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ひずみ測定と不規則外力の同定を援用した構造物の健全性評価手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18K04019
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

河村 庄造  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00204777)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード振動工学 / 健全性評価 / 周波数応答関数 / ひずみ測定 / 外力同定 / 不規則応答 / パワースペクトル / 自己相関関数
研究成果の概要

研究目的の一つである「異常の発生場所の特定」については,階層構造物を対象とし,異常が発生した階層の壁のひずみのみが正常時から変化することを利用して異常発生階層を特定する手法を提案した.次に構造物の周波数応答関数,および階層間の伝達率関数を用いて異常の程度を定量的に同定する手法を開発した.いずれも数値シミュレーションと実験によって妥当性を検証できた.もう一つの研究目的である「不規則外力の同定」については,測定された不規則応答のデータからスペクトルを算出し,システムの相関関数を利用して,不規則外力のスペクトルを同定する手法を構築した.数値シミュレーションと実験によって妥当性をほぼ検証できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題は機械や構造物の健全性評価に関する研究であり,持続可能社会の実現のために非常に重要な技術課題である.学術的には健全性評価は逆問題に属する研究である.逆問題は結果から原因を推定する問題であり,一意に原因を特定することは非常に難しい.その困難を,対象物の構造的な特徴を表す数学モデルに基づいて解決している.また周波数応答関数という既知の特性を,従来とは異なる取り扱いをすることによって健全性に有効に利用している.社会的にはインフラの健全性評価に直結する成果である.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Proposition of Isolation Table Considering the Long-Period Earthquake Ground Motion (Method of Changing Natural Frequency of Isolation System with Additional Spring)2020

    • 著者名/発表者名
      Shozo Kawamura, Tetsuhiko Owa, Tomohiko Ise, Masami Matsubara
    • 雑誌名

      Vibration Engineering for a Sustainable Future

      巻: 2 ページ: 245-253

    • DOI

      10.1007/978-3-030-48153-7_32

    • ISBN
      9783030481520, 9783030481537
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of the Effect of Shape Processing of a Specimen on the Modal Properties2020

    • 著者名/発表者名
      Shozo Kawamura, Go Kikuchi, Masami Matsubara
    • 雑誌名

      Vibration Engineering for a Sustainable Future

      巻: 3 ページ: 81-87

    • DOI

      10.1007/978-3-030-46466-0_12

    • NAID

      130007997956

    • ISBN
      9783030464653, 9783030464660
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of Statistical Characteristics of Random Excitation Acting on Machines or Structures2020

    • 著者名/発表者名
      Shozo Kawamura, Takuo Henmi, Masami Matsubara
    • 雑誌名

      Vibration Engineering for a Sustainable Future

      巻: 3 ページ: 89-95

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural health monitoring of layered structure by strain measurements2019

    • 著者名/発表者名
      Shozo Kawamura, Sho Miyagi, Tomohiko Ise, Masami Matsubara
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 6 号: 1 ページ: 18-00390-18-00390

    • DOI

      10.1299/mej.18-00390

    • NAID

      130007591115

    • ISSN
      2187-9745
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 機械・構造物に作用する外力の同定に関する研究(質量付加と特異値打ち切りによる適切化手法の提案)2018

    • 著者名/発表者名
      河村庄造,平原直人,伊勢智彦,松原真己
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 84 号: 864 ページ: 18-00061-18-00061

    • DOI

      10.1299/transjsme.18-00061

    • NAID

      130007440026

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Identification of statistical characteristics of random excitation acting on machines or structures2019

    • 著者名/発表者名
      Takuo Henmi
    • 学会等名
      The 18th Asia Pacific Vibration Conference, Sydney, Australia
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposition of isolation table considering the long-period earthquake ground motion (Method of changing natural frequency of isolation system with additional spring)2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuhiko Owa
    • 学会等名
      The 18th Asia Pacific Vibration Conference, Sydney, Australia
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of the effect of shape processing of a specimen on the modal properties2019

    • 著者名/発表者名
      Go Kikuchi
    • 学会等名
      The 18th Asia Pacific Vibration Conference, Sydney, Australia
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural health monitoring of layered structure by strain measurements2018

    • 著者名/発表者名
      Sho Miyagi
    • 学会等名
      the 25th International Congress on Sound and Vibration
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ひずみ測定による層状構造物の健全性評価(実験による適用性の検証)2018

    • 著者名/発表者名
      宮城 祥
    • 学会等名
      日本機械学会2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-03-16  

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