| 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, 准教授 (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 (2022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 |
まず，DIC法での3次元変位場の測定精度向上において，本質的に重要となる計測対象領域の「鮮明な」高解像度画像を得ることについて検討を行った．具体的には，スペックルパターンの黒点の大きさ・密度，画像の平均輝度および明暗のスペクトル分布ついて条件を変化させて計測を行い，測定誤差の変化から適切な撮影条件の組み合わせを求めた．特に，画像輝度については，撮影対象となる供試体において，曲率を持つ箇所や部材角部のように複数平面からなる個所の計測では，コントラスト不足や白飛びを避けることにも留意した．
次に，DIC法で測定された表面変位場からFEモデルで裏面ひずみを算定する過程を検討した．FEモデルは，初期状態での対象部位のDIC法による表面形状計測データに板厚を付加することで3次元ソリッド要素モデルにコンバートすることで，DICで得られる高密度の表面測定点に対応した超多自由度の高精度FEモデルを構築した．板構造では曲げ変形の影響が大きいので，板厚方向の要素分割数についてもあわせて検討した．板裏面および内部の変形・ひずみはこのFEモデルの表面節点にDIC法で得られた変位場を強制変位として与えて算定する．この一連の作業について，DIC測定での欠損データの補間の自動化等，ダイレクトに変換できるプログラムを作成し効率化を図った．
そして，上に示したFE解析に用いるための実験として，板材の繰り返し載荷実験の準備を行った．ここでは，ダンベル型試験片を用いて一軸の繰り返し漸増載荷試験を実施することを前提に，平行部に曲げ座屈で塑性変形が集中するよう，供試体の詳細寸法を決定した．
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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
3年にわたる研究期間の1年目として，研究の前提となる適切な撮影条件の決定，供試体の設計，撮影データ処理について検討を行うことができた．
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| 今後の研究の推進方策 |
現段階において，特に当初予定との変更はない．
次年度は，研究の中核となる，板材の繰り返し載荷実験による損傷同定精度検証，および
FEモデル逆解析による亀裂の位置，寸法・形状の同定に関する検討を行う．なお，これらの準備については，「研究実績の概要」で示したように本年度に検討済みである．
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