研究課題
基盤研究(B)
本研究の目的は、逆問題解析に基礎をおく受動型・能動型併用モニタリング・システムを開発することにある。すなわち、ピエゾ材料の特性を利用して電流負荷を与えることなく構造要素に表れる電気ポテンシャル分布に逆問題解析を適用し、受動的に欠陥をモニタリングする手法を構築するとともに、ピエゾ材料の逆特性を利用して欠陥が検出された部分に向けて能動的に超音波を発振しモニタリングを行う能動型のモニタリング手法を構築する。本年度の検討により、得られた結果を以下に示す。1.受動型電気ポテンシャルGT法のため、ピエゾフィルム上に表れるポテンシャル分布からき裂を同定する逆解析手法を提案した。表面き裂がある場合でも、複数のき裂があり、ポテンシャル分布が干渉する場合においても、さらに干渉が顕著でポテンシャル分布のもつ極値が単数き裂のものと同じになるときでも、提案した手法によりき裂の同定およびき裂個数の推定が可能であることが明らかとなった。2.複合材料中に存在する複合はく離の同定に対する、受動型電気ポテンシャルCT法の適用性を検討した。複合材料中のはく離が存在し、複合材料の表面に貼付したピエゾフィルムに生じる電気ポテンシャル分布を、有限要素法により調べた。ピエゾフィルム上の電気ポテンシャル分布から、はく離の深さ、位置、および大きさを比較的精度よく推定することができた。3.受動型・能動型併用電気ポテンシャルCT法に関する検討として、受動型と能動型の双方が可能なピエゾフィルムを用いたスマートセンサおよび計測システムを開発した。これを用いて、超音波を発振し、応答波を計測した。センサ位置とき裂の相対位置が検出波形に与える影響と明らかにし、センサによって検出された波形を用いたき裂の位置推定が可能であることを明らかにした。
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