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Structural health monitoring of layered structure by the frequency response functions of layers

通过层的频率响应函数对层状结构进行结构健康监测

基本信息

批准号：
21K03946
负责人：
河村庄造
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

機械や構造物の健全性評価は，持続可能社会の実現のために非常に重要な技術課題である．令和3年度は，階層構造物(高層ビルなど)を対象とし，特定の階層を加振した場合の各層の応答を測定して健全性評価を行う手法を構築した．具体的な考え方のポイントは，ある階層の応答を入力と見なすことにより，それより上の階層の特性値だけでFRFが定式化できることである．提案した手法を数値シミュレーションで検証したところ，良好な診断結果が得られた．このとき，実際の測定データに含まれるノイズの影響も考慮した．令和4年度は，構築した手法を三層構造物に対して実験的に検証した．対象物の正常時の振動特性を再現できる数学モデルを構築する必要があるが，モデル化ができない非線形性などがあって完全に再現できる数学モデルを構築することはできない．そこで，正常時の実測データと数学モデルのデータの比率を用いて，異常発生時の実測データから数学モデルでのデータを推定する手法を提案し，その手法を用いて健全性評価を行ったところ，良好な診断結果が得られた．これらの成果を学術論文にまとめ，論文集に掲載された．さらに新しい診断手法を構築した．その手法は，まず定期的に構造物を既知の励振力で加振し，応答を測定する．異常が発生して構造物の特性が変化すると応答の大きさが変化するが，それを，正常な構造物に仮想外力が作用して応答の大きさが変化したと考える点がポイントである．そして提案手法の妥当性を数値シミュレーションで検証したところ，良好な結果が得られた．そして新しく五層の階層構造物を製作し，実験的に検証中である．また常時微振動を利用した健全性評価を実現するために必要な，不規則励振力の同定法を構築した．その手法を数値シミュレーションで検証したところ，良好な同定結果が得られた．さらに実験的に検証し，適用性も確認できたので，学術論文にまとめている．

Evaluating the soundness of machinery and structures is a very important technical issue that can be achieved in society. In the 3rd year of Reiwa, the hierarchical structure (high-rise building) is the same as the image, and the specific hierarchical structure is reinforced and the occasion is measured and the soundness of each layer is measured and the method is constructed. The specific test method is as follows:り, それより上の级のcharacterization 値だけでFRFが成できることである． The proposed technique is based on the number of cases and the diagnosis is good, and the diagnostic results are good.このとき, 実记のdetermination データに contain the influence of まれるノイズの, consider した. In the 4th year of Reiwa, the construction method of the three-story structure was proved. The normal vibration characteristics of the target object are reproduced, and the mathematical structure of the object is constructed.できないNonlinearity などがあってComplete reproduction できるMathematical モデルをConstruction することはできない.そこで, normal time の実measurement データとMATHEMATICS モデルのデータのratio をいて, abnormal 発生の実measurement データからMATHEMATICS モデルでThe proposed technique of presumption is proposed, the soundness of the technique is evaluated, and the result of good diagnosis is obtained.これらの Results をAcademic papers にまとめ, Collected Papers に掲 contain された．さらに新しいDiagnostic techniquesをconstruct した. The technique is based on the regular structure, the excitation force is known, the vibration is added, and the response is measured. The characteristics of the abnormal structure are the characteristics of the structure, the change of the structure, the change of the structure, the change of the structure, the change of the structure, and the normalなStructural objects think about the action of external forces. The validity of the proposal method has been proved by the number of cases, and the good results have been obtained.そして新しくFive-story hierarchical structureをProductionし, 実験's に検证中である． It is necessary to use the constant micro-vibration to evaluate the soundness of the system, and to construct the irregular excitation force with the same method.その Technique をシミュレーションで検 Certificate したところ, good な Same result が got られた. The certificate of さらに実験, the applicability is confirmed, and the academic paper is confirmed.