異方性材料の高感度な超音波非破壊評価のための非線形三波相互作用の解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K03770
• 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18010:材料力学および機械材料関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 石井 陽介 京都大学, 工学研究科, 助教 (70781706)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 非線形超音波法 / 異方性材料 / 三波相互作用

研究成果の概要

異方性材料に対する新しい超音波非破壊評価原理確立のための基礎的検討として，異方性弾性体中の非線形三波相互作用を理論解析や数値解析により明らかにした．等方性材料の場合は和・差周波数成分の発生条件を議論するうえで超音波の位相伝搬方向のみを考えれば十分であるに対して，異方性材料の場合は位相だけではなくエネルギー伝搬方向も含めて検討することで和・差周波数成分の発生挙動が理解できることがわかった．

自由記述の分野

固体力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

例えば単結晶金属で作製されたジェットエンジン用タービン翼材など力学的な異方性を有する固体材料の産業応用が広がっており，安全性や信頼性を保証するための超音波非破壊評価の重要性が増している．疲労損傷の早期段階などのように健全性が低下しているものの明らかな波動散乱源を持たないような場合には従来法による評価が難しい．本研究で着目した非線形三波相互作用は，このような場合においても健全性を高感度評価可能な新しい手法としての可能性を秘めており，本研究で得られた知見はそのような手法を構築するうえでの理論的基盤になると期待される．