ボルト締結体の緩み検知用スマートワッシャに関する研究

本研究課題の目的は,機械構造物のボルト締結部に対して,その緩みを自動化および無人化されたシステムによって,検知することを目指した「圧電素子を用いたスマートワッシャの試作と緩み検知システムの構築」である.平成17年度は,実用的なボルト締結体緩み検知システムを検討を行った.スマートワッシャ最適設計手法について検討し,最適設計手法を検討した.また,使用環境,特に環境温度に対する影響について実験を行い考察した.得られた成果を以下に挙げる.1.恒温槽を使用した一定温度下における緩み検知実験について,昨年度の問題点を整理し,方法を見直した.その結果,温度の低下に伴い,ボルト部に機械的な熱収縮が発生し,軸力の増加傾向に相関があることが確認された.2.部分空間同定法によるスマートワッシャの固有振動数同定手法を見直し,精度改善を検討した.その結果,同定精度の改善が確認された.3.スマートワッシャを適用する締結体に適した寸法や材質を選択し検知感度の最適化を目指し,数値シミュレーションによる最適設計方法を検討した.本年度は検知原理の理論的証明を数値計算的に確認するにとどまった.4.スマートワッシャを遠隔から制御するためのWEBブラウザベース管理システムについて見直し修正を行った.今後は,高軸力領域での検知感度の向上を図るために,スマートワッシャの形状や材質に関して考慮した最適設計法の確立を目指す予定である.

本研究課題の目的は,機械構造物のボルト締結部に対して,その緩みを自動化および無人化されたシステムによって,検知することを目指した「圧電素子を用いたスマートワッシャの試作と緩み検知システムの構築」である.平成17年度は,実用的なボルト締結体緩み検知システムを検討を行った.スマートワッシャ最適設計手法について検討し,最適設計手法を検討した.また,使用環境,特に環境温度に対する影響について実験を行い考察した.得られた成果を以下に挙げる.1.恒温槽を使用した一定温度下における緩み検知実験について,昨年度の問題点を整理し,方法を見直した.その結果,温度の低下に伴い,ボルト部に機械的な熱収縮が発生し,軸力の増加傾向に相関があることが確認された.2.部分空間同定法によるスマートワッシャの固有振動数同定手法を見直し,精度改善を検討した.その結果,同定精度の改善が確認された.3.スマートワッシャを適用する締結体に適した寸法や材質を選択し検知感度の最適化を目指し,数値シミュレーションによる最適設計方法を検討した.本年度は検知原理の理論的証明を数値計算的に確認するにとどまった.4.スマートワッシャを遠隔から制御するためのWEBブラウザベース管理システムについて見直し修正を行った.今後は,高軸力領域での検知感度の向上を図るために,スマートワッシャの形状や材質に関して考慮した最適設計法の確立を目指す予定である.