| 研究課題/領域番号 |
20H02038
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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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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
李 志遠 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 上級主任研究員 (70509710)
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| 研究分担者 |
王 慶華 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (20726856)
夏 鵬 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (80768458)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
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| キーワード | モアレ法 / 位相シフト / 位相解析技術 / フーリエ変換 / 変位・ひずみ測定 / サンプリングモアレ法 / 時空位相シフト法 / 材料評価 / 光学的手法 / 実験力学 / 非破壊検査 / モアレ縞 / 位相解析 / 非破壊計測 / 時空位相シフト / モアレ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、ランダムノイズや空気揺らぎなどの外乱の多い実験環境でもロバストに全視野変位・ひずみ測定を実現するものである。時間的または空間的に変調・記録された縞画像を、ダウンサンプリング処理で得られる3次元の位相シフトされたモアレ縞を3次元離散フーリエ変換より必要な位相値を独自の時空位相解析法から算出する。世界でも初めて未解決のままである計測環境の変動に伴う計測誤差発生の問題解決に着手し、過酷環境下でのマイクロスケールからメートルスケールの構造物の面内・面外変位とひずみ分布計測を実施する。
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| 研究成果の概要 |
本研究はランダムノイズや空気揺らぎなど外乱の多い条件でもロバストな全視野変位・ひずみ測定を実現するものである。記録された縞画像の時間と空間方向にダウンサンプリング処理で得られる複数枚の位相シフトされたモアレ縞を用いることでより高精度に位相分布を計算できる。同技術をベースに、マイクロスケールのひずみ分布計測から大型構造物の変位測定まで応用展開を行った。インフラ構造物である橋のたわみを計測できる方法とマイクロスケールの材料評価のための変位・ひずみ分布測定法を提案し、その有効性を確認した。加えて位相シフトデジタルホログラによる透明体の位相分布と3次元温度分布を測定できるシステムを構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
開発した時空位相シフト法は、カメラのランダムノイズや空気の揺らぎなどの様々な外乱に対してロバストであることを確認できた。また、従来の位相解析で発生していた周期的な位相誤差を、時空間位相シフト法を用いることで自動的にキャンセルできることを示した。縞模様画像の位相分布を高精度に解析できるようになったことで、構造材料の微小な変位やひずみ分布を得ることができる。材料科学における全視野での変位・ひずみ計測の実現は、学術的な意義だけでなく、インフラ構造である橋のたわみ計測による健全性評価を可能にするという社会的意義がある。
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