超低周波磁歪超音波センサーを用いた線形化逆散乱解析法の開発と利用

• 研究課題/領域番号: 13750450
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 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 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30323083)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円); 2002年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2001年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 磁歪 / 超音波探傷 / コンクリート / 低周波 / 維持管理

研究概要

本年度の主な研究業績をまとめると次のようになる.
1.3次元線形化逆散乱解析法の非均質材料への拡張
ここでは前年度の成果を用いてコンクリートと鉄筋界面の損傷域の再構成を試みた.土木構造物を構成するコンクリート等の非均質部材を評価対象とすることから,計測実験を行うにあたり非均質材料としてセメントペーストを用い,中に鉄筋を模擬した鋼棒を埋め込みその表面に界面損傷域を模擬した欠陥モデルを作成した.これらを用いて波形計測を行い,線形化逆戦乱解析法を適用した.その結果,ボルン逆散乱解析法,キルヒホフ逆散乱解析法の双方でセメントペースト供試体中に作成した欠陥モデル部の形状が再構成された.
2.磁歪センサーの超低周波数域化と形状再構成法への適用
セメントペースト製供試体を使用し,欠陥モデルから得られる散乱振幅データを取り出す.このためには被検査対象から得られる散乱波形を,リファレンス供試体からの波形を用いてデータ処理する必要があるが,磁歪センサー等の接触型のセンサーを使用した場合においても水浸法の場合と同様に供試体中央部に平面を有するリファレンス供試体より得られる参照波形を用いてデータ処理を行うことにより欠陥再構成用散乱振幅を得ることが可能である.

研究成果

• [文献書誌] 山田真幸, 須藤貴史, 中畑和弘, 北原道弘: "超音波を利用した界面損傷部の識別"土木学会第57回年次学術講演会講演概要集. (CD-ROM). (2002)
• [文献書誌] 山田真幸, 中畑和弘, 北原道弘: "超音波による鉄筋界面損傷部のイメージング"機械学会平成14年度材料力学部門講演会講演論文集. 515-516 (2002)
• [文献書誌] K.Nakahata, M.Yamada, T.Suto, M.Kitahara: "Imaging of local imperfections of interface by the inverse scattering method"Proceedings of 6^<th> far-east conference on nondestructive testing. 117-122 (2002)
• [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, Bellingham. Vol.22(In press). (2002)
• [文献書誌] 山田真幸, 北原道弘: "磁歪振動子を利用した固体内低周波パルス発生の試み"土木学会第56回年次学術講演会講演概要集. (CD-ROM). (2001)
• [文献書誌] M.Yamada: "Three dimensional shape reconstruction of defects from measured backscattering waveforms"Inverse Problems in Engineering Mechanics. III. 137-144 (2002)