| 研究課題/領域番号 |
19K14844
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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 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
水上 孝一 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (20794019)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 複合材料 / 非破壊検査 / 渦電流試験 / 炭素繊維 / 層間はく離 / 繊維うねり / 有限要素法 / 構造モニタリング / 磁気イメージング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
CFRPは軽量で高い剛性と強度を有する材料であるが，繊維うねりや層間はく離などの特有の欠陥が発生し，機械的特性や強度の低下につながる．非破壊検査法の一つである渦電流試験は非接触検査が可能という利点を有するが，渦電流はCFRP表面近傍に集中するため，表面から離れた深部欠陥の検出が困難であるという問題がある．そこで，本研究では相対的に内部の渦電流量を増大させて深部欠陥の検出を可能とする試験法の確立を目的とする．
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| 研究成果の概要 |
CFRP内部の層間はく離と繊維うねりを検出，定量化するための渦電流試験法を開発した．CFRPに対する渦電流試験では，導電率の非均質性よって健全部であっても渦電流センサの信号のばらつきが起こることが問題となる．また，従来の試験法では検査できるのは表層付近のみであるという課題があった．本研究では，まずCFRP内部の導電性のばらつきとその渦電流センサ信号への影響を調査した．健全部での信号変化に埋もれずに深部の層間はく離と繊維うねりを明瞭に可視化するための渦電流プローブと信号処理法を開発した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
軽量かつ高強度な材料である炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の製造時や使用時に発生する欠陥，損傷を検出しその寸法を推定するための渦電流試験技術を開発した．渦電流試験は非接触で大面積を高速で検査可能な手法であるが，従来法は非均質材料であるCFRP内の導電性のばらつきの影響を受けやすく，かつ材料の深部にある欠陥，損傷の検出が難しいという課題があった．本研究では，導電性のばらつきによる信号変化に影響を受けにくく，より深部まで感度よく検査可能な試験法や信号処理法を調査し，CFRPの強度低下につながる層間はく離と繊維うねりを明瞭に可視化できるようにした．また，それらの寸法推定手法を構築した．
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