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航空宇宙機用CFRP構造の実験的衝撃荷重同定に基づく実時間損傷モニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 20360379
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 航空宇宙工学
研究機関東北大学

研究代表者

福永 久雄  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50134664)

研究分担者 胡 寧  千葉大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60250685)
岡部 朋永  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50344164)
亀山 正樹  信州大学, 工学部, 准教授 (30302178)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2010年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2009年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2008年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
キーワード損傷同定 / 衝撃損傷 / 損傷予測 / 荷重同定 / 位置同定 / モニタリング / CFRP / 航空機
研究概要

本研究では、圧電センサを内蔵したCFRP積層板、補強パネル、FWタンク等の構造を対象に、解析モデルを必要としない実験的衝撃荷重同定法に基づいて、異物衝突時の衝撃荷重位置・履歴を実時間で同定する手法を確立した。さらに、この同定した衝撃荷重の最大値より衝撃損傷の有無・程度を実時間で検出する損傷モニタリング技術を開発した。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (27件) (うち査読あり 23件) 学会発表 (9件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] CFRP構造の衝撃荷重同定と構造ヘルスモニタリング2010

    • 著者名/発表者名
      福永久雄
    • 雑誌名

      設計工学

      巻: 45 ページ: 320-327

    • NAID

      10026607393

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 構造物に内蔵したセンサによる構造健全性診断技術2010

    • 著者名/発表者名
      福永久雄, 跡部哲士
    • 雑誌名

      信頼性

      巻: 32 ページ: 299-306

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Optimal Excitation Frequency of Lamb Waves for Delamination Detection in CFRP Laminates2010

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, Y. Liu, Y. Li, X. Peng and B. Yan
    • 雑誌名

      Journal of Composite Materials

      巻: 44 ページ: 1643-1663

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation on Sensitivity of A Polymer/Carbon Nanotube Composite Strain Sensor2010

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, Y. Karube, M. Arai, T. Watanabe, C. Yan, Y. Li, Y. Liu and H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 48 ページ: 680-687

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 圧電素子によるエネルギ回収を利用したCFRPはり構造の準能動的制振2010

    • 著者名/発表者名
      亀山正樹, 高柳宜孝, 福永久雄
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 59 ページ: 340-348

    • NAID

      10027680934

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 圧電繊維アクチュエータを用いたCFRP積層板の単一モード振動制御2010

    • 著者名/発表者名
      亀山正樹, 宮本裕二, 福永久雄
    • 雑誌名

      日本複合材料

      巻: 36 ページ: 222-229

    • NAID

      10029880592

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micromechanics on the Rate-Dependent Fracture of Discontinuous Fiber-Reinforced Plastics2010

    • 著者名/発表者名
      T. Okabe, M. Nishikawa and N. Takeda
    • 雑誌名

      International Journal of Damage Mechanics

      巻: 19 ページ: 339-360

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation on Sensibility of a Polymer/Carbon Nanotube Composite Strain Sensor2010

    • 著者名/発表者名
      N.Hu
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 48 ページ: 680-687

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] (展望)構造物に内蔵したセンサによる構造健全性診断技術2010

    • 著者名/発表者名
      福永久雄
    • 雑誌名

      信頼性

      巻: 32 ページ: 299-306

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] (解説)CFRP構造の衝撃荷重同定と構造ヘルスモニタリング2010

    • 著者名/発表者名
      福永久雄
    • 雑誌名

      設計工学

      巻: 45 ページ: 412-419

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 衝撃荷重同定によるCFRP積層板の衝撃損傷モニタリング2009

    • 著者名/発表者名
      田島賢典, 三浦裕樹, 杉本直, 亀山正樹, 胡寧, 福永久雄
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 57 ページ: 295-300

    • NAID

      10026121235

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多点荷重を受けるCFRP補強パネルの実験的衝撃荷重同定2009

    • 著者名/発表者名
      海埜孝夫, 三浦裕樹, 杉本直, 亀山正樹, 胡寧, 福永久雄
    • 雑誌名

      日本複合材料学会誌

      巻: 35 ページ: 106-111

    • NAID

      10024947925

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite Element Simulation of Delamination Growth in Composite Materials Using LS-DYNA2009

    • 著者名/発表者名
      M. Elmarakbi, N. Hu and H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Composites Science and Technology

      巻: 69 ページ: 2383-2391

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Mechanical Properties of Particulate Composite Materials with A Combined Self-consistent and Mori-Tanaka Approach2009

    • 著者名/発表者名
      X. Peng, N. Hu, H. Zheng and H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Mechanics of Materials

      巻: 41 ページ: 1288-1297

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 圧電アクチュエータ・センサを用いたCFRP積層板の単一モード振動制御2009

    • 著者名/発表者名
      亀山正樹, 和田理男, 福永久雄
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 57 ページ: 77-87

    • NAID

      10024826238

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fatigue Simulation for Titanium/CFRP Hybrid Laminates Using Cohesive Elements2009

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaguchi, T. Okabe and S. Yashiro
    • 雑誌名

      Composites Science and Technology

      巻: 69 ページ: 1968-1973

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 衝撃荷重同定によるCFRP積層板の衝撃損傷モニタリング2009

    • 著者名/発表者名
      田島賢典
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集 57

      ページ: 295-300

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多点荷重を受けるCFRP補強パネルの実験的衝撃荷重同定2009

    • 著者名/発表者名
      海埜孝夫
    • 雑誌名

      日本複合材料学会誌 35

      ページ: 106-111

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite Element Simulation of Delamination Growth in Composite Materials Using LS-DYNA2009

    • 著者名/発表者名
      A.M.Elmarakbi
    • 雑誌名

      Composites Science and Technology 69

      ページ: 2383-2391

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複合材積層板の超高速衝突における損傷予測シミュレーション2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤亮, 永尾陽典, 福永久雄
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 56 ページ: 471-479

    • NAID

      10024825853

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Cohesive Model for Simulating Delamination Propagation in Composite Laminates under Transverse Loads2008

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, Y. Zemba, T. Okabe, C. Yan, H. Fukunaga and A. M. Elmarakbi
    • 雑誌名

      Mechanics of Materials

      巻: 40 ページ: 920-935

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Damage Identification of Metallic Structures Using A_0 Mode in Lamb Wave2008

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, T. Shimomukai, Z. Su and H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Structural Health Monitoring Journal

      巻: 7 ページ: 271-285

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunneling Effect in A Polymer/Carbon Nanotube Nanocomposite Strain Sensor2008

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, Y. Karube, C. Yan, Z. Masuda and H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 56 ページ: 2929-2936

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Modeling of Progressive Damage in Fiber-reinforced Plastic Cross-ply Laminates2008

    • 著者名/発表者名
      T. Okabe, M. Nishikawa and N. Takeda
    • 雑誌名

      Composites Science and Technology

      巻: 68 ページ: 2282-2289

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 低速衝撃荷重下におけるCFRP擬似等方性板の損傷進展予測2008

    • 著者名/発表者名
      前場豊
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集 56

      ページ: 220-227

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Cohesive Model for Simulating Delamination Propagation in Composite Laminates under Transverse Loads2008

    • 著者名/発表者名
      N. Hu
    • 雑誌名

      Mechanics of Materials 40

      ページ: 920-935

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Damage Identification of Metallic Structures Using Ao Mode of Lamb Waves2008

    • 著者名/発表者名
      N. Hu
    • 雑誌名

      Structural Health Monitoring 7

      ページ: 271-285

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Delamination Detection in CFRP Laminates Using A_0 and S_0 Lamb Wave Modes2010

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, S. Atobe and H. Fukunaga
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Fatigue of Composites
    • 発表場所
      南京, 中国
    • 年月日
      2010-10-16
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Real-Time Impact Force Identification of CFRP Structures Using Experimental Transfer Matrices2010

    • 著者名/発表者名
      S. Atobe, N. Hu and H. Fukunaga
    • 学会等名
      14th US-Japan Conf. on Composite Materials
    • 発表場所
      Ohio, USA
    • 年月日
      2010-09-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Real-Time Impact Force Identification of CFRP Structures Using Experimental Transfer Matrices2010

    • 著者名/発表者名
      S.Atobe
    • 学会等名
      Proc.14th US-Japan Conference on Composite Materials
    • 発表場所
      Dayton, Ohio USA
    • 年月日
      2010-09-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Impact Force Identification and Damage Estimation of Composite Structures2009

    • 著者名/発表者名
      M.Tajima
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Structural Safety and Reliability
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Impact Force Identification and Damage Estimation of Composite Structures2009

    • 著者名/発表者名
      M. Tajima, N. Hu and H. Fukunaga
    • 学会等名
      ICOSSAR
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-09-13
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Optimal Excitation Frequency for Delamination Identification of Laminated Beams Using A_0 Lamb Mode2009

    • 著者名/発表者名
      N. Hu, H. Fukunaga, Y. Liu and Y. Koshin
    • 学会等名
      ICCM-17
    • 発表場所
      Edinburgh, UK
    • 年月日
      2009-07-27
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Real-time Impact Damage Identification of Composite Structures2008

    • 著者名/発表者名
      H. Fukunaga, Y. Miura and N. Hu
    • 学会等名
      4th European Workshop on Structural Health Monitoring
    • 発表場所
      Cracow, Poland
    • 年月日
      2008-07-02
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Impact Damage Monitoring of Composite Structures Based on Impact Force Identification2008

    • 著者名/発表者名
      H. Fukunaga
    • 学会等名
      US-Japan Conference on Composite Materials 2008
    • 発表場所
      Tokyo, JAPAN
    • 年月日
      2008-06-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Identification of Impact Force on Stiffened Composite Panels2008

    • 著者名/発表者名
      S. Atobe, N. Hu and H. Fukunaga
    • 学会等名
      26th International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2008-06-02
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] Carbon Nanotubes : New Research Chapter 72009

    • 著者名/発表者名
      N.Hu
    • 総ページ数
      48
    • 出版者
      Nova Science Publishers, Inc.
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ssl.mech.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ssl.mech.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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