| 研究概要 |
GFRP積層板の層間はく離の検出を目的として電磁超音波センサを用いて板波音速の測定を行った.薄板を面内方向に伝ぱする板波は,音速が周波数と板厚の積に依存する分散性を示す.本研究は層間はく離による板厚の減少を板波音速の変化として検出することを提案するものである.超音波センサとして,非接触型のセンサであるため金属材料の非破壊検査の分野で従来の圧電センサに代わって適用範囲が広がりつつある電磁超音波センサを用いた.GFRPには導電性がないため,金属材料における超音波の発生に寄与する渦電流が誘起されない.そこで前年度までの科学研究費補助金を受けて行った研究で提案した積層板中に埋め込んだコイルを用いる電磁超音波センサを適用した.このセンサは磁石をコイル上で移動させるだけで測定位置を走査可能である.
他のモードとの干渉を避けるため,中央の層間に送信コイルを埋め込み,最低次の対称モードの板波を送信した.受信コイルとして蛇行型コイルを用い,表面直下の層間に埋め込んだ.昨年度までの研究で用いた広帯域パルスによる群速度法だけではなく,新たに狭帯域バースト波を用いる位相速度法を提案し,両手法を比較した.群速度法は各周波数成分の振幅の時間変化から音速を求める手法であり,位相速度法はコイルのピッチが半波長と一致する周波数において送受信効率が最大となることを利用して音速を求める方法である.
積層板にはく離を段階的に導入し,各段階での音速測定を行った結果,群速度法でははく離導入前を基準とした伝ぱ時間変化を求めると,傾きが負の領域としてはく離部を検出できることがわかった.位相速度法では,受信信号の振幅が最大となる周波数が測定部がはく離すると高くなることから,測定点のはく離の有無を検出できる可能性があることが明らかになった.来年度は,現在まだ十分とはいえないはく離領域の評価精度の向上を目指す.
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