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

1991 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 神戸大学, 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,これを媒介としてき裂を逆問題的に同定する.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.低周波交流および高周波交流のふたつの場合に対し,電気ポテンシャル分布を解析するプログラムを作成した.これらのプログラムを基礎に,低周波あるいは高周波の交流電気ポテンシャル分布をもとに,境界残差最小化法にしたがい表面き裂の形状を推定する逆解析プログラムを作成した. 2.開発したふたつのプログラムを用いて,交通電気ポテンシャルから表面き裂形状を同定する数値シミュレ-ションを行った.き裂形状の探索には,最適化手法として修正Powell法を用いた.数値シミュレ-ションより,初期の仮定き裂形状によらずき裂形状の同定が可能であり,また2桁程度の電気ポテンシャルデ-タが与えられておれば形状同定が可能で,3桁以上のデ-タが与えられる場合にはかなりよい推定ができることがわかった. 3.SUS304鋼およびSM41B鋼製の平板中に存在する表面き裂について、き裂同定の実験を行った.ロックインアンプを用いて平板表面で実測された交流電気ポテンシャル分布をもとに,低周波交流逆解析プログラムおよび高周波交流逆解析プログラムを用いて,平板中に存在する表面き裂の形状を推定した.その結果,開発したプログラムを用いることにより,き裂形状を推定することが可能であることが明らかとなった. 4.き裂を効率的に同定するための最適化手法の適用とその効率化に関する検討を行った.

Research Products

• [Publications] 大路 清嗣: "交流電気ポテンシャル情報を用いた表面き裂形状の同定" 日本機械学会関西支部第67期定時総会講演会講演論文集. 924ー1. (1992)
• [Publications] 大路 清嗣: "電気ポテンシャルCT法によるパイプ外面からの内面き裂の測定" 日本機械学会関西支部第67期定時総会講演会講演論文集. 924ー1. (1992)
• [Publications] 久保 司郎: "デ-タベ-タを用いた電気ポテンシャルCT法による表面き裂の位置および形状の測定" 第41回応用力学連合講演会講演予稿集. 165-166 (1992)
• [Publications] S.Kubo: "Requirements for Uniqueness of Crack Identification from Electric Potential Distributions" ICMー90 Satellite Conf.Proc.,Inverse Problems in Engineering Sciences. 52-58 (1991)
• [Publications] 大路 清嗣: "電気ポテンシャル分布デ-タベ-スを用いた表面き裂の測定" 日本機械学会論文集(A編). 57. 2078-2084 (1991)
• [Publications] S.Kubo: "Identification of a Surface Crack in a Pipe Using Data Base of Electric Potential Distribution" Mechanical Behaviour of MaterialsーVI. 4. 717-722 (1991)
• [Publications] 久保 司郎: "逆問題のコンピュ-タアナリシス第1章,第4章" コロナ社, 30 (1991)