| 研究課題/領域番号 |
06452355
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
金原 勲 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50011101)
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| 研究分担者 |
大澤 勇 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00143389)
鈴木 敏夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20010895)
影山 和郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50214276)
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| キーワード | 複合材料 / スマートストラクチャ / 損傷検出 / 光ファイバ / 振動制御 / GFRP / マリンストラクチャ / ドップラー効果 |
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| 研究概要 |
海洋機器・構造物における構造信頼性の問題に対して、損傷の自己診断(ヘルスモニタリング)機能と自己修復機能を材料に組み込み、知能化した海洋構造物(スマート・マリンストラクチャ)の実現を目指した基礎研究を実施した。
1)損傷検出用センサの方式、構成等について検討し、損傷検出装置により光ファイバの破断位置の計測が精度よく行えることを確認し、一本の光ファイバのみで定量的な損傷位置特定の可能な光ファイバ破断型センシングシステムを構築する目途を得た。また、レーザドップラー計測により光ファイバをセンサとして荷重/変形検出が可能であることを見い出し、センサの動作条件や特性を評価・改善し、船体構造モニタリングシステムとしての適用可能性を検討した。
2)圧電素子のアクチュエータとしての基本性能を確認し、センサの出力による制御機構の検討を行った。さらに、センサからの信号を処理して材料特性を能動的に制御する能動/自立型スマート・マリンストラクチャの可能性を検討するため、アクチュエータとして屈曲変位を生じるバイモルフ型ピエゾアクチュエータを、センサとしてレーザ変位計と歪ゲージを組み込んだ片持ちはり試験体を作製し、その能動的振動制御と制振性能について検討した。
3)複数組のアクチュエータとしてポリフッ化ビニリデンを用いた圧電フィルム、センサとして前項で開発した光ファイバ速度センサを表面に貼付した柔軟はりの振動制御を行うため、速度フィードバック制御を実装したアナログ回路を含むスマートはりを設計製作した。この結果、一次と二次の振動モードが同時に励起された場合でも制御則が有効であることが確認され、振動制御系の広帯域化が可能であることが示された。
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