3Dレーザ及びスペックル干渉を用いた光学的手法による全視野変位・ひずみ計測

本研究では、現有施設である3D計測装置と電子スペックルパターン干渉(ESPI)計測装置を用いて、鋼材、コンクリート材、FRP材、膜材などの構造用材料の劣化診断,非破壊検査への適用性を検討するための基礎的検討事項として、これらの計測装置によるの適用可能性について見当した。本年度の研究実績および今後の課題の概要を以下に記載する。(1)内部欠陥を有する鋼部材の非線形FEM解析を実施し、内部欠陥が表面ひずみに及ぼす影響について解析的に明らかにした。この研究成果に基づき、内部欠陥や切欠きを有する試験体を製作して載荷試験を実施し、ESPI計測を用いて非破壊検査への適用性を検討する。(2)張力膜のリンクル計測を3D計測とESPI計測を併用して行った。ESPI計測でリンクル発生前の最小主歪分布を観察することにより、リンクル発生を特定可能なことがわかった。一方、リンクル発生後のリンクル形状等を計測を試作三次元レーザー計測、三次元写真計測を用いて試みた。しかし、有用な結果は得られなかったので、高精度三次元形状計測装置を導入した。(3)き裂を有するエポキシ樹脂試験片の二軸圧縮試験を行い破壊メカニズムについて検討した。その際、歪計測にESPIを用いた。この研究は試験室レベルでの実験であるが、断層の形成メカニズムとして注目され、大地震発生のメカニズム解明に繋がる可能性を秘めている。(4)コンクリートの硬化過程での収縮ひずみ、RC梁の斜めひび割れ発生過程の全視野ひずみ測定を実施し、可視化に成功した。(5)長崎市平和祈念像の3D計測を実施し、3D画像化を行った。今後は安価な三次元写真計測システムを用いて歴史的建造物、斜面地、崖などの計測とその三次元デジタル情報の有効活用法について検討する。

本研究では、現有施設である3D計測装置と電子スペックルパターン干渉(ESPI)計測装置を用いて、鋼材、コンクリート材、FRP材、膜材などの構造用材料の劣化診断,非破壊検査への適用性を検討するための基礎的検討事項として、これらの計測装置によるの適用可能性について見当した。本年度の研究実績および今後の課題の概要を以下に記載する。(1)内部欠陥を有する鋼部材の非線形FEM解析を実施し、内部欠陥が表面ひずみに及ぼす影響について解析的に明らかにした。この研究成果に基づき、内部欠陥や切欠きを有する試験体を製作して載荷試験を実施し、ESPI計測を用いて非破壊検査への適用性を検討する。(2)張力膜のリンクル計測を3D計測とESPI計測を併用して行った。ESPI計測でリンクル発生前の最小主歪分布を観察することにより、リンクル発生を特定可能なことがわかった。一方、リンクル発生後のリンクル形状等を計測を試作三次元レーザー計測、三次元写真計測を用いて試みた。しかし、有用な結果は得られなかったので、高精度三次元形状計測装置を導入した。(3)き裂を有するエポキシ樹脂試験片の二軸圧縮試験を行い破壊メカニズムについて検討した。その際、歪計測にESPIを用いた。この研究は試験室レベルでの実験であるが、断層の形成メカニズムとして注目され、大地震発生のメカニズム解明に繋がる可能性を秘めている。(4)コンクリートの硬化過程での収縮ひずみ、RC梁の斜めひび割れ発生過程の全視野ひずみ測定を実施し、可視化に成功した。(5)長崎市平和祈念像の3D計測を実施し、3D画像化を行った。今後は安価な三次元写真計測システムを用いて歴史的建造物、斜面地、崖などの計測とその三次元デジタル情報の有効活用法について検討する。