| 研究課題/領域番号 |
26390109
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
佐藤 治道 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 製造技術研究部門, 主任研究員 (90357145)
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| 研究分担者 |
小木曽 久人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 製造技術研究部門, 研究グループ長 (40356704)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 超音波 / ガイド波 / 非破壊検査 / 超音波流量計 / 積層加工 / 3Dプリンタ |
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| 研究実績の概要 |
パイプは生活インフラの中で広く使われている。それら安全性の確保や半導体や医薬品の性能や信頼性の向上と低価格化のためには非破壊検査や高精度な超音波流量計の開発が必要である。パイプの検査効率向上や超音波流量計の高精度化にはパイプを伝搬する超音波(ガイド波)の解析が必要である。本研究は、パイプを伝搬するガイド波のモード解析を行うことを目的としている。これまでに、著者等は内部に流体を満たした固体パイプを伝搬するガイド波の解析解、実験、軸対称FEMによる解析および、それらを応用した超音波流量計の開発等を行ってきた。昨年度は、固体を伝搬しながら液中に変位が染み出し振動が減衰していく漏えいガイド波の影響を調べ、この研究の遂行において漏えいガイド波の解析は不要であるとの結論を得た。今年度はレーザー超音波法でガイド波の実験をするための装置の選定、購入作業等を行い、ガイド波の新たな適用先として、積層造形物(いわゆる3Dプリンタ)の非破壊検査にも着手した。ガイド波の実験を行うための装置を活用し、パウダーベッド法で作った造形物の非破壊検査を行った。パウダーベッド法はサポートレスであり、金属も造形できるといった利点があるが、内部に層状の欠陥ができることもある。そこで、レーザー超音波法で内部に欠陥が無い試料と、層状の欠陥ができてしまった試料の比較をおこなった。その結果、前者は速度分散が無い表面波が伝搬し、後者は速度分散があるガイド波と推定される超音波が伝搬していることが確認された。また、パイプを伝搬するガイド波の研究に関しては、本年度は計算機の選定や、調達を行った。これによって、最終年度はレーザー超音波法による実験やパイプの変位を3Dで計算するなどして、パイプを伝搬するガイド波のモードの性質を明らかにするとともに、新たな展開として、積層造形物の非破壊検査へのガイド波の適用を検討する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、実験での検証のための準備を行った。レーザー超音波法で積層造形物の検査をしたところ、層状欠陥の検出可能性が示された。
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| 今後の研究の推進方策 |
ガイド波の解析を進めるとともに、実験も進めて、最終年度の検証を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
米国の国際会議への参加を予定していたが、申請時は予想されていなかった積層加工分野のニーズが高まったため、ガイド波を使った新たな研究テーマを立ち上げることを優先したため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
当初計画より実験の比重を増やしているため、光学部品等の購入に用いる。
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