2005 Fiscal Year Annual Research Report
高精度超音波計測による非均質異方性材料の材料評価に関する研究
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15360234
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
廣瀬 壮一 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (00156712)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ANIL C.Wijeyewickrma 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10323776)
木本 和志 東京工業大学, 大学院情報理工学研究科, 助手 (30323827)
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| Keywords | 非均質異方性材料 / 表面波 / 速度分散性 / 多重散乱 / 2.5次元境界要素法 / アレイ探傷 / 開口合成法 / 時間反転集束 |
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| Research Abstract |
1.超音波計測による材料評価
非均質異方性材料の材料評価方法について計測と解析の両方から検討した.非均質異方性を示す圧延鋼板を層状弾性体としてモデル化し,その表面を伝搬する表面波の速度分散性を理論的に求めた.一方,非均質異方性弾性体の表面波の分散特性を水浸超音波法により計測し,計測結果に一致するように各層の厚さと異方性パラメータである方位分布係数を求めた.その結果,圧延鋼板は板中心部に比べて表層部に強い異方性が分布していることが明らかとなった.また,開口合成法や時間反転集束法といったイメージング手法を用いて鋼板中の欠陥の画像化を行ったところ,高精度な欠陥画像を得るためには,鋼板の異方性を考慮する必要があることが明らかとなった.
2.材料の損傷評価
材料の損傷部のモデルとして微小な欠陥群がよく用いられるが,そのような欠陥群に超音波が伝搬したときに発生する多重散乱を数値解析と実験によって考察した.多重散乱の簡単なモデルとして,水中に複数のアルミ棒を設置し,それらを用いた超音波の計測を行い,2.5次元境界要素法を用いた解析結果と比較することによって多重散乱挙動を検討した.多重散乱による減衰の評価までは至らなかったが,計測結果と解析結果はよく一致した.また,表面疲労き裂に対してアレイ超音波探傷器を用いた実験を行った.開口合成法や時間反転集束法といったイメージング手法を用いて得られた波形データを処理し,疲労き裂先端の位置の推定を行った.その結果,時間反転集束法を用いれば,荷重状態によらず正確なき裂先端位置を求めることができることがわかった.
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