2018 Fiscal Year Annual Research Report
Ultrasonic Evaluation Method for Bolt Fastening with Adhesive Agent
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16K06377
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
福田 誠 秋田大学, 理工学研究科, 講師 (50507671)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超音波 / 反射係数 / 透過係数 / 2次高調波 / Lamb波 / ボルト / トルク / 軸力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らは，超音波を用いたボルト締結評価の可能性を示すため，2次高調波を用いた方法を検討してきた。さらに，連続波超音波の反射係数に着目し，トルク評価を行える可能性を示す結果が得られていた。本研究では，ねじ部に接着剤を有したボルト締結状態の新しい検査法を開拓するため，非線形超音波と反射/透過係数に両面から検討を行うものである。
はじめに，ネットワークアナライザを用いて，固体同士を接触させた場合，および，ボルト-ナット締結体の軸力を変化させた場合について，反射係数と透過係数を測定した。実用では，圧電振動子を着脱して，多くのボルトの評価を行うこととなるが，接着状態を一定にしなければ，トルクの増加に伴う反射係数/透過係数にばらつきが大きくなる結果となった。測定ごとの圧電振動子の接着状態を一定にする必要があることが今後の課題となる。
次に，2次高調波を用いた方法の検討では，圧電振動子をボルト-ナットに接触できない場合を想定し，平板などの締結体のボルト締結部から離れた任意の場所から超音波を送波することにより，ボルトの締結評価を試みる実験を行った。波長より薄い平板はLamb波という板波を用いる方法が良く行われている。平板のみの場合では，所定の振動モードのLamb波を送受波することができた。一方，ボルト締結体が含まれる場合では，超音波エネルギーが締結部で大きく減少してしまうため，より小さな音圧の2次高調波の確認には至らなかった。有限要素法などによる伝搬解析を行うことで，送受波感度を高められる地点を探すことが今後の課題となる。
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