2018 Fiscal Year Annual Research Report
Non-collinear interaction of guided elastic waves in plates
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17K14557
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
石井 陽介 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70781706)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 三波相互作用 / 材料非線形性 / 超音波非破壊評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、板波の非線形三波相互作用（平板中で二つの超音波が交差したときに応力-ひずみ関係の非線形性により和・差周波数を有する第三の波が生じる現象）を理論的・数値的・実験的に解明することを目的としている。
今年度は、昨年度に実施した研究（理論解析・数値解析・実験系の構築）を踏まえて、昨年度の数値解析結果をまとめ海外論文誌へ投稿し、掲載された。そして、昨年度に構築した実験系を用いて、第三波の測定実験を実施した。相互作用によって生じる第三波は一般に振幅が小さくなるため、昨年度の理論解析に基づいて第三波が最も効率よく発生するような基本波モード、周波数、交差角度を求めた。その結果、二つの最低次反対称モードラム波（板厚・周波数積1.0 MHz・mm）を122°（共鳴角度に対応）で交差させたときに、和周波数の最低次対称モードラム波が最も大きく発生することがわかった。これに基づいて、 A2017-T3アルミニウム合金平板に対して実験を行ったところ、理論で予想されたとおりの第三波を実測することに成功した。また、第三波振幅の基本波交差角度依存性を測定したところ、交差角度が122°のときに振幅が最大となり、理論解析の結果（共鳴角度で交差させると第三波が最も大きく発生）を実証することができた。
昨年度と今年度の研究を通じて、板波の非線形三波相互作用を理論的に解明し、数値シミュレーションによる妥当性評価を行い、さらに実験による実証も行うことができた。本研究で構築した理論は、金属材料のみならず一般の均質等方性弾性平板に対して成り立つ普遍的なものであり、非線形三波相互作用を用いた薄板構造の非破壊評価法を確立する際の理論的基盤になると期待される。
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