赤外透過圧子を用いたサーモNDTによるCFRPはく離進展過程の画像化とその場観察

• Project/Area Number: 06750096
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Materials/Mechanics of materials
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 阪上 隆英 大阪大学, 工学部, 助教授 (50192589)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1994: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 非破壊検査 / 赤外線サーモグラフィ / サーモグラフィックNDT / 複合材料 / CFRP / 赤外線透明材料 / はく離損傷

Research Abstract

本研究では,赤外透過圧子を用いたサーモグラフィックNDTを,炭素繊維強化プラスチックス(CFRP)のはく離損傷進展計測に適用した.
(1)衝撃荷重および圧縮荷重の負荷により,積層CFRP板に発生進展した損傷を,輻射加熱および通電加熱時の温度分布をもとに計測した.その結果,輻射加熱による断熱温度場法サーモNDTを用いた場合にはCFRPの層間はく離損傷を,通電加熱による特異温度場法サーモNDTを用いた場合にはCFRPの繊維破断損傷をそれぞれ精度よく計測できることが明らかとなった.
(2)赤外線透過材料製の荷重負荷圧子を用いたサーモグラフィックNDTに関する基礎検討として,接触面の赤外線強度分布を赤外線透過材料越しに計測した.まず,赤外線透過材料と接触する物体の接触面の温度分布計測に関する検討を行った.赤外透明サファイア板と金属およびプラスチック材料のすべり接触時の摩擦熱による接触面の温度分布を,サファイア板越しにサーモグラフィで可視化計測できることが明らかになった.次に,赤外線透過材料と接触する物体の接触面の応力分布計測に関する検討を行った.赤外線計測装置として熱弾性効果に基づく応力測定装置を用いることにより,赤外透明フッ化物とプラスチック材料間の接触応力分布を計測した.
本研究成果より,赤外透過圧子を用いた圧縮はく離損傷進展試験と,圧子越しの接触面の赤外線計測に基づくサーモグラフィックNDTの組み合わせによる,CFRPのはく離損傷進展のその場計測に関する重要な知見を得た.

Research Products

• [Publications] T.SAKAGAMI,K.OGURA: "Thermographic NDT Based on Transient Temperature Field Under Joule Effect Heating" SPIE Proceedings Series,Thermosense XVI,Int.Conf.on Thermal Sensing and Imaging Diagnostic Applications. 2245. 120-130 (1994)
• [Publications] 小倉敬二,阪上隆英,荒川順平: "ニューラルネット援用サーモグラフィックNDTによるはく離欠陥同定" 日本機械学会講演論文集. No.940-30. 53-55 (1994)
• [Publications] 小倉敬二,三好良夫,阪上隆英,大堂洋一郎: "可視光および赤外光透明材料を用いたすべり接触摩耗状態の計測" 日本機械学会講演論文集. No.940-30. 229-231 (1994)
• [Publications] 阪上隆英,小倉敬二: "赤外線映像装置による非破壊・非接触材料評価" 日本機械学会講演論文集. No.940-34. 18-25 (1994)
• [Publications] 阪上隆英,小倉敬二,三好良夫,増喜彰久: "熱弾性赤外線の透過計測に基づく接触応力分布の可視化" 日本機械学会講演論文集. No.940-37. 314-315 (1994)
• [Publications] 阪上隆英,小倉敬二,三好良夫,大堂洋一郎,正田昌宏: "赤外線CCDサーモグラフィを用いたすべり接触摩耗温度の実時間計測" 日本機械学会講演論文集. (印刷中). (1995)