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2023 年度 実績報告書

点波源拘束偏微分方程式にもとづく直交異方性材料の欠陥検出に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K04096
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) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード超音波探傷 / 非破壊検査 / Lp空間 / 点波源拘束偏微分方程式 / ダイバージェンスベーストイメージング
研究実績の概要

CFRP 複合材は、その構造から超音波試験に対して本質的な困難さを伴っている。困難さの一つが高い減衰率である。複合材を構成する基材(樹脂) による粘性減衰、樹脂/繊維界面における散乱が原因と考えられている。もう一つは、音速(位相速度) の異方性である。すなわち、線維と平行な向きには速度が速いが、そうでない向きには遅いという性質である。そのため、伝搬速度 が方向によって異なるため、伝搬時間に基づく手法では傷の正確な位置がもとまらないという問題が起こっている。本研究では、高い減衰率による問題に対しては、中心周波数が30kHz程度の低いガイド波を用いて回避している。同時に、低周波数による低分解能に対して、点波源拘束偏微分方程式に基づいた撮像手法を導入することによって超解像を実現し、問題を回避している。つぎに、異方性の問題に対して、波動場をLp空間で表現し、擬似的なグリーン関数を用いてその空間での点波源拘束偏微分方程式を考えCFRP板材中の欠損のシルエット撮像を実現している。等方性弾性体薄板を伝搬するA0モードラム波動場におけるグリーン関数の距離の項をLp空間における距離に置き換えたものを擬似的なグリーン関数とおき、それを用いて板材の法線方向の面外変位とその互いに直交する面外せん断歪みの互いの自己相関および相互相関から欠損検出が可能であることを実証した. さらに最終年度では、等方性弾性体薄板と、炭素繊維強化樹脂の薄板に人工的な欠損を施し、板材の法線方向の面外変位とその互いに直交する面外せん断歪みの互いの自己相関および相互相関から欠損のシルエットを再構成した結果を示すことに成功した.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Lp[距離空間を用いたCFRP 積層材のラム波動場の近似2024

    • 著者名/発表者名
      寺本 顕武, 石橋春香
    • 雑誌名

      第31回 超音波による非破壊評価シンポジウム講演論文集

      巻: 1 ページ: 113-118

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling of Acoustic Emission Wave and Its Parametric Characterization Based on Peak Sensor Sensitivity on an Aluminum Block2023

    • 著者名/発表者名
      Arif Abdullah Rashid, Md. Tawhidul Islam Khan, Kenbu Teramoto
    • 雑誌名

      International Journal of Aoustics and Vibration

      巻: 1 ページ: 34-43

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Depth detection of defects in the CFRP plate by point source constrained partial differential equation2023

    • 著者名/発表者名
      Abdullah Arafat Miah, Kenbu Teramoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 30th Symposium on ultrasonic testing

      巻: 1 ページ: 27-32

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 点波源拘束偏微分方程式にもとづく多層板材の層間腐食部の検出2023

    • 著者名/発表者名
      寺本 顕武,石橋 春香
    • 雑誌名

      第40回センシングフォーラム予稿集

      巻: 1 ページ: 125-130

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-destructive Inspection of CFRP plate with using wave propagation on Lp space2023

    • 著者名/発表者名
      Kenbu Teramoto, Haruka Ishibashi
    • 雑誌名

      Proceedings of SICE 2023

      巻: 1 ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Lp[距離空間を用いたCFRP 積層材のラム波動場の近似2024

    • 著者名/発表者名
      寺本 顕武
    • 学会等名
      第31回 超音波による非破壊評価シンポジウム
  • [学会発表] Depth detection of defects in the CFRP plate by point source constrained partial differential equation2023

    • 著者名/発表者名
      Abdullah Arafat Miah
    • 学会等名
      The 30th Symposium on ultrasonic testing
  • [学会発表] 点波源拘束偏微分方程式にもとづく多層板材の層間腐食部の検出2023

    • 著者名/発表者名
      寺本 顕武
    • 学会等名
      第40回センシングフォーラム
  • [学会発表] Non-destructive Inspection of CFRP plate with using wave propagation on Lp space2023

    • 著者名/発表者名
      Kenbu Teramoto
    • 学会等名
      SICE 2023

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公開日: 2024-12-25  

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