円環型微分干渉照明を用いたコーシーの積分定理にもとづく欠陥検出に関する研究

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K04172
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21030:計測工学関連
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 寺本 顕武 佐賀大学, 理工学部, 教授 (70207489)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 超音波撮像 / 点波源拘束偏微分方程式 / 波動情報処理 / 非破壊検査 / 異方性弾性体 / ガイド波

研究成果の概要

本研究は，極座標系で表現された波動方程式を因数分解することによって導出される点波源拘束偏微分方程式を利用した非破壊検査手法を提案している．それぞれの項は，波源から円環状に発散する波面と波源に集束する波面を表している．このようにして得られたベクトル微分方程式が，点波源拘束微分方程式である．この微分方程式は，波動場を表すスカラーポテンシャルの勾配がポテンシャル自身とその時間微分の線形結合で表されることを示している．ポテンシャルの係数が波動場の位相速度ベクトル場の発散で与えら，その勾配とポテンシャル自身の相互相関演算により位相速度ベクトル場の発散を取り出すことができ, 点波源の位置を特定する．

自由記述の分野

計測工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年, 複合薄板材料が様々な構造物において利用されている.その中でも炭素繊維強化樹脂薄板は軽量化と強度が求められる部材に多く使用されつつある. 多層繊維強化複合材では枚数や配向の違いによって弾性率(テンソル量)が変化するため, 均質な等方性弾性体の場合と比較して精密な欠損像の再構成が困難であった. 本研究は, 点波源拘束偏微分方程式を用いることにより, 超音波非破壊検査とは全く異なる原理にもとづき,波長や音速に左右されずに板材中の欠損位置を特定できる画期的な方法である.