空間的電磁場計測を利用した受動型および能動型電気ポテンシャルCT法による欠陥同定

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555027
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 久保 司郎 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20107139)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井岡 誠司 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50283726) ; 阪上 隆英 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50192589)
• Keywords: 逆問題 / 電気ポテンシャルCT法 / 非破壊検査 / 複合材料 / 界面剥離 / スマートマテリアル / き裂同定 / 破壊力学

Research Abstract

本研究の目的は,逆問題解析に基礎をおく二次元・三次元き裂の直流電気ポテンシャル測定法として,申請者らが開発した電気ポテンシャルCT法を拡張して,空間的電磁場計測に基づく非接触の能動型および受動型電気ポテンシャルCT法を開発することにある.
平成13年度に得られた主な研究成果は,以下の通りである.
1.き裂を有する試験片にピエゾフィルムを貼付し、試験片に力学的負荷をかけた場合について,ピエゾ材料表面上に現れる電気ポテンシャル分布の応答より,き裂の位置と大きさを推定する,数値シミュレーションを行った.二次元貫通き裂および三次元表面き裂のパラメータがピエゾフィルム上の電気ポテンシャル分布に及ぼす影響を,数値的に明らかにした.いくつかのき裂の試験片について,非接触型の表面電位計によりピエゾフィルム上の電気ポテンシャル分布を実測したところ,解析結果と傾向が同じで絶対値も近い電気ポテンシャル分布が計測できた.この電気ポテンシャル分布を用いて,き裂のパラメータを精度よく推定することができた.
2.二次元的な界面剥離を有する積層積層複合材料について,その表面にピエゾフィルムを貼り付け三点曲げを負荷した場合について,ピエゾフィルム上に現れる電気ポテンシャル分布より,界面剥離の位置と大きさを推定する,数値シミュレーションを行った。はく離に対応して、電気ポテンシャルに極大値と極小値があらわれ、はく離の同定が可能であることが明らかとなった。さらに、表面電位計を用いた非接触型計測実験により、解析結果に対応した分布が得られ、はく離の同定が原理的に可能であることがわかった。

Research Products

• [Publications] Daiki SHIOZAWA: "Crack Identification by Electric Potential CT Measurement Using Piezoelectric Film Installed in Structural Member"Proc. of 1st Taiwan-Japan Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering. Vol.1. 207-215 (2001)
• [Publications] 塩澤 大輝: "受動型電気ポテンシャルCT法による裏面3次元き裂の同定に関する実験的検討"日本機械学会関西支部第77期定時総会講演会講演論文集. No.024-1(掲載予定). (2002)