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ねじ部に接着剤を有するボルト締結状態の超音波による評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06377
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関秋田大学

研究代表者

福田 誠  秋田大学, 理工学研究科, 講師 (50507671)

研究協力者 吉田 舜  
飯田 竜馬  
藤田 郁美  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード超音波 / 非破壊検査 / ボルト / 反射係数 / Lamb波 / 2次高調波 / 透過係数 / トルク / 軸力 / ねじ / 2次高調波
研究成果の概要

ねじ部に接着剤などが伴っている場合の超音波を用いたボルト締結状態の評価法を目的として,連続波超音波を用いて反射係数を測定する実験と2次高調波超音波を測定するする実験を行った.反射係数による方法では,トルクの増加に伴い反射係数が減少する結果が確認された.有効性を示すことができたが,透過係数に着目するとトルクに対してほとんど変化が見られず,さらなる検討が必要であることがわかった.2次高調波による方法は,平板がボルト締結されている場合を想定して,ラメモードのLamb波を用いた方法を提案した.き裂の検出の可能性を示すことができたが,ボルト締結した場合では2次高調波は検出できず,今後の課題となった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

超音波による新しいボルト締結法は,簡易で精度良く,かつ,全数検査を可能とすることを目標としており,ボルトの緩みや破断による事故を未然に防ぐことが目的である.高度経済成長期に作られた高架や橋梁などの維持管理が多く必要となっている時期であり,作業人員の確保や熟練度による評価のばらつきなどが課題として挙げられている.本研究は締結済のボルトの検査や新たに締結するボルトの管理の一助になると期待できる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件) 備考 (2件)

  • [学会発表] Pulse-Echo Detection of Lame-mode Lamb Wave for Non-destructive Testing Using Nonlinear Ultrasonic Wave Method2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Fukuda and Kazuhiko Imano
    • 学会等名
      International Workshop on Piezoelectric Materials and Application in Actuators (IWPMA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 平板の非破壊検査のためのラメモードラム波を用いた検討2018

    • 著者名/発表者名
      福田誠,今野和彦
    • 学会等名
      第32回エレクトロニクス実装学会春季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Sパラメータを用いた シーリング材を有するボルト締結状態の検討2017

    • 著者名/発表者名
      福田誠,今野和彦
    • 学会等名
      日本音響学会2017年春季研究発表会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection of Second-Harmonic Ultrasonic Components from Micro Cracks Using Lame Mode of Lamb Waves2017

    • 著者名/発表者名
      I. Fujita, M. Fukuda and K. Imano
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Materials Engineering for Resources (ICMR2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Method for Detection of Higher Harmonic Ultrasonic Components from a Micro Crack2017

    • 著者名/発表者名
      T. Iida, M. Fukuda and K. Imano
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Materials Engineering for Resources (ICMR2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lamb波のラメモードを用いた反射法による2次高調波成分の検出2017

    • 著者名/発表者名
      藤田郁美,福田誠,今野和彦
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会先進的非破壊評価合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Second harmonic ultrasonic waves detection using a double-layered piezoelectric transducer2016

    • 著者名/発表者名
      M. Fukuda and K. Imano
    • 学会等名
      5th Joint Meeting Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study of Defect Detefction in Metal Plate Using Nonlinear Ultrasonic Waves2016

    • 著者名/発表者名
      M. Fukuda and K. Imano
    • 学会等名
      The 37th Symposium on Ultrasonic Electronics (USE2016)
    • 発表場所
      釜慶大学校
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of Second Harmonic Components Generated from Weld Defect Using Lamb Waves2016

    • 著者名/発表者名
      M. Fukuda, T. Sugiura and K. Imano
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conference on Fracture and Strength 2016 (APCFS2016)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2次高調波超音波を用いた溶接欠陥の位置推定に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      福田誠,吉田舜,今野和彦
    • 学会等名
      日本音響学会2016年秋季研究発表会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 秋田大学大学院理工学研究科 電気電子工学コース 今野研究室

    • URL

      http://www.ee.akita-u.ac.jp/~imano-lab/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 今野研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ee.akita-u.ac.jp/~imano-lab/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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