| 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 | 振動 / 波動 / 無線センシング / レーザ超音波 / 開口合成法 / アレイイメージング / 開口合成イメージング / 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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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は，き裂の応力状態に応じて生じる動的な変化（振動や波動）を利用して，広範囲からき裂の検出を行い，さらに局所検査によってき裂の同定を行う先進的非破壊評価法を開発することである．ここでは，光・超音波・共振の物理現象を融合した新しい非破壊検査法について検討を行った．広域検査と局所検査に分け，それぞれ異なる指標で，き裂の評価を行うことが特徴である．大型構造部材を想定し，広域検査では対象物に遠隔で超音波を発生させ，それを無線センサで受信するシステムを考えた．局所検査では，レーザ超音波とアレイセンシングを融合したきずのイメージングを検証した．概ね，当初の予定通りに研究が遂行できた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
社会基盤構造部材に発生するき裂を検出しそれを評価するために，様々な非破壊検査法に関する研究が行われているが，決定的な方法は確立されていない．本課題では，大型構造部材に対しても，き裂を評価できる方法が構築できないかと考えた．過去のメインテナンス情報がない状態でも広範囲からき裂を検出でき，広域検査で範囲を絞った後にき裂の正確な位置・高さを同定する非破壊検査手法を確立することは，昨今の社会インフラの老朽化とメインテナンスを考える上で，非常に重要である．ここでは，光，音，振動を連成させた学際的なアプローチでこれに対処するのが特徴であり，それぞれの手法に新規性と信頼性を有する．
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