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J-GLOBAL ID：202202273293648660   整理番号：22A1006829

計測波形分析への機械学習適用による高力ボルト軸力の超音波評価

ULTRASONIC HIGH-STRENGTH BOLT AXIAL FORCE EVALUATION BY MACHINE LEARNING-BASED TO WAVEFORM ANALYSIS

著者 (6件)： 平尾賢生 (東京工業大学 環境・社会理工学院) ,  鈴木啓悟 (福井大学 建築建設工学講座) ,  森田勝実 (愛知県庁 新城設楽建設事務所) ,  伊藤裕一 (東京工業大学 環境・社会理工学院) ,  竹谷晃一 (東京工業大学 環境・社会理工学院) ,  佐々木栄一 (東京工業大学 環境・社会理工学院)
資料名： 土木学会論文集 A1(構造・地震工学)(Web)  (Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A1 (Structural Engineering & Earthquake Engineering) (Web))
巻： 78  号： 1  ページ： 108-120(J-STAGE)  発行年： 2022年 
JST資料番号： U0201A  ISSN： 2185-4653  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 高力ボルト接合のボルト軸力は供用中に様々な影響で低下する場合があり,接合の現有性能把握の上で,ボルト軸力を評価することは重要である.これまで,既設ボルトの軸力計測手法は複数提案されているが,評価精度や適用性の面で改善の余地がある.本研究では超音波計測による方法に着目し,まず得られた波形にランダムフォレストを用いた機械学習を適用することで,超音波計測波形の初期時間帯にボルト軸力と関連する情報が含まれる可能性を確認した.さらに評価精度向上のため,ボルト軸力と関連する区間を選定し,選定区間に寄生的離散ウェーブレット変換(P-DWT)の信号処理を加え,線形回帰による機械学習を適用することで,ボルト軸力の定量的評価を試みた.その結果,ボルト長さの影響を受けずにボルト軸力を高精度に評価できる可能性が示された.(著者抄録)

シソーラス用語： *高力ボルト ,  *ボルト継手 ,  摩擦力 ,  *軸力 ,  超音波応用計測 ,  超音波 ,  波形解析 ,  機械学習 ,  波形 ,  計算機アルゴリズム ,  ウェーブレット変換 ,  離散系 ,  信号処理 ,  回帰分析 ,  ボルト軸力 ,  高力ボルト摩擦接合 ,  線形回帰 ,  離散ウェーブレット変換 ,  教師付き機械学習
準シソーラス用語： ランダムフォレスト ,  教師あり機械学習

著者キーワード (5件)： bolt axial force ,  ultrasonic test ,  machine learning ,  wavelet transform ,  initial time zone

分類 (1件)： 金属構造  (RA04050W)

引用文献 (53件)：

• 1) 西村昭:高力ボルト摩擦接合のすべり耐力変動について,土木学会論文報告集,第187号,pp. 37-47,1971.3.
• 2) 西村昭,田井戸米好,瀬良茂,穂積重臣,三谷哲夫:現場締め高力ボルト軸力のばらつきについて,土木学会論文報告集,第180号,pp. 1-9,1970.8.
• 3) 石原靖弘,小林剛,皆田理,西村宣男:地震被害を受けた高力ボルト摩擦接合継手の特性調査と繰り返しすべり実験,土木学会論文集,No. 745/I-65,pp. 53-64,2003.10.
• 4) Wang, F., Ho, S. C. M. and Song, G. : Monitoring of early looseness of multi-bolt connection: a new entropy-based active sensing method without saturation, Smart Materials and Structures, Vol. 28, No. 10, pp. 1-7, 2019.
• 5) Marshall, M. B., Lewis, R., Howard, T. and Brunskill, H. : Ultrasonic measurement of self-loosening in bolted joints, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: J. Mechanical Engineering Science, 2011.

タイトルに関連する用語 (7件)： 計測 ,  波形分析 ,  機械学習 ,  高力ボルト ,  軸力 ,  超音波 ,  評価