| 研究課題/領域番号 |
24246119
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
山中 一司 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00292227)
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| 研究分担者 |
辻 俊宏 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70374965)
小原 良和 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90520875)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 分調波 / フェーズドアレイ / 閉口き裂 / 応力腐食割れ |
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| 研究実績の概要 |
圧縮残留応力や酸化膜生成により閉じたき裂は超音波を透過させるため、線形超音波における計測誤差が懸念 されている。この解決策である非線形超音波では大振幅超音波を入射し閉じたき裂を開口させて発生する非線形成分を検出する。代表者らが開発した分調波フェーズドアレイ(SPACE)は、初めて閉口き裂の深さ測定を実現したが、広い領域における検査効率は十分ではなかった。また、表面近傍の欠陥には課題があった。
電縫溶接鋼管（電縫管）は、高疲労強度と優れた成形性、良好な耐水素脆性をあわせ持ち、従来の中実鋼棒に比べ大幅な軽量化を達成できるため、ハイブリッドカーなど自動車構造部材に広く採用され、その燃費向上に寄与している。しかし溶接中に導入される閉口き裂を超音波探傷で検出できず、プレス加工中に発見される場合があり、見逃しによる事故が起きると人的・社会的影響は甚大である。
そこで本年度は、水と鋼管界面での超音波の屈折による収差を補正し、集束による大振幅入射波の形成を可能にして、閉口き裂の開口による分調波応答を発現させ、広い領域における閉口き裂の計測を実現した。また、各送信焦点の映像のレーダ表示を用いて、入射角依存の散乱挙動の観察を行った。さらに、減衰二重節点（DDN）を用いた時間領域有限差分（FDTD）法により、超音波散乱挙動の再現に成功した。
次に表面でのモード変換を補正してSAWを集束できるSAW SPACEを開発して、表面近傍のSCCで検証した後に、鉄鋼企業が提供した電縫管に適用した。最後に、高分解能SPACEの精度を標準閉口き裂で検証した後、電縫管のオンライン検査装置に導入して、実機に近い水中で、モータ駆動した模擬的閉口き裂試験片を測定して、製造ラインに適用できることを実証した。以上により、高分解能SPACEの開発と鋼管オンライン検査への適用に関する本研究の目的を達成できた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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