| 研究概要 |
電磁超音波探触子(Electromagnetic Acoustic Transducers, EMAT)を用いた非破壊検査手法は,電磁誘導を利用して非接触で超音波を送受信するものであり,その検査過程は電磁場および弾性振動の方程式により明確に記述することができる.このため,検出情報の定量的利用や逆解析手法による欠陥同定への適用が期待されている.本研究では斜角方向に平面波状の超音波を送受信することが可能な斜角型EMATに着目し,これを用いた検査システムによる片面からの定量的検査の可能性を検討した.昨年度は,斜角型EMATによる超音波送受信の数学モデルを導出して数値解析を行い,斜角S波の伝播および反射の様子を明らかにして,伝播経路上に存在する欠陥の大きさと受信波形の関係を明らかにした.また,実験結果との良好な一致から,モデルの妥当性も確認された.本年度はさらに,欠陥の大きさが受信信号に反映される特徴を生かし,波形情報を利用した逆解析手法による欠陥同定を試みた.まず,試料内部の特定の箇所に簡単な形状である円形空洞が存在する場合を想定した欠陥同定問題の定式化を行い,最適化手法に基づく逆解析手法を示した.その最適化における初期値を決定する方法として,上記の欠陥の大きさと受信波形の関係を利用した.その結果,数値計算および実験により得られた受信波形の逆解析により,数%以内の誤差で欠陥同定を達成した.以上のことから,斜角型EMATによる内部欠陥の定量的評価の可能性を示すことができたと考える.
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