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2007 年度 実績報告書

構造損傷のセンシング技術とそのモニタリングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18310119
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

宇都宮 登雄  芝浦工業大学, 先端工学研究機構, 教授 (60176708)

研究分担者 斎藤 敦史  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (30280994)
佐藤 裕  宇宙航空研究開発機構, 総合技術開発本部, 主幹研究員 (30196282)
キーワード安全システム
研究概要

複合材/金属のボルト接合した試験片を用いて,引張り型荷重下での損傷検出試験を実施した.主に単列の試験片を対象として,センサボルトを用いて,荷重伝達機構の遷移など力学挙動のモニタリングの検出ができることがわかった.また,過大荷重がかかった場合を想定し,ボルト周りに起こる複合材の初期段階の損傷の検出ができることを示した.
前年度に検討を行ったひずみゲージを回路中の一素子として組み込んだ発振回路を構成した計測モジュールを実際の損傷試験の場に適用し,測定精度,安定性等の検討を行った.繰り返し荷重下での損傷試験を実施し,発振回路を構成した計測モジュールにより疲労き裂の発生・進展にともなうひずみ平均値の変化を測定した.その結果,ひずみの平均値の変化に基づいて,ひずみゲージが添付されている場所の近傍にき裂が発生,進展する状況を検出できることを示した.この発振回路によるひずみ測定は,長時間にわたってひずみ値のンプリング問の平均値を採取するところに特徴がある.構造物内で多点および長時間にわたる計測では膨大なデータの処理などの問題が発生する.発振回路によるひずみ計測は,損傷の有無を計測出力のみで判断できる可能性があり,多点や長時間の計測を対象とする場合に有効と考えられる.さらに,光通信機能用いたワイヤレス通信によるひずみの計測を試みた.計測精度には若干の問題はあったが,繰り返し荷重によるひずみ波形は,通常のひずみ計測による結果と同程度の計測が可能であった.
また,回転部材の疲労センシングの予備的試験として,アルミニウム合金試験片の回転曲げ疲労試験を行い,高サイクル域までの疲労寿命曲線を採取することができた.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] スマートボルトを用いた複合材せん断機械継手の初期損傷検知2008

    • 著者名/発表者名
      佐藤 裕, 宇都宮 登雄, 高戸 谷健, 薄 一平
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編) 74巻737号

      ページ: 90-96

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複合材せん断機械継手の力学挙動モニタリングおよび初期損傷検知2008

    • 著者名/発表者名
      佐藤 裕, 宇都宮 登雄, 高戸 谷健, 薄 一平
    • 雑誌名

      宇宙航空研究開発機構研究開発報告 JAXA-RR-07-010

      ページ: 1-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複合材せん断機械継手の力学挙動モニタリング(第2報,実験に基づく検討)2007

    • 著者名/発表者名
      佐藤 裕, 宇都宮 登雄, 高戸 谷健, 薄 一平
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(A編) 73巻735号

      ページ: 1236-1304

    • 査読あり
  • [学会発表] 発振回路法によるひずみ計測と損傷モニタリングへの応用2008

    • 著者名/発表者名
      佐伯弥, 齋藤敦史, 宇都宮登雄
    • 学会等名
      平成20年電気学会全国大会
    • 発表場所
      福岡工業大学
    • 年月日
      2008-03-19
  • [学会発表] 薄膜型荷重センサの開発2007

    • 著者名/発表者名
      斎藤 敦史, 宇都宮 登雄, 佐藤 裕
    • 学会等名
      山梨講演会(日本機械学会関東支部, 精密工学会)
    • 発表場所
      山梨大学工学部
    • 年月日
      2007-10-20
  • [学会発表] 発信回路を用いたひずみ計測による疲労損傷検出の可能性2007

    • 著者名/発表者名
      八幡 真純, 岡村 宏, 宇都宮 登雄, 斎藤 敦史, 佐伯 弥
    • 学会等名
      山梨講演会(日本機械学会関東支部, 精密工学会)
    • 発表場所
      山梨大学工学部
    • 年月日
      2007-10-20

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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