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界面に沿って伝搬する超音波を用いた接着界面の性状評価

研究課題

研究課題/領域番号 16K06749
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 複合材料・表界面工学
研究機関青山学院大学

研究代表者

長 秀雄  青山学院大学, 理工学部, 教授 (60296382)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード接着性状評価 / 超音波 / 非破壊検査 / 異種接合材料 / 高分子接着剤 / 接着性 / ラム波 / 光弾性 / モード遷移 / 接着性状 / 非破壊評価 / 速度分散 / 異種接合 / 弾性波 / 界面波
研究成果の概要

異種材料の高分子接着剤による接合の状況を評価するために接合界面に沿って伝播する超音波の基礎的な伝搬挙動と接着層の変化に伴う伝搬速度および振幅をガラス板を使ったモデル試験片を用いて評価した.界面波には2つの異なる伝搬モード(対称および非対称モード)が存在することが確認でき,それらの波動は分散を示していることが分かった.また,伝搬に伴う減衰は対称モードの減衰が大きいため広範囲の接着部を評価するためには非対称モードが有用であることが分かった.また,特に低周波数成分非対称モードは接着層の変化に対してその振幅や速度の変化が大きいことが確認でき,低周波の非対称モードが検査には有用であろう.

研究成果の学術的意義や社会的意義

構造物の軽量化や高強度化には異なる特性を有する材料を組み合わせたマルチマテリアル設計が必要であるが,異なる材料(例えば金属と繊維強化型複合材料)ではスポット溶接などの従来の接合技術が使用できない.そのため様々な接合方法が検討されているが,その中でも高分子接着剤による接合は1)接着が容易,2)軽量,3)接着部が高剛性などの理由から期待が大きいが,有効な検査手段が確立されていない.そのような状況のなか本研究成果は接着部全体の健全性を短時間でスクリーニングできる可能性を有しており,構造物の高強度・軽量化に資する内容である.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2016

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 接着接合薄板におけるZero-group-velocity Lamb波の伝搬挙動の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      長 秀雄,大貫光星,西宮康冶朗
    • 学会等名
      第27回機械材料・材料加工部門技術講演会(M&P2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光弾性法を用いた高分子接合ガラス板を伝搬するラム波の伝搬挙動と接着性状の評価2019

    • 著者名/発表者名
      長 秀雄,大貫光星,西宮康冶朗
    • 学会等名
      日本実験力学会2019年度年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of bonding quality of polymer glue agent with interface waves for identical and dissimilar bonding components2018

    • 著者名/発表者名
      H. Cho, K. Okamura and K. Nishimiya
    • 学会等名
      The 5th Asian Symposium on Materials and Processing
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 接着界面を伝搬する超音波の伝搬挙動の評価とそれを用いた硬化過程の評価2018

    • 著者名/発表者名
      長 秀雄,岡村憲利,西宮康冶朗
    • 学会等名
      第50回応力・ひずみ計測と強度評価のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ガラスモデル試験片を用いた接着界面に沿って伝搬する波動の直接観察とそれを用いた接着性状評価2016

    • 著者名/発表者名
      長 秀雄
    • 学会等名
      日本機械学会 第24回機械材料・材料加工技術講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 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: 2021-02-19  

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