研究概要 |
本研の目的は,非接触超音波共振法を用いて,複合材料の微小領域の非破壊検査を行うことである.SiC繊維強化複合材料を中心として,その内部の局所領域の損傷状況を非接触超音波共振法によって評価する.圧電振動子の自由振動の共振周波数が他の物質と接触することにより変化する原理を用いた.ソレノイドこいるによって圧電振動子の振動を非接触で励起して共振周波数を測定し,その先端を複合材料の表面にチップを介して接触させる.チップと複合材料の間の接触は,非線形のヘルツばねと仮定し,その接触剛性を理論的に計算することにより共振周波数の変化量から接触物質の弾性定数を測定する手法を確立した.これにより,SiC繊維強化チタン合金複合材料のSiC繊維部とTi合金マトリクス部における剥離損傷を評価することが可能となった。さらに,Cu/NbTi超伝導ワイヤーにこの手法を適用し,それぞれの要素間において低い弾性定数を検出することができた.これはすなわち,剥離などの損傷によって付加的な変形が加わり,見た目の弾性定数が低下したことを意味する.このように,本研究において開発した手法により,複合材料の内部の局所的な領域の弾性定数を評価することが可能となり,これにより,その材料の健全性の非破壊検査が可能となった.
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