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2010 年度 実績報告書

モデル妥当性を保障する構造同定定式化とそれを用いた光ファイバ社会基盤モニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 22860016
研究機関横浜国立大学

研究代表者

西尾 真由子  横浜国立大学, 都市イノベーション研究院, 准教授 (00586795)

キーワード構造工学 / モニタリング / 光ファイバセンサ / 有限要素法 / データ特徴抽出
研究概要

本研究では,社会基盤構造物の健全性モニタリングを目的とした構造同定において,「数理モデルの妥当性」を保障することで,長いライフサイクルの中で想定される構造状態の変化を逐次モデルに反映し,常に適切な同定解を得ることを提案する.このために,光ファイバ歪みセンシングで近年可能となっている「計測点の空間的・時間的配置の選択的データ取得」を行おうとする点が特色である.特に,橋梁支承部の機能低下による境界条件変化を「構造状態変化」の対象とし、構造モニタリング結果に大きな影響を及ぼす境界条件の妥当性保証に向けた、基礎検証を本年度に行った。
検証は大きく二つであり、『(1)光ファイバセンサで得られる局所的なひずみ分布データ(空間的配置)による、境界条件変化の検知可能性検証』および『(2)構造数値モデルにおける境界条件パラメータの妥当性保障のためのデータ解析手法検討』に,同時に取り組んだ.(1)では比較的単純な梁供試体の曲げ試験に基づく検証,(2)は主に数値計算による検証とした.
検証(1)の結果からは、支承部周辺で得られる局所的なひずみ分布を比較することで、支承部の劣化損傷などによる境界条件の機能低下を検知できることが示された。また、(2)の数値解析による検証より、構造数値モデルにおける境界条件パラメータの値に、支承部まわりのひずみ分布形状が感度を持つことが示され、数値的に同定ができることが考察された。
以上のとおり、光ファイバセンサで取得が可能となる局所的ひずみ分布データによる、境界条件パラメータの妥当性保証の基礎が行われ、次年度の実証研究へとつなげることができた。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 分布型光ファイバセンサを用いた変位同定法による境界条件変化を考慮した構造物の変形モニタリング2010

    • 著者名/発表者名
      西尾真由子、武田展雄
    • 雑誌名

      土木学会論文集A

      巻: 66 ページ: 229,238

    • 査読あり
  • [学会発表] Feature Extraction for Structural Dynamics Model Validation2011

    • 著者名/発表者名
      Nishio M, Hemez F, Worden K, Park G, Takeda N, Farrar C
    • 学会等名
      IMAC-XXIX A conference and exposition on Structural Dynamics
    • 発表場所
      Jacksonville, FL USA
    • 年月日
      2011-01-31
  • [学会発表] Shape reconstruction of unsymmetric CFRP laminates for accurate manufacturing of composite structures2010

    • 著者名/発表者名
      Nishio M, Takeda N
    • 学会等名
      3rd Asia-pacific Workshop on Structural Health Monitoring
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-12-01
  • [学会発表] Structural shape reconstruction with consideration of boundary condition changes using distributed strain data from PPP-BOTDA system2010

    • 著者名/発表者名
      Nishio M, Takeda N
    • 学会等名
      5th World Conference on Structural Control and Monitoring
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-07-13

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公開日: 2013-06-26  

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