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

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．

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．