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積層複合材構造の実時間衝撃荷重同定の高精度化と高速衝撃荷重同定への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K04069
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18010:材料力学および機械材料関連
研究機関信州大学

研究代表者

亀山 正樹  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (30302178)

研究分担者 槙原 幹十朗  東北大学, 工学研究科, 教授 (60392817)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード複合材料 / 高速衝撃 / 衝撃荷重同定 / レーザ・アブレーション / 圧電センサ
研究開始時の研究の概要

本研究では、複合材構造の衝撃荷重同定問題において実績を有する研究代表者と、構造物の高速衝突問題において実績を有する研究分担者によって研究グループを組織し、複合材構造に内蔵した圧電センサネットワークによる、異物の秒速200メートル程度までの低速~高速衝突を受ける複合材構造の実時間衝撃荷重同定法を開発し、複合材構造の安全性・信頼性の向上を図ることを目的とする。

研究成果の概要

本研究では、構造物に内蔵したセンサからの計測情報により構造健全性を自動・実時間で監視する構造ヘルスモニタリング技術に着目し、レーザ・アブレーションを用いた高周波数帯域の加振実験に基づいて作成される圧電ひずみセンサのセンサ応答と低速~高速衝撃荷重を関係づける「実験的変換行列」を用いた荷重位置・荷重履歴の実時間同定法の有効性に関して検討を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、複合材構造に内蔵した圧電センサネットワークによる、異物の秒速200メートル程度までの低速~高速衝突を受ける複合材構造の実時間衝撃荷重同定法を開発し、複合材構造の安全性・信頼性の向上を図ることを目的とした。本研究課題を通して、提案する実時間衝撃荷重同定法の有効性が明らかとなった。構造ヘルスモニタリングを実用化に向けて飛躍的に発展させることが可能となり、将来の航空機や高速車輛などで用いられる複合材構造の実時間・自動的な衝撃損傷評価法として、その信頼性・安全性の向上および適用範囲の拡大に大きく貢献できる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] レーザ加振実験により決定された変換行列を用いる平板の衝撃荷重履歴同定2023

    • 著者名/発表者名
      津川尚斗・亀山正樹・亦賀一起
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部2023年合同講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 実験的変換行列を用いた平板の中速衝撃荷重履歴同定2022

    • 著者名/発表者名
      亀山正樹・亦賀一起・津川尚斗
    • 学会等名
      第64回構造強度に関する講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] アルミニウム合金平板の高速衝撃荷重同定に関する実験的検討2022

    • 著者名/発表者名
      亦賀一起・亀山正樹・後藤航・津川尚斗
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部2022年合同講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速衝撃荷重により決定された変換行列を用いる衝撃荷重位置・履歴同定方法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      後藤航・亦賀一起・中村卓哉・亀山正樹
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部第58期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] アルミニウム合金平板の高速衝撃荷重同定に関する数値シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      中村卓哉・後藤航・亦賀一起・亀山正樹
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部第57期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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