2015 Fiscal Year Research-status Report
構造体健全性診断のための超音波伝搬可視化法による定量的非破壊評価
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25420426
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
山本 哲也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 分析計測標準研究部門, 主任研究員 (30312755)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 非破壊計測 / 波動伝搬 / 劣化予測・診断 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
パルスレーザー走査を適用した欠陥検出装置において、センサ（探触子）を複数か所に配置することにより、レーザー励起された超音波の伝搬挙動を異なる場所での多系統の信号として同時にモニタリング・映像化を行う手法を前年度に提案し、き裂等の線状欠陥を有する薄板試験片においてその有効性の検証を行ってきた。本年度は、2センサを裏面欠陥を有する厚板試験片に対して適用した際の映像化に関して検討を行った。センサを2か所に向かい合わせに（対向）配置して映像化した場合には、欠陥からの散乱波が確認し難いが、1か所のみにセンサを配置した場合には欠陥から拡がる波が適切に確認できる。裏面欠陥を有する厚板試験片に対してセンサを対向配置にして映像化を行うと、底面からの反射波が原因で欠陥からの弱い散乱波が判別し難くなってしまうことをBスコープの図から明らかにした。
次に、より高い信頼性を有する欠陥検出法の確立に向けて、金属円形パイプ内部にマイクロ波を伝搬させるための給電回路に関して検討を行った。著者らはこれまで11GHzにおいて当該回路の最適設計を行い文献値と一致することを確認してきたが、本年度は5GHzにおいて同様にモーメント法を用いて反射特性が最適となる中心導体の長さの最適化、並びに、外導体内径の形状をステップ状に変化させた広帯域構造におけるパラメータの最適化を行い、最適化されたパラメータを用いてプロトタイプを作製し、計算値と実験値が一致することを確認した。レーザー励起超音波を用いた欠陥検出手法と併せて適用することで、より信頼性の高い欠陥検出が期待できる。
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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
3年目は、弊所で開発を行っている超音波伝搬可視化装置において、複数センサを適用した際の欠陥検出手法に関して新たに裏面欠陥を有する厚板試験片に対してセンサを向い合せに配置した際の映像化に関して検討を行った。厚みを有する板の裏面欠陥を対向配置により映像化を行うと、底面からの反射波が原因で欠陥からの弱い散乱波が判別し難くなってしまうことを明らかにした。さらに、マイクロ波を用いた欠陥検出における給電回路の最適設計・プロトタイプ作製を行い、その特性評価を計算と測定の両面から行った。当初の計画通りの達成度である。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度は貫通円形孔からの欠陥検出、2年目は複数センサによる薄板試験片における線状欠陥（き裂）からの欠陥検出、3年目は裏面欠陥を有する厚板試験片においてセンサを対向配置した際の映像化に関して検討を行った。また、異なる観点からの検査手法として、マイクロ波による欠陥検査についても検討し、そのための給電回路の最適設計・特性評価を行った。今後の研究の方策としては、上記手法のさらなる展開として、異なる各種試験片における映像化、センサの適用手法の検討、シミュレーション技術を利用した伝搬現象の検証、モックアップ等への本手法の適用等が挙げられる。
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| Causes of Carryover |
航空チケット購入時や消耗品購入時の相見積により、小口の現金が発生することとなった。申請時の内容に特に変更はない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
主として研究成果を国内外の会議において発表していくための旅費や各種試験片の購入に充てる予定である。
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