周波数情報を用いた交流電気ポテンシャルCT法による3次元表面き裂の形状測定

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460091
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 久保 司郎 大阪大学, 工学部, 教授 (20107139)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中井 善一 大阪大学, 工学部, 助教授 (90155656) ; 大路 清嗣 大阪大学, 工学部, 教授 (20028939)
• Keywords: 非破壊検査 / 交流電気ポテンシャル法 / 表面き裂 / CT法 / 逆問題 / 破壊力学 / 有限要素法 / 電場解析

Research Abstract

本研究の目的は,逆問題解析手法に基礎をおくき裂の測定法として研究代表者らがすでに開発した直流電気ポテンシャルCT法を,交流電気ポテンシャル法による表面き裂測定に拡張して適用することにある。すなわち,交流電気ポテンシャル分布とき裂の形状パラメ-タを結び付ける較正関係を数値的に求め,これを媒介として電気ポテンシャル分布を利用可能な情報としてき裂を逆問題的に同定する.このとき,表皮効果により高感度の電気ポテンシャル情報を得るとともに,種々の周波数の電流負荷に対する電気ポテンシャル分布を総合して用いることにより,電気ポテンシャル情報を質・量の両面から豊富にすることができる.結果として,測定の確度および精度を高めることが可能となる.周波数情報を用いた交流電気ポテンシャルCT法に関して,2次元縁き裂および3次元表面き裂を対象にした検討を行い,以下の知見を得た.
1.ロックインアンプを中心とする計測システムを用いて,2次元貫通縁き裂について交流電気ポテンシャル分布の測定を行った.この実験と並行させて,Maxwell方程式に基づき電磁分布を有限要素法を用いて解析した.測定により得られた電気ポテンシャル分布を数値計算結果と比較したところ,両者は比較的よく一致した.2.3次元表面き裂について交流電気ポテンシャル分布の測定を,周波数を変えて行った.測定により得られた電気ポテンシャル分布を,周波数を0と無限大としたときの解析結果と比較した.この比較より,定量的には検討の余地があるものの,周波数を変えることによりき裂形状に関する豊富な情報が得られることがわかった.3.き裂の位置および形状を効率的に同定するための最適化手法の適用に関する検討を行った.経験や知識を組み込んだ階層化された最適化手法および最適化の変数の選択が効果的であることがわかった.

Research Products

• [Publications] 久保 司郎: "交流電気ポテンシャル法によるき裂長さ測定に対する数値的較正関係作成の試み" 日本機械学会講演論文集. No.900ー59. 517-519 (1990)
• [Publications] 久保 司郎: "電気ポテンシャルCT法による2次元内部き裂同定に対する最適化手法の適用" 日本機械学会講演論文集. No.900ー59. 526-528 (1990)
• [Publications] 久保 司郎: "電気ポテンシャルCT法に対する階層化された最適化手順の適用の提案とそれによる3次元表面き裂の同定" 日本機械学会講演論文集. No.900ー86. 667-669 (1990)