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応力発光による構造体診断技術

力学刺激に応答・発光して構造体に潜む「見えない」危険を可視化する!日本発・世界初の材料から創出される革新的な技術の数々を詳解!

商品概要

略称
応力発光
商品 No.
bk3228
発刊日
2012年08月01日(水)
ISBN
978-4-86469-036-2
体裁
B5判,380頁
価格
45,792円(税込)
発行
エヌ・ティー・エス
問い合わせ
(株)R&D支援センター TEL:03-5857-4811 MAIL:info@rdsc.co.jp
著者
【編集代表】
徐 超男 (独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 応力発光技術チーム長


【編集委員(50音順)】
上野 直広 (独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 主任研究員/広島大学大学院工学研究科 客員教授
寺崎 正  (独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 主任研究員
山田 浩志 (独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 主任研究員



【執筆者】 計41名
徐 超男  (独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 応力発光技術チーム長
山田 浩志 (独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 主任研究員
李 承周  大電(株)技術開発本部機能材料開発室 主任
松尾 孟  新日本製鐵(株)技術開発本部鉄鋼研究所 研究員
松井 裕章 東京大学大学院工学系研究科 講師
YunLiu AustralianNationalUniversity
AndrewJ.Studer AustralianNuclearScienceandTechnologyOrganisation
RaymondL.Withers AustralianNationalUniversity
YipingGuo AustralianNationalUniversity
JianWang AustralianNationalUniversity
YongxiangLi ChineseAcademyofSciences
張 琳   (独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 特別研究員
寺崎 正  (独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 主任研究員
藤尾 侑輝 (独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 研究員
王 旭升   同大学功能材料研究所 教授
坂田 義太朗(独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 特別研究員
上野 直広 (独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 主任研究員/広島大学大学院工学研究科 客員教授
辻 卓則  (株)ロジカルプロダクト 代表取締役社長
魚本 健人 (独)土木研究所 理事長
木村 嘉富 (独)土木研究所構造物メンテナンス研究センター 上席研究員
村越 潤  (独)土木研究所構造物メンテナンス研究センター 上席研究員
高橋 実  (独)土木研究所構造物メンテナンス研究センター 主任研究員
花井 拓  (独)土木研究所構造物メンテナンス研究センター 主任研究員
保田 敬一 (株)ニュージェック道路グループ マネジャー
秋宗 淑雄 (独)産業技術総合研究所イノベーション推進本部 上席イノベーションコーディネータ
立野 恵一 (株)共和電業技術本部特機部 副主幹
李 晨   (独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 特別研究員
汪 文学  九州大学応用力学研究所 准教授
今井 佑介 (独)産業技術総合研究所先進製造プロセス研究部門 主任研究員
天卓    九州大学大学院総合理工学府
劉 維   (独)日本原子力研究開発機構原子力基礎工学研究部門 研究副主幹
川合 將義 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 名誉教授/環境省福島環境再生事務所 課長補佐
二川 正敏 (独)日本原子力研究開発機構J-PARCセンター 研究主席
佐藤 千明 東京工業大学精密工学研究所 准教授
小野 大輔 北九州市立大学国際環境工学部 講師
渡邊 正五 公益財団法人水素エネルギー製品研究試験センター 理事長/センター長
郭 樹強  (独)産業技術総合研究所生産計測技術研究センター 特別研究員
篠川 俊夫 (株)アサノ大成基礎エンジニアリングエンジニアリング事業部技術第1部
LuizaH.Ichinose (株)日本工業試験所エンジニアリング事業部 主務
川端 雄一郎(独)港湾空港技術研究所構造研究領域 研究官
兵藤 行志 (独)産業技術総合研究所ヒューマンライフテクノロジー研究部門 研究グループ長
書籍・DVDの内容
第1編 序 論―応力発光体の誕生と将来への期待―

(徐 超男)
1はじめに―「応力発光」という名前の由来
2微弱な作用力を加えると発光する「応力発光体」の誕生
3応力発光微粒子の発光から構造体の診断へ
4将来発展への期待


第2編 応力発光の基礎

第1章 応力発光材料

第1節 応力発光材料の開発
1.1応力発光材料の開発動向
(山田 浩志)
 1はじめに
 2応力発光色の多色化
 3応力発光強度の制御
 4環境調和を目指した材料開発
 5おわりに
1.2応力発光材料のナノ粒子化プロセスの開発
(李 承周)
 1はじめに
 2応力発光ナノ粒子の合成
 3SAOEナノ粒子の応力発光
 4おわりに

第2節 応力発光の機構
2.1欠陥制御型応力発光の機構
(山田 浩志)
 1はじめに
 2応力発光モデル
 3SAOE系応力発光体の特徴
 4定量的理解に向けての課題
2.2SrAl2O4の微細組織と擬弾性変形
(松尾 孟)
 1はじめに
 2実験方法
 3結果と考察
 4おわりに
2.3摩擦発光の発光機構
(松井 裕章)
 1はじめに
 2ZnAl2O4:Mnにおける摩擦発光現象
 3摩擦発光と電荷キャリアトラップ
  4還元熱処理と電荷トラップの生成
 5摩擦帯電と発光
 6摩擦発光の物理的過程
 7おわりに
2.4強誘電体材料Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3の局所構造(組織)により影響されるひずみ挙動
(YunLiu/AndrewJ.Studer/RaymondL.Withers/YipingGuo/JianWang/YongxiangLi)
 1はじめに
 2実 験
 3実験結果および解析
 4おわりに

第3節 塗料化・成膜化技術
3.1応力発光塗料,そして応力発光センサへ
(張 琳/寺崎 正/藤尾 侑輝)
 1はじめに
 2応力発光塗料の開発,そして応力発光センサへ
 3現在の応力発光センサ
 4おわりに
3.2応力発光セラミックス膜
(山田 浩志)
 1はじめに
 2応力発光体成膜技術に関する開発ポイント
 3各界面制御技術によるセラミックス膜の評価
 4おわりに

第4節 応力発光に関する海外の動向
―中国における応力発光とその関連研究―
(王 旭升)
 1はじめに
 2応力発光
 3圧電体における蛍光とアップコンバージョン発光

第2章 応力発光センサ(徐 超男)

1はじめに
2応力発光センサの概況
3ブロック体センサの特性
4応力発光単一粒子の特性
5応力発光塗料を用いた塗膜センサの特性
6定量化データベース
7損傷とその危険レベルの同時可視化センサ
8おわりに

第3章 応力発光計測システム

第1節 リアルタイム応力発光計測システムの開発
(坂田 義太朗)
1はじめに
2リアルタイム応力発光計測システム
3異常診断システムデータベース
4リアルタイム応力発光計測システムの実証例
5おわりに

第2節 応力履歴記録システムの開発
(寺崎 正)
1はじめに
2応力履歴記録システムの原理・試作
3応力履歴記録システムの高度化
4応力履歴記録システムの現場実装
5おわりに

第3節 安全管理ネットワークシステムの構築に向けて
(上野 直広)
1はじめに
2応力発光体による安全管理ネットワークシステムの要素技術
3画像伝送系の規格
4遠隔モニタリングシステム
5フィルタリング手法の一例
6おわりに

第4節 安全管理ネットワークの通信システム構築
(辻 卓則)
1はじめに
2無線光検出ノードの役割
3有線か無線か
4通信システムの全体構成
5無線通信方式
6開発した通信機器
7実証実験
8ノイズ対策
9今後期待される効果

第5節 異常診断ソフトウェアの開発1
(坂田 義太朗)
1はじめに
2応力発光成分の抽出
3実証事例
4異常検出
5おわりに

第6節 異常診断ソフトウェアの開発2
(上野 直広)
1はじめに
2応力発光画像の成分モデル
3パターン分離の基本的な考え方
4実験結果
5おわりに


第3編 応力発光診断技術の応用

第1章 応力発光診断技術を取り巻く背景

第1節 既設土木構造物の維持管理における非破壊検査技術の重要性
(魚本 健人/木村 嘉富/村越 潤/高橋 実/花井 拓)
1はじめに
2道路橋の維持管理の現状
3(独)土木研究所における既設橋への非破壊検査技術の適用に関する調査研究事例
4おわりに

第2節 橋梁モニタリングに対する取組み
(保田 敬一)
1モニタリングの目的
2モニタリングの種類
3診断と治療
4ヘルスモニタリング
5点検の手法
6長期計測と短期計測
7非破壊検査と破壊検査
8劣化損傷種類とその点検手法
9最新の計測技術
10おわりに

第3節 独立行政法人産業技術総合研究所における
構造物高度メンテナンス技術への取組み
(秋宗 淑雄)
1はじめに
2開発技術の紹介
3おわりに

第4節 インフラ分野計測の現状と将来
(立野 恵一)
1はじめに
2応力測定とひずみゲージ
3土木計測の歴史
4計測内容の変化
5将来の土木計測

第2章 応力発光診断技術の特徴と強み―応力・ひずみセンシング・可視化―

第1節応力集中の可視化
(李 晨/藤尾 侑輝)
1はじめに
2実験方法
3結果と考察
4おわりに

第2節 き裂進展に関する破壊予知
(汪 文学/李 晨/今井 佑介/徐 超男)
1はじめに
2き裂先端付近における弾性変形および応力分布
3応力発光センサによる,き裂先端付近の応力分布および応力拡大係数の計測
4おわりに

第3節 動的塑性変形の可視化
(李 晨/坂田 義太朗/藤尾 侑輝)
1はじめに
2応力発光技術
3SAOE応力発光センシングフィルム
4実験セットアップと実験方法
5結果および考察
6おわりに

第4節 応力発光膜センサによる超音波出力エネルギー分布の可視化
(天卓)
1はじめに
2可視化実験
3結果と考察
4おわりに

第5節 応力発光体を用いた熱応力分布の可視化
(劉 維/徐 超男)
1はじめに
2実 験
3実験結果
4おわりに

第6節 応力発光材料を用いたSHPB衝撃による材料のひずみ変化の測定
(川合 將義/二川 正敏)
1はじめに
2SHPB法
3核破砕水銀ターゲットの衝撃特性に関する研究
4SHPB法による液/固体界面の衝撃壊食の発見と材料
5最近のSHPB法研究
6応力発光材によるひずみ分布の測定
7おわりに

第7節  応力発光材料による接着接合部の応力可視化
(佐藤 千明)
1はじめに
2接着接合部内の応力分布
3応力発光材料
4応力発光材料混入樹脂の発光特性
5単純重ね合せ継手およびスカーフ継手の応力分布可視化
6おわりに

第3章 実構造物への適応事例

第1節 序文―応力発光センサの現場適応に際して―
(寺崎 正)
1はじめに
2追記1:応力発光センサの現場長期安定性・耐久性
3追記2:応力発光計測条件―暗幕・暗室に関して―
4追記3:応力発光の現場視認性に関して

第2節 応力発光センサの配管への適用事例
(小野 大輔)
1はじめに
2切欠き入り直管への適用事例
3溶接配管への適用事例
4今後の課題と展望

第3節 鋼製容器の疲労き裂診断事例
(渡邊 正五/郭 樹強/小野 大輔/李 晨/徐 超男)
1はじめに
2背 景
3実験内容
4結果と考察
5おわりに

第4節 応力発光センサのボルト締付け管理への適用事例
(李 晨/徐 超男)
1はじめに
2実験方法
3結果および考察
4おわりに

第5節 応力発光センサを用いたモニタリング技術の実橋梁への適用と課題
(篠川 俊夫)
1はじめに
2応力発光体モニタリング技術の可能性
3実橋梁への適用実験
4応力発光体モニタリング技術の適用性と課題
5おわりに

第6節 応力発光センサによる鋼橋部材の変状検出の応用事例
(LuizaH.Ichinose/保田 敬一)
1はじめに
2対象橋梁の概要
3動的載荷試験
4実験結果
5おわりに
第7節港湾構造物の維持管理の高度化に向けた
応力発光センサの適用可能性
(川端 雄一郎)
1はじめに
2港湾構造物の劣化損傷
3ライフサイクルマネジメントに基づく港湾構造物の維持管理
4港湾コンクリート構造物の点検診断の現状と課題
5応力発光センサによるコンクリートのひび割れ検出とその機構
6応力発光センサの点検ツールへの展開に向けた課題

第8節 応力発光センサの建物への適応事例
(寺崎 正)
1はじめに
2応力発光センサ(Mechanoluminescent(ML)sensor)の特筆すべき特性
3応力発光センサ技術の構造物への適応事例
4おわりに

第4章 バイオ系への適応事例

第1節 光学的な全視野応力イメージング
―バイオメカニクスへの応用―
(兵藤 行志)
1光学的な全視野応力イメージング
2バイオメカニクスへの応用―方法
3バイオメカニクスへの応用―結果
4検討とまとめ

第2節 応力発光ユビキタスナノ光源の創製
(寺崎 正)
1はじめに
2応力発光による太陽電池の駆動
3バイオイメージング用プローブ色素の光源として
4単一応力発光粒子の発光特性
5超音波を用いた応力発光
6超音波応力発光(USML)をユビキタス光源とする光触媒駆動
7おわりに

付録 応力発光関連のWebサイト
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当社負担(国内)

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