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カオス応答アトラクタを用いた新しい構造物損傷検出法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23560581
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関神戸学院大学

研究代表者

佐藤 忠信  神戸学院大学, 経営学部, 研究員 (00027294)

研究分担者 葛 漢彬  名城大学, 理工学部, 教授 (90262873)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード構造ヘルスモニタリング / カオス応答アトラクタ / 微細損傷の同定 / モンテカルロフィルター / 緩和型粒子フィルター / 遺伝的アルゴリズム / ベイズ理論 / 数値シミュレーション / 構造工学 / カオス理論 / アトラクタ / 構造同定 / カルマンフィルター / 粒子フィルター / 起振器 / 模型実験 / 微小損傷
研究概要

カオス信号を外力として入力した構造物の応答からアトラクタを作成し、アトラクタの変化を損傷前後で比較することで損傷検出を行うという手法を提案した。カオス応答アトラクタからRecurrence Analysisを用いて定量的な情報を抽出し、これを損傷前後で比較することで微細な損傷(損傷程度が部材剛性の1%程度)の検出を可能にした。
大規模な構造システムに対してモンテカルロフィルター(MCF)が適用できるように、効率的な構造同定法 (緩和型 MCFアルゴリズム) を開発し、さらに、遺伝的アルゴリズムと併用することにより、同定効率を向上した上で、数値シミュレーションと実験により提案手法の有用性を示した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Particle relaxation method of Monte Carlo filter for structural system identification2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 雑誌名

      Journal of Civil Structural Health Monitoring

      巻: Volume 3 号: 4 ページ: 325-334

    • DOI

      10.1007/s13349-013-0050-7

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] General concept of adaptive particle filters technique2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 雑誌名

      Proceeding of the 11th International Conference on Structural Safety and Reliability

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Detection of structural parameter detection using chaotic excitation technique2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, Y. Nomura, C-F. Wan
    • 雑誌名

      Proceeding of the 11th International Conference on Structural Safety and Reliability

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Fractal characteristics of phase spectrum of earthquake motion2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 雑誌名

      Journal of Earthquake and Tsunami

      巻: 7(2)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Optimization of seismic sensor locations along highway links2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, I. Yoshida and Y. Adachi
    • 雑誌名

      Journal of Earthquake and Tsunami

      巻: 7(2)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Particle relaxation method for structural parameters identification based on Monte Carlo Filter2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sato and Y. Tanaka
    • 雑誌名

      Smart Structures and Systems

      巻: 11(1) ページ: 53-67

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Damage identification using chaotic excitation2013

    • 著者名/発表者名
      C-F. Wan, T. Sato, Z-S, Wu and J. Zhang
    • 雑誌名

      Smart Structures and Systems

      巻: Vol. 11 No. 1 ページ: 87-102

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 7) *Optimization of seismic sensor locations along highway links2013

    • 著者名/発表者名
      Tadanobu Sato, Ikumasa Yoshida, Yukio Adachi
    • 雑誌名

      Journal of Earthquake and Tsunami

      巻: 7(2) 号: 02 ページ: 1350011-1350011

    • DOI

      10.1142/s1793431113500115

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Particle relaxation method for structural parameters identification based on Monte Carlo Filte2013

    • 著者名/発表者名
      adanobu Sato and Youhei Tanaka
    • 雑誌名

      Smart Structures and Systems, An Int'l Journal

      巻: 11(1) ページ: 53-67

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Damage identification using chaotic excitation2013

    • 著者名/発表者名
      Chunfeng Wan, Tadanobu Sato, Zhishen Wu and Jian Zhang
    • 雑誌名

      Smart Structures and Systems, An Int'l Journal

      巻: 11(1) ページ: 87-102

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] General concept of adaptive particle filters technique2013

    • 著者名/発表者名
      Tadanobu Sato
    • 雑誌名

      Proceeding of the 11th International Conference on Structural Safety and Reliability

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of structural parameter detection using chaotic excitation technique,2013

    • 著者名/発表者名
      Tadanobu Sato, Yasuyoshi Nomura and Chunfeng Wan
    • 雑誌名

      Proceeding of the 11th International Conference on Structural Safety and Reliability

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of seismic sensor locations along highway links2013

    • 著者名/発表者名
      Tadanobu Sato, Ikumasa Yoshida and Yukio Adachi,
    • 雑誌名

      Journal of Earthquake and Tsunami

      巻: Vol.7, No. 2 ページ: 35-48

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Particle relaxation method for structural parameters identification based on Monte Carlo Filter2013

    • 著者名/発表者名
      Tadanobu Sato and Youhei Tanaka
    • 雑誌名

      Smart Structures and Systems, An Int'l Journal

      巻: Vol.11, No.1 ページ: 53-67

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Particle relaxation method on Monte Carlo Filter for structural system identification2012

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 雑誌名

      Proceedings of Civil Structural Health monitoring Workshop (CSHM-4)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Response of SDOF system based on earthquake phase spectrum uncertainty model2012

    • 著者名/発表者名
      C. Zhang Cong, T. Sato and L-Y. Lu
    • 雑誌名

      Journal of Southeast University (Natural Science Edition)

      巻: Vol.42, No.1 ページ: 131-136

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 4) Particle relaxation method on Monte Carlo Filter for structural system identification2012

    • 著者名/発表者名
      Tadanobu Sato
    • 雑誌名

      Proceedings of Civil Structural Health monitoring Workshop (CSHM-4)

      巻: Vol.1

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Minor damage detection using chaotic excitation and recurrence analysis2011

    • 著者名/発表者名
      T. Sato
    • 雑誌名

      Journal of Earthquake and Tsunami

      巻: 5(3) ページ: 259-270

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Investigation of the MCMC method for structural uncertainty determination2011

    • 著者名/発表者名
      J. Zhang, T. Sato, C-F. Wan
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2011 World Congress on Advances in Structural Engineering and Mechanics

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Adaptability of Monte Carlo filter for estimation of abruptly changing parameters using acceleration measurements2011

    • 著者名/発表者名
      M-J. Chung, C-B. Yun, T. Sato
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2011 World Congress on Advances in Structural Engineering and Mechanics

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Damage detection using chaotic excitation2011

    • 著者名/発表者名
      C-F. Wan, T. Sato, Z-S. Wu, J. Zhang
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2011 World Congress on Advances in Structural Engineering and Mechanics

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Minor Structural Damage Detection Using Chaotic Excitation Technique2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sato Y. Nomura, C-F.f Wan
    • 学会等名
      Proceedings of the International Workshop on Structural Health Monitoring and Maintenance of Short & Medium Span Bridges (CSHM-5)
    • 発表場所
      Yamaguchi, Japan(CD-ROM)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 2) Minor Structural Damage Detection Using Chaotic Excitation Technique2013

    • 著者名/発表者名
      Tadanobu Sato, Yasutoshi Nomura and Chunfeng Wan
    • 学会等名
      the International Workshop on Structural Health Monitoring and Maintenance of Short & Medium Span Bridges (CSHM-5)
    • 発表場所
      Ube, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Topics of filtering techniques for system identifications2013

    • 著者名/発表者名
      Tadanobu Sato
    • 学会等名
      ANCRiSST2013 Workshop
    • 発表場所
      UNIST, Ulsan, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Damage detection using chaotic excitation2011

    • 著者名/発表者名
      Chunfeng Wan, Tadanobu Sato, Zhishen Wu and Jian Zhang
    • 学会等名
      Proceedingsof 2011 World Congress on Advances in Structural Engineering and Mechanics
    • 発表場所
      Seoul
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Adaptablity of Monte Carlo filter for estimation of abruptly changing parameters using accleration measurements2011

    • 著者名/発表者名
      Myunging Chung, Chung-Bang Yun and Tadanobu Sato
    • 学会等名
      Proceedingsof 2011 World Congress on Advances in Structural Engineering and Mechanics
    • 発表場所
      Seoul
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of the delayed rejection adaptive metropolis for structural uncertainty determination2011

    • 著者名/発表者名
      Jian Zhang, Chunfeng Wan and Tadanobu Sato
    • 学会等名
      Proceedingsof 2011 World Congress on Advances in Structural Engineering and Mechanics
    • 発表場所
      Seoul
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [備考] ホームページ(作成中)

    • URL

      http://satotadanobu.info/

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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