Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

超音波 / 非破壊検査 / 探触子 / TOFD法 / Lamb波 / Rayleigh波

本研究では,構造部材の非破壊評価法の一つである超音波探傷法の精度・効率の向上を図るために,従来にない構造・特性を有する接触型線集束探触子を開発し,その高性能化を図るとともに,この探触子を利用した新しい超音波探傷法を確立することを目的とした.開発した探触子は,従来の探触子に比べて,薄板のLamb波,コーティング層の一般化Lamb波,バルク材の円筒面波,およびバルク材のRayleigh波などが容易に励起・検出できるという特徴を有する.本研究の結果,次に示す成果を得た.
1.接触型線集束探触子の試作・改良を行い,超音波振動子の材質を従来の圧電高分子から圧電セラミックス,さらには圧電コンポジット材料に変更することにより,探触子の感度を格段に向上させた.
2.開発した探触子を用いて,TOFD法によるき裂の非破壊評価に関する実験を行い,従来に比べてより小さなき裂の検出および寸法評価が可能であることを確認した.
3.縦波型の探触子に加えてSH波型の探触子を試作し,その可能性を検討した.
なお,以上の成果の一部は,ニュージーランドにて開催された12th Asia-Pacific Conference on Non-Destructive Testing 2006(第12回アジア太平洋非破壊試験国際会議)等で公表した.今後は,SH波型の線集束探触子の試作・改良を行い,SH波を用いたTOFD法によるき裂の寸法測定の高精度化を研究する予定である.

超音波 / 非破壊検査 / 探触子 / Lamb波 / Rayleigh波 / コーティング材料

本研究では,構造部材の非破壊評価法の一つである超音波探傷法の精度・効率の向上を図るために,従来にない構造・特性を有する接触型線集束探触子を開発し,その高性能化を図るとともに,この探触子を利用した新しい超音波探傷法を確立することを目的とした.開発した探触子は,従来の探触子に比べて,薄板のLamb波,コーティング層の一般化Lamb波,バルク材の円筒面波,およびバルク材のRayleigh波などが容易に励起・検出できるという特徴を有する.研究の結果,次に示す成果を得た.
1.接触型線集束探触子を試作し,指向性や周波数特性などの基本的性能を実験,理論解析,数値解析によって評価し,所期の目的が達成されることを確認した.
2.有限要素シミュレーションにより,接触型線集束探触子によるLamb波および円筒面波の励起・検出メカニズムを明らかにし,高精度化を図るための基本的指針を得た.
3.接触型線集束探触子の新しい適用例として,TOFD法によるき裂の非破壊評価に関する基礎的実験を行い,本探触子がTOFD法に適用可能であること,き裂寸法が十分に高い精度で検出できることを確認した.さらに,TOFD法に限定的に適用する上で,本探触子に求められる改良の指針を得た.
4.前項までの縦波形探触子に関する知見に基づき,同様の原理に基づく横波形の探触子を新たに開発し,圧電コーティング層のLove波の励起・検出に適用できることを示すとともに,圧電コーティング層と基材の接合状態の非破壊評価が可能であることを確認した.