| 研究課題/領域番号 |
21H01213
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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 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
阪上 隆英 神戸大学, 工学研究科, 教授 (50192589)
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| 研究分担者 |
赤井 淳嗣 京都教育大学, 教育学部, 講師 (10744625)
久保 司郎 神戸大学, 工学研究科, 客員教授 (20107139)
小川 裕樹 神戸大学, 工学研究科, 助教 (50880788)
塩澤 大輝 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (60379336)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021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 | 材料力学・実験力学 / 非破壊評価・状態監視 / 赤外線計測 / 重防食塗装 / 鋼構造物 / 非破壊評価 / インフラ鋼構造物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
鋼構造物の長寿命化ならびにライフサイクルコストの削減には，予防保全の導入が不可欠である．鋼構造物の腐食に対する予防保全での課題は，重防食塗装の劣化を早期に定量評価し，これに基づき防食計画を立案・実行することである．しかしながら現状では，これを可能にする非破壊評価法は存在しない．本研究の目的は，重防食塗装膜が有する赤外光の分光反射・吸収・透過特性に着目し，赤外線カメラを用いた分光画像計測ならびに分光特性に基づくマルチスペクトル逆問題解析に基づき，遠隔から構造物の重防食塗装の早期劣化を定量的に評価できる，「目視を超越した」全く新しい計測法を創生することである．
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| 研究実績の概要 |
インフラ構造物の長寿命化には，予防保全の導入が不可欠である．鋼構造物の腐食に対する予防保全での重要課題は，重防食塗装の劣化を早期に遠隔から非接触・非破壊で，効率的かつ高精度に評価できる計測法を開発することである．本研究では，重防食塗装膜が有する赤外光の分光反射・吸収・透過特性に着目し，赤外線カメラを用いた分光画像計測ならびに分光特性に基づくマルチスペクトル逆問題解析に基づき，遠隔から構造物の重防食塗装の早期劣化を定量的に評価できる計測法を開発した．
最終年度の2023年度には，昨年度までに完成させたハイパースペクトル赤外画像計測装置を用いて様々な実験的検討を行った．①実橋梁での塗膜劣化計測を行った．目視を上回る精度での塗膜劣化部位の検出が可能であることを明らかにし，周期変動照明の下でのアクティブロックイン計測法により，環境による外乱に影響を受けずに残存塗膜厚さを定量計測できることを実橋梁において示した．②計測システムの高精度化を行った．ハイパースペクトル計測データの解析法の高度化による塗膜劣化検出の高精度化として，スペクトルマッチング解析法および主成分解析法によるハイパースペクトルデータキューブ解析手法を開発した．開発した手法の有用性を，実橋梁の現場計測を通じて検証した結果，目視や通常の赤外線計測では検出が困難である，塗膜のわずかな劣化部位を高精度に検出できることがわかった．③様々な塗装膜への適用を行った．様々な銘柄の防食塗料に対し赤外分光特性を計測し，ハイパースペクトル計測ならびに特定帯域透過フィルタを用いた赤外線計測により，高精度かつ高効率な劣化評価を行うことができた．④長大鋼橋梁を主な計測対象とした現場実験を行い，本研究課題で開発したハイパースペクトルシステムの有用性を確認するとともに，社会実装に向けた問題点の抽出を行うことができた．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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