2次元応力評価のための平面2軸応力下磁気アコースティックエミッション挙動の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26820007
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 安部 正高 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (50582623)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 応力評価 / 非破壊評価 / 磁気AE / 物性 / 平面２軸応力

Outline of Annual Research Achievements

前年度構築した高性能磁気AE測定システムを用いて、ニッケルおよびSM490A鋼を対象に平面2軸圧縮応力下での磁気AE発生挙動の測定を行った。測定に際しては、研究協力者（高松）提供の平面2軸圧縮応力試験機では構築した測定システムにそのまま適用することが難しいことが判明したため、従来の試験機を参考に、サイズや固定治具に変更を施した平面2軸圧縮応力試験機を作製した。
各材料について正方形の平板試験片を作成し、平面応力が①単軸圧縮応力、②等2軸圧縮応力、③2軸圧縮応力（主応力比1：2）の3つの場合について測定を行った。
①の測定では、従来行ってきた短冊状試験片の場合と異なり、平板試験片の場合には磁極間で磁束が一様ではなく閉じたループを描くため、印加磁場方向およびそれに垂直な方向の双方の磁気特性の変化が磁気AE発生挙動に影響することが明らかになった。また、①、②および③の場合では負荷応力に対する磁気AE特性の変化挙動が異なることがわかった。さらに、各応力状態において、印加磁場方向を主応力方向に対して変化させた場合の磁気AE測定を行ったところ、応力状態によって印加磁場と主応力方向の成す角度による磁気AE特性の変化傾向が異なることが明らかになった。これらの結果より、印加磁場方向を変化させながら磁気AEを測定することにより、どのような平面応力状態にあるか、および、主応力の方向とその強度について推定することが可能であることが示された。
一方で、上述のように平板材料の平面2軸応力状態では、2次元の磁気弾性結合効果に加え、磁極間の磁束分布に基づき、磁気AE発生への磁気特性の各方向成分の寄与を考慮した合成が必要があることが明らかになったが、その具体的な磁気AE発生挙動モデルの構築は今後の課題として残った。