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1999 年度 研究成果報告書概要

レーザスペックルセンサーを用いた金属材料の余寿命評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 10650102
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関中部大学

研究代表者

加藤 章  中部大学, 工学部, 教授 (00113085)

研究期間 (年度) 1998 – 1999
キーワード光学計測 / 疲労 / 非破壊検査 / 寿命評価 / 画像処理 / 鋼材
研究概要

本研究では,レーザを用いた光学的方法により疲労損傷による金属材料表面の変化を検出し,疲労損傷の程度を評価し,さらに余寿命を推定する方法について検討した.本研究で得られた主要な成果は以下のとおりである.
(1)測定対象に対して,He-Neレーザを照射し,その反射光によるスペックルパターンを観測するための光学系およびコンピュータによる画像処理によってスペックルパターンの解析を行うためのシステムを構築した.
(2)一般構造用鋼材の試験片に応力振幅一定の繰返し荷重を加え,繰返し数によってスペックルパターンが変化するのが明らかになった.スペックルパターンの広がりを表わすためのパラメータを考案した.
(3)繰返し数の増加に対する表面あらさの変化,あらさ曲線をフーリエ変換して周波数分布を求め,スペックルパターンの広がりを表わすパラメータ,表面あらさおよびあらさ曲線の周波数分布の広がりとの間に対応関係がある事がわかった.
(4)各種の応力振幅に対して,繰返し数とスペックルパターンとの関係を調べ両者の関係を表わす実験式を導いた.
(5)実験式に基づいて測定対象の余寿命を推定する方法を考案し,すでに得られている実験結果に対して適用したところ,疲労寿命の1/4くらいの早い段階で余寿命をある程度評価できることがわかった.
(6)低サイクル疲労に対しても本方法を適用したが,高サイクルの場合と同様にスペックルパターンは疲労損傷の進行につれて変化し,この方法が適用可能であることがわかった.

  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] 加藤, 林, 伊藤: "レーザスペックルセンサーを用いた疲労寿命の予測"非破壊検査. 47. 838-845 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 加藤, 林, 林: "レーザスペックルを用いた低サイクル疲労における応力・ひずみの測定"非破壊検査. 48. 613-619 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] A.Kato, M.Hayashi: "Evaluation of Low Cycle Fatigue Damage Using Laser Speckle Sensor"Experimental Mechanics, Advances in design, testing and analysis, Edited by I.M. Allinson, Vol.II, A.A.Balkema. 1065-1069 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Akira Kato, Mitsue Hayashi: "Detection of Fatigue Damage in Metals Using Laser Speckle"Proceedings of 4i^<th> International Conference on Quality Control by Artificial Vision. 325-330 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Akira Kato, Mituse Hayashi, Koji Ito: "Fatigue Life Estimation Using Laser Speckle Sensors"Journal of the Japanese Society for Non-Destructive Inspection (in Japanese). 47-11. 838-845 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Akira Kato, Mitsue Hayashi: "Evaluation in Low Cycle Fatigue Using Laser Speckle"Proceedings of the Second Japan-US Symposium on Advances in NDT. 162-166 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Akira Kato, Mitsue Hayashi: "Damage Evaluation in Low Cycle Fatigue Using Laser Speckle"Proceedings of 1999 ASME Mechanics & Materials Conference. 183-184 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Akira Kato, Hiroki Okumura: "Measurement of Cyclic Strain Using Laser Speckle (Effect of Mean Stress)"Proceedings of the International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics '99. 599-604 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Akira Kato, Mitsue Hayashi, Seijiro Hayashi: "Measurement of Stress and Strain in Low Cycle Fatigue Using Laser Speckle"Journal of the Japanese Society for Non-Destructive Inspection (in Japanese). 48-9. 613-619 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2005-04-19  

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