2019 Fiscal Year Research-status Report
Research on the quantitative measurement of elastic/plastic properties for the ultrasonic wave using laser probing method
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19K04404
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
今野 和彦 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (60125705)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | レーザープローブ法 / ストロボ光弾性法 / 鋭敏色法 / セナルモン法 / 残留応力 / 位相 / Lamb波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超音波を含む音波の観測方法として従来から，ハイドロホン等の物理的なセンサを音場に直接挿入する方法やシュリーレン法等の光学的観測法が用いられているが音圧，位相等は定量化されるに至っていない．本研究は，レーザ光を用いて超音波の音場に影響を与えずにレーザ光を用いてマイクロメータオーダの 点 の領域の超音波特性の定量的な観測をめざす. 初年度は，1.システムの改良（周辺光の遮断，X-Yステージの導入）により解決する. 2.レーザ光のスポットサイズの変更とセンサの面積に対する影響の測定 3. 各画像の同じ測定位置における観測量の違いによる測定量の定量的な差違の検討を目標としていた．上記のいずれも解決され，多くの観測データを取得することができた．更に目標にはなかったが，セナルモン法との同時計測および不透明物質に対する適用を行い論文として投稿・掲載に至っている．また，有限要素法を用いた解析も行いつつあり，簡単な結果は論文にも記載されている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度の課題を解決して，計画にはなかった実験を行い論文を出版することができた．また，特にLamb波に関しては，透明物質中での音波の伝搬の可視化はもとより，鋭敏色法およびセナルモン法を用いた物質中での音波伝搬による物質内の応力を”点”で定量的に測定することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の進め方は以下のようになる．
１． セナルモン法を組み込み，データをディジタル化すると共に位相板を導入して反射型システムの構築を行う．２．位相変化を異なる音圧，異なる試料で測定する．応力－ひずみ曲線の動作点を変更したときの壁変化と位相との関係測定，および ３．レーザ光のビームスポットをビームエキスパンダで変化させたときの測定量の変化の観測
が挙げられる．また，実験結果を検証するために有限要素法によるシミュレーションを行い，特に上記の１と３の実験に関しては他に研究の報告がなく，可視化された画像やデータ，特に音波が試料中でどのように分布しているかの解析を行いたい．
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| Causes of Carryover |
予定していた学会が中止となり，旅費を使用できなかっため．
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