2021 Fiscal Year Annual Research Report
Study of nonlinear guided wave scattering by closed defects and its application to nondestructive evaluation
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19H02026
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
琵琶 志朗 京都大学, 工学研究科, 教授 (90273466)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 機械材料・材料力学 / 超音波 / 非破壊評価 / 密着欠陥 / ガイド波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、平板などの薄肉構造を伝搬する超音波（ガイド波）の密着欠陥における非線形散乱挙動を理論的、実験的に明らかにするための基礎的研究に取り組んできた。今年度の研究実績の概要は以下の通りである。
（1）密着欠陥における超音波の非線形挙動に関する基礎的検討として、以前に行った非線形スプリング界面モデルに基づく周波数ミキシング（異なる周波数の超音波が交差した際の和・差周波数成分の発生）の理論・数値解析の拡張（一般化）に取り組んだ。その結果として、界面非線形性による周波数ミキシングの発生条件（和・差周波数成分の伝搬方向）を簡潔な形で表現し、材料非線形性による周波数ミキシングとの違いを明らかにした。
（2）密着欠陥におけるガイド波の非線形散乱挙動に関する実験的検討として、アルミニウム合金平板中の疲労き裂にラム波（S0モード）を入射したときの透過波をレーザドップラー振動計により測定し、時間－周波数解析により高調波発生挙動を調べた（圧電探触子とウェッジを用いて透過波を測定した実験については令和元年度の実績報告書に記載）。透過波測定にレーザドップラー振動計を用いる場合、振動計を走査しながら複数点で波形測定を行うのに適しているものの、圧電探触子とウェッジを用いる場合のように特定のラム波モードを優先的に受信することはできず全ての振動が計測される。このため、測定系に起因する高調波が入射波に含まれることも想定し、平板中の伝搬経路で考えられる全てのラム波モードについて分散性を考慮して二次高調波の到達時間を求めた。その結果、測定波形から得られた時間－周波数解析において、き裂で二次高調波が発生する場合に理論的に予測される到達時間付近で二次高調波成分が確認された。しかしながら、き裂で発生した二次高調波を測定系に起因する二次高調波から完全に識別するにはさらに検討が必要なことも明らかとなった。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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