2020 Fiscal Year Annual Research Report
Quantitative nondestructive evaluation of closed cracks using interaction of sound and vibration
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18H01524
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
中畑 和之 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (20380256)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 伸一郎 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (10304643)
高橋 学 愛媛大学, 社会共創学部, 教授 (20274334)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 閉口き裂 / 振動 / 超音波 / 和差調波共振 / 固有振動数 / コンクリート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（1）大断面を有する部材に対するアプローチ
衝撃をトリガとしたときに超音波計測を開始する方法では，非線形成分の検出が困難であった．非線形成分の発生が非常に短時間であることと，発生する大きさが微小であることが理由として考えられる．一方，新しいアプローチとして，定常的に異なる2周波数(f1とf2)の振動を与えながら計測を行うことを試みた．この結果，疲労き裂の界面非線形性（界面のたたき合い）に起因する和差調波共振(f1+f2, f1-f2)の発生を確認することができた．以上より，定常振動で励起することで，き裂界面が非線形に振動する成分の検出に成功した．
また，実際の橋桁を模擬したコンクリート供試体について検討を行った．曲げ載荷試験を実施し，載荷に伴ってコンクリートに曲げひび割れを発生させた．本年度は，ひび割れ進展に伴う固有振動数の変化について調査した．その結果，可視損傷が現れる前から1%程度固有振動数が低下することが判明した．この固有振動数の低下は，外観からは確認できない内部の損傷進展，すなわち閉口したき裂の存在が原因であると推測できる．この橋桁供試体は上記の2周波数の振動計測を行っていないため，内部損傷の発生量と非線形振動の関係を引き続き調査していく．
（2）局所的に発生したき裂に対するアプローチ
本年度は，コンクリート供試体を対象としてアレイ探触子を用いてイメージングを行った．ここでは大振幅超音波を発生する低周波アレイプローブを作成し，開口合成法による映像化を行った．き裂を模擬した人工欠陥部に対して，き裂位置や大きさを正確にイメージングできた．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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