| 研究概要 |
異方弾性体における弾性波動の散乱・伝播特性は,弾性波速度の方向依存性によって等方弾性体における特性とはかなり異なったものとなる.よって,異方性材料に対する超音波非破壊評価法の定量化・高精度化を進めるには異方性を考慮した弾性波動の散乱,伝播解析を行なうことが必須である.本研究は,異方性が波動伝播や散乱現象に及ぼす影響を数値的に明らかにして,超音波実験と比較するとともに,その結果を異方性を持つ厚い鋼板の超音波欠陥評価に適用したものである.得られた主な結果は以下の通りである.1.体積を持つ欠陥を含む無限弾性体に対する波動解析プログラムを開発した.手法は選点法を用いた境界要素法である.空洞による平面入射波の散乱問題を,入射波の種類,入射方向,材料定数などを様々に変化させて解析し,空洞周辺の散乱波の挙動を可視化ソフトウェアを用いて表示させて異方性の影響を明らかにした.2.異方弾性体内におけるき裂による弾性波動の散乱解析のための境界要素法による解析コードを開発した.ガラーキン法を用いて境界積分方程式を正則化することにより高次基本解に含まれる特異性をlogオーダーにまで弱めて数値的な安定を図った.3.欠陥を模擬した空洞を持つ厚板鋼による超音波実験を行った.その結果,斜角探触子を用いた超音波探傷では入射角度が大きくなるほど異方性の影響が大きくなり,探傷精度が低下することが確かめられた.特に,板裏面で一回反射させて欠陥に超音波を入射する一回反射法では,超音波の伝播距離が長くなり異方性の影響が大きいことがわかった.4.超音波実験をシミュレーションするため,入射パターン,空洞周辺での散乱過程,散乱波の放射現象までを含めた数値解析を行い,実験結果と比較した結果,両者はよい一致が得られた.
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