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フェーズドアレイ探触子の設計および制御法の最適化に関する研究

Research Project

Project/Area Number 15760344
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural engineering/Earthquake engineering/Maintenance management engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

木本 和志  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (30323827)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywordsアレイ探触子 / SH波 / 形状再構成 / 放射パターン / 開口合成法 / ビームステアリング / ビームフォーカシング / 最適化 / 超音波探傷試験
Research Abstract

平成17年度は、以下の二項目の研究を行った。
「アレイ探触子から発生する入射波動場の実験および数値シミュレーションによる解析」
接触型、P波のアレイ探触子に対して、数値解析と実験により各素子から発生する入射波動場の解析を行った。実験では、板試験体に密着させたアレイ探触子から超音波を入射し、受信はハイドロフォンを用いた水浸法によって行った。計測結果は、高周波近似によって得られた近似理論解と比較を行い、隣接するアレイ素子の間でその程度は素子ごとに異なるものの、機械的な相互作用が発生していることが分かった。また、フェーズドアレイ探触子としてビーム合成を行ったときに、素子間の相互作用が入射波動場形成に与える影響についても調べ、正確なビーム制御には素子間相互作用を予め定量化しておくことが重要であることを示した。
「開口合成法を用いたアレイ探傷データからの欠陥形状再構成」
開口合成法は簡便でロバストな方法であるが、各種計測条件が画像化結果に与える影響については明らかでない部分が多い。そこで、リニアアレイ探触子によって板材内部の欠陥を探傷する場合に条件設定を絞り、探触子位置、素子間隔が開口合成結果に与える影響について数値シミュレーションによって調べた。その結果、素子間隔よりもアレイ探触子全体としての開口の大きさが重要であること、探触子位置によって再構成される欠陥境界の部位が変化すること、板裏面からの反射波の利用が画像化において有効であること等が分かった。実験的検討としては、SH波のリニアアレイ探触子を用意し、鋼材中模擬欠陥の形状再構成を行った。複数の位置でアレイ探触子を使って計測を行い、その結果を使って開口合成を行ったところ、シミュレーションで予め調べた知見を裏付ける結果が得られた。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2004 Other

All Journal Article (5 results) Publications (3 results)

  • [Journal Article] A Green's Function Boundary Element Method for SH-Wave Scattering in an Elastic Layer2004

    • Author(s)
      K.Kimoto, S.Hirose
    • Journal Title

      Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation 23A

      Pages: 118-125

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ultrasonic wave radiation from a linear phased array transducer2004

    • Author(s)
      K.Kimoto, S.Hirose
    • Journal Title

      Bridge Maintenance Safety, Management and Cost (Proc. 2nd Int. Conf. on Bridge Maintenance, Safety and Management (CD-ROM)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 数値シミュレーションを用いた開口合成法の欠陥形状再構成能に関する研究2004

    • Author(s)
      木本和志, 松江剛士, 廣瀬壮一
    • Journal Title

      土木学会 応用力学論文集 Vol7, No.1

      Pages: 91-96

    • NAID

      40006468310

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] SH波のアレイ探傷データを用いた欠陥画像の再構成に関する研究2004

    • Author(s)
      松江剛士, 木本和志, 廣瀬壮一
    • Journal Title

      土木学会第59回年次学術講演会講演概要集 (CDROM-I-606)

      Pages: 1209-1210

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 1次元および2次元アレイ探傷データを用いた開口合成法による鋼材中模擬欠陥の画像化2004

    • Author(s)
      藤原昌之, 木本和志, 廣瀬壮一
    • Journal Title

      土木学会第59回年次学術講演会講演概要集 (CDROM-I-129)

      Pages: 257-258

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kimoto, S.Hirose: "A Green's function boundary element method for SH-wave scattering in an elastic layer"Review of progress in quantitative nondestructive evaluation. 23A. (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 藤原昌之, 木本和志, 廣瀬壮一: "入射場の放射パターンを用いるリニアアレイ探触子の設計変数決定法"土木学会応用力学論文集. 6. 1089-1096 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 木本和志, 廣瀬壮一: "層状体に対するSH波のグリーン関数を用いた境界要素法"境界要素法論文集. 20. 73-78 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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