2020 Fiscal Year Annual Research Report
ラム波の非線形周波数ミキシングを用いた平板屈曲部の高感度健全性評価
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19K14841
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
石井 陽介 京都大学, 工学研究科, 助教 (70781706)
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2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 超音波非破壊評価 / ラム波 / 平板屈曲部 / 材料非線形性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，平板屈曲部の新しい超音波非破壊評価に向けた，屈曲部におけるラム波伝搬特性の解明を目的としている．
本年度は，平板屈曲部のラム波透過挙動の実験的検討を行った．昨年度の研究において，理論的および数値的に示された入射波と透過波の間の相反定理が成り立たない実験結果が得られていた．この原因を検討した結果，ラム波の拡散が影響していることが確認された．そこで，単一平板においてS0モードとA0モードの伝搬距離に対する振幅減衰率を測定し，それに基づいて屈曲部における透過率の算出時に補正を行った結果，補正無しの結果に比べて改善が見られた．
また，屈曲部における非線形周波数ミキシングのための基礎的検討として，材料非線形性を有する領域が平板の長手方向に局在している場合において，線形弾性領域との境界におけるラム波の非線形周波数ミキシングを摂動法により理論的に検討した．その結果，境界部から反射波として生じるミキシング波の振幅は基本波モードや周波数の組み合わせに強く依存することがわかった．特に，境界部から生じる二次高調波振幅よりもミキシング波振幅の方が大きくなるような基本波周波数が存在することも確認された．
昨年度と本年度の研究により，平板屈曲部でのラム波伝搬特性を理論的および数値的に明らかにし，その妥当性を示唆する実験結果も得ることができた．そして，屈曲部における非線形周波数ミキシングの解明へとつながる，線形弾性領域-非線形弾性領域境界におけるラム波の非線形特性を理論的に明らかにできた．本研究をさらに発展させれば，屈曲部の高感度な非破壊損傷評価法の構築へつながると期待される．
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