| 研究課題/領域番号 |
22K04286
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
海老澤 健正 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90332709)
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| 研究分担者 |
水野 剛規 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (90585093)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 画像計測 / 逆解析 / 変形 / 亀裂 / 鋼構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，画像計測技術の発展により，視認可能な表面の損傷であれば損傷指標を精度よく計測することが可能になりつつある．しかし，直接視認できないコンクリート充填鋼構造の鋼材裏面や鋼材内部などの部位については，亀裂を超音波で同定する技術はあるものの，ひずみ・変形を含めてすべての損傷指標を同時に非破壊で評価する技術はいまだ開発されていない．本研究では，任意の荷重履歴で生じた鋼材裏面や内部など視認できない部位において，すべての損傷指標を同時に同定しうる簡便な手法を開発する．
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| 研究実績の概要 |
板材の片面のみをDIC計測したデータを用いたFE逆解析により予測された裏面の変形形状について実験的に確認を行った．ここでは，板材の引張圧縮の一軸繰り返し載荷を実施し，その際に表面・裏面を同時にDIC計測を実施した．まず，表面側の画像データと裏面側の画像データを独立した別個のものとして画像処理を行い，それぞれの変形形状を3次元数値化した．そして，表面の変形形状データのみを用いてFE逆解析を行って裏面の変形形状の予測を行い，直接DIC計測によって得られた裏面の変形形状と一致するかを検討した．その結果，ある程度の精度を持って予測できることが確認できた．
次に，裏面でのき裂発生の予測に関して検討を行った．上記のFE逆解析ではき裂を考慮していないモデルを用いているため，実験試験体において裏面側にき裂が発生すると，表面側の画像計測が真値と一致していたとしても，FE逆解析による結果と実現象との間に乖離が生じる．これは理論上，FE逆解析において，本来は0であるべき自由表面での反力が上昇するという形で顕在化すると考えられる．板材試験では繰り越し載荷により最終的に裏面からのき裂によって破断させたので，その過程をFE逆解析することで検証を行った．その結果，FE逆解析では反力の上昇が確認でき，き裂の存在そのものの予測は可能と判断できた．しかしながら，画像計測や解析モデルの誤差により，反力の上昇のタイミングが必ずしも明確ではなく，どの時点でき裂が生じたかを断定するには，より検討が必要であることが判明した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初予定通り，本研究の中核をなす，FE逆解析による裏面変形予測が，板材実験に基づき可能であることが確認できたため．
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度となる次年度では，本手法の最終的な目的であるCFT脚を対象とした亀裂発生同定の妥当性検証を行う．1/8スケールのCFT脚供試体を対象に静的繰り返し実験を実施し，本年度において板材試験で検証がなされた逆解析手法を用いて亀裂発生過程の同定を試みる．また，き裂発生時点の予測の精度向上を目指し，FE逆解析におけるデータの前処理について検討を加える予定である．
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