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超音波非線形性を用いた閉口亀裂進展評価に対するデュアル共振型超音波探触子の開発

Research Project

Project/Area Number 17760337
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Measurement engineering
Research InstitutionWakayama University

Principal Investigator

村田 頼信  Wakayama University, システム工学部, 准教授 (50283958)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords超音波 / 非破壊検査 / 非線形性 / 閉口き裂 / 高調波 / 高分子圧電材料 / P(VDF-TrFE) / 閉口亀裂
Research Abstract

検査対象物の外表面(測定面)に対し垂直方向に存在する閉口き裂に対し,より高精度かつ高感度で探傷を行うための手法について以下の検討を行った.
・斜角型点集束探触子を作製し,外表面から超音波を閉口き裂に集束させたときの閉口き裂からの非線形性応答を調べた.その結果,平面超音波での計測と比較し閉口き裂と開口き裂の識別がより明確となった.また,点集束超音波を試験片内で走査することにより非線形性応答と閉口き裂の高さに相関があることがわかり,閉口き裂のサイジングに対する本手法の有効性を見出すことができた.
・閉口き裂に超音波を照射したときにき裂先端で生じる回折波に着目し,この回折波の非線形性測定による閉口き裂の探傷精度向上を試みた.また,閉口き裂に低周波の超音波(ポンプ波)を照射し,同時に高周波の超音波(プローブ波)で回折波を発生させて非線形性を計測する手法の検討も行った.その結果,通常の平面波に比べ回折波の非線形性はき裂先端部の接触状態をより反映することが確認された.また,ポンプ波の利用により,き裂先端部の非線形性応答感度が向上することがわかり,き裂の進展性評価に対する信頼性が向上した.
一方,表面近傍に存在するき裂に対して表面波探傷法で評価する手法を検討した.高分子圧電材料の特徴を応用することによって,電極の分割により鏡面反射波と干渉することなく漏洩レイリー表面波のみ受信することが可能でかつエッジ波の発生を抑制も可能な集束超音波探触子を開発した.この探触子を用いて疲労損傷材料に対し表面波音速の測定を行った結果,き裂発生前の疲労度評価が可能であることを実証した.

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2008 2007 2006 2005

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (5 results)

  • [Journal Article] 広帯域高分子圧電探触子の調音波非線形性計測への適用2008

    • Author(s)
      村田頼信
    • Journal Title

      検査技術 13(8)(印刷中)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evaluation of rolling fatigue damage in deep groove ball bearings by divided-type ultrasonic transducer2007

    • Author(s)
      Y. Murata, H. Toda, C. Tawa, M. Kiji, N. Oguma
    • Journal Title

      Mater. Trans. 48(6)

      Pages: 1254-1259

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of rolling fatigue damage in deep groove ball bearings by divided-type ultrasonic transducer2007

    • Author(s)
      Y.Murata, H.Toda, M.Kiji, N.Oguma
    • Journal Title

      Mater. Trans. 48巻6号(印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evaluation for the rolling fatigue in deep groove ball bearings using a new focusing ultrasonic transducer made of piezoelectric copolymer2005

    • Author(s)
      Y.Murata, H.Toda, M.Kiji, N.Oguma
    • Journal Title

      The Third US-Japan Symposium on Advancing Applications and Capabilities in NDE

      Pages: 259-265

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      2005 Annual Research Report
  • [Presentation] 回折波の非線形性測定によるき裂の進展性評価2008

    • Author(s)
      野下祐介, 村田頼信, 戸田裕己
    • Organizer
      日本非破壊検査協会 第15回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] 実験力学ハンドブック2008

    • Author(s)
      日本実験力学会編
    • Publisher
      朝倉書店
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超音波探触子および超音波伝播速度測定法および軸受内輪軌道面の検査方法2007

    • Inventor(s)
      小熊規泰, 戸田裕己, 村田頼信
    • Industrial Property Rights Holder
      (株)ジェイテクト
    • Acquisition Date
      2007-12-28
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超音波探触子2006

    • Inventor(s)
      貴治 雅博, 戸田 裕己, 村田 頼信
    • Industrial Property Rights Holder
      光洋精工(株), 戸田 裕己, 村田 頼信
    • Industrial Property Number
      2006-052818
    • Filing Date
      2006-02-28
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超音波探触子2005

    • Inventor(s)
      貴治 雅博, 戸田 裕己, 村田 頼信
    • Industrial Property Rights Holder
      光洋精工(株), 戸田 裕己, 村田 頼信
    • Industrial Property Number
      2005-195198
    • Filing Date
      2005-07-04
    • Related Report
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超音波探触子2005

    • Inventor(s)
      小熊 規泰, 貴治 雅博, 戸田 裕己, 村田 頼信
    • Industrial Property Rights Holder
      光洋精工(株), 戸田 裕己, 村田 頼信, ジャパンプローブ(株)
    • Industrial Property Number
      2005-145600
    • Filing Date
      2005-05-18
    • Related Report
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超音波探触子2005

    • Inventor(s)
      小熊 規泰, 貴治 雅博, 戸田 裕己, 村田 頼信
    • Industrial Property Rights Holder
      光洋精工(株), 戸田 裕己, 村田 頼信
    • Industrial Property Number
      2005-145604
    • Filing Date
      2005-05-18
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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