| 研究課題/領域番号 |
19K04404
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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21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
今野 和彦 秋田大学, 名誉教授, 名誉教授 (60125705)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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)
2021年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | レーザープローブ法 / 残留応力 / 有限要素法 / モード解析 / レーリー波 / Lamb波 / セナルモン法 / 位相測定 / レイリー波 / ストロボ光弾性法 / 鋭敏色法 / Sénarmont法 / 位相 / レーザプロービング法 / 超音波 / 非破壊試験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
レーザープロービング法によって，光センサから得られる時間波形からはスペクトルを，振幅から音圧を，位相（位相スペクトル）からは音波の伝搬に伴う位相をmdeg.精度で定量的に計測する．すなわち，有限の大きさを持つ超音波変換器で得られる情報は何を表しているのかというこれまで論じられていない問題に対しての解を得ることをめざすものであり，音速測定の際の音波の位相変化等の原因など波動の根本的な問題を実験から定量データによって明らかにすることを目的とする．
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| 研究成果の概要 |
固体試料中の残留応力や欠陥が超音波の伝搬に与える影響を光で検出することを目的としてレーザー光のビームスポットサイズ（数μm～数十μm）の“微小領域”を高空間分解能で音速測定する方法を述べた。ガラス、PMMA及びアルミニウム試料中の残留応力分布とその領域を通過した超音波の位相測定から欠陥検出する方法を考案し，弾性・塑性の非破壊検査への適用について述べた。また、上記の有限要素解析から、板状試料中の伝搬シミュレーションから欠陥近傍で音波の伝搬モードが変化することをのべた。さらに本方法で圧電振動子の振動分布測定を測定しレーザー光信号の位相測定から数千分の1°程度の分解能で振動分布測定を可能にした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レーザー光をプローブとして固体中の残留応力や欠陥を音波の伝搬に影響を与えずに測定する方法を確立できた。特に音波の位相に着目し、振幅情報からでは得られない微小領域の情報を明確に観測する方法を確立できた。また、音波の可視化法、特に、薄板状試料の形状の変化によって音波が板波（レイリー波、Lamb波）のモード変化を伴いながら伝搬する様子を可視化し,これらの結果を検証するための有限要素解析法の開発を行った．また，透明物質中を伝搬する音波の応力をセナルモン法により定量的に観測する方法の開発も行った。この成果は学術的な意義とともに材料や構造物の新しい検査法として期待でき、社会的な意義も大きいと考えられる。
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