大型構造物の非接触損傷画像化モニタリングシステムの開発

• 研究課題/領域番号: 26282094
• 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: 社会システム工学・安全システム
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 林 高弘 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30324479)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: 非破壊検査 / 非接触 / レーザ超音波 / ガイド波 / 画像化 / 非破壊評価 / レーザ / ラム波

研究成果の概要

レーザ弾性波源走査法を用いた薄板状材料内の損傷画像化を検討した．レーザ弾性波源走査法では，薄板表面上に弾性波励振用のレーザ光を走査し，ある固定した位置でその弾性波を受信する．本研究では，弾性波励振用のレーザ光としてファイバレーザを用い，その高繰り返しパルス出力を外部信号により変調することで狭帯域のバースト波を励振し，周波数領域で信号レベルを改善した．また，複数の周波数による画像を平均化することで，損傷画像が鮮明になることを理論的および実験的に示した．これらの機能を有する実験システムにより，枝分かれ管のような複雑な薄板材料に対しても，６ｍ離れた位置から内部減肉を画像化することが可能となった．

研究成果

• [雑誌論文] Generation of narrowband elastic waves with a fiber laser and its application to the imaging of defects in a plate (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Hayashi, K. Ishihara
  • 雑誌名: Ultasonics 巻: 77 ページ: 47-53
  • DOI: 10.1016/j.ultras.2017.01.016
  • NAID: 120005973375
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Vibration energy analysis of a plate for defect imaging with a scanning laser source technique (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Hayashi, M. Fukuyama
  • 雑誌名: Journal of the Acoustical Society of America 巻: 140 号: 4 ページ: 2427-2436
  • DOI: 10.1121/1.4964275
  • NAID: 120007149437
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-speed non-contact defect imaging for a plate-like structure (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Hayashi
  • 雑誌名: NDT and E International 巻: 85 ページ: 49-58
  • DOI: 10.1016/j.ndteint.2016.10.009
  • NAID: 120005973374
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Guided wave propagation in metallic and resin plates loaded with water on single surface (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hayashi, Daisuke Inoue
  • 雑誌名: 42st Annual Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation AIP Conf. Proc. 巻: 695 ページ: 030003-030003
  • DOI: 10.1063/1.4940475
  • NAID: 120006654036
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Imaging defects in a plate with complex geometries (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hayashi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 108 号: 8 ページ: 081901-081901
  • DOI: 10.1063/1.4942599
  • NAID: 120006394739
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Fast Non-Contact Defect Imaging with Scanning Laser Source Technique (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Hayashi, M. Fukuyama, K. Ishihara
  • 学会等名: 19th World Conference on Non-Destructive Testing
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 国際学会
• [学会発表] Remote imaging of plate-like structures with E-camera (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Hayashi
  • 学会等名: 8th International Conference on Acoustic Emission
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] 薄板構造の非接触高速損傷画像化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林高弘，福山美咲
  • 学会等名: 日本機械学会 年次講演大会
  • 発表場所: 福岡
  • 国際学会
• [学会発表] 薄板状材料に対する高速遠隔損傷画像化技術 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林高弘
  • 学会等名: 平成28年度 第1回「超音波による非接触材料評価研究会」
  • 発表場所: 京都
  • 国際学会
• [学会発表] 薄板構造の遠隔損傷画像化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林高弘
  • 学会等名: 非破壊検査協会 秋季講演大会
  • 発表場所: 仙台
  • 国際学会
• [学会発表] 薄板構造の非接触損傷画像化診断 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林高弘
  • 学会等名: 日本機械学会 第15回評価・診断に関するシンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 国際学会
• [学会発表] Generation of narrow band elastic wave with a fiber laser and its application to the scanning laser source technique (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hayashi, Ken Ishihara
  • 学会等名: International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics
  • 発表場所: Toyahashi, Japan
  • 年月日: 2015-10-06
  • 国際学会
• [学会発表] 半解析的有限要素法による漏洩ラム波の過渡応答解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 高弘, 井上大輔
  • 学会等名: 日本機械学会 ２０１５年度年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-09-14
• [学会発表] レーザ弾性波源走査法による遠隔からの損傷画像化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 高弘，福山美咲，石原剣
  • 学会等名: 平成27年度 第2回 超音波による非接触非破壊計測・先進評価技術研究会
  • 発表場所: 日本非破壊検査協会亀戸センター
  • 年月日: 2015-09-11
• [学会発表] Guided wave propagation in metallic and resin plates loaded with water on a single surface (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hayashi, Daisuke Inoue
  • 学会等名: Review of Progress inQuantitative Nondestructive Evaluation
  • 発表場所: Minneapolis, US
  • 年月日: 2015-07-27
  • 国際学会
• [学会発表] Simulation of leaky Lamb wave propagation witha semi-analytical finite element method (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Inoue, Takahiro Hayashi
  • 学会等名: The 35th symposium on Ultrasonic electronics
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] Numerical analysis of leaky Lamb wave propagation using a semi-analytical finite element method (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hayasi, Daisuke Inoue
  • 学会等名: Review of Progress inQuantitative Nondestructive Evaluation
  • 発表場所: Boise, Idaho, US
  • 年月日: 2014-07-23