指向性圧電素子を用いたＣＦＲＰ積層板の損傷モニタリングシステムの開発

• 研究課題/領域番号: 23560821
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 複合材料・物性
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 遠山 暢之 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (60344165)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 超音波探傷 / 非破壊検査 / 構造ヘルスモニタリング / 複合材料 / 衝撃損傷 / ラム波 / 圧電素子

研究概要

本研究は、CFRP積層板に内在する衝撃損傷を、一箇所のみに配置した圧電アレイ素子を用いて検出・位置同定することが可能な損傷モニタリングシステムを開発することを目的としている。特定のラム波に対して顕著な指向性を有する複数の圧電素子を放射状に配列させたセンサ網およびラム波励起用の発信素子からなる圧電アレイ素子を設計し、CFRP積層板およびアルミニウム板上に設置してアクティブセンシング試験を実施した。各圧電素子で検出された損傷からの反射エコー振幅を比較し、また反射エコーの到達時間を計測することによって、損傷検出およびその2次元位置を同定する手法を開発することができた。

研究成果

• [雑誌論文] 指向性圧電素子を用いたCFRP積層板の損傷モニタリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 遠山暢之、卜部啓、津田浩
  • 雑誌名: JCCM-3講演論文集 ページ: 626-628
• [学会発表] レーザ超音波伝搬可視化技術を利用した非破壊検査手法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠山暢之
  • 学会等名: スマート・アクチュエータ/センサ委員会定例会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2014-04-18
• [学会発表] レーザ超音波伝搬可視化技術を利用した非破壊検査手法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠山暢之
  • 学会等名: スマート・アクチュエータ／センサ委員会定例会
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] ロケット燃焼器へのレーザ超音波可視化探傷技術の適用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遠山暢之、津田浩、李志遠、高坪純治、森谷信一
  • 学会等名: 安全・安心な社会を築く先進材料・非破壊計測技術シンポジウム、平成24年度産総研本格研究ワークショップ
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] CFRP構造物への非破壊検査の適用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 遠山暢之、卜部啓、宮内和秀、山本哲也、李志遠、津田浩
  • 学会等名: 平成24年度産総研本格研究ワークショップ
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2012-12-10
• [学会発表] 指向性圧電素子を用いたCFRP積層板の損傷モニタリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 遠山暢之、卜部啓、津田浩
  • 学会等名: 第3回日本複合材料合同会議
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] 指向性圧電素子を用いたCFRP積層板の損傷モニタリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 遠山 暢之
  • 学会等名: 第3回日本複合材料合同会議
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都（京都府）
• [学会発表] CFRP構造物への非破壊検査の適用
  • 著者名/発表者名: 遠山 暢之、卜部 啓、宮内 秀和、山本 哲也、李 志遠、津田 浩
  • 学会等名: 平成２４年度産総研本格研究ワークショップin中部
  • 発表場所: 名古屋市
• [学会発表] 遠山 暢之、津田 浩、李 志遠、高坪 純治、森谷 信一
  • 著者名/発表者名: ロケット燃焼器へのレーザ超音波可視化探傷技術の適用
  • 学会等名: 安全・安心な社会を築く先進材料・非破壊計測技術シンポジウム
  • 発表場所: 仙台市