2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of point-focusing EMAT with ultra-high resolution
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15K13834
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平尾 雅彦 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (80112027)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 暢伴 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (50452404)
荻 博次 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (90252626)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超音波探傷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では超音波の波長より十分小さい割れの検出を可能にする、超高分解能焦点型電磁超音波センサ（PF-EMAT）の開発を目的としている。
前年度までは矩形断面を持ったスリット欠陥を用いて欠陥検出能力を評価したが、本年度は応力腐食割れを有したステンレス鋼溶接試験片に対して、開発したPF-EMATを用いて割れの検出を行った。あらかじめ浸透探傷を用いて割れの有無を確認しておいたが、PF-EMATを用いた探傷では、浸透探傷で確認された全ての割れを有意に検出することができた。後に断面観察を行ったところ、最小の割れの深さは0.5mmであることが確認された。これらの結果から本研究で開発したPF-EMATが割れの検出センサとして有効であることが示された。
また、実験を進める中でセンサの受信信号の強度が必ずしも欠陥の大きさに対して単調に変化しない現象が観測された。この原因を調べるために有限要素法を用いてスリット欠陥周りでの超音波の反射・伝ぱ挙動を解析した。その結果、スリット欠陥の深さを変えていくと、特定の深さのときにスリット近傍の振動振幅が大きくなる現象が見られた。更なる解析の結果、板材にスリット欠陥が存在すると、スリット周りが強く振動する局所振動が発生すること、局所振動の周波数がスリット深さに依存すること、そして入射する超音波の周波数と局所振動の周波数が一致するときに受信信号が弱くなることが分かった。以上のように、PF-EMATの欠陥検出能力を実験と解析の両面から調査し、実用へ供するための知見を得た。
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