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2015 年度 実績報告書

ピエゾケ-ブルを用いた構造物簡易スマ-トセンサシステムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 25242033
研究機関秋田県立大学

研究代表者

下井 信浩  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (10300542)

研究分担者 間所 洋和  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (10373218)
青木 義男  日本大学, 理工学部, 教授 (30184047)
CUADRA CARLOS  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (30302194)
西田 哲也  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (40315627)
研究期間 (年度) 2013-10-21 – 2017-03-31
キーワードスマートセンサ / ヘルスモニタリング / 動的荷重センサ / 溶接接合部 / 露出柱脚機構
研究実績の概要

1.レンガ構造物における静的荷重用と動的荷重用の異なるセンサを使用して破壊のメカニズムに関する計測とFEM解析による比較 (1) 本簡易計測システムのセンサ出力値により,従来の試験方法では計測が困難であった構造物内部における圧縮破壊の破壊状況を想定する可能性を示す結果を得られた.(2)組積造煉瓦構造物の内部にピエゾ振動センサを挿入して計測することにより,圧縮によるひずみの拡大時に伴う破壊の危険予知を計測する可能性が得られた.(3)MEM解析値における試験体の破壊に関する圧縮最大応力や設計許容応力外での破壊の始まり領域とほぼ同じ位置でセンサ出力の計測が可能であることを確認した.2.飛鳥大橋における1年間の固有振動数の計測とシステムの耐久試験,平成28年6月まで実施予定,得られたデ-タの解析と装置の損傷程度について検討する.
3.弾性関節を有する鉄骨構造物の接合部における変位と損傷の破壊試験(1)本計測システムの使用により,従来の試験方法では計測困難であった露出型柱脚の破壊の始まりと最終破壊直前の状況をピエゾ極限センサの出力から認識することが可能であることを実装試験により確認した.(2) 露出型柱脚を用いた構造物の健全性をモニタリングするためにピエゾ極限センサと取り付け金具を用いた計測手法は有効であり,センサ出力の電圧値から構造物が受けたダメージの状況を推測することが可能であると思われる.
4.昇降機の構造支持部材の安全性評価試験
振動計測には極めて有効であり,危険値の設定が可能であれば非常に実用化が期待される結果を得ることが出来た.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

1.レンガ構造物における静的荷重用と動的荷重用の異なるセンサを使用して破壊のメカニズムに関する計測とFEM解析による比較を実施した.国際会議の発表数3件,査読論文の採択数,国際誌5件,和文誌1件と予想以上の成果を記録し,極めて良好な成果を国際的な場所で発表し好評を得ることが出来た.2.飛鳥大橋における1年間の固有振動数の計測とシステムの耐久試験.10ケ月経過後の現在も装置の健全性を保ちデータの遠隔送信を可能にしている.得られたデ-タはつくば市にある応用地質㈱の研究所において解析を実施中であるので,最終報告書には結果を掲載する予定である.3.弾性関節を有する鉄骨構造物の接合部における変位と損傷の破壊計測試験.予想以上の良好な成果を得ることが出来たため,学会発表以前にJSTの国外特許支援制度による外国特許取得の調整を実施中である.出願後は速やかに論文発表を実行する.

今後の研究の推進方策

1.最終報告書の作成(1)電子報告書の作成の他に冊子による報告書をまとめ関係機関に配布する予定である. 2.特許出願(1)国内特許の出願を7月までに終了し,JSTの国外特許支援制度による外国出願のための審査を申請する.(2)予定では論文発表前の12月末には出願を完了する予定である.3.研究成果のマスコミ発表と製品販売(1)10月末までのテレビによる公開試験を実施して本研究の成果を発表する.製品については,応用地質㈱を通じて国内外に販売予定.4.その他(1)学会における成果発表,国際会議出席,論文投稿等の実施

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A Study of Measurement for Dangerous Prediction on Static Lording Test Using Piezoelectric Limit Sensors2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro SHIMOI, Carlos CUADR
    • 雑誌名

      American Journal of Remote Sensing issued by Science Publishing Group

      巻: Vol.3 ページ: 43-48

    • DOI

      10.11648/j.ajrs.20150303.12

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Preliminary Evaluation Of Piezoelectric Sensors For The Prediction Of Compression Failure Of Brick Masonry Components2015

    • 著者名/発表者名
      C. Cuadra, N. Shimoi, T. Sasaki, T. Taguchi
    • 雑誌名

      Structural Studies, Repairs and Maintenance of Heritage Architecture XIV

      巻: Vol.153 ページ: 605-612

    • DOI

      10.2495/STR150501

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preliminary study on applicability of a Piezoelectric Sensor for structural monitoring2015

    • 著者名/発表者名
      Cuadra, N. Shimoi,
    • 雑誌名

      Congreso international de computations y telecommunications

      巻: No.Ⅶ ページ: 211-216

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ピエゾ極限センサを用いた静的荷重試験による破壊前の測定比較2015

    • 著者名/発表者名
      下井信浩,CH. Cuadr 佐々木拓哉,間所洋和,西條雅博
    • 雑誌名

      計測自動制御学会, 次世代センシング最前線特集号

      巻: Vol.51 ページ: 696-705

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Comparison of Frequencies of Vibrations for a Bridge Obtained from Measurements with Accelerometers and Piezoelectric Sensors2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro SHIMOI, Carlos CUADRA
    • 学会等名
      The 13th International Workshop on Advanced Infrared Technology and Applications
    • 発表場所
      Pisa, Italy
    • 年月日
      2015-09-29 – 2015-10-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of Vibration Analysis for a Bridge Using Accelerometers and a Piezoelectric Cable Sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro SHIMOI, Carlos CUADRA,
    • 学会等名
      IEEE Multi-Conference on system and control
    • 発表場所
      Sydney, Australia(MSC 2015)
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-23
    • 国際学会
  • [学会発表] ピエゾフィルムセンサを用いた煉瓦構造物の破壊予測2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉,下井信浩,Cuadra Carlos,石井雅樹
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      札幌市・北海道大学
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [学会発表] Preliminary Evaluation of Piezoelectric Sensors For The Prediction Of Compression Failure of Brick Masonry Components2015

    • 著者名/発表者名
      C. Cuadra, N. Shimoi, T. Sasaki, T. Taguchi
    • 学会等名
      14th International Conference on Studies, Repairs and Maintenance of Heritage Architecture STREMAH
    • 発表場所
      Coruna, Spain
    • 年月日
      2015-07-13 – 2015-07-15
    • 国際学会
  • [備考] 実用化事例

    • URL

      http://www.akita-pu.ac.jp/stic/contents/contents_show_all.php?contents_id=8

  • [備考] ロボット工学研究室

    • URL

      http://www.akita-pu.ac.jp/robotics/

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公開日: 2017-01-06  

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