圧電素子の最適配置に基づく柔軟構造物の状態監視システムの構築

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宇宙構造物や航空機翼に代表される柔軟構造物は,その構造特性から低周波数の固有振動モードを多数有しており,低次の固有振動が同時に発生することで構造の安全性や機能性に影響を及ぼす.しかし,宇宙構造物等の構造物では日常的に人が介在してメンテナンスを実施することは困難であり,壊滅的な損傷が生じて初めて認識されることも多い.そこで本研究では包括的な構造物の状態監視システムの構築を目指して,本課題ではまず振動制御と損傷同定を状態監視の基礎と捕らえ,少数のセンサ・アクチュエータを用いたヘルスモニタリングシステムの構築を目的とする.19年度は18年度に構築した振動モード計測システムおよび衝撃荷重同定手法を利用し,圧電素子を用いた振動制御と衝撃荷重同定を同時に行うヘルスモニタリングシステムを構築する.構築したシステムを用いて実験的に本手法の有効性を検証する.19年度に実施し得られた成果は以下のとおり.実施テーマ:数値シミュレーションおよび実験による構造物の振動制御・状態監視システムの構築詳細内容(1)圧電素子を用いた複合材構造の振動計測・制御システムの実験的検証・18年度までに構築した実験装置に圧電素子およびピエゾドライバを貼付・設置し,圧電素子を用いた複合材積層板の振動制御に関する実験的検証を実施した.(2)圧電素子を用いた複合材構造の衝撃力同定の実験的検証・複合材積層板上に配置した圧電素子および加速度センサより得られるデータを利用して,平板に作用する衝撃荷重の位置と履歴の同定に関する実験的検証を実施した.