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CFRP深部欠陥およびGFRP内部損傷を検出可能な渦電流試験法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J05456
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関愛媛大学 (2016)
東京工業大学 (2015)

研究代表者

水上 孝一  愛媛大学, 理工学研究科, 助教

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード複合材料 / 非破壊検査 / 渦電流 / 磁気イメージング / 誘電率
研究実績の概要

CFRPの欠陥検出については,誘導加熱場を利用したはく離欠陥の検出性能を早期に明らかにできたことから,成形時に発生する不良である繊維うねりの検出を試みた.CFRPはその電気的異方性の強さから,交番磁界により渦電流を発生させた際に渦電流は繊維に沿って流れる.そのため,渦電流の経路を可視化することができれば,繊維うねりを可視化することが可能となる.本研究では,磁界分布から渦電流の経路を可視化するための磁気イメージングアルゴリズムを新たに提案し,その有効性の検証を行った.CFRP直交積層板,疑似等方積層板に対して行った試験では,ともに面内繊維うねりの形状を可視化することに成功した.しかし,繊維うねりの位置が探傷面から離れるほど可視化される繊維うねりの振幅は小さくなってしまうことが明らかになった.そのため,有限要素法解析により,可視化される繊維うねり寸法とうねりの深さの関係を取得し,繊維うねり振幅の上限と下限を求める方法を新たに提案し,うねり寸法評価を可能とした.
GFRP検査では,GFRPの誘電率分布を渦電流試験によって測定して検査を行った.GFRPの誘電率を変化させる事例として吸水があるため,まずはこれを対象として試験を行った.その結果,GFRPの重量増加,すなわち吸水に伴い,渦電流プローブの出力電圧が変化することを明らかにすることができた.また,誘電率が異なる種々の樹脂材料に対しても実験を行い,誘電率変化に対して渦電流プローブの検出信号が線形に変化することを明らかにすることができた.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 渦電流探傷試験による炭素繊維複合材料の繊維うねり分布の非接触可視化2017

    • 著者名/発表者名
      水上 孝一,黄木 景二
    • 雑誌名

      日本複合材料学会誌

      巻: 43

    • NAID

      130007383378

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization and size estimation of fiber waviness in multidirectional CFRP laminates using eddy current imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Koichi MIZUKAMI, Yoshihiro MIZUTANI, Kenshi KIMURA, Akiyoshi SATO, Akira TODOROKI, Yoshiro SUZUKI and Yoshiaki NAKAMURA
    • 雑誌名

      Composites: Part A

      巻: 90 ページ: 261-270

    • DOI

      10.1016/j.compositesa.2016.07.008

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Detection of in-plane and out-of-plane fiber waviness in unidirectional carbon fiber reinforced composites using eddy current testing2016

    • 著者名/発表者名
      Koichi Mizukami, Yoshihiro Mizutani, Akira Todoroki and Yoshiro Suzuki
    • 雑誌名

      Composites: Part B

      巻: 86 ページ: 84-94

    • DOI

      10.1016/j.compositesb.2015.09.041

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Detection of in-plane fiber waviness in cross-ply CFRP laminates using layer selectable eddy current method2016

    • 著者名/発表者名
      Koichi Mizukami, Yoshihiro Mizutani, Kenshi Kimura, Akiyoshi Sato, Akira Todoroki and Yoshiro Suzuki
    • 雑誌名

      Composites: Part A

      巻: 82 ページ: 109-118

    • DOI

      10.1016/j.compositesa.2015.11.040

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of eddy current-based dielectric constant meter for defect detection in glass fiber reinforced plastics2015

    • 著者名/発表者名
      Koichi Mizukami, Yoshihiro Mizutani, Akira Todoroki and Yoshiro Suzuki
    • 雑誌名

      NDT & E International

      巻: 74 ページ: 24-32

    • DOI

      10.1016/j.ndteint.2015.04.005

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical solutions to eddy current in carbon fiber-reinforced composites induced by line current2015

    • 著者名/発表者名
      Koichi Mizukami, Yoshihiro Mizutani, Akira Todoroki and Yoshiro Suzuki
    • 雑誌名

      Advanced Composite Materials

      巻: available online 号: 4 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1080/09243046.2015.1052132

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of delamination in thermoplastic CFRP welded zones using induction heating assisted eddy current testing2015

    • 著者名/発表者名
      Koichi Mizukami, Yoshihiro Mizutani, Akira Todoroki and Yoshiro Suzuki
    • 雑誌名

      NDT & E International

      巻: 74 ページ: 106-111

    • DOI

      10.1016/j.ndteint.2015.05.009

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 透過モードによる誘導加熱アシスト近共振型渦電流試験を用いたCFRPのはく離検出2015

    • 著者名/発表者名
      水上孝一,中村圭亨,水谷義弘,轟章,鈴木良郎
    • 雑誌名

      実験力学

      巻: 15 号: 3 ページ: 200-204

    • DOI

      10.11395/jjsem.15.200

    • NAID

      130005102008

    • ISSN
      1346-4930, 1884-4219
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 炭素繊維ミスアライメント可視化のための磁気イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      水上孝一
    • 学会等名
      第8回日本複合材料会議JCCM-8
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] バックプレートを組み合わせた電磁誘導非破壊検査によるGFRPの誘電率測定法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      松永航,水上孝一,水谷義弘,轟章,鈴木良郎
    • 学会等名
      安心・安全な社会を築く先進材料・非破壊計測技術シンポジウム
    • 発表場所
      サン・リフレ函館(北海道)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 誘電率測定用プローブを用いたGFRPの吸湿率測定2016

    • 著者名/発表者名
      松永航,水上孝一,水谷義弘,轟章,鈴木良郎
    • 学会等名
      61st FRP CON-EX 2016 講演会
    • 発表場所
      広島県産業プラザ(広島県)
    • 年月日
      2016-11-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] GFRPの誘電率変化検出による吸湿率測定2016

    • 著者名/発表者名
      松永 航,水上 孝一, 水谷 義弘,轟 章,鈴木 良郎
    • 学会等名
      第41回複合材料シンポジウム
    • 発表場所
      高知工科大学(高知県)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 多方向強化CFRPの繊維うねり可視化のための磁気イメージング法2016

    • 著者名/発表者名
      水上孝一,水谷義弘,木村憲志,佐藤明良,轟章,鈴木良郎
    • 学会等名
      第41回複合材料シンポジウム
    • 発表場所
      高知工科大学(高知県)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Moisture Absorption of Both-sides Immersed GFRP Using Nondestructive Testing Method Based on Electromagnetic Induction2016

    • 著者名/発表者名
      Wataru Matsunaga, Koichi Mizukami, Yoshihiro Mizutani, Akira Todoroki, Yoshiro Suzuki
    • 学会等名
      China-Japan Joint Conference on Composite Materials (CJJCC-12)
    • 発表場所
      高知工科大学(高知県)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Eddy current technique for visualization of fiber waviness in carbon fiber reinforced composites2016

    • 著者名/発表者名
      Koichi MIZUKAMI, Yoshihiro MIZUTANI, Kenshi KIMURA, Akiyoshi SATO, Akira TODOROKI and Yoshiro SUZUKI
    • 学会等名
      China-Japan Joint Conference on Composite Materials (CJJCC-12)
    • 発表場所
      高知工科大学(高知県)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 渦電流試験によるCFRP面内繊維うねりの検出及び寸法測定2016

    • 著者名/発表者名
      水上孝一,水谷義弘,木村憲志,佐藤明良,轟章,鈴木良郎
    • 学会等名
      第7回日本複合材料会議JCCM-7
    • 発表場所
      京都府,日本
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 渦電流探傷試験による炭素繊維強化複合材料の面内繊維うねり検出2016

    • 著者名/発表者名
      水上孝一,水谷義弘,木村憲志,佐藤明良,轟章,鈴木良郎
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第22期総会
    • 発表場所
      東京都,日本
    • 年月日
      2016-03-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of a probe of eddy current testing for detection of in-plane waviness in CFRP cross-ply laminates2015

    • 著者名/発表者名
      K. Mizukami, Y. Mizutani, K. Kimura, A. Sato, A. Todoroki, and Y.Suzuki
    • 学会等名
      7th International Conference on NDT in Aerospace
    • 発表場所
      Bremen, Germany
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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