• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

低周波数域散乱波形情報を活用した大規模構造用欠陥評価システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 13555124
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
研究機関東北大学

研究代表者

山田 真幸 (2003)  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30323083)

北原 道弘 (2001-2002)  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60135522)

研究分担者 木村 友則  三菱電機(株), 情報技術総合研究所・光超音波チーム, 主事(研究職)
寺田 賢二郎  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40282678)
山田 真幸  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30323083)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
2003年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2002年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2001年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
キーワード非破壊検査 / 土木構造物 / 超音波 / 低周波数 / イメージング / 散乱振幅 / コンクリート / 線形化逆散乱解析法 / 非均質性 / 欠陥評価 / 形状再構成 / 低周波数域超音波 / 位相速度 / 三次元弾性逆散乱法 / 低周波超音波 / 均質化法 / 非均質材料 / ミクロ構造 / 磁歪センサー / 欠陥
研究概要

1.散乱振幅を計測し,固体内部の欠陥形状を再構成する線形化逆散乱解析法を定式化した.ここでは,計測との対応を考慮し,使用するセンサーのビーム特性と周波数域特性を取り入れた欠陥形状再構成システムとした.また高周波数域近似と低周波数域近似に基づいた2種類の線形化式を組み込み,面状欠陥と体積状欠陥の識別機能を有するものとした.欠陥形状再構成システムにはFFTを活用し演算の高速化を図った.
2.非均質材料としてコンクリート製の円柱供試体の内部欠陥を対象とし,全方向からの計測波形を用いて欠陥形状の再構成を行った.現場での計測を意図した場合,同じ非均質材料から参照波形を計測することが困難である場合が多いため,均質材料であるとみなせるセメントペースト中の平面空洞からの反射波形を参照波形として利用するデータ処理方法を提案した.このデータ処理では非均質部の影響を考慮する必要があるが,骨材による位相速度の周波数変化が見られないことから,コンクリートとセメントペーストの群速度の違いのみを考慮する伝播距離・時間に関する補正項を導入した.このデータ処理方法を適用して導出された散乱振幅を用いた場合,ボルン,キルヒホフ両逆散乱法において欠陥形状が再構成できることを示した.
3.円柱供試体における計測では探触子と座標原点の距離が計測点によらず常に一定であったのに対し,平面計測の場合は各計測点によってその距離が変化するためこれを考慮する必要がある.そこで,探触子と送信焦点間の距離の補正項を導入した.また超音波の透過係数や母材の減衰量を考慮するデータ処理方法を提案した.そして,P波およびSV波を用いた逆散乱解析を行い,欠陥形状がある程度再構成できることを示した.
これらにより,非均質性や平面構造を有する土木構造物に対するリアルタイムイメージング技術として線形化逆散乱解析法が適用できる可能性を示したと考える.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] Nakahata, K., Kitahara, M.: "A classification method of defect type by Born and Kirchhoff inversions"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 20. 787-794 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Terada, K., Kikuchi, H.: "A class of general algorithms for nonlinear multi-scale analyses of heterogeneous media"Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 190. 5427-5464 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitahara, M., Nakahata, K., Hirose S.: "Elastodynamic inversion for shape reconstruction and type classification of flaws"Wave motion. 36-4. 443-455 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamada, M., Nakahata, K., Kitahara, M.: "Three dimensional shape reconstruction of defects from reassured backscattering waveforms"Inverse Problems in Engineering Mechanics III, eds. Tanaka, M. and Dulikravich, G.S., Elsevier. 137-144 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中畑和之, 北原道弘: "多点受信波形を用いた逆散乱解析の高精度化"土木学会論文集. 745/I-65. 143-153 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山田真幸, 村上賢治, 中畑和之, 北原道弘: "円柱側面からの計測波形による三次元欠陥像の再構成"応用力学論文集. 6. 69-76 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakahata, K., Kitahara, M.: "A classification method of defect type by Born and Kirchhoff inversions"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 20. 787-794 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Terada, K., Kikuchi, H.: "A class of general algorithms for nonlinear multi-scale analyses of heterogeneous media"Computer methods in Applied Mechanics and Engineering. 190. 5427-5464 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitahara, M., Nakahata, K., Hirose, S.: "Elastodynamic inversion for shape reconstruction and type classification of flaws"Wave motion. 36-4. 443-455 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamada, M., Nakahata, K., Kitahara, M.: "Three dimensional shape reconstruction of defects from reassured backscattering waveforms"Inverse problems in Engineering Mechanics III, (eds. Tanaka., M. and Dulikravich, G.S.), (Elsevier). 137-144 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakahata, K., Kitahara, M.: "Flaw reconstruction by clastodynamic linearied inversion with multi-point measurements"Structural Eng./Rarthquake Eng., JSCE. 745/I-65. 143-153 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamada, M., Murakami, K., Nakahata, K., Kitahara, M.: "Three-Dimensional Flaw Reconstruction from Waveforms Measured on the Side of a Cylinder"J.Applied Mechanics JSCE. 6. 69-76 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakahata, M.Onishi, M.Kitahara: "Application of Linearized Inverse Scattering Methods to the Material with Flat Measurement Surface"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 22. 726-733 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamada, K.Murakami, K.Nakahata, M.Kitahara: "Three Dimensional Born and Kirchhoff Inversions for Shape Reconstruction of Defects, Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 22. 734-741 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 中畑和之, 北原道弘: "多点受信波形を用いた逆散乱解析の高精度化"土木学会論文集 JSCE. 745/I-65. 143-153 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 中畑和之, 北原道弘: "低周波を利用した構造部材内の欠陥再構成手法の提案-逆散乱法と開口合成法の適用-"応用力学論文集 JSCE. 6. 1073-1080 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 山田真幸, 村上賢治, 中畑和之, 北原道弘: "円柱側面からの計測波形による三次元欠陥像の再構成"応用力学論文集 JSCE. 6. 69-76 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 志賀みゆき, 山田真幸, 北原道弘, 鈴木学: "新妻弘明:光干渉型マイクロセンサの開発と受信波形特性"応用力学論文集 JSCE. 6. 1025-1032 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kitahara, K.Nakahata, S.Hirose: "Elastodynamic inversion for shape reconstruction and type classification of flaws"Wave Motion. 36. 443-455 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakahata, M.Kitahara: "Shape reconstruction of defect in inhomogeneous material"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 21. 99-106 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakahata, M.Yamada, T.Sutoh, M.Kitahara: "Imaging of local imperfections of interface by the inverse scattering method"Proc. of the 6th Far-East Conference on Non-Destructive Testing, JSNDI. 117-122 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 中畑和之, 大西正浩, 北原道弘: "線形化逆散乱解析の高速化と欠陥形状再生への適用"応用力学論文集 JSCE. 5. 67-74 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松井和己, 寺田賢二郎, 秋山雅義, 久保木孝, 及川兼司: "マルチスケールモデリングによるBauschinger効果の発現メカニズムの解明"日本機械学会論文集. 68・675. 1559-1566 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 浅井光輝, 寺田賢二郎: "マルチスケールモデリングに基づく非均質脆性材料の強度評価"応用力学論文集 JSCE. 5. 217-226 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M. Kitahara: "Linearized inverse scattering methods for classification of flaw type"APCFS & ATEM' 01, JSME-MMD. 1. 241-246 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakahata: "A classification method of defect type by Born and Kirchhoff inversions"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 20. 787-794 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Terada: "A class of general algorithms for nonlinear multi-scale analyses of heterogeneous media"Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 190. 5427-5464 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Matsui: "Parallelized two-scale analysis for elastic-plastic heterogeneous media"JSME International, Series A. 44(4). 584-593 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Terada: "Image-based modeling and analysis of microstructures for two-scale problems geomechanics"International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 26. 273-297 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamada: "Three dimensional shape reconstruction of defects from measured backscattering wave forms"Inverse Problems in Engineering Mechanics. III. 137-144 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

URL: 

公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi