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CFRP深部欠陥およびGFRP内部損傷を検出可能な渦電流試験法の開発

Research Project

Project/Area Number 15J05456
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionEhime University (2016)
Tokyo Institute of Technology (2015)

Principal Investigator

水上 孝一  愛媛大学, 理工学研究科, 助教

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords複合材料 / 非破壊検査 / 渦電流 / 磁気イメージング / 誘電率
Outline of Annual Research Achievements

CFRPの欠陥検出については,誘導加熱場を利用したはく離欠陥の検出性能を早期に明らかにできたことから,成形時に発生する不良である繊維うねりの検出を試みた.CFRPはその電気的異方性の強さから,交番磁界により渦電流を発生させた際に渦電流は繊維に沿って流れる.そのため,渦電流の経路を可視化することができれば,繊維うねりを可視化することが可能となる.本研究では,磁界分布から渦電流の経路を可視化するための磁気イメージングアルゴリズムを新たに提案し,その有効性の検証を行った.CFRP直交積層板,疑似等方積層板に対して行った試験では,ともに面内繊維うねりの形状を可視化することに成功した.しかし,繊維うねりの位置が探傷面から離れるほど可視化される繊維うねりの振幅は小さくなってしまうことが明らかになった.そのため,有限要素法解析により,可視化される繊維うねり寸法とうねりの深さの関係を取得し,繊維うねり振幅の上限と下限を求める方法を新たに提案し,うねり寸法評価を可能とした.
GFRP検査では,GFRPの誘電率分布を渦電流試験によって測定して検査を行った.GFRPの誘電率を変化させる事例として吸水があるため,まずはこれを対象として試験を行った.その結果,GFRPの重量増加,すなわち吸水に伴い,渦電流プローブの出力電圧が変化することを明らかにすることができた.また,誘電率が異なる種々の樹脂材料に対しても実験を行い,誘電率変化に対して渦電流プローブの検出信号が線形に変化することを明らかにすることができた.

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] 渦電流探傷試験による炭素繊維複合材料の繊維うねり分布の非接触可視化2017

    • Author(s)
      水上 孝一,黄木 景二
    • Journal Title

      日本複合材料学会誌

      Volume: 43

    • NAID

      130007383378

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visualization and size estimation of fiber waviness in multidirectional CFRP laminates using eddy current imaging2016

    • Author(s)
      Koichi MIZUKAMI, Yoshihiro MIZUTANI, Kenshi KIMURA, Akiyoshi SATO, Akira TODOROKI, Yoshiro SUZUKI and Yoshiaki NAKAMURA
    • Journal Title

      Composites: Part A

      Volume: 90 Pages: 261-270

    • DOI

      10.1016/j.compositesa.2016.07.008

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Detection of in-plane and out-of-plane fiber waviness in unidirectional carbon fiber reinforced composites using eddy current testing2016

    • Author(s)
      Koichi Mizukami, Yoshihiro Mizutani, Akira Todoroki and Yoshiro Suzuki
    • Journal Title

      Composites: Part B

      Volume: 86 Pages: 84-94

    • DOI

      10.1016/j.compositesb.2015.09.041

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Detection of in-plane fiber waviness in cross-ply CFRP laminates using layer selectable eddy current method2016

    • Author(s)
      Koichi Mizukami, Yoshihiro Mizutani, Kenshi Kimura, Akiyoshi Sato, Akira Todoroki and Yoshiro Suzuki
    • Journal Title

      Composites: Part A

      Volume: 82 Pages: 109-118

    • DOI

      10.1016/j.compositesa.2015.11.040

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Design of eddy current-based dielectric constant meter for defect detection in glass fiber reinforced plastics2015

    • Author(s)
      Koichi Mizukami, Yoshihiro Mizutani, Akira Todoroki and Yoshiro Suzuki
    • Journal Title

      NDT & E International

      Volume: 74 Pages: 24-32

    • DOI

      10.1016/j.ndteint.2015.04.005

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analytical solutions to eddy current in carbon fiber-reinforced composites induced by line current2015

    • Author(s)
      Koichi Mizukami, Yoshihiro Mizutani, Akira Todoroki and Yoshiro Suzuki
    • Journal Title

      Advanced Composite Materials

      Volume: available online Issue: 4 Pages: 1-17

    • DOI

      10.1080/09243046.2015.1052132

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of delamination in thermoplastic CFRP welded zones using induction heating assisted eddy current testing2015

    • Author(s)
      Koichi Mizukami, Yoshihiro Mizutani, Akira Todoroki and Yoshiro Suzuki
    • Journal Title

      NDT & E International

      Volume: 74 Pages: 106-111

    • DOI

      10.1016/j.ndteint.2015.05.009

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Use of transmission mode of induction heating assisted eddy current testing at near resonance frequency for detection of delamination in CFRP2015

    • Author(s)
      水上孝一,中村圭亨,水谷義弘,轟章,鈴木良郎
    • Journal Title

      Journal of the Japanese Society for Experimental Mechanics

      Volume: 15 Issue: 3 Pages: 200-204

    • DOI

      10.11395/jjsem.15.200

    • NAID

      130005102008

    • ISSN
      1346-4930, 1884-4219
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 炭素繊維ミスアライメント可視化のための磁気イメージング2017

    • Author(s)
      水上孝一
    • Organizer
      第8回日本複合材料会議JCCM-8
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] バックプレートを組み合わせた電磁誘導非破壊検査によるGFRPの誘電率測定法の開発2017

    • Author(s)
      松永航,水上孝一,水谷義弘,轟章,鈴木良郎
    • Organizer
      安心・安全な社会を築く先進材料・非破壊計測技術シンポジウム
    • Place of Presentation
      サン・リフレ函館(北海道)
    • Year and Date
      2017-03-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 誘電率測定用プローブを用いたGFRPの吸湿率測定2016

    • Author(s)
      松永航,水上孝一,水谷義弘,轟章,鈴木良郎
    • Organizer
      61st FRP CON-EX 2016 講演会
    • Place of Presentation
      広島県産業プラザ(広島県)
    • Year and Date
      2016-11-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] GFRPの誘電率変化検出による吸湿率測定2016

    • Author(s)
      松永 航,水上 孝一, 水谷 義弘,轟 章,鈴木 良郎
    • Organizer
      第41回複合材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      高知工科大学(高知県)
    • Year and Date
      2016-09-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 多方向強化CFRPの繊維うねり可視化のための磁気イメージング法2016

    • Author(s)
      水上孝一,水谷義弘,木村憲志,佐藤明良,轟章,鈴木良郎
    • Organizer
      第41回複合材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      高知工科大学(高知県)
    • Year and Date
      2016-09-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of Moisture Absorption of Both-sides Immersed GFRP Using Nondestructive Testing Method Based on Electromagnetic Induction2016

    • Author(s)
      Wataru Matsunaga, Koichi Mizukami, Yoshihiro Mizutani, Akira Todoroki, Yoshiro Suzuki
    • Organizer
      China-Japan Joint Conference on Composite Materials (CJJCC-12)
    • Place of Presentation
      高知工科大学(高知県)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Eddy current technique for visualization of fiber waviness in carbon fiber reinforced composites2016

    • Author(s)
      Koichi MIZUKAMI, Yoshihiro MIZUTANI, Kenshi KIMURA, Akiyoshi SATO, Akira TODOROKI and Yoshiro SUZUKI
    • Organizer
      China-Japan Joint Conference on Composite Materials (CJJCC-12)
    • Place of Presentation
      高知工科大学(高知県)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 渦電流試験によるCFRP面内繊維うねりの検出及び寸法測定2016

    • Author(s)
      水上孝一,水谷義弘,木村憲志,佐藤明良,轟章,鈴木良郎
    • Organizer
      第7回日本複合材料会議JCCM-7
    • Place of Presentation
      京都府,日本
    • Year and Date
      2016-03-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 渦電流探傷試験による炭素繊維強化複合材料の面内繊維うねり検出2016

    • Author(s)
      水上孝一,水谷義弘,木村憲志,佐藤明良,轟章,鈴木良郎
    • Organizer
      日本機械学会関東支部第22期総会
    • Place of Presentation
      東京都,日本
    • Year and Date
      2016-03-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a probe of eddy current testing for detection of in-plane waviness in CFRP cross-ply laminates2015

    • Author(s)
      K. Mizukami, Y. Mizutani, K. Kimura, A. Sato, A. Todoroki, and Y.Suzuki
    • Organizer
      7th International Conference on NDT in Aerospace
    • Place of Presentation
      Bremen, Germany
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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