周波数応答の逆解析を用いた交流電磁場CT法による物体表面下の欠陥同定手法の開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555349
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 久保 司郎 大阪大学, 工学部, 教授 (20107139)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阪上 隆英 大阪大学, 工学部, 助教授 (50192589)
• Keywords: 非破壊検査 / 交流電気ポテンシャル法 / き裂 / CT法 / 逆問題 / 破壊力学 / 境界要素法 / 電場解析

Research Abstract

本研究の目的は、申請者らが開発した直流電気ポテンシャルCT法を拡張して、周波数を変化させたときの交流電気ポテンシャル分布および電磁場応答を総合して用い、逆問題解析を行うことにより、表面直下の欠陥およびき裂を測定する交流電磁場CT欠陥同定手法を開発することである。このため、交流電流を通電したあるいは誘導電流を流したときの応答を周波数をかえて集録し、一方、周波数をパラメータとした電気ポテンシャル分布および電磁場分布の応答を電磁場解析により求め、これらを比較することにより、逆問題的にき裂の位置と形状を推定した。主な研究成果は以下の通りである。
1.磁性をもつ物体の表面にあるき裂について、き裂面が表面と垂直であり、これに垂直に交流電流が負荷される場合について、境界要素電磁場解析をA-Φ法により定式化し、これを組み入れたき裂長さの較正関係を作成した。
2.2次元貫通縁き裂について交流電気ポテンシャル測定実験を行い、較正関係の有効性を検証し、手法が原理的に有効であることを確認した。
3.表皮効果が大きくなり表皮の深さが0に近似的に等しい極限における電気ポテンシャル分布を計算した。
4.3次元表面き裂における交流電気ポテンシャル分布を実験的に求めた。極限状態の近似解析と完全3次元解析の結果を測定結果と比較した。条件を選択すれば近似解析が有効であることがわかった。
5.3次元電磁場解析法を組み入れて、交流電気ポテンシャル分布より欠陥・き裂を同定するプログラムを作成した。電位の実験値にこの手法を適用し、き裂形状の同定を行った。

Research Products

• [Publications] Shiro KUBO: "Identification of an Interface Crack in Bonded Dissimilar Materials from Electric Potential distribution" Materials Science Research International. 2(掲載予定). (1996)
• [Publications] 中田匡浩: "分子動力学法を用いた異種接合材の界面き裂先端近傍の変形と破壊の解析" 日本機械学会材料力学部門講演会講演論文集. B95-2. 235-236 (1995)
• [Publications] 井岡誠司: "熱応力負荷下における異種接合材の自由縁応力特異性およびその消失条件を用いた接合形状の選択に関する検討" 第8回破壊力学シンポジウム講演論文集. 25-28 (1995)
• [Publications] 吉川正盛: "下限界近傍の疲労き裂進展挙動に関する分子動力学解析" 日本機械学会第73期通常総会講演会講演論文集. (掲載予定). (1996)