2021 Fiscal Year Annual Research 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 / 繊維うねり / 有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
CFRP内部の層間はく離と繊維うねりの渦電流試験による検出，定量化を目的として研究を行った．層間はく離はこれまで開発したアレイプローブを用いた手法の有効性が確認でき，特定の距離の励磁・検出の組み合わせにおいて高いSN比で層間はく離は検出できるだけでなく ，その距離と層間はく離サイズの関係をあらかじめ取得しておくことではく離の投影面積も推定できることを明らかにした．CFRPの直交積層板，±45°層を含む多方向強化積層板に対しても本手法の有効性を確認することができた．また，適切な励磁-検出間距離とプローブ方位の設定によって従来プローブよりもより深部にある層間はく離検出が可能になることが明らかになった．CFRPの繊維うねりの検査では，面外繊維うねりを有するサンプルとその有限要素モデルを作り，うねり部における信号変化を詳細に調べた．複素電圧平面における健全部での信号変化とうねり部における信号変化を分離するための信号処理を導入し，健全部での繊維方向と厚さ方向の導電性のばらつきに影響されずにうねり部を孤立したスポットとして可視化することができた．また，その信号処理を経てもうねり部の寸法を有限要素法解析で得られた検出電圧の振幅分布のみから推定できるようにする計算スキームを構築した．この方法により繊維うねりの波長と振幅を推定し，実際のうねり寸法と推定した．面外繊維うねりが探傷面側に凸になっている場合は，その反対の場合と比べてSN比が高くなり，有限要素法解析結果との比較によりうねり振幅と波長をおおまかにに推定できることが複数の試験体で確認できた．しかし，探傷面と反対側にうねりが凸になっている場合は寸法推定精度は悪化するという結果になった．
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