| 研究課題/領域番号 |
16H04286
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
梶原 逸朗 北海道大学, 工学研究院, 教授 (60224416)
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| 研究分担者 |
大橋 俊朗 北海道大学, 工学研究院, 教授 (30270812)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | 機械力学・制御 / 振動解析・試験 / 非接触レーザー加振 / 損傷検知 / インパルス応答 / レーザー誘起プラズマ / 振動計測 / 音響計測 / 周波数応答 / 構造ヘルスモニタリング / 生物・生体工学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，機械構造物におけるさまざまな損傷を検知する手法および技術を構築した．達成された成果として，パイプ構造物に開けられた穴を損傷とし，レーザー誘起プラズマによる音響加振および音響計測に基づく損傷検知システムを開発した．本システムでは，アクリルパイプを対象構造物とし，レーザー誘起プラズマによる音響加振，マイクロホンによる音響計測によって音圧の時刻歴応答を収集した．パイプ内部の音圧の時間変動に対して，連続ウェーブレット変換を適用し，損傷穴による反射波を抽出することで損傷位置の同定を行った．実験により，損傷の位置が高精度で同定できることを確認し，本手法の有効性を検証した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した技術は，非接触かつ高周波数帯域の振動計測を可能にするが故，MEMSなどを対象にした振動計測および自動車など実稼働時の計測が要求される分野において，革新的な振動計測技術となることが期待できる．さらに，高周波数帯域での微小な振動特性の変化を捉えることにより，システムの故障や異常を高感度で検知できるヘルスモニタリングシステムの構築が可能になる．本技術はシステム全体の高周波振動計測に基づく検査法であるため，システム全体としての大域的な診断における高感度化および高効率化が達成され，振動実験解析法の発展およびシステムの高信頼化に大きく寄与し，工学的に極めて有用であるといえる．
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