doctoral Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] らせん積層CFRPの曲げ挙動と破壊形態 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松本高志・細目貴之・石澤郁馬・近藤健太
  • 学会等名: 第12回複合・合成構造の活用に関するシンポジウム講演集
• [学会発表] SNSを用いたDeep Learningによるコンクリートの変状自動検出器の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 横山傑・松本高志
  • 学会等名: 土木情報学シンポジウム講演集
• [学会発表] Deep Learning によるコンクリートの変状自動検出器の開発とWeb システムの実装 (2017)
  • 著者名/発表者名: 横山傑・松本高志
  • 学会等名: 第20回応用力学シンポジウム講演概要集
• [学会発表] GFRP箱形断面梁の有限要素解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松本高志・中村知美
  • 学会等名: 第6回FRP複合構造・橋梁に関するシンポジウム講演概要集
  • 発表場所: 名古屋大学（名古屋市）
  • 年月日: 2016-11-24
• [学会発表] Development of an automatic detector of cracks in concrete using machine learning (2016)
  • 著者名/発表者名: Suguru Yokoyama and Takashi Matsumoto
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Sustainable Civil Engineering Structures and Construction Materials (SCESCM)
  • 発表場所: Sanur Paradise Plaza Hotel(バリ，インドネシア）
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] Development of stereo image analysis for measuring small deformation (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Yokoyama and Takashi Matsumoto
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Sustainable Civil Engineering Structures and Construction Materials (SCESCM)
  • 発表場所: Sanur Paradise Plaza Hotel(バリ，インドネシア）
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] Fabrication accuracy and material properties of spiral-laminated CFRP specimens made of UD prepreg (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kondo and Takashi Matsumoto
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Sustainable Civil Engineering Structures and Construction Materials (SCESCM)
  • 発表場所: Sanur Paradise Plaza Hotel(バリ，インドネシア）
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] Visual examination of flexural cracking behaviors in a helicoidally laminated composite (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazusa Morikawa and Hanae Yahiro, and Takashi Matsumoto
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Sustainable Civil Engineering Structures and Construction Materials (SCESCM)
  • 発表場所: Sanur Paradise Plaza Hotel(バリ，インドネシア）
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] Bending characteristics of helicoidal laminated CFRP (2016)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Hosome, and Shoichi Zaike, and Takashi Matsumoto
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Sustainable Civil Engineering Structures and Construction Materials (SCESCM)
  • 発表場所: Sanur Paradise Plaza Hotel(バリ，インドネシア）
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis on nonlinear bending behaviors of CFRP beams by section partition method (2016)
  • 著者名/発表者名: Momoka Nasu and Takashi Matsumoto
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Sustainable Civil Engineering Structures and Construction Materials (SCESCM)
  • 発表場所: Sanur Paradise Plaza Hotel(バリ，インドネシア）
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] Numerical simulation of FRP strengthening for RC slabs reinforced with plain bars under moving load fatigue (2016)
  • 著者名/発表者名: Ahmed Attia Mahmoud Drar, Takashi Matsumoto, and Toshiro Hayashikawa
  • 学会等名: The 11th German-Japanese Bridge Symposium (GJBS)
  • 発表場所: 大阪工業大学（大阪市）
  • 年月日: 2016-08-30
  • 国際学会
• [学会発表] ディープラーニングを用いたコンクリートのひび割れ自動検出器の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横山傑・松本高志
  • 学会等名: 第19回応用力学シンポジウム講演概要集
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2016-05-21
• [学会発表] 機械学習を用いたコンクリートのひび割れの自動検出器の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横山傑・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2016-01-30
• [学会発表] らせん積層複合材料の曲げひび割れ挙動の可視化実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 八尋英恵・森川和将・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2016-01-30
• [学会発表] らせん積層CFRPの曲げ特性に関する実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 在家頌一・細目貴之・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2016-01-30
• [学会発表] UDプリプレグを用いたらせん積層構成CFRPの作製精度と材料特性の考察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 近藤健太・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2016-01-30
• [学会発表] 有限要素解析によるGFRP梁の変形挙動の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村知美・松本高志
  • 学会等名: 土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2016-01-30
• [学会発表] Image analysis of damage and fracture of CFRP box beams (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Matsumoto and Xingwen He
  • 学会等名: The Fourteenth East Asia - Pacific Conference on Structural Engineering and Construction (EASEC-14)
  • 発表場所: Sheraton Saigon Hotel & Towers（ホーチミン，ベトナム）
  • 年月日: 2016-01-06
  • 国際学会
• [学会発表] GFRP製箱形断面梁における変形・損傷の画像解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松本高志・小林周史
  • 学会等名: 第11回複合・合成構造の活用に関するシンポジウム
  • 発表場所: 土木学会本部（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-11-05
• [備考] 構造デザイン工学研究室
  • URL: http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/bridge/