Visualization of defects in CFRP by electromagnetic camera system based on LC resonance between carbon fiber and resin matrix

• Project/Area Number: 23K22623
• Project/Area Number (Other): 22H01352 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 内一 哲哉 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (70313038)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武田 翔 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (10826225)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000); Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2022: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
• Keywords: 非破壊評価 / 複合材料 / CFRP / 電磁特性 / 炭素繊維

Outline of Research at the Start

本研究では従来の渦電流試験法を拡張し，CFRPの欠陥評価のための新しい電磁非破壊試験法を提案し実証する．CFRPを構成する炭素繊維と樹脂の間のLC共振現象に着目し，炭素繊維に流れる誘導電流（渦電流）と樹脂における変位電流が競合する周波数帯域で，炭素繊維と樹脂の構造を可視化する電磁カメラシステムを構築する．このために，炭素繊維と樹脂のミクロ構造における電磁特性モデルを考慮したマクロな電磁場数値解析法を確立する．数値解析と電磁測定システムを組み合わせた電磁カメラシステムにより，対象となる欠陥の種類毎に炭素繊維-樹脂間のLC共振が生ずる周波数を選定し，炭素繊維と樹脂の欠陥を抽出する手法を確立する．