Health monitoring system with machine learning of offshore wind turbines in Scotland (UK) based on non-contact remote laser ablation vibration testing

基于非接触式远程激光烧蚀振动测试的苏格兰（英国）海上风力涡轮机的机器学习健康监测系统

基本信息

批准号：
22KK0053
负责人：
細矢直基
金额：
$ 12.81万
依托单位：
Shibaura Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-10-07 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

緩んでも緩まなくても困る，矛盾している機械要素がねじ締結体である．軸力の管理は，打音試験法，トルクレンチ法，超音波法などにより行われている．どれも検査員の重労働に依存しており，遠隔かつ自動による軸力検出が期待されている．過去に，多くの軸力検出手法が検討されてきた．研究代表者も同様である．しかし，これらの研究では，極めて理想的な状態において軸力検出を検討してきた．洋上風力発電機をはじめ，多くのインフラ構造物のねじに施されている表面処理（メッキ等）を無視している．表面処理は，締結時の摩擦特性など，軸力管理に大きな影響を及ぼす．学術的「問い」は，過酷な環境で用いるための表面処理（数百マイクロメートル程度）が施されたねじ締結体の軸力検出を，過去に検討されてきた方法で実現できるのか，これを遠隔で行い，機械学習により自動化できるのか，である．本研究では，イギリス，Edinburgh大学のGiorgio-Serchi先生，Garcia Cava先生らの研究チームの機械学習と，細矢らのレーザー加振による非接触遠隔計測を融合する．そして，実構造物に用いられる表面処理が施されたねじ締結体を有する実機モデルに対して，軸力検出を試みる．令和4年度は，軸力を考慮したねじ締結体の解析モデルを構築し，その有効性を検証した．また，3本のボルトを有するねじ締結体に対して振動実験を実施し，軸力を変化させた際のねじ締結体の固有振動数を計測した．これにより，軸力とねじ締結体の固有振動数との関係があることを示した．

螺丝紧固件是一种无论松动与否都是矛盾的机械元件。轴向力的控制采用锤击试验法、扭力扳手法、超声波法等。所有这些方法都依赖于检查人员的繁重劳动，并且期望远程和自动轴向力检测。过去，人们研究了许多轴向力检测方法。首席研究员也是如此。然而，这些研究考虑了极其理想条件下的轴向力检测。它忽略了许多基础设施结构（包括海上风力涡轮机）的螺钉的表面处理（电镀等）。表面处理对轴向力管理有很大影响，例如紧固过程中的摩擦特性。学术问题是，是否可以使用过去研究过的方法来检测经过表面处理（数百微米量级）以用于恶劣环境的螺钉紧固件的轴向力。可以使用机器学习远程自动化完成吗？在这项研究中，我们将把英国爱丁堡大学Giorgio-Serchi博士和Garcia Cava博士领导的研究团队的机器学习与Hosoya等人使用激光激励的非接触式远程测量相结合。然后，我们将尝试检测实际机器模型上的轴向力，该模型具有经过实际结构中使用的表面处理的螺钉紧固件。 2020财年，我们构建了考虑轴向力的螺钉紧固件分析模型，并验证了其有效性。另外，对具有三个螺栓的螺钉紧固体进行了振动实验，并测量了当轴向力变化时螺钉紧固体的固有频率。这表明轴向力与螺钉紧固体的固有频率之间存在关系。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The University of Edinburgh(英国)

爱丁堡大学（英国）

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

レーザーインパルス加振力の制御

激光脉冲激振力的控制

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Soyama Hitoshi;Iga Yuka;Soyama Hitoshi;桑田堅叶，長谷川登，錦野将元，細矢直基
通讯作者：
桑田堅叶，長谷川登，錦野将元，細矢直基

Estimation of bolt tension using transverse natural frequencies of the shank and protruding end

使用杆部和突出端的横向固有频率估算螺栓张力

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Dashty Samal Rashid;Francesco Giorgio-Serchi;Naoki Hosoya;and David Garcia Cava
通讯作者：
and David Garcia Cava

レーザー加振技術により生成されたLamb波を用いたヤング率の計測

使用激光激发技术产生的兰姆波测量杨氏模量

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
三田正勝，富田裕亮，平田幸太郎，細矢直基
通讯作者：
三田正勝，富田裕亮，平田幸太郎，細矢直基

天然ゴムを用いた振動センサ

使用天然橡胶的振动传感器

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Soyama Hitoshi;Iga Yuka;Soyama Hitoshi;桑田堅叶，長谷川登，錦野将元，細矢直基;砂川直雄，馬場創太郎，加藤貴也，吉川高正，正岡卓也，藤原基芳，水野哲太郎，稲葉忠司;藤牧礼欧，前田真吾，新竹純，細矢直基
通讯作者：
藤牧礼欧，前田真吾，新竹純，細矢直基