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2012 Fiscal Year Annual Research Report

マトリックス状プローブ柔軟ピエゾ・スマート層による能動受動型欠陥モニタ逆解析手法

Research Project

Project/Area Number 23360055
Research InstitutionSetsunan University

Principal Investigator

久保 司郎  摂南大学, 理工学部, 教授 (20107139)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 阪上 隆英  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50192589)
井岡 誠司  大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (50283726)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords非破壊評価 / 破壊力学 / 欠陥同定 / 電気ポテンシャル法 / ピエゾフィルム / スマートマテリアル / パルスエコー法
Research Abstract

本研究の目的は、ピエゾフィルム上にマトリックス状に探触子を配置したスマート層を構成し、欠陥等を有する物体に貼付することにより、負荷のもとで受動的にピエゾフィルム上に表れる電気ポテンシャル分布を受動的に計測し、能動的な音響発振と受信を多点探触子間で行い3次元き裂・欠陥をモニタする、マトリックス状探触子柔軟ピエゾ・スマート層による能動受動型3次元(3D)欠陥モニタ逆解析手法を確立することにある。
平成24年度には、まず受動型電気ポテンシャルCT法の適用性について、試験片の複数の表面に貼付された複数のピエゾフィルムの上の電気ポテンシャル分布を用いたき裂の同定について検討を行った。その結果、複数のピエゾフィルムを用いた場合には、単数のピエゾフィルムを用いた場合に比べて良好な推定結果が得られる見通しが得られた。
また、ピエゾフィルムとフレキシブル基盤を組み合わせることによりスマート層を構成し、スマート層を貼付したき裂試験片に対して、能動型パルスエコー法を適用した。まず超音波の送信および受信を一つの探触子で行なう一探触子法を用いることにより、各探触子の下方にき裂が存在するか否かを判定することができることを確認した。複数の探触子から時間差をおいてパルスを発振する能動型パルスエコー法の適用性についても検討を行った。パルス発振の時間差を調整することにより、複数の探触子から発信された超音波が干渉をはじめることがわかった。このときの時間差を用いて、き裂の同定ができる見通しが得られた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

非接触表面電位計の納入が遅れてはいるが、本研究の基礎となる受動型電気ポテンシャルCT法および能動型パルスエコー法の双方について、所期の成果が得られている。

Strategy for Future Research Activity

受動型電気ポテンシャルCT法および能動型パルスエコー法の双方について、初期の成果が得られているため、大きな方針変更はない。複数のプローブの活用を中心に、検討を進める。

  • Research Products

    (8 results)

All 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] The Passive Electric Potential Computed Tomography Method for Identification of a Part-Through Three-Dimensional Crack2012

    • Author(s)
      Shiro Kubo, Kokoro Nakamura, Sakagami
    • Journal Title

      Proc. CST2012: The 11th International Conference on Computational Structures Technology

      Volume: Paper No. 88 Pages: 1-10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of a Surface Crack by Active Pulse Echo Method Using Piezoelectric Film2012

    • Author(s)
      Shiro Kubo, Yuki Wataka, Takashi Ohigashi, Takahide Sakagami
    • Journal Title

      Proc. 15th Int. Conf. Experimental Mechanics, Porto

      Volume: Paper No. 2728 Pages: 1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of a Vertical Crack by the Active Pulse-Echo Method Using Smart Layer2012

    • Author(s)
      Takashi Oohigashi, Yuuki Wataka, Shiro Kubo
    • Journal Title

      Proc. European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2012)

      Volume: Paper No. 4197 Pages: 1-10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multiple Electrodes Active Pulse Echo Method Using a Piezoelectric Film for Crack Identification2012

    • Author(s)
      Shiro Kubo, Takahide Sakagami, Toshio Suzuki
    • Journal Title

      Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering, JSME

      Volume: 6 Pages: 519-529

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高温破壊力学,非線形破壊力学から逆問題解析へ2013

    • Author(s)
      久保司郎
    • Organizer
      日本材料学会 第143回破壊力学部門委員会
    • Place of Presentation
      大阪大学中之島センター(大阪市)
    • Year and Date
      20130228-20130228
  • [Presentation] Crack Identification Using Electric Response -From Active Method to Passive Method, and Active Method Again-2012

    • Author(s)
      Shiro Kubo
    • Organizer
      International Computational Mechanics Symposium 2012: JSME-CMD ICMS2012,
    • Place of Presentation
      Convention Hall, Kobe Univ. (Kobe)
    • Year and Date
      20121009-20121011
  • [Presentation] Crack Identification from Electric Potential Response Using Inverse Analysis Methods2012

    • Author(s)
      Shiro Kubo
    • Organizer
      IUTAM 2012 Symposium "Fracture Phenomena in Nature and Technology"
    • Place of Presentation
      Faculty of Engineering, Universita` di Brescia (Brescia, Italy)
    • Year and Date
      20120701-20120705
  • [Book] Simulation and Modeling Related to Computational Science and Robotics Technology, Proc. of SiMCRT 20112012

    • Author(s)
      Fumio Kojima, F. Kobayashi, H. Nakamoto, Shiro Kubo, ほか
    • Total Pages
      264
    • Publisher
      IOS Press

URL: 

Published: 2015-05-28  

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