2001 Fiscal Year Annual Research Report
文化財建造物探査用の超音波音速CT装置の研究・開発
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13558009
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
足立 和成 山形大学, 工学部, 助教授 (00212514)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 裕二 拓殖大学, 工学部, 助教授 (30201239)
渡辺 一実 山形大学, 工学部, 教授 (90091769)
田村 安孝 山形大学, 工学部, 教授 (40171904)
西村 康 独立行政法人文化財研究所, 奈良文化財研究所, 測量研究室長 (80000488)
橋本 芳樹 株式会社カイジョー, 産機システム事業部, グループマネージャー(課長)
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| Keywords | ボルト締めランジュバン型振動子 / 媒質の不均一性 / 弾性接触問題 / 梵鐘の超音波探査 |
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| Research Abstract |
平成13年度の研究計画の内容にそって、本年度の研究成果を説明する。
(1)小型強力超音波音源の開発
主に、計算機シミュレーションに基づいて、小型強力超音波音源の改良のための研究を行った。特に、そこで用いられているボルト締めランジュバン型振動子の改良に不可欠な、部品界面での締め付けによる静的接触応力と振動時の振動応力との比率に着目した解析を行っている。研究代表者が開発した特殊な有限要素解析システムを駆使して、締め付け時の静的接触応力の計算に伴う圧電性を考慮した弾性接触問題を、考えうる幾つかの境界条件の仮定の下に解いたところ、静的締め付け時には、ねじ山部ではその界面に平行なすべりが生じ、他の部品界面では締め付けによる垂直応力によって界面でのすべりが生じない、とする仮定が最も現実的であることが判明した。そこでその境界条件下で、上記の応力比率の分布を調べたところ、十分な特性の振動子が実現しうることを確認したので、その結果に基づいて振動子を実際に多数作成その特性を現在調べている。
(2)画像信号処理手法の開発
木柱などによく現われる不均一異方性固体媒質中の音波伝播の様子を解析的に調べた。その結果、弱い異方性や不均一性であってもそれが存在すると、超音波はその伝播において直感的には捉えられない挙動を示すことが明確になった。特に、波面が鋭角に折れ曲がる尖角点(cusp)と呼ばれる点の出現に着目した分類が、媒質の不均一性の類型的把握に有効であることが確認できた。これを信号処理に生かす手法を考慮中である。
(3)現場での実験
松戸市にある本土寺の梵鐘の超音波探査を行った。梵鐘のような内部に大きな空洞がある構造物の探査においては、CTの手法が使えないため、内外壁面間での音波伝播の異常を調べることで、亀裂を生じている箇所の同定を行っている。
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Research Products
(1 results)
