超音波スペクトラム解析法による残留応力の非破壊測定に関する研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650091
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 岩清水 幸夫 立命館大学, 理工学部, 教授 (70026152)
• Keywords: 音弾性法 / 超音波応力測定 / 残留応力の非破壊測定 / 超音波のスペクトラム解析 / 横波の偏り方向 / 音響複屈析 / 位相スペクトラム / 切欠き応力

Research Abstract

1.超音波を用いる音弾性応力測定の具体的な方法の内で、超音波波形のスペクトラムを利用する方法は横波の偏り方向の検出に最適と考えられる。このスペクトラム解析法はまだ研究例が少なく、また使用する反射波が制限されるという欠点を有するが、この方法によって偏り方向を十分な精度で検出できれば、せん断応力の非破壊測定とせん断応力積分法の適用が可能となり、非破壊残留応力測定を実用的になる。本研究ではこれを目的として、偏り方向測定精度の向上と使用反射波に対する制限の緩和を達成する。
2.初年度である本年度の実積は次の通りである。
(1)ステッピングモ-タとロ-タリエンコ-ダを使用したトランスデュ-サ支持装置を製作し、横波の偏り方向の測定を安定化させた。これを用いてアルミ合金切欠き試料の応力分布を測定し、現段階としてはかなり良好な結果が得られた。
(2)使用反射波の制限を取り除くために、位相スペクトラムを利用して基本的な応力測定を行い、良好な結果を得た。位相スペクトルによる音弾性測定の有効性がこれによって初めて示された。
(3)音響復屈析調整板によって使用反射波の制限を除く立場から、アルミ及び鋼小板の積層試料の音響復屈析を測定し、必要な基礎デ-タの一部を採取した。現役階ではまだ両層の異方性主軸が平行な場合のみを対象にしており、一般の場合の測定が不十分である。
3.上記(1)、(2)については、機械学会の第69回期全国大会と関西支部第67期定時総会、非破壊検査協会第7回音弾性研究会(いずれも平成3年度)で口頭発表した。これらをまとめてExperimental Mechanicsに投稿する予定である。

Research Products

• [Publications] 石田 稔郎,岩清水 幸夫: "超音波スペクトラム解析による切欠応力場の測定" 日本非破壊検査協会音弾性研究会資料No.7. 16-20 (1991)
• [Publications] 岩清水 幸夫,石田 稔郎: "超音波スペクトラム解析による切欠応力分布の測定" 日本機械学会講演論文集No.910ー62(A). 209-211 (1991)
• [Publications] 岩清水 幸夫,石田 稔郎: "超音波スペクトラム解析による応力測定について" 日本機械学会講演論文集No.924ー1. 31-33 (1992)