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

2002 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14年度に得られた主な研究成果は,以下の通りである.
1.二次元貫通斜め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.二次元貫通斜めき裂を表す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.ピエゾフィルム上に表れる電気ポテンシャル分布はき裂の近くで非対称になり,この非対称性がき裂の傾きの推定に利用できることがわかった.このポテンシャル分布を用いて,斜めき裂のパラメータの位置,傾きおよび寸法を精度よく推定することができることが明らかとなった.
2.二次元的な界面剥離を有する積層複合材料の剥離同定に関する数値シミュレーションを行った.積層複合材料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,層間界面剥離の位置と大きさを推定した.三点曲げ負荷のもとでは,剥離の位置がピエゾフィルムに近い場合には電気ポテンシャル分布に4個の極値が表れたが,剥離の位置が離れるにつれ,極値の数は2個になった.測定値に多少の誤差が含まれていても、界面剥離の層間位置,長手方向の位置とおよおび寸法が精度よく推定できることがわかった.

Research Products

• [Publications] 塩澤 大輝: "複合材料におけるはく離欠陥同定に対する受動型電気ポテンシャルCT法の適用性に関する数値的検討"日本材料学会第51期通常総会学術講演会講演論文集. 43-44 (2002)
• [Publications] 塩澤 大輝: "ピエゾ材料を用いた受動型電気ポテンシャルCT法"日本機械学会M&Mレークサイドサマーシンポジウム講演論文集. No.02-21. 97-100 (2002)
• [Publications] 塩澤 大輝: "受動型電気ポテンシャルCT計測による複合材はく離欠陥の同定に関する数値的検討"第46回日本学術会議材料研究連合講演会講演前刷集. 299-300 (2002)
• [Publications] "受動型電気ポテンシャルCT法による三次元表面き裂の同定に関する実験的検討"日本機械学会平成14年度材料力学部門講演会講演論文集. No.02-05. 497-498 (2002)
• [Publications] "複合材料におけるはく離欠陥導出に対する受動型電気ポテンシャルCT法の適用性に関する検討"日本機械学会平成14年度材料力学部門講演会講演論文集. No.02-05. 357-358 (2002)
• [Publications] 塩澤 大輝: "ピエゾ材料を用いた受動型電気ポテンシャルCT法による複合材内はく離状欠陥の同定"日本機械学会第15回計算力学講演会講演論文集. No.02-02. 411-412 (2002)