| Research Abstract |
申請者は,非線形超音波を用いた新しいボルト締結評価に関して研究を行なっている.これまでの研究で,ボルトを締結することにより非線形超音波成分の一つである2次高調波が増加することを確認した.さらに,超音波の検出位置をボルト頭部とナット側面のそれぞれで行ない,どちらも同様に検出が可能であることを明らかにした.
当該年度では,超音波の音圧とトルク,そして2次高調波の検出量の関係について検討した.その結果,音圧の増加とともに2次高調波が増加するが,その増加分はトルクが小さい時ほど木きく,一方,トルクが大きい場合では増加分が小さくなることが,複数回の実験で明らかとなった.トルクが大きい場合では,ボルトーナットのネジ山接触面に加わっている軸力も大きいため,そ晒を開閉させるだけの超音波音圧も大きくする必要があると考えられる.このように,音圧を変えることで,ボルトが締まっているか緩んでいるかなどの,締結状態の把握が行なえる可能性を示すことができた.
また,音圧を一定として,トルクを変化させた場合について検討した.その結果,トルクの増加とともに2次高調波も増加することが確認された.さらに,あるトルクを境に2次高調波増加量が大きくなっている(グラフの傾きが大きくなっている)ことが検定により確認された.その境がおよそ適正締め付けトルク付近であることもわかった.適正より小さいトルクでは,接触による2次高調波の発生のみである一方,適正より大きいトルクでは,接触によるもの加えて塑性変形による2次高調波も含まれるため,傾きが大きくなったと考えられる.傾きを評価することで,正しく締結できたかどうかの判断できる可能性を示すことができ,実用化へつながる結果を示せた.
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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
トルクや軸力と,発生する2次高調波の関係について明らかとなった.さらに,本評価法に用いる音響結合剤についても検討中であり,おおむね順調に進展していると考えられる.
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は主として,ボルトとナットの界面を模擬した斜面を有する固体試料に有限振幅超音波を入射し,非線形振動により発生する2次高調波の検出実験を行う.音圧と2次高調波の発生量についての関係を明らかにし,ボルト・ナット締結で起こっている現象を推定する.また,ボルトの長さや材料を変化させ,本手法の普遍的検討を行う.
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