| 研究課題/領域番号 |
03555101
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
土木構造
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小林 昭一 京都大学, 工学部, 教授 (90025908)
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| 研究分担者 |
西村 直志 京都大学, 工学部, 助手 (90127118)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| キーワード | シングアラウンド周期計測 / time-of-flight計測 / 音弾性定数 / アルミニウム合金 / 軟鋼SS41 / 残留応力 / 溶接 / 線接触型振動子 |
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| 研究概要 |
この研究では、i)表面波を用いた計測システムの整備を行い、ii)計測上の基本事項を検討する。その成果を踏まえて、iii)表面波の音弾性定数(単位応力当りの表面波の伝播速度変化率)を求め、iv)平面内の(残留)応力分布状態を高精度で求める手法を開発することを意図した。以上のことについて、以下の知見を得た。
1)高精度時間測定系について:i)シングアラウンド測定装置を用いて、送受信子を固定した状態に対しては、0.03nsecの周期計測精度を持つ測定系を構成した(測定系A)。ii)送受信子を固定した状態に対しては、その間の伝播時間を0.05nsec程度の精度で計測できるtime-of-flight計測系を構成した(測定系B)。
2)送受信振動子について:表面波の送受信には、i)くさび型表面波振動子(試作:W型)、およびii)線接触型振動子(試作:N型)を用いた。なお、測定系Aでは、i)のW型振動子およびii)のN型振動子2個を一対として用い、シングアラウンド周期を計測した。(2W法および2N法)。測定系Bでは、i)のW型振動子から発した弾性表面波をii)のN型振動子2個を用いて、その間を伝播するtime-of-flightを計測した(W2N法)。
3)試験法と試験結果について:2N法およびW2N法により、アルミニウム合金(5052および2017)および鋼について、応力と表面波の伝播速度の変化率との関係(応力音弾性係数)を調べ、音弾性定数を決定した。
a)アルミニウム合金(5052:-1.22×10^<-6>/(kgf/cm^2)(圧延方向)、:-1.18×10^<-6>/(kgf/cm^2)(垂直方向) b)アルミニウム合金(2017):-1.24×10^<-6>/(kgf/cm^2)(圧延方向)、:1.21×10^<-6>/(kgf/cm^2)(垂直方向) c)鋼(SS41):-0.209×10^<-6>/(kgf/cm^2)(圧延方向)、:-0.233×10^<-6>/(kgf/cm^2)(垂直方向)
4)残留応力測定について:a)2W法によって、板ガラス平面上を送受信子を移動させたときの周期計測精度は約0.6nsecであった(カップラーはシリコン・オイル)。b)中央を直線状に溶接した平板サンプル(アルミニウム合金(5052))の残留応力測定を試みた。測定の可能性は示せたが、精度は不十分であった。
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