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大規模で複雑な構造体に対する超音波非破壊評価法の開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10555156
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 構造工学・地震工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

廣瀬 壮一  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (00156712)

研究分担者 木本 和志  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (30323827)
和高 修三  三菱電機(株), 情報技術総合研究所, 参事(研究職)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1999年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1998年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード定量的非破壊検査 / 数値シミュレーション / 波線理論 / 境界要素法 / 差分法 / 探触子のモデル化 / 逆問題 / 欠陥形状の画像化 / 超音波非破壊検査 / 水浸探触子 / 線形化逆解析 / シミュレーション / SH波探触子 / 水浸超音波法 / Rayleigh積分 / 超音波非破壊評価 / 円筒波 / 散乱 / 半無限弾性体 / 厚板
研究概要

本研究は大規模で複雑な構造体に対応する定量的な超音波法の開発を目的として,1.複雑な構造体に対する波動解析プログラムの開発,2.探触子の特性と入射波動場の評価,3.実験データへの適用を行ったものである.1.においては,波線理論と境界要素法,あるいは,波線理論と差分法を用いて,それぞれの解析法の特徴を生かした効率的な波動解析法の開発を行った.波線理論は,高周波波動に対する近似解法の一つであり,単純な幾何形状の問題に対しては非常に簡単な計算によって波動場の計算を行うことができる.一方,境界要素法や差分法などの数値解析法は複雑な幾何形状の問題に適用可能である.そこで本研究は,欠陥近傍の複雑な散乱現象には境界要素法あるいは差分法を用い,その他の比較的単純な反射,透過波動には波線理論を適用し,両者の長所を生かした数値解析法を開発した.2.探触子の特性と入射波動場の評価においては,シミュレーションあるいは計測された波形から探触子振動面上の振動モードを推定する逆問題を設定して解析を行った.用いた手法は,計測波形と解析波形の差の二乗和が最小となるように振動面上の速度分布を決定するもので,典型的な逆解析である.解の不安定性を抑制するために,Tikhonovの正則化項を付加して解析を行った.3.実験データへの適用においては,1.において開発された波動解析プログラムを段差部,スリット,溶接余盛,丸棒内あるいは厚板内の欠陥など様々な実験供試体に適用し,実験波形と計測波形を比較して両者の一致を確認した.また,開口合成法ならびに線形化逆解析によって欠陥形状の画像化を行った.開口合成処理,線形化逆解析のいずれにおいても,複数の伝播経路を考慮することにより欠陥再構成像の解像度が向上することが明らかとなった.

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (42件)

  • [文献書誌] 廣瀬壮一,岡本和明: "自由表面近傍の欠陥による円筒波の反射・散乱解析"応用力学論文集. 1. 155-160 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose: "Numerical simulation for ultrasonic waves scattered by a defect in a thick plate"Proc.of the second Japan-US symposium on advances in NDT. 358-362 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose: "Reflection and scattering of a cylindrical wave in a half space"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 18. 87-93 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kimura et al.: "Approximate expression of far field generated by ultrasonic angle probe and its application to synthetic aperture focusing"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 18. 1123-1130 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 木村友則 他: "丸棒の超音波探傷におけるエコーの解析"信学技報. 29-36 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose,K.Kimoto and C.Miki: "Simulation for ultrasonic evaluation of a welding defect in a thick plate"Nondestructive testing in civil engineering. 357-366 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Wadaka et al.: "Ultrasonic nondestructive testing method for heavy plate butt welds using low frequency broadband angle probe and synthetic aperture focusing technique"Nondestructive testing in civil engineering. 347-356 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 廣瀬壮一,身崎成紀: "水浸探触子の振動特性の同定"応用力学論文集. 3. 75-80 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kimoto and S.Hirose: "Reflection and scattering analysis of SH wave using a combined method of BEM and ray theory"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 19. 65-72 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kimoto and S.Hirose: "A numerical modeling of contact SH-wave transducers"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 20(in print). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose,K.Kimoto and H.Mizushima: "Inversion of vibration mode of an immersion ultrasonic transducer"Proc.Int.Symp.Inverse Problems in Eng.Mech.(ISIP2001). (in print). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kimura et al.: "Analysis of echoes in ultrasonic testing for round bar using angle beam immersion technique"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 20(in print). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose and K.Okamoto: "Reflection and scattering of a cylindrical wave by a defect near a free surface"J.Appl. Mech., JSCE. 1. 155-160 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose: "Numerical simulation for ultrasonic waves scattered by a defect in a thick plate"Proc. of the second Japan-US symposium on advances in NDT. 358-362 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose: "Reflection and scattering of a cylindrical wave in a half space"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation 18, Plenum Press, New York. 87-93 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kimura et al.: "Approximate expression of far field generated by ultrasonic angle probe and its application to synthetic aperture focusing"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation 18, Plenum Press, New York. 1123-1130 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kimura et al.: "Analysis of echoes in ultrasonic nondestructive testing for round bars"Technical Report of IEICE. US99-48. 29-36 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose, K.Kimoto and C.Miki: "Simulation for ultrasonic evaluation of a welding defect in a thick plate"Nondestructive testing in civil engineering, Balkema. 357-366 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Wadaka et al.: "Ultrasonic nondestructive testing method for heavy plate butt welds using low frequency broadband angle probe and synthetic aperture focusing technique"Nondestructive testing in civil engineering, Balkema. 347-356 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose, S.Misaki: "Identification of vibration characteristics of an immersion transducer"J.Appl. Mech., JSCE. 3. 75-80 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kimoto and S.Hirose: "Reflection and scattering analysis of SH wave using a combined method of BEM and ray theory"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation 19, AIP, New York. 65-72 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kimoto and S.Hirose: "A numerical modeling of contact SH-wave transducers"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation 20, AIP, New York. (to appear). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hirose, K.Kimoto and H.Mizushima: "Inversion of vibration mode of an immersion ultrasonic transducer"Proc. Int. Symp. Inverse Problems in Eng. Mech. (ISIP2001). (in print). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kimura et al.: "Analysis of echoes in ultrasonic testing for round bar using angle beam immersion technique"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation 20, AIP, New York. (to appear). (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 廣瀬壮一,身崎成紀: "水浸探触子の振動特性の同定"応用力学論文集,土木学会. 3. 75-80 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kimoto and S.Hirose: "Numerical modeling of SH-wave ultrasonic nondestructive testing"Proc.1st Int.Conf.Struct.Stability and Dyn.. 543-548 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 廣瀬壮一,原陽一,木本和志: "板内部の欠陥形状の再構成}"第8回超音波による非破壊評価シンポジウム講演論文集. 51-56 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 木村友則 他4名: "試験体底面段差部エコーのハイブリッド差分法シミュレーション"日本音響学会講演論文集. 857-858 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 木村友則 他4名: "斜角探傷法における試験体底面開口スリットからのエコーの解析"日本非破壊検査協会平成12年度秋季大会講演概要集. 221-222 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kimura et al.: "Analysis of echoes in ultrasonic testing for round bar using angle beam immersion technique"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 20. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hirose: "Reflection and scattering of a cylindrical wave in a half spade"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 第18巻. 87-93 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kumoto and S.Hirose: "Reflection and scattering analysis of SH wave using a combined method of BEM and ray theory"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 第19巻. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hirose,K.Kimoto and C.Miki: "Simulation for ultrasonic evaluation of a welding defect in a thick plate"Nondestructive testing in civil engineering,Balkema. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 大本和志,廣瀬壮一: "波線理論と境界要素法を用いたSH波の反射・散乱解析"土木学会第54回年次学術講演会講演概要集 第1部(A). 106-107 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 廣瀬壮一,身崎成紀: "水浸探触子の特性の同定に関する研究"土木学会第54回年次学術講演会講演概要集 第1部(A). 108-109 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 廣瀬壮一,身崎成紀: "水浸探触子の特性の同定について"第7回超音波による非破壊評価シンポジウム講演論文集. 139-144 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 岡本和明、廣瀬壮一: "自由表面近傍の欠陥による弾性波動の散乱解析" 第50回平成10年度土木学会中国支部研究発表会発表概要集. 47-48 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 廣瀬壮一、岡本和明: "自由表面近傍の欠陥による円筒波の反射・散乱解析" 応用力学論文集. Vol.1. 155-160 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Sohichi HIROSE: "A Combined method of far-field approxomation and BIE for cylindrical wavescatteh" 東京工業大学土木工学科研究報告. No.58. 29-35 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 木本和志、廣瀬壮一: "波線理論と境界要素法を用いた定常SH波の散乱解析" 第6回超音波による非破壊評価シンポジウム講演論文集. 43-44 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Sohichi HIROSE: "Numerical Simulation for ultrasonic waves scattered by a defect in a thick plan" Proc.of 2nd Japan-US Symp.on Advances in NDT. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 小池光裕、和高修三 他2名: "厚板溶接部超音波探傷法" 「都市基盤施設研究体」平成10年度シンポジウム講演概要素. 43-52 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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