2016 Fiscal Year Annual Research Report
Defect Identification by Time-Space Active Pulse-Echo and Passive Electric Potential Methods Using Piezoelectric Material
| Project/Area Number |
15H03897
|
|---|
| Research Institution | Setsunan University |
|---|
Principal Investigator |
久保 司郎 摂南大学, 理工学部, 教授 (20107139)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阪上 隆英 神戸大学, 工学研究科, 教授 (50192589)
井岡 誠司 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (50283726)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 機械材料・材料力学 / 非破壊評価 / 破壊力学 / 逆問題 / 逆解析 / き裂同定 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、構造物の健全性評価のため、ピエゾ材料を用いた時空間能動型パルスエコー・受動型電気ポテンシャル併用欠陥同定手法を確立することにある。すなわち、検査物体の表面にピエゾフィルムを貼付し、ピエゾフィルムに受動的に表れる電気ポテンシャル分布より欠陥を同定する。また、ピエゾフィルムに設置したプローブに電気的パルスを印加し、逆ピエゾ効果により超音波を発生させる。ピエゾ効果を利用し、欠陥等の反射波をピエゾフィルム全面で受信する。ピエゾフィルムを検査物体の複数の面に貼付し、あわせて各プローブにおける送信時刻を相互に調整することにより、自由度の高い情報を獲得する。
このため、まず受動型電気ポテンシャルＣＴ法に関する検討については、貫通き裂状欠陥を有する試験片の上面にピエゾフィルムを貼付したときの電気ポテンシャル分布から、残差最小化法によりき裂の位置と形状を推定する数値シミュレーションを行った。き裂パラメータ推定の迅速化のため、観測値と計算値の間で評価した残差をき裂パラメータのべき関数で表現した。複数の面における計測結果を総合することにより、き裂同定の精度向上がみられることがあった。
能動型パルスエコーについては、波動に関する支配方程式の随伴方程式が時間を反転させた波動方程式であることを利用して提案された、時間反転法を適用した。プローブ各点で計測された反射波を、時間を反転させて発信したときの波の焦点化によりき裂を同定した。プローブの配置面と間隔を変えたシミュレーション結果より、プローブ位置がき裂先端から離れているときには、プローブ間隔が狭いと、反射波の焦点化が顕著ではなくなることがわかった。実際に多数のプローブ上で計測された波形に対し、時間反転法を適用した。その結果、き裂先端に向かって波が収束し、き裂先端位置が推定できることがわかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の中核となる受動型電気ポテンシャルＣＴ法、能動型パルスエコーともに、研究が進捗している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
数値シミュレーションだけでなく、実データを用いた検討を進める。
|
