| 研究課題/領域番号 |
19360045
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
胡 寧 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60250685)
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| 研究分担者 |
福永 久雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50134664)
岡部 朋永 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50344164)
亀山 正樹 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30302178)
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| キーワード | 損傷力学 / ヘルスモニタリング / ラム波 / 逆問題解析 / 波伝播解析 |
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| 研究概要 |
将来の高速車輌や航空機における構造の信頼性・安全性の一層の向上を図るためには、疲労や異物衝突による損傷を非破壊的・自動的かつ実時間で検出する構造ヘルスモニタリングが重要となる。本研究は、次世代高速車輌や航空機の安全な運行に不可欠な技術として、複合材構造の健全性を運行中に定量評価するラム波による高精度構造ヘルスモニタリング技術の開発を目的とする。そのため、本研究では、高精度ラム波伝播解析法と信号処理法を確立するとともに、複合材構造の損傷位置、損傷範囲と損傷形態を定量的に評価する手法を確立する。平成20年度において、実施した研究の成果を下記のように示す。
まず、LAMB波伝播の特性を把握するため、Cheybeshev多項式に基づいて、一つ高い計算効率と計算精度を有しているMindlin pseudospectral plate要素を提案した。また、板における穴とき裂の損傷について、高精度の波伝播数値解析を行い、損傷から反射波の発生メカニズムを解明した。さらに、レーザの走査加振により板にLAMB波を発生させ、損傷を有する板における波の伝播様子を画像化した。得られた実験的波の伝播様子を用いて、数値解析の妥当性を検証し、数値解析手法の有効性を確認した。さらに、CFRP積層はりにおけるはく離損傷について、SO波を用いて、はく離の位置同定を行った。実験および数値解析で高精度な損傷位置同定を実現した。また、数値計算を用いて、はく離から発生した反射波の特性を調べた。二次元板における穴とき裂の損傷について、一つAO波を用いた損傷位置同定手法を提案し、実験および数値解析で損傷位置同定の有効性を確認した。上記の研究内容以外に、CFRP積層板における低速度衝撃により生じたはく離の形状などの情報を得られるため、一つ高精度なCohesive界面を提案し、高精度なCFRP積層板の衝撃解析を行つて、また、実験により検証した。
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