2007 Fiscal Year Annual Research Report
逆解析とスマートレイヤを用いた能動型受動型電気ポテンシャルCT法による欠陥モニタ
| Project/Area Number |
19360052
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
久保 司郎 Osaka University, 大学院・工学研究科, 教授 (20107139)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阪上 隆英 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50192589)
井岡 誠司 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50283726)
|
|---|
| Keywords | 逆問題 / 電気ポテンシャルCT法 / 非破壊検査 / 複合材料 / 界面剥離 / スマートマテリアル / き裂同定 / 破壊力学 |
|---|
| Research Abstract |
本研究の目的は、機器・構造物のモニタのため、受動型電気ポテンシャルCT法と能動型電気ポテンシャルCT法を組み合わせ、受信と音響発信を行うことができるスマートレイヤを構成し、能動型・受動型電気ポテンシャルCT法による欠陥モニタ手法を確立することにある。
具体的には、ピエゾフィルム上にマトリックス状の電極を有するスマートレイヤを作製し、物体が力学的負荷を受けるときにピエゾ効果により構造要素に受動的に表れる電気ポテンシャル分布を計測する。この分布に逆問題解析を適用し、欠陥を同定する。さらに、逆ピエゾ効果を利用してスマートレイヤに電圧を印加することにより能動的に超音波を発振させ、き裂や欠陥からの波をスマートレイヤで検出し、逆解析によりき裂や欠陥を同定する。さらに受動型・能動型手法を統合する逆解析手法を構築し、き裂・欠陥モニタリング手法を構築する。
本年度の検討により、得られた結果を以下に示す。
1. 複合材料中に存在する複合はく離の同定に対し、受動型電気ポテンシャルCT法を適用した。複合材料中に非貫通欠陥があるときにピエゾフィルム上に表れる電気ポテンシャル分布を調べた。積層材の主軸方向が試験片の長手方向と異なる場合には、欠陥位置周辺のピエゾフィルムにおいて、大きな電気ポテンシャル分布が表れた。
2. 受動型・能動型併用電気ポテンシャルCT法に関する検討として、受動型と能動型がともに可能なピエゾフィルムを用いたスマートセンサ・アレイを構築した。スマートセンサ・アレイを用いて、超音波を発振し、その応答波を計測した。ピエゾフィルムの存在する試験片上面と直角の向きをもつき裂、および上面と平行なき裂に対して、センサ位置とき裂の相対位置が検出波形に与える影響と明らかにし、検出波形を用いたき裂の位置推定が可能であることを明らかにした。
|
