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

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555349
• Section: 試験
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 久保 司郎 大阪大学, 工学部, 教授 (20107139)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井岡 誠司 大阪大学, 工学部, 助手 (50283726) ; 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,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集録し,一方,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たき裂同定プログラムを作成し,電位の実験値よりき裂の同定を行った.
6.異種接合体の界面き裂の同定のため,2次元走査解析と3次元解析からなる階層的解析手法を構築した.
7.界面き裂の同定に関する数値シミュレーションを行い,手法の適用性を確認した.
8.界面き裂を有する異種接合体の電気ポテンシャル測定を行い,表面き裂の同定を行った.

Research Products

• [Publications] 高橋 智和: "境界値逆問題の解析における適切化パラメータの選定法に関する数値的検討" 日本機械学会講演論文集. No.96-25. 255-256 (1996)
• [Publications] 中村 浩之: "電磁誘導による交流電気ポテンシャル分布の測定値を用いた2次元および3次元き裂の同定" 日本機械学会講演論文集. No.96-25. 265-266 (1996)
• [Publications] 久保 司郎: "逆問題の考え方と枠組 工学的側面を中心として" 数理科学. 403号. 28-34 (1997)
• [Publications] 北岡 博之: "電気ポテンシャルCT法による異種接合体の界面欠陥同定" 日本機械学会関西支部第72期定時総会講演会講演論文集. (発表予定). (1997)
• [Publications] 稲次 崇: "変位情報を用いた有限要素逆解析による材料特性値同定の数値的検討" 日本機械学会関西支部第72期定時総会講演会講演論文集. (発表予定). (1997)
• [Publications] 稲次 崇: "有限要素逆解析による変位情報からの領域内材料定数分布同定" 日本計算工学会第2回講演会講演論文集. (発表予定). (1997)