FRP DEGRADATION / DAMAGE PREDICTION
FRPの劣化・損傷予測
FRPの劣化や損傷を予測することは、長期運用を前提としたFRPの活用において不可欠な取り組みの一つです。
この対策として、数年以上にわたって劣化挙動に関するデータを蓄積し、適用する構造物の状態に応じた劣化予測を行うアルゴリズムの構築をしました。また動的疲労試験の実測データを、非破壊確率を考慮した回帰分析を行うことで、損傷予測（寿命予測）も可能にしています。地震によるFRPに負荷される荷重を簡易予測するモデルと組み合わせることで、FRP製タンクの損傷予測を行っています。
劣化・損傷予測への取り組み
FRPの劣化や損傷は、経過年数だけで決まるものではありません。材料構成、使用環境、荷重条件、構造、使用履歴など、複数の条件が影響します。
R&Dセンターでは、数年以上にわたって蓄積した劣化挙動に関するデータを分析し、適用する構造物の状態に応じた劣化予測を行うためのアルゴリズムを構築しています。
また、動的疲労試験によって取得した実測データに対して、非破壊確率を考慮した回帰分析を行うことで、繰り返し荷重に対する損傷予測・寿命予測にも取り組んでいます。
このページで対応する評価
劣化挙動データに基づく予測
蓄積した劣化挙動データを用いて構築したアルゴリズムを使用し、対象となるFRP製品・構造物の状態や使用条件を踏まえて、劣化の進行を予測します。
動的疲労データによる損傷・寿命予測
動的疲労試験による実測データを用いて回帰分析を行い、繰り返し荷重に対する損傷や寿命の予測に活用します。
使用条件を考慮した予測
材料特性だけでなく、構造、使用環境、荷重条件、運用状態などを整理し、実際の使用状態を踏まえた予測につなげます。
FRP製タンクの損傷予測
地震時にFRP製タンクへ負荷される荷重を簡易的に予測するモデルと、材料の疲労・損傷予測を組み合わせることで、FRP製タンクの損傷予測に取り組んでいます。
劣化・損傷予測の考え方
FRPの長期的な状態を評価するためには、単一の試験値や経過年数だけで判断するのではなく、実測データと対象構造物の条件を結び付けて評価することが重要です。
データを取得する
材料試験、劣化挙動データ、動的疲労試験データなど、予測のもとになる実測データを取得します。
対象物の条件を整理する
材料構成、構造、使用環境、荷重条件、使用年数、運用状況など、対象となるFRP製品・設備の条件を確認します。
予測モデルに当てはめる
実測データに回帰分析や予測アルゴリズムを適用し、劣化の進行や損傷の発生可能性を計算し、寿命を予測します。
技術判断につなげる
得られた予測結果をもとに、点検計画、評価方針、補修・改修の検討、長期運用時の判断材料として活用します。
予測結果は、対象物の状態、取得可能なデータ、使用条件などによって精度や適用範囲が異なります。実際の評価では、対象となるFRP製品・設備の情報を確認したうえで評価条件を設定します。また予測精度を高めることを念頭に、状況に応じて追加の検査をご提案します。追加の検査として、例えば板厚の検査をはじめとした形状検査などを想定しています。
FRP製タンクへの応用
FRP製タンクでは、長期使用による材料劣化に加え、地震などによって一時的に大きな荷重が加わる可能性があります。
R&Dセンターでは、地震によってFRP製タンクへ負荷される荷重を簡易的に予測するモデルと、動的疲労試験などから得られた損傷予測を組み合わせることで、タンクの損傷予測に取り組んでいます。
材料の評価結果だけでなく、構造物としてどのような負荷を受けるのかをあわせて評価することで、長期運用時の状態把握や評価につなげます。
得られた予測結果は、点検計画、追加検査の要否、補修・改修の検討、継続使用に関する技術判断など、FRP製タンクを長期運用するための判断材料として活用します。
関連する評価・技術領域
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対象となるFRP製品・設備の使用年数、使用環境、材料情報、荷重条件など、現在分かっている範囲からご相談いただけます。必要となる材料試験、評価方法、予測に使用するデータの整理から対応します。
