2020 Fiscal Year Research-status Report
Deep penetrating eddy current testing for visualization of internal defects in CFRP
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19K14844
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
水上 孝一 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (20794019)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 複合材料 / 渦電流試験 / 非破壊検査 / 炭素繊維 / 層間はく離 / 構造モニタリング / 有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炭素繊維強化プラスチック(CFRP)に発生する欠陥である繊維うねりと，層間はく離の検出を目的として，渦電流探傷試験法を開発した。CFRPの面外繊維うねりを模擬した試験サンプルを作製し，その検出と定量化に取り組んだ。面外繊維うねりは特定周波数帯で近接した励磁-検出コイル型プローブを繊維方向に合わせた方位で使用することによって，高い感度で検出可能であることが明らかになった。また，得られた探傷信号に対して信号処理を適用することにより，その大まかな寸法を推定した。実際の検査では繊維うねりを含む部材の合否を判定することが必要となるため，試験結果から面外繊維うねり角度の最大値を算出する手法を考案した。面内繊維うねりに関しても，複数のコイルにより発生させた渦電流を重ね合わせることで，深部の面内繊維うねりをより明瞭に可視化することが可能であることを，有限要素法解析により示した。この渦電流場の重ね合わせでは，可視化される繊維うねりの形状は実際の形状から歪んでしまうが，代わりに単一のコイルによる渦電流場によって可視化するよりも明瞭に繊維うねりを検出可能であった。層間はく離は，アレイ型のプローブでその寸法を推定する手法を引き続き開発し，アレイコイルそれぞれの信号対雑音比を比較することではく離寸法のクラスタリングが可能となることを示した。上記の手法に加え，上記の研究で得られた知見から，CFRPのひずみモニタリングが可能となること，CFRPの厚さ方向導電率を推定可能であることなども示すことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
繊維うねり，層間はく離の検出に加え，渦電流試験法によるひずみ検出や導電率推定の可能性も示すことができ，おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は特に繊維うねりの定量化の点で，実用的な精度で寸法・形状を推定することを目指していく予定である。
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| Causes of Carryover |
渦電流場の重ね合わせのための波形発生システムを購入することを予定していたが，検出信号が微小であることが問題となっていた。そのため，波形発生システムの購入を保留し，安価な波形発生器と微小信号測定のための機器を導入した。
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