| 研究課題/領域番号 |
19K14841
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 京都大学 (2020)
豊橋技術科学大学 (2019) |
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研究代表者 |
石井 陽介 京都大学, 工学研究科, 助教 (70781706)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 超音波非破壊評価 / ラム波 / 平板屈曲部 / モード分解法 / 材料非線形性 / 非線形周波数ミキシング / 動的有限要素法 / 非線形超音波法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，二つのラム波（平板を長手方向に伝搬する弾性波）を平板の屈曲部で交差させたときに，材料の応力-ひずみ関係の非線形性に起因して第三の波が発生する現象（非線形周波数ミキシング）を理論解析，数値シミュレーション，実験により解明する．そして，第三波を測定することで，平板の屈曲部に発生した損傷を早期段階で高感度に評価できるような新しい非破壊評価原理の確立を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，ラム波（平板を長手方向に伝搬する弾性波）の平板屈曲部における伝搬特性を，モード分解法を用いた理論的検討により明らかにした．そして，動的有限要素法を用いた直接的な数値シミュレーションおよび実験結果との比較により，その妥当性を検証した．
また，平板の長手方向に有限な領域で材料非線形性（応力-ひずみ関係の非線形性）が存在するときの，線形弾性領域との境界におけるラム波の非線形周波数ミキシングについて，摂動法により理論的に明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
航空機や自動車をはじめとする様々な産業分野で，薄板を屈曲させた構造が実用されており，このような屈曲部において損傷が発生することが多い．そのため，構造健全性を確保するための超音波非破壊評価が重要である．本研究で着目したラム波の非線形周波数ミキシングは，疲労損傷の早期段階などの従来法では検出が難しい損傷も高感度に評価できる可能性があり，本研究で得られた成果に基づいて本研究をさらに発展させることで，平板屈曲部の新しい超音波非破壊評価法の構築につながると期待される．
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