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Development of new non-destructive diagnostic system that combines advanced ultrasonic measurement and computational mechanics

Research Project

Project/Area Number 17H03294
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Structural engineering/Earthquake engineering/Maintenance management engineering
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

Saitoh Takahiro  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (00535114)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中畑 和之  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (20380256)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywords炭素繊維強化プラスチック / 異方性 / 弾性定数 / 先進超音波計測 / 時間反転法 / 波動解析 / 逆解析 / 非破壊評価 / FRP(繊維強化プラスチック) / 超音波非破壊評価 / 数値シミュレーション / 逆問題 / レーザー超音波可視化試験 / FRP / 超音波非破壊評価法 / トポロジー感度 / 数値解析 / AE / 繊維強化プラスチック / 弾性定数の推定 / 非線形超音波 / 大規模波動解析 / 欠陥形状再構成 / 音響異方性 / 異方性弾性体 / レーザー超音波 / 超音波シミュレーション / アコースティックエミッション / 時間領域境界要素法 / 有限要素法 / 動弾性有限要素法 / 弾性定数推定法 / レーザー超音波法 / 応用力学 / 計算力学 / 弾性波動論
Outline of Final Research Achievements

We conducted a research on the development of a new ultrasonic non-destructive evaluation method for FRP. We focused on the ultrasonic testing (UT) in this research. In general, the ultrasonic waves in FRP does not propagate isotropically because FRP has anisotropic property. Therefore, it is difficult for UT inspectors to understand the ultrasonic wave propagation behavior and this characteristic sometimes causes reduced accuracy to FRP inspection. To overcome the difficulty, we visualized complex ultrasonic wave propagation behavior in FRP using some simulation techniques, and utilized the visualization for UT for FRP. In addition, we developed basic non-destructive testing methods for FRP using advanced ultrasonic measurement methods such as laser ultrasonic waves and ultrasonic array transducers.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年,鋼やコンクリートに次ぐ材料として,繊維強化プラスチック(FRP)に注目が集まっている.FRPは鋼の数倍の引張強度を持つ等の優れた性質を示す一方,力学的に複雑な性質を示す異方性材料として知られている.そのため,これまでの材料に対する様々な指針をFRPに適用することは難しい.本研究では,FRPに対する維持管理を目的に,FRP中の欠陥を評価するための新しい非破壊評価法を確立するための研究を行った.先進超音波計測や計算力学を用いて,複雑なFRPに対する非破壊評価手法の様々な基礎を構築した.

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (118 results)

All 2021 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (36 results) (of which Peer Reviewed: 21 results,  Open Access: 10 results) Presentation (78 results) (of which Int'l Joint Research: 14 results,  Invited: 9 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] シミュレーションを活用したデジタルツイン非破壊評価に対する展望2021

    • Author(s)
      斎藤隆泰・石黒明日海・蓑輪里歩
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      Volume: 2174 Pages: 93-107

    • NAID

      120007142214

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      Intelligence, Informatics and Infrastructure

      Volume: 1 Issue: J1 Pages: 339-348

    • DOI

      10.11532/jsceiii.1.J1_339

    • NAID

      130007940723

    • ISSN
      2435-9262
    • Year and Date
      2020-11-11
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      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      Volume: 76 Issue: 2 Pages: I_15-I_24

    • DOI

      10.2208/jscejam.76.2_I_15

    • NAID

      130007980114

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      2185-4661
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      10.2208/jscejam.75.2_I_41

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      130007795457

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      10.2208/jscejam.75.2_I_71

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      130007795490

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      40022338195

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      130007583724

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      10.2208/jscejam.74.I_65

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      130007585112

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      130005306060

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      0367-5866
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      Volume: 73 Issue: 2 Pages: I_115-I_124

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      10.2208/jscejam.73.I_115

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      130006329801

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      2185-4661
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      120006705471

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  • [Presentation] 3-D inverse analysis for defect in isotropic solid using topological sensitivity2020

    • Author(s)
      T. Saitoh and M. Tashiro
    • Organizer
      第25回計算工学講演会
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      H. Takeda and T. Saitoh
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      第25回計算工学講演会
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      田代匡彦・斎藤隆泰
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      日本機械学会2020年茨城講演会
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      竹田晴彦・斎藤隆泰
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      日本機械学会2020年茨城講演会
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      田代匡彦・斎藤隆泰・木本和志
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      第23回応用力学シンポジウム
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      竹田晴彦・斎藤隆泰
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      令和2年度土木学会全国大会
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      2020年度非破壊検査秋季講演大会
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      石黒明日海・斎藤隆泰
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      竹田晴彦・斎藤隆泰
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      T. Saitoh
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      石黒明日海・斎藤隆泰
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      斎藤隆泰
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      令和元年度非破壊検査総合シンポジウム
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      斎藤隆泰
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      モノづくりにおける逆解析適用懇話会
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      T. Saitoh
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      T. Saitoh, T. Onodera, Y. Suzuki and Y. Ito
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      田代匡彦・森川光・斎藤隆泰
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      平成31年度土木学会全国大会
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      平成31年度土木学会全国大会
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      前原佑・斎藤隆泰
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      第24回計算工学講演会
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      田代匡彦・森川光・斎藤隆泰
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      前原佑・斎藤隆泰
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      田代匡彦・森川光・斎藤隆泰
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      田代匡彦・斎藤隆泰
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      前原佑・斎藤隆泰
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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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