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不完全界面の高効率・高感度な超音波非破壊評価のためのガイド波非線形挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25289005
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関京都大学

研究代表者

琵琶 志朗  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90273466)

研究分担者 林 高弘  京都大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30324479)
連携研究者 安部 正高  京都大学, 大学院エネルギー科学研究科, 助教 (50582623)
研究協力者 松田 直樹  京都大学, 大学院工学研究科, 博士後期課程学生
石井 陽介  京都大学, 大学院工学研究科, 博士後期課程学生
森 直樹  京都大学, 大学院工学研究科, 博士後期課程学生
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2014年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2013年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード機械材料・材料力学 / 超音波 / 非破壊評価 / ガイド波 / 不完全界面
研究成果の概要

接着不良や閉口き裂などの不完全界面を有する積層構造や薄板構造を伝搬する超音波(ガイド波)の非線形挙動を解明するための理論的,実験的研究を行った.その結果,(a)ラム波やレイリー波を含むガイド波の高調波発生挙動における伝搬距離や周波数の影響,(b)平板の不完全接合部(接着部,接触部)におけるガイド波反射・透過特性および共振挙動,(c)炭素繊維強化複合材料積層板の超音波反射・透過スペクトルに及ぼす不完全界面(層間樹脂層)の影響,に関して学術的ならびに実用上有用な知見が得られた.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Resonance of an imperfect joint of plates by the lowest-order symmetric Lamb mode2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Mori and Shiro Biwa
    • 雑誌名

      Journal of the Acoustical Society of America

      巻: 137 号: 6 ページ: 3139-3148

    • DOI

      10.1121/1.4921610

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transmission of ultrasonic waves at oblique incidence to composite laminates with spring-type interlayer interfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishii and S. Biwa
    • 雑誌名

      Journal of the Acoustical Society of America

      巻: 138 号: 5 ページ: 2800-2810

    • DOI

      10.1121/1.4934265

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ラム波の分散性と高調波発生挙動(解説)2015

    • 著者名/発表者名
      琵琶志朗,松田直樹
    • 雑誌名

      非破壊検査(日本非破壊検査協会)

      巻: 64 ページ: 554-559

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of interlayer interfacial stiffness and layer wave velocity of multilayered structures by ultrasonic spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ishii and Shiro Biwa
    • 雑誌名

      Journal of Acoustical Society of America

      巻: 136 号: 1 ページ: 183-191

    • DOI

      10.1121/1.4881920

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Frequency Dependence of Second-Harmonic Generation in Lamb Waves2014

    • 著者名/発表者名
      Naoki Matsuda, Shiro Biwa
    • 雑誌名

      Journal of Nondestructive Evaluation

      巻: 33 号: 2 ページ: 169-177

    • DOI

      10.1007/s10921-014-0227-y

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ガイド波伝搬における高調波発生挙動2016

    • 著者名/発表者名
      琵琶志朗
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会 平成27年度第3回材料の非線形現象を利用した非破壊評価研究会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都市)
    • 年月日
      2016-03-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 平板接触部におけるラム波高調波発生に関する数値解析2015

    • 著者名/発表者名
      森 直樹,琵琶志朗
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      慶應義塾大学矢上キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] CFRP積層板の層間特性評価に向けた斜角入射超音波伝搬挙動の理論的検討2015

    • 著者名/発表者名
      石井陽介,琵琶志朗
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      慶應義塾大学矢上キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] レイリー波における高調波発生挙動の振動子形状依存性2015

    • 著者名/発表者名
      松田直樹,琵琶志朗
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      慶應義塾大学矢上キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      2015-11-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Experimental observation of harmonic generation in Rayleigh waves using a laser Doppler vibrometer2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Matsuda, Shiro Biwa
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015
    • 発表場所
      Loisir Hotel Toyohashi (Toyohashi)
    • 年月日
      2015-10-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CFRP積層板の超音波透過スペクトルにおけるバンドギャップ発生挙動の理論的検討2015

    • 著者名/発表者名
      石井陽介,琵琶志朗
    • 学会等名
      日本機械学会M&M若手シンポジウム2015 Ise
    • 発表場所
      神宮会館(伊勢市)
    • 年月日
      2015-08-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 平板突合せ接触部でのラム波透過特性に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      森 直樹,琵琶志朗
    • 学会等名
      日本機械学会M&M若手シンポジウム2015 Ise
    • 発表場所
      神宮会館(伊勢市)
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Effects of interlayer interfacial stiffness on ultrasonic wave propagation in composite laminates at oblique incidence2015

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ishii, Shiro Biwa
    • 学会等名
      2015 International Congress on Ultrasonics
    • 発表場所
      Arsenal (Metz, France)
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Interaction of Lamb waves with an imperfect joint of plates: reflection, transmission and resonance2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Mori, Shiro Biwa
    • 学会等名
      2015 International Congress on Ultrasonics
    • 発表場所
      Arsenal (Metz, France)
    • 年月日
      2015-05-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 吸湿したCFRP積層板の層間界面剛性およびプライ縦波速度の超音波スペクトロスコピーによる評価2015

    • 著者名/発表者名
      石井陽介,琵琶志朗
    • 学会等名
      第6回日本複合材料会議(JCCM-6)
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear response of a closed defect to Lamb waves: perturbation analysis using hybrid finite element method2014

    • 著者名/発表者名
      Shiro Biwa, Naoki Ito
    • 学会等名
      The APCFS/SIF-2014 Congress uniting the Asian-Pacific Conference on Fracture and Strength (APCFS-2014) and the International Conference on Structural Integrity and Failure (SIF-2014)
    • 発表場所
      Darlington Campus, University of Sydney (Sydney, Australia)
    • 年月日
      2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Material/interfacial nonlinear effects in Lamb waves2014

    • 著者名/発表者名
      Shiro Biwa
    • 学会等名
      The Workshop on Current and Future of Nonlinear Ultrasonic Techniques for NDE
    • 発表場所
      Milennium Seoul Hilton Hotel (Seoul, South Korea)
    • 年月日
      2014-10-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ultrasonic evaluation of interlayer interfacial stiffness and ply wave velocity of CFRP laminate2014

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ishii, Shiro Biwa
    • 学会等名
      Fourth Asian Conference on Mechanics of Functional Materials and Structures
    • 発表場所
      Nara Prefectural New Public Hall (Nara)
    • 年月日
      2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation for the stiffness evaluation of an imperfect joint of plates using Lamb waves2014

    • 著者名/発表者名
      Naoki Mori, Shiro Biwa
    • 学会等名
      Fourth Asian Conference on Mechanics of Functional Materials and Structures
    • 発表場所
      Nara Prefectural New Public Hall (Nara)
    • 年月日
      2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Numerical analysis of harmonic generation of guided waves in a layered plate2014

    • 著者名/発表者名
      Naoki Matsuda, Shiro Biwa
    • 学会等名
      Fourth Asian Conference on Mechanics of Functional Materials and Structures
    • 発表場所
      Nara Prefectural New Public Hall (Nara)
    • 年月日
      2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 非線形スプリング界面を有する積層板におけるガイド波伝搬特性の数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      大平崇仁,松田直樹,琵琶志朗
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      福島大学(福島市)
    • 年月日
      2014-07-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 平板不完全接合部でのラム波共振モードに関する理論的検討2014

    • 著者名/発表者名
      森 直樹,琵琶志朗
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      福島大学(福島市)
    • 年月日
      2014-07-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CFRP積層板における斜角入射超音波伝搬特性の理論的検討2014

    • 著者名/発表者名
      石井陽介,琵琶志朗
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      福島大学(福島市)
    • 年月日
      2014-07-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] レーザ・ドップラー振動計によるガイド波高調波の定量的測定2014

    • 著者名/発表者名
      松田直樹,琵琶志朗
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      福島大学(福島市)
    • 年月日
      2014-07-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Analysis of Harmonic Generation in Lamb Waves in an Isotropic Plate with Distributed Material Nonlinearity

    • 著者名/発表者名
      Naoki Matsuda, Shiro Biwa, Takahiro Hayashi
    • 学会等名
      2013 International Congress on Ultrasonics
    • 発表場所
      Grand Copthorne Waterfront Hotel (Singapore)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation of Lamb Waves Interacting with Contacting Edges of Plates

    • 著者名/発表者名
      Naoki Mori, Shiro Biwa, Takahiro Hayashi
    • 学会等名
      2013 International Congress on Ultrasonics
    • 発表場所
      Grand Copthorne Waterfront Hotel (Singapore)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Acoustic Harmonic Generation in a Solid with Multiple Nonlinear Interfaces

    • 著者名/発表者名
      Shiro Biwa, Yosuke Ishii
    • 学会等名
      166th Meeting of the Acoustical Society of America
    • 発表場所
      Hilton San Francisco Union Square Hotel (San Francisco, California, USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CFRP積層板の超音波伝搬特性に及ぼす層間樹脂リッチ領域の影響

    • 著者名/発表者名
      石井陽介,琵琶志朗
    • 学会等名
      第5回日本複合材料会議(JCCM-5)
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 材料非線形パラメータ評価のためのラム波高調波発生挙動の理論的解析

    • 著者名/発表者名
      松田直樹,琵琶志朗
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第89期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪府立大学(堺市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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