ラム波伝播解析に基づく複合材構造の高精度ヘルスモニタリングの研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360045
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 胡 寧 千葉大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60250685)
• 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)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 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

研究概要

本研究では,運用中の航空機・高速車輌を対象に,センサとアクチュエータを組み込んだ知的金属と積層複合材構造について,高精度ラム波伝播数値解析法と信号処理法を確立するとともに,ラム波と各種の損傷との相互作用を詳細に調査し,損傷で生じた反射波と透過波の発生メカニズムや反射波と透過波の特徴を調べることにより,金属や複合材構造の損傷位置の同定精度と信頼性を向上するとともに,損傷範囲を定量的に評価する手法を確立した.

研究成果

• [雑誌論文] 多点荷重を受けるCFRP補強パネルの実験的衝撃荷重同定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 海埜孝夫, 三浦裕樹, 杉本直, 亀山正樹, 胡寧, 福永久雄
  • 雑誌名: 日本複合材料学会誌 35 ページ: 106-111
• [雑誌論文] Construction of a Mindlin pesudospectral plate element and evaluating efficiency of the element (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Liu, N. Hu, C Yan, X. Peng, B. Yan
  • 雑誌名: Finite Elements in Analysis and Design 45 ページ: 538-546
• [雑誌論文] 衝撃荷重同定によるCFRP積層板の衝撃損傷モニタリング (2009)
  • 著者名/発表者名: 田島賢典, 三浦裕樹, 杉本直, 亀山正樹, 胡寧, 福永久雄
  • 雑誌名: 日本航空宇宙学会誌 57 ページ: 29-34
• [雑誌論文] Finite element simulation of delamination growth in composite materials using LS-DYNA (2009)
  • 著者名/発表者名: Ahmed Elmarakbi, Ning Hu, Hisao Fukunaga
  • 雑誌名: Composites Science & Technology 69 ページ: 2383-2391
• [雑誌論文] Identification of delamination position in cross-ply laminated composite beams using S_0 Lamb mode (2008)
  • 著者名/発表者名: Ning Hu, Takahito Shimomukai, Cheng Yan, Hisao Fukunaga
  • 雑誌名: Composites Science & Technology 68 ページ: 1548-1554
• [雑誌論文] Damage Identification of Metallic Structures Using A_0 Mode in Lamb Wave (2008)
  • 著者名/発表者名: Nine Hu, Takahito Shimomukai, Zhongqing Su, Hisao Fukunaga
  • 雑誌名: Structural Health Monitoring : An International Journal 7 ページ: 271-285
• [雑誌論文] 低速衝撃荷重下におけるCFRP擬似等方性板の損傷進展予測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 前場豊, 胡寧, 原栄一, 福永久雄
  • 雑誌名: 日本航空宇宙学会誌 56 ページ: 220-227
• [雑誌論文] A new cohesive model for simulating delamination propagation in composite laminates under transverse loads (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Hu, Y. Zemba, T. Okabe, C. Yan, H. Fukunaga, A. M. Elmarakbi
  • 雑誌名: Mechanics of Materials 40 ページ: 920-935
• [雑誌論文] Analysis of Wave Propagation in Beams with Transverse and Lateral Cracks using a Weakly Formulated Spectral Method (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Hu, H. Fukunaga, M. Kameyama, D. Roy Mahapatra, S. Gopalakrishnan
  • 雑誌名: Journal of Applied Mechanics (ASME) 74 ページ: 119-127
• [雑誌論文] The partition of unity finite element method for elastic wave propagation in Reissner-Mindlin plates (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Hu, H. H. Wang, B. Yan, H. Fukunaga, D. Ray Mahapatra, S. Gopalakrishnan
  • 雑誌名: INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL METHODS IN ENGINEERING 70(12) ページ: 1451-1479
• [雑誌論文] A Simplified Damage Model for SHM Metallic and Composite Structures
  • 著者名/発表者名: N. Hu, D. Roy Mahapatra, S. Gopalakrishnan
  • 雑誌名: Encyclopedia of Structural Health Monitoring Chapter 44 ページ: hm068-1-shm068-18
• [雑誌論文] Optimal Excitation Frequency of Lamb Waves for Delamination Detection in CFRP Laminates
  • 著者名/発表者名: N. Hu, Y. Liu, Y. Li, X. Peng, B. Yan
  • 雑誌名: Journal of Composite Materials (in press)
• [雑誌論文] Identification of delamination position in composite laminated beams using A0 Lamb mode
  • 著者名/発表者名: Ning Hu, Cheng Yan, Kanako Sakai, Luyao Liu, Bo Yan
  • 雑誌名: MECHANICS OF ADVANCED MATERIALS AND STRUCTURES (in press)
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.em.eng.chiba-u.jp/~lab2/hu/index.html