2022 Fiscal Year Research-status Report
Lamb波を用いた非線形超音波法によるボルト締結体の非破壊検査に関する研究
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21K03928
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
福田 誠 秋田大学, 理工学研究科, 講師 (50507671)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 超音波 / 2次高調波 / サイドバンド / 非線形振動 / 有限要素解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超音波を用いた非破壊検査の分野において，従来法では検出困難とされる初期段階の欠陥の検出を目的として，非線形超音波法による非破壊検査の研究が多く進められている。本研究では，2枚の平板がボルト締結されている場合において，不完全な締結の検出や締結部近傍の探傷などのため，Lamb波という板波を用いた検査方法について検討を進めている。
令和4年度は，平板に締結用の丸穴を開けた際の，丸穴の縁部における探傷を目的として，丸穴を開ける前，丸穴を開けた後，丸穴の縁部に傷を設けた場合について，それぞれ大振幅のラメモードのLamb波を送波し，非線形超音波の一つである2次高調波成分を透過法により検出した。その結果，丸穴の縁部に傷をつけることで2次高調波成分の検出量が数dB減少することが確認された。これは，傷によるレイリー散乱の影響によるものと考察した。
また，有限要素法による解析では，非線形超音波法の一つである二周波超音波を用いたwave mixing法について2つの周波数の和や差の成分であるサイドバンドを探傷に利用するため，サイドバンドの音場について数値計算による検討を実施した。従来法では，高周波のプローブ波と低周波のポンプ波をき裂で直交させるように送波している。Lamb波による平板の非破壊検査に適用するために，同一の位置から二周波の超音波を送受波できるよう，円環型と円板型の2種の振動子を同軸上に配置する方法を検討した。円環型と円板型の直径を変化させて非線形成分の検出量が最大となる直径の比率を求めることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画では，令和4年度に行う予定であったラメモードのLamb波の送受波実験については実施できたが，丸穴に傷をつけることで計画時の想定と異なり2次高調波が減少したため，その理由の検討が必要となった。そのため，実際に平板をボルト締結した場合の非線形超音波での評価の検討には至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
ボルト締結の無い状態の平板の検討を進めてきたため，今年度は昨年度実施できなかったボルト締結した平板に対しての非線形超音波実験を実施する。また，有限要素解析で検討してきたwave mixing法などの二周波超音波による実験も実施し，比較検討する。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により，予定していた学会発表がオンラインでの開催となり，旅費の使用額が0円であった。次年度の実験材料の物品費として使用する計画である。また，半導体不足の影響により納期未定で一部の実験装置の発注ができなかったため，次年度に発注する予定である。
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