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2007 年度 実績報告書

高温材料の内部温度プロファイルの非破壊モニタリングとその材料加工プロセスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 19360330
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

井原 郁夫  長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (80203280)

研究分担者 鎌土 重晴  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (30152846)
キーワード超音波 / 温度プロファイル / 逆問題解析 / リアルタイムモニタリング / 差分法解析 / 高温加工プロセス / 内部温度 / 非破壊計測
研究概要

本研究は、物体内部の温度プロファイルを計測・モニタリングするための新しい非破壊評価手法を開発・実用化するとともに、この手法を高温場の材料加工プロセスに適用し、その有効性を実証することを目的としている。H19年度の実績は次のとおりである。
1.温度プロファイルの定量的評価のための超音波逆解析手法の開発:研究代表者らがこれまでに培ってきた高温超音波計測技術をべースとして、これに逆問題解析手法を効果的に組み合わせることで、物体内部の温度分布を定量的かつリアルタイムでモニタリングする新しい手法を開発した。この手法は一次元非定常熱伝導問題に対する差分解析法を効果的に活用したもので、加熱端面の温度境界条件が未知の場合でも、超音波パルスエコー計測により物体内部の温度勾配を精度よく同定することができるという長所を有する。
2.検証実験:開発した手法をダイカストなどの高温加工プロセスに使用されるSKD鋼の加熱・冷却実験に適用した。厚さ30mmの鋼板の片面を700℃の溶融アルミニウムにて加熱するときの内部温度プロファイルのモニタリングを試みた。超音波法によるモニタリング結果は、熱電対による測定結果とほぼ一致するのみならず、時間応答性に優れていることが明らかとなった。
3.バッファーロッド法の開発:開発した超音波法の実用化を想定して、超音波バッファーロッドを用いた簡便な温度分布モニタリング手法を開発した。本手法は逆解析などの複雑な計算を行うことなく温度分布の同定が可能であり、ダイカストマシンなどへの適用が期待される。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Ultrasonic Method for Measuring Internal Temperature Profile in Heated Materials2008

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Ihara
    • 雑誌名

      Review of Quantitative Nondestructive Evaluation 27

      ページ: 1505-1511

  • [雑誌論文] Ultrasonic Monitoring of Transient Variation in Internal Temperature Distribution of Heated Materials2007

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Ihara
    • 雑誌名

      Proc. The 2nd International Conference on Sensing Technology

      ページ: 557-561

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Ultrasonic Method for Measuring Internal Temperature Distribution in Heated Materials2007

    • 著者名/発表者名
      Manabu TAKAHASHI
    • 雑誌名

      Proc. International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics

      ページ: OS03-3-3(6)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel Ultrasonic Technique for Measuring Internal Temperature Distribution in Heated Materials2007

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Ihara
    • 雑誌名

      Proc. Malaysia-Japan International Symposium on Advanced Technology

      ページ: 5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Method for Internal Temperature Profile Measurement by Ultrasound2007

    • 著者名/発表者名
      Ikuo IHARA
    • 雑誌名

      Proc. IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference

      ページ: 12(#7213)5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasonic Monitoring of Transient Variation in Internal Temperature Profile of Heated Materials2007

    • 著者名/発表者名
      Manabu Takahashi
    • 雑誌名

      第28回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 28

      ページ: 365-366

  • [学会発表] 差分法解析を援用した超音波法による厚板内部の温度勾配測定2008

    • 著者名/発表者名
      高橋学、井原郁夫
    • 学会等名
      第15回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20080123-24
  • [学会発表] Ultrasonic Monitoring of Transient Variation in Internal Temperature Distribution of Heated Materials2007

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Ihara, et. al.
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Sensing Technology (ICST 2007)
    • 発表場所
      Palmerston North, New Zealand
    • 年月日
      20071126-28
  • [学会発表] 差分法解析を利用した超音波法による物体温度分布モニタリング2007

    • 著者名/発表者名
      高橋学、井原郁夫、西村太志
    • 学会等名
      日本機械学会第15回機械材料・材料加工技術講演会(M&P2007)
    • 発表場所
      長岡
    • 年月日
      20071117-18
  • [学会発表] 材料表面の非接触温度モニタリングへのレーザー超音波法の適用2007

    • 著者名/発表者名
      加藤慧輔、井原郁夫
    • 学会等名
      日本機械学会第15回機械材料・材料加工技術講演会(M&P2007)
    • 発表場所
      長岡
    • 年月日
      20071117-18
  • [学会発表] Ultrasonic Monitoring of Transient Variation in Internal Temperature Profile of Heated Materials2007

    • 著者名/発表者名
      Manabu Takahashi, et. al.
    • 学会等名
      第28回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      20071114-16
  • [学会発表] A Novel Ultrasonic Technique for Measuring Internal Temperature Distribution in Heated Materials2007

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Ihara, Manabu Takahashi, Futoshi Nishimura
    • 学会等名
      Malaysia-Japan International Symposium on Advanced Technology 2007 (MJISAT2007)
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      20071112-20071115
  • [学会発表] Ultrasonic Determination of Temperature Distribution in Thick Plates during Single Sided Heating2007

    • 著者名/発表者名
      Manabu Takahashi, Ikuo Ihara
    • 学会等名
      2nd International Conference on Advanced Nondestructive Evaluation
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20071017-20071019
  • [学会発表] A New Ultrasonic Method for Measuring Internal Temperature Distribution in Heated Materials2007

    • 著者名/発表者名
      Manabu Takahashi, et. al.
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics '07 (ATEM'07)
    • 発表場所
      Fukuaoka, Japan
    • 年月日
      20070912-14
  • [学会発表] Ultrasonic Method for Measuring Internal Temperature Profile in Heated Materials2007

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Ihara, et. al.
    • 学会等名
      The 34th Annual Review of Progress in QNDE 2007
    • 発表場所
      Colorado, USA
    • 年月日
      20070722-27
  • [学会発表] A New Method for Internal Temperature Profile Measurement by Ultrasound2007

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Ihara, et. al.
    • 学会等名
      IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference (IMTC'07)
    • 発表場所
      Warsaw, POLAND
    • 年月日
      20070501-03

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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