境界要素法による逆解析を利用した走査型振動電極腐食評価システムの開発

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06555026
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 青木 繁 東京工業大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90016436)
• 研究分担者: 植田 昌克 住友金属工業(株), 鉄鋼技術研究所紡食研究室, 副主任研究員 ; 天谷 賢治 東京工業大学, 大学院情報理工学研究科, 助手 (70251642)
• キーワード: 走査型振動電極法 / 境界要素解析 / 解析の階層化 / 効率的解析手法 / 逆解析 / 測定精度の向上 / 測定プローブによる誤差 / 悪条件の緩和

研究概要

走査型振動電極法において生じる誤差を見積もるために,電場解析を効率的に行う数値解析手法を開発した.走査振動電極法では解像度を上げるためプローブを試料表面に近付けると,プローブ自身のために電場が乱れるので誤差を生じる.このプローブ自身の影響を考慮するために数値解析を行う必要があるが,注目領域と装置容器の寸法の比は10^5程度になるので,要素数が膨大となり計算が困難となる.そこで,新しい線要素を用いて解析を階層化することによって1回当たりの連立方程式の元数を小さくした.この結果,従来の境界要素解析手法に比べ大幅に計算時間を短縮できた.二,三の解析例により本手法の有効性を示すとともに,プローブ自身により測定値が過大評価されていることを明らかにした.
走査型振動電極法による測定結果から,試料表面における電流密度分布を推定する逆解析手法を提案し,解析例によりその有効性を示した.測定プローブ自身による誤差を考慮に入れない場合.電流密度を過大評価してしまうことがわかった.この誤差を考慮した場合,電流密度の平均は大略推定でき過大評価の問題は解決できたが,最大電流密度を小さく評価した.この問題を解決するため,試料に電位を与え,新たにいくつかの異なる電場を測定したデータを用いて逆問題の悪条件を緩和した結果,真の電流密度分布と良く一致した電流密度分布を得た.

研究成果

• [文献書誌] 青木繁・天谷賢治・早瀬仁則・植田昌克: "走査型振動腐食評価法の効率的境界要素解析" 材料. 43-495. 1628-1633 (1994)
• [文献書誌] 天谷賢治・早瀬仁則・植田昌克・青木繁: "逆解析による走査型振動電極腐食評価法の精度向上" 材料. 44-497. 238-242 (1995)
• [文献書誌] 早瀬仁則・天谷賢治・青木繁: "走査型振動電極法に関する順解析と逆解析" BEMテクノロジーコンファレンス論文集. 4. 27-32 (1994)
• [文献書誌] 天谷賢治・早瀬仁則・植田昌克・青木繁: "逆解析による走査型振動電極腐食評価法の精度向上" 機械学会講演論文集. I(940-30). 773-775 (199)
• [文献書誌] S.AOKI,K.AMAYA,and M.HAYASE: "Inverse Analysis for Impraing Accuracy of SVET in Corrosion study" Inverse Problms in Engineving Mechanics. 179-184 (1994)