2017 Fiscal Year Annual Research Report
Defect Identification by Time-Space Active Pulse-Echo and Passive Electric Potential Methods Using Piezoelectric Material
| Project/Area Number |
15H03897
|
|---|
| Research Institution | Setsunan University |
|---|
Principal Investigator |
久保 司郎 摂南大学, 理工学部, 教授 (20107139)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阪上 隆英 神戸大学, 工学研究科, 教授 (50192589)
井岡 誠司 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (50283726)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 機械材料・材料力学 / 非破壊評価 / 破壊力学 / 逆問題 / 逆解析 / き裂同定 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、構造物の健全性評価のため、ピエゾ材料を用いた時空間能動型パルスエコー・受動型電気ポテンシャル併用欠陥同定手法を確立することにある。すなわち、検査物体の表面にピエゾフィルムを貼付し、ピエゾフィルムに受動的に表れる電気ポテンシャル分布より欠陥を同定する。また、ピエゾフィルムに設置したプローブに電気的パルスを印加し、逆ピエゾ効果により超音波を発生させる。ピエゾ効果を利用し、欠陥等の反射波をピエゾフィルム全面で受信し、欠陥を同定する。
まず受動型電気ポテンシャルＣＴ法に関する検討については、貫通き裂状欠陥を有する試験片の上面にピエゾフィルムを貼付したときの電気ポテンシャル分布から、残差最小化法によりき裂の位置と形状を推定する数値シミュレーションを行った。き裂パラメータ推定の迅速化のため、電気ポテンシャル分の特徴量の使用を行った。すなわち、ポテンシャル分布の最大値等をもとに欠陥寸法と位置の第1段推定を行った。その結果を初期値として、残差を最小にするようなき裂パラメータの組合せを繰り返し計算で求めた。その結果、特徴量を用いた推定により解の収束が速くなった。
能動型パルスエコーについては、波動に関する支配方程式の随伴方程式が時間を反転させた波動方程式であることを利用して提案された、時間反転法を適用した。プローブ各点で計測された反射波を、時間を反転させて発信したときの波の焦点化によりき裂を同定した。プローブの配置面、間隔および個数が推定結果に及ぼす影響を明らかにした。計測誤差が、推定結果に及ぼす影響について調べた。波の高さに多少の誤差が入っても推定結果に及ぼす影響は小さかった。波の受信時刻に誤差が入ると推定結果にずれがでることがわかった。実際に多数のプローブ上で計測された波形に対し、時間反転法を適用した。その結果、波の収束が認められ、き裂先端位置が推定できた。
|
| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
