バルクハウゼンノイズ磁気センシングを用いた鋼構造用高力ボルトの緩み評価

本研究では、橋梁等に使用する高力ボルトの締付状態を磁気バルクハウゼンノイズを用いて評価し、被災による過大な荷重・高温や経年劣化による鋼構造高力ボルト継手部の締結力低下を簡便迅速に判断する非破壊検査手法の確立を目指す。磁性材料が磁化する際の磁壁移動に伴って発生するバルクハウゼンノイズ信号が応力に敏感であることに着目し、ボルト部（およびその近接部）の高応力分布領域からのバルクハウゼンノイズ信号を検出し、信号中に含まれる周波数成分から応力信号成分および各種材料欠陥・材料組織由来の信号成分を分離してそれぞれの分布状況を高精度に推定することで、簡便迅速かつ非破壊・低コストな高力ボルトの緩み評価技術の確立を目的としている。今年度（2022年度）は、鋼材内の応力状態がバルクハウゼンノイズに及ぼす影響を調べるため、Fe-Co-V磁性鋼材丸材に引張応力および曲げ応力を加え、バルクハウゼンノイズ信号との関係を調べた。鋼材丸棒の内側にノイズ検知用の銅エナメル線を巻き、その両側に励磁用の銅エナメル線を巻いて固定した。引張応力については、鋼材丸棒を垂直にして上端を固定し、下端に重りを吊り下げて引張応力を印加した。一方、曲げ応力については、鋼材丸棒を水平にして両端支持とし、棒材の中央に重りを吊り下げることによって曲げ応力を印加した。その結果、引張応力が増加するにつれて、バルクハウゼンノイズ実効電圧は上昇した。曲げ応力の場合は、曲げ応力が増加するにつれて、バルクハウゼンノイズ実効電圧は減少した。通常、ボルトを締めた時にはボルト軸には引張応力が加わるので、ボルトを締め付けてボルト軸力（引張応力）が増加すると、バルクハウゼンノイズ実効値は上昇することが分かった。この結果は、前年度の実験結果とも一致するものであった。

本研究では、橋梁等に使用する高力ボルトの締付状態を磁気バルクハウゼンノイズを用いて評価し、被災による過大な荷重・高温や経年劣化による鋼構造高力ボルト継手部の締結力低下を簡便迅速に判断する非破壊検査手法の確立を目指す。磁性材料が磁化する際の磁壁移動に伴って発生するバルクハウゼンノイズ信号が応力に敏感であることに着目し、ボルト部（およびその近接部）の高応力分布領域からのバルクハウゼンノイズ信号を検出し、信号中に含まれる周波数成分から応力信号成分および各種材料欠陥・材料組織由来の信号成分を分離してそれぞれの分布状況を高精度に推定することで、簡便迅速かつ非破壊・低コストな高力ボルトの緩み評価技術の確立を目的としている。今年度（2022年度）は、鋼材内の応力状態がバルクハウゼンノイズに及ぼす影響を調べるため、Fe-Co-V磁性鋼材丸材に引張応力および曲げ応力を加え、バルクハウゼンノイズ信号との関係を調べた。鋼材丸棒の内側にノイズ検知用の銅エナメル線を巻き、その両側に励磁用の銅エナメル線を巻いて固定した。引張応力については、鋼材丸棒を垂直にして上端を固定し、下端に重りを吊り下げて引張応力を印加した。一方、曲げ応力については、鋼材丸棒を水平にして両端支持とし、棒材の中央に重りを吊り下げることによって曲げ応力を印加した。その結果、引張応力が増加するにつれて、バルクハウゼンノイズ実効電圧は上昇した。曲げ応力の場合は、曲げ応力が増加するにつれて、バルクハウゼンノイズ実効電圧は減少した。通常、ボルトを締めた時にはボルト軸には引張応力が加わるので、ボルトを締め付けてボルト軸力（引張応力）が増加すると、バルクハウゼンノイズ実効値は上昇することが分かった。この結果は、前年度の実験結果とも一致するものであった。