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高精度超音波計測による非均質異方性材料の材料評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15360234
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
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 ANIL C.Wijeyewickrma (ウェッジウィックレマ C. アニール / WIJEYEWICKRMA Anil C.)  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10323776)
木本 和志  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (30323827)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
14,800千円 (直接経費: 14,800千円)
2005年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2004年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2003年度: 9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
キーワード超音波非破壊検査 / 境界要素法 / 多重散乱 / 散乱解析 / 計測 / 材料評価 / シミュレーション / イメージング / 非均質異方性材料 / 表面波 / 速度分散性 / 2.5次元境界要素法 / アレイ探傷 / 開口合成法 / 時間反転集束 / マッチドパルス / 非線形最小二乗法 / 位相速度曲線 / 多重散乱解析 / 高速多重極境界要素法 / 減衰 / バンドギャップ / 弾性定数 / 音速 / 分散特性 / ガウシアン正弦波 / 相互相関法
研究概要

本研究では,超音波非破壊検査技術の信頼性と精度の向上を目的として,非均質異方弾性体における超音波の基本的な特性を数値解析的に明らかにし,高精度な超音波計測によって,非均質異方性材料の特性評価ならびに欠陥評価を行ったものである.非均質異方性材料における超音波特性に関する数値解析的な研究として,1.境界要素法を用いた異方弾性体中の散乱解析,2.横穴やスリットなどの一定断面を持つ散乱体による3次元散乱場の解析,3.高速多重極境界要素法を用いた複合材料の補強材による多重散乱解析,4.多重散乱近似解法による超音波ノイズ解析,5.層状弾性体における表面波の分散特性の解析などを行った.1.と2.の解析はそれぞれの問題に適した基本解を用いた境界要素法を開発し,3.と4.はいずれも数多くの介在物による多重散乱問題の解析を行ったものである.5.においては,不完全な接着条件を持った層状構造の弾性体表面を伝播する表面波の分散を数値解析によって明らかにした。これらの解析によって超音波計測における基礎データを得ることができた.一方,超音波計測を用いた材料評価では,超音波探触子の変換損失や伝播距離による損失を考慮した減衰特性評価やマッチドパルス法と呼ばれる最適な送信法を提案するとともに,漏洩表面波を用いた非均質異方性鋼板の評価を行った.また,超音波計測による欠陥評価では,マルチガウシアンビーム法と2.5次元境界要素法を用いた高精度な欠陥エコーのシミュレーションを行ったほか,アレイデータを応用した欠陥形状のイメージング手法として時間反転集束法およびTDTG法を開発した.これによって,材料内部の欠陥をより定量的に評価することが可能となった.

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (36件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Multiple Scattering Approximation of Anti-plane Elastic Waves in Infinite and Half-Space Domains with Distributed Inclusions2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tharmmapornphilas, S.Hirose
    • 雑誌名

      Electronic Journal of Boundary Elements 4

      ページ: 1-30

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multiple Scattering Approximation of Anti-plane Elastic Waves in Infinite and Half-Space Domains with Distributed Inclusions2006

    • 著者名/発表者名
      Kwannate Tharmmapornphilas, Sohichi Hirose
    • 雑誌名

      Electronic Journal of Boundary Elements (EBEM) 4,1

      ページ: 1-30

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A time-domain collocation-Galerkin BEM for transient dynamic crack analysis in anisotropic solids2005

    • 著者名/発表者名
      A.Tan, S.Hirose, Ch.Zhang
    • 雑誌名

      Engineering Analysis with Boundary Elements 29

      ページ: 1025-1038

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Quasi Two Dimensional BEM Analysis in Ultrasonic Immersion Testing2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tharmmapornphilas, S.Hirose, K.Nakahata
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集 5

      ページ: 19-24

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 高速多重極境界要素法を用いた複合材料の弾性波動解析2005

    • 著者名/発表者名
      斎藤 隆泰, 永井 浩二, 廣瀬 荘一
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集 5

      ページ: 37-42

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A two-dimensional boundary element analysis for dynamic stress intensity factor computation in anisotropic piezoel ectric solid with a finite crack2005

    • 著者名/発表者名
      Alan T.Tan, Sohichi Hirose
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集 5

      ページ: 101-106

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A 2-D hypersingular time-domain BEM for dynamic crack analysis in anisotrobic solids2005

    • 著者名/発表者名
      S.Beyer, Ch.Zhang, S.Hirose, J.Sladek, V.Sladek
    • 雑誌名

      Advances in Boundary Element Techniques VI

      ページ: 3-12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Quasi Two Dimensional BEM Analysis in Ultrasonic Immersion Testing2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tharmmapornphilas, S.Hirose, K.Nakahata
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society for Computational Methods in Engineering 5

      ページ: 19-24

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Elastic wave analysis of composite materials using fast multipole boundary element method2005

    • 著者名/発表者名
      T.Saitoh, K.Nagai, S.Hirose
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society for Computational Methods in Engineering 5

      ページ: 37-42

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A two-dimensional boundary element analysis for dynamic stress intensity factor computation in anisotropic piezoelectric solid with a finite crack2005

    • 著者名/発表者名
      Alan T.Tan, Sohichi Hirose
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society for Computational Methods in Engineering 5

      ページ: 101-106

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A 2-D hypersingular time-domain BEM for dynamic crack analysis in anisotropic solids2005

    • 著者名/発表者名
      S.Beyer, Ch.Zhang, S.Hirose, J.Sladek, V.Sladek
    • 雑誌名

      Advances in Boundary Element Techniques VI

      ページ: 3-12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A 2D time-domain BEM for transient wave scattering analysis by a crack in anisotropic solids2005

    • 著者名/発表者名
      A.Tan, S.Hirose, Ch.Zhang, C.-Y.Wang
    • 雑誌名

      Engineering Analysis with Boundary Elements 29,6

      ページ: 610-623

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 高速多重極境界要素法を用いた超音波の多重散乱シミュレーション2005

    • 著者名/発表者名
      斎藤隆泰, 永井浩二, 廣瀬壮一
    • 雑誌名

      計算工学講演会論文集 10

      ページ: 591-594

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 流体-弾性体結合モデルに対する2.5次元解析2005

    • 著者名/発表者名
      檜山仁志, 廣瀬壮一
    • 雑誌名

      土木学会第60回年次学術講演会講演概要集1-571 (CDROM)

      ページ: 1139-1140

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] リニアアレイ探触子を用いた表面疲労き裂端部の検出2005

    • 著者名/発表者名
      木本和志, 廣瀬壮一, 上野真一郎
    • 雑誌名

      日本非破壊検査協会平成17年度春季大会講演概要集

      ページ: 17-20

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 高速多重極境界要素法を用いた複合材料の弾性波動解析2005

    • 著者名/発表者名
      斎藤隆泰, 永井浩二, 廣瀬壮一
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集 5

      ページ: 37-42

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Multiple Scattering Approximation of Waves in Composite Materials,2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tharmmapornphilas, S.Hirose
    • 雑誌名

      Computational Engineering I- Advances in Continuum Mechanics and Electromagnetic, JASCOME

      ページ: 21-29

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Two-dimensional Boundary Element Method for Elastic Wave Propagation in an Anisotropic Solid with Cracks2004

    • 著者名/発表者名
      A.T.Tan, S.Hirose
    • 雑誌名

      Computational Engineering I- Advances in Continuum Mechanics and Electromagnetics, JASCOME

      ページ: 31-40

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A collocation-Galerkin time-domain BEM for transient dynamic crack analysis in anisotropic solids2004

    • 著者名/発表者名
      S.Hirose, A.Tan, Ch.Zhang
    • 雑誌名

      Computational Mechanics, Tsinghua University Press & Springer-Verlag (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Approximation Method for Multiple Scattering of Elastic Wave2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tharmmapornphilas, S.Hirose
    • 雑誌名

      Computational Mechanics, Tsinghua University Press & Springer-Verlag (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transient behavior of scattered and reflected wave fields in anisotropic solids2004

    • 著者名/発表者名
      S.Hirose, A.Tan, Ch.Zhang
    • 雑誌名

      Advances in Computational & Experimental Engineering & Science, Tech Science Press,

      ページ: 2204-2209

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] コンクリートの超音波非破壊検査における最適波形2004

    • 著者名/発表者名
      葛西亮平, 小島正, 廣瀬壮一, 羽矢洋, 稲葉智明
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集 4

      ページ: 239-296

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] コンクリート供試体における超音波減衰係数2004

    • 著者名/発表者名
      稲葉智明, 葛西亮平, 小島正, 廣瀬壮一, 羽矢洋, 稲葉智明
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集 4

      ページ: 289-292

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A 2D time-domain BEM for transient wave scattering analysis by a crack in anisotropic solids2004

    • 著者名/発表者名
      A.Tan, S.Hirose, Ch.Zhang, C.-Y.Wang
    • 雑誌名

      Engineering Analysis with Boundary Elements 29

      ページ: 610-623

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multiple Scattering Approximation of Waves in Composite Materials2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tharmmapornphilas, S.Hirose
    • 雑誌名

      Computational Engineering I - Advances in Continuum Mechanics and Electromagnetics, JASOME

      ページ: 21-29

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Two-dimenstional Boundary Element Method for Elastic Wave Propagation in an Anisotropic Solid with Cracks2004

    • 著者名/発表者名
      A.T.Tan, S.Hirose
    • 雑誌名

      Computational Engineering I - Advances in Continuum Mechanics and Electromagnetics, JASOME

      ページ: 31-40

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A collocation-Galerkin time-domain BEM for transient dynamic crack analysis in anisotropic solids2004

    • 著者名/発表者名
      S.Hirose, A.Tan, Ch.Zhang
    • 雑誌名

      Computational Mechanics (Tsinghua University Press & Springer-Verlag) (CDROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Approximation Method for Multiple Scattering of Elastic Wave2004

    • 著者名/発表者名
      Kwannate Tharmmaporphilas, Sohichi Hirose
    • 雑誌名

      Computational Mechanics (Tsinghua University Press & Springer-Verlag) (CDROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transient behavior of scattered and reflected wave fields in anisotropic solids2004

    • 著者名/発表者名
      Hirose, A.Tan, Ch.Zhang
    • 雑誌名

      Advances in Computational & Experimental Engineering& Science (Tech Science Press)

      ページ: 2204-2209

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optimal Waveform for Ultrasonic Method in Concrete2004

    • 著者名/発表者名
      R.KASAI, T.KOJIMA, S.HIROSE, H.HAYA, T.INABA
    • 雑誌名

      Proceedings of the Concrete Structure Scenarios, JSMS

      ページ: 293-296

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ultrasonic Attenuation Coefficient in Concrete Specimens2004

    • 著者名/発表者名
      T.INABA, R.KASAI, T.KOJIMA, S.HIROSE, H.HAYA
    • 雑誌名

      Proceedings of the Concrete Structure Scenarios, JSMS

      ページ: 289-292

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Approximation Method for Multiple Scattering of Elastic Wave2004

    • 著者名/発表者名
      Kwannate Tharmmapornphilas, Sohichi Hirose
    • 雑誌名

      Computational Mechanics, Tsinghua University Press & Springer-Verlag (CDROM)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 超音波による圧延鋼板の弾性定数の測定に関する研究2004

    • 著者名/発表者名
      戸塚孝文, 廣瀬壮一
    • 雑誌名

      土木学会第59回年次学術講演会講演概要集I (CDROM-I)

      ページ: 1215-1216

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] コンクリートの超音波非破壊検査における最適波形2004

    • 著者名/発表者名
      葛西亮平, 小島 正, 廣瀬壮一, 羽矢 洋, 稲葉智明
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集 4

      ページ: 293-296

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] コンクリート供試体における超音波減衰係数2004

    • 著者名/発表者名
      稲葉智明, 葛西亮平, 小島 正, 廣瀬壮一, 羽矢 洋
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集 4

      ページ: 289-292

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 散乱解析による超音波ノイズの定量化2004

    • 著者名/発表者名
      廣瀬壮一, Kwannate Tharmmapornphilas
    • 雑誌名

      日本鉄鋼協会講演論文集 材料とプロセス 第148回秋季講演大会(CAMP-ISIJ) 17

      ページ: 942-944

    • NAID

      10013506615

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 特許願2004

    • 発明者名
      稲葉智明他4名
    • 権利者名
      (財)鉄道技研
    • 産業財産権番号
      2004-129836
    • 出願年月日
      2004-04-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Leungvichcharoen, S, Wijeyewickrema, A.C.: "Dispersion effects of extensional waves in pre-stressed imperfectly bonded incompressible elastic layered composites"Wave Motion. 38. 311-325 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 永井浩二, 廣瀬壮一: "境界要素法を用いた超音波ノイズの解析"土木学会第58回年次学術講演会講演概要集I. (CDROM). 469-470 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 葛西 亮平, 廣瀬 壮一, 小島 正, 稲葉 智明, 羽矢 洋: "コンクリート材料における超音波の基本特性について"第11回超音波による非破壊評価シンポジウム講演論文集. 1-2 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tharmmapornphilas, S.Hirose: "Multiple Scattering Approximation of Waves in Composite Materials"Proc. of ICOME2003(1st Asia-Pacific International Conference on Computational Methods in Engineering 2003). (in print). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Rattanasuwannachart, Ch.Miki, S.Hirose, H.Shirahata: "Acoustical anisotropy and non-homogeneity of rolled steel plates"Journal of Structural Eng./Earthquake Eng., JSCE. 752/I-66. 1-10 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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