超音波を用いた鋼部材中の欠陥検出の高精度化に関する基礎的研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03452200
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 三木 千寿 東京工業大学, 工学部, 教授 (20016645)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 舘石 和雄 東京工業大学, 工学部, 助手 (80227107) ; 北原 道弘 東海大学, 海洋学部, 助教授 (60135522)
• Keywords: 超音波探傷 / 欠陥形状 / 画像化 / Bスコープ / 超音波ホログラフィ / 数値シミュレーション

Research Abstract

前年度に開発した数値シミュレーションによる解析、およびオートマチックスキャニング装置と実験水槽を用いた探傷実験により得られた波形データをもとに、グラフィックソフトウェアを用いて様々な画像化手法について詳細に検討した。
探傷実験においては、今年度新たに、超音波探傷装置から出力させる波形データを直接コンピュータに取り込むシステムを開発し、探傷実験から得られるより多量のデータをコンピュータにより処理できるようにした。探傷実験で得られたデータから、Bスコープ法、超音波ホログラフィ法により欠陥形状の画像化を試みた。超音波反射波へのホログラフィ法の適用は、本研究で新たに試みたものである。検討の結果、欠陥形状の識別のために超音波ホログラフィ法が適用可能であることが明らかなった。ただし本手法の実用化のためには、その精度などにやや不十分な点があり、今後の課題と考えている。
数値シミュレーションによる伝播挙動の観察などから、超音波を多点で入射、受信することが、欠陥形状識別のために有効であるとの判断から、斜角入射法による多点でのスキャニングを行い、波の屈折角を利用して縦波、横波を分離して反射波をとらえる手法を考案した。これにより得られた情報から、従来のBスコープに、縦波、横波のモードの情報を取り入れて画像化を行なう改良Bスコープを新たに提案した。この画像化手法によれば、これまでに行われている画像化手法の中で最も精度良く欠陥形状の識別ができることがわかった。

Research Products

• [Publications] Chitoshi MIKI: "Numerical Simulation of Ulfrasonic Pulse-echo Inspection" Structural Eng./Earthquake Eng.9. 237-246 (1993)
• [Publications] 北原 道弘: "散乱波動場の位相とその形状決定問題への応用" 構造工学論文集. 38A. 397-404 (1992)
• [Publications] M.KITAHARA: "Transient elastodynamic analysis for three dimensional" Advanced Dynamic Analysis by Boundry Element Methods. 253-281 (1992)
• [Publications] M.KITAHARA: "Boundry element-node condensed finite element method for three dimensional elastic wave propagation problems" Boundry Element Methods:Foundation and Applications. 194-201 (1992)
• [Publications] 三木 千寿: "超音波探傷シミュレーションによる欠陥形状識別に関する研究" 土木学会第47回年次学術講演会講演概要集. 968-969 (1992)