| 研究課題/領域番号 |
21H01420
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
中畑 和之 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (20380256)
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| 研究分担者 |
林 高弘 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (30324479)
都築 伸二 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (60236924)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2021年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | 無線センシング / 振動 / 波動 / 開口合成イメージング / レーザ超音波 / 無線受信 / 超音波 / レーザー / 非破壊評価 / 光超音波 / 閉じたき裂 / 全波形サンプリング処理 / 非線形ダイナミクス / 光音響効果 / 無線プローブ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光・音・振動の物理現象を用いてき裂を非破壊評価する研究であり，広域および局所検査法を提案する．広域検査では，レーザーの発振やフィルタ処理によって固体内で連続超音波を発生させる．このとき，小型錘で構造部材を加振することでき裂面の応力状態が変化し，透過波に非線形性が現れることを利用する．局所検査では，レーザーの空間変調を利用して超音波を発生を制御し，き裂による散乱波を開口合成してき裂の同定を行う．
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| 研究実績の概要 |
（1）振動領域の無線プローブの検証[中畑，都築]
前年度まで，数kHzまでの振動を受信する無線プローブ(加速度センサ)の製作と検証を行ってきた．ただし，同期精度が不十分であったため，時刻同期兼振動信号用に同一M系列を使用し，廉価なADコンバータとしてサウンドボードを使用することで，これを解決した．これらは，電池駆動が可能となり，小型化に寄与するものである．
（2）ミラーによる光学システムの製作[中畑]
前年度の光音響波シミュレーションの結果，スポット径を大きくすることで所望の弾性波（縦波）が発生することが分かったため，回折光学素子(DOE)を適用は不要であることが判明した．しかし，想定以上のレーザー光出力を要し，光学システムにおけるファイバー部が焦げて長時間の使用に耐久できない恐れがある．そのため，当初の仕様を見直し検証実験をした上で，ファイバーではなくミラーによる光学システムを構築し，性能評価を実施した．途中，ミラー自身が焼けてしまうアクシデントがあったが，レーザーの出力を制御し，意図した位置に0.05mmピッチでレーザ送信できるようになった．このシステムを利用して，固体中のきずの開口合成映像化手法を開発した．
（3）超音波領域の無線プローブへの応用[中畑]
上記(1)にて，振動領域の無線受信を行ったが，これを超音波領域(MHz以上)に拡張した．繰り返し周波数が大きいこと，サンプリング時間が短いことから(1)の基盤は採用せず，新たに赤外線通信を利用した無線センシングシステムを開発した．さらに，レーザー照射によって発生した超音波をこの無線プローブで受信することを確認した．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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