1991 Fiscal Year Annual Research Report
レ-ザスペックル法に画像処理を援用した金属材料の損傷の検出
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03650090
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
加藤 章 中部大学, 工学部, 助教授 (00113085)
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| Keywords | 非破壊検査 / 損傷評価 / レ-ザスペックル / 画像処理 / 塑性ひずみ / 表面あらさ / 周波数解析 |
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| Research Abstract |
本研究では,金属材料の表面にレ-ザを照射した場合に反射光の散乱によって生じるスペックルの分布を観測することによって材料の損傷を評価する方法について検討した.スペックルパタ-ンはCCDカメラを用いて画像処理システムに入力することにより定量的に測定を行なった.本年度の研究では,NECのパ-ソナルコンピュ-タPCー9801をホストコンピュ-タとし,ボ-ド上に1024×512の容量の画像メモリ-と,RISC型の32ビットCPU,Tー800(トランスピュ-タ)を持つ画像処理システムにより,高速処理を行なうためのシステムを構築した.このシステムを用いることにより,従来のパ-ソナルコンピュ-タのCPUを用いて処理を行なうシステムに比べて効率的にプログラムが作成でき,はるかに高速処理ができることがわかった.
レ-ザスペックルの強度分布は拡散表面の周期構造と関係していることが知られている.そこで本年度の研究では,炭素鋼材に一軸方向の引張りによって塑性変形を与えた場合の試験片の表面あらさ及び断面曲線の周波数と塑性ひずみとの関係を調べた.また,これとレ-ザスペックルパタ-ンとの関係を調べ,それらの対応関係について検討してみた.塑性変形を与えた試験片の表面あらさを測定すると同時に,断面曲線を画像処理システムに入力し,フ-リエ解析を行なうことによって断面の周波数分布を調べた.その結果,断面曲線の周波数分布は塑性ひずみが大きくなるにつれて高周波側に広がって行くことがわかった.そしてレ-ザスペックルの光の強さの分布と良く似た傾向を示すことがわかった.スペックルの分布と断面曲線の周波数の分布の間の関係は表面あらさとの間よりも相関が良いことがわかった.レ-ザスペックルの強度分布は試験片表面の周波数の二次元的な分布に対応していると考えられるが,この分布と塑性ひずみの大きさとの間の関係は再現性がよく,この関係を用いて塑性ひずみの測定が可能であることが明らかになった.
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[Publications] Y.Z.Dai,A.Kato,F.P.Chiang: "Fatigue Monitoring by Laser Speckle" International Journal of Fatigue. 13. 227-232 (1991)
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[Publications] A.Kato,Y.Z.Dai,F.P.Chiang: "Damage Monitoring of Metal Materials by Laser Speckle Assisted by Image Processing Techniques" JSME International Journal. 34. 374-380 (1991)
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[Publications] 加藤,Y.Z.Dai,F.P.Chiang: "レ-ザスペックル法に画像処理を援用した金属材料の損傷の検出" 機械学会 第68期通常総会講演論文集. Vol.A No.910ー17. 237-239 (1991)
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[Publications] 加藤,川村,中谷: "レ-ザスペックル法による塑性ひずみの測定" 機械学会東海支部 第41期総会講演論文集. No.923ー1. 106-108 (1992)
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[Publications] 加藤,川村,中谷: "レ-ザ-スペックル法に画像処理を援用した金属材料の損傷の検出(第2報,スペックルパタ-ンと表面性状の関係)" 機械学会 第69期通常総会講演論文集.
