| 研究課題/領域番号 |
18K03860
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 鈴鹿工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
末次 正寛 鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (50259884)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 非破壊検査 / 非線形超音波法 / 閉口き裂 / 超音波可視化 / 光弾性法 / 鋭敏色法 / フェーズドアレイ法 / 非線形超音波 / 超音波探傷 / フェーズドアレイ / FDTD法 / 超音波探傷法 / 分調波 / 高調波 / 実験応力ひずみ解析 / 可視化 |
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| 研究成果の概要 |
構造物中に存在するき裂（クラック）は、突発的な脆性破壊を誘引して大事故に直結するため非破壊検査で検出すべき欠陥の最たるものである。本研究では、特に検知が困難である閉口き裂の検出精度向上を目的とし、超音波の伝ぱによるき裂の開閉口挙動を実験によって直接観察した。その結果、縦波超音波の引張相の入射時にはき裂は開口して波を反射し、圧縮相ではき裂が閉じて波を透過させる現象が視覚的に確認できた。
さらに、フェーズドアレイ法によってき裂部へ焦点を絞った集束波を入射させれば、平面波入射の場合と比較して、より高次の高調波まで明確に観測できることがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
き裂からの反射エコーを利用する従来の超音波法では、検知が極めて難しい閉口き裂を検出するため、強力な超音波を入射することによって発生する非線形超音波（高調波や分調波）を利用する手法が研究されている。このような非線形超音波の発生要因とされている「き裂の開閉口挙動」を、数値解析などのシミュレーションではなく、実験的に超音波の伝ぱ挙動を可視化して直接観察し、この挙動を視覚的に確かめた。光干渉法によって、nmオーダのき裂開口量(COD)も実験的に測定可能であるため、非線形超音波の発生と CODとの関連性も今後検討が可能である。
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