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Development of Electromagnetic Induction Method Applicable for Detecting Weak Adhesive Bonds in CFRP

开发适用于检测CFRP中弱粘合的电磁感应方法

基本信息

批准号：
20J21500
负责人：
松永航
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyoto University (2021-2022)Tokyo Institute of Technology (2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

炭素繊維強化樹脂 (CFRP)接着接合部に生じるウィークボンドを検出可能な電磁誘導試験 (EIT)を開発するために，本年度は数値解析を用いてCFRP継手接着層の吸湿率の変化を算出した．前年度までに，吸湿したCFRP接着継手にEITを適用した場合において，EITの出力には測定対象である接着層の誘電率の変化以外に，CFRPの厚さ，誘電率，導電率の変化が含まれていることを解析的に示した．このため，CFRP継手接着層の吸湿率を測定するためには，両者を区別する必要がある．本年度は，拡散解析を用いてCFRP接着継手全体の吸湿率変化とCFRP継手接着層の吸湿率変化の関係を算出し，間接的にCFRP継手接着層の吸湿率を算出可能な方法の構築を試みた．まず，数値解析で必要な拡散係数を取得するために，一方向CFRPの吸湿試験を実施した．試験片の寸法が異なる一方向CFRPを複数用意し，試験片寸法と飽和吸湿率から拡散係数を算出した．次に，前述した拡散係数を用いて，CFRP接着継手の拡散解析を行った．拡散を支配するFickの拡散方程式を解き，各吸湿時間における吸湿率の分布を算出した．前年度までに実施していたCFRP単独の吸湿試験の結果と，本解析から算出した吸湿率の推移を比較した．両者が良い一致を示したため，作製したプログラムの妥当性を示した．最後に，作製したプログラムを用いて，CFRP接着継手全体の吸湿率と，CFRP継手接着層の吸湿率の関係を算出した．本結果を用いることで，CFRP接着継手全体の吸湿率とEITの出力の関係を取得すれば，CFRP継手接着層の吸湿率を定量的に算出することが可能となる．本手法は，吸湿初期の吸湿率も測定可能であることから，EITを用いてCFRP継手接着層に吸湿により生じたウィークボンドを検出可能な方法を構築できたと言える．

Carbon 繊 d (CFRP) reinforced resin followed joints にじるウィークボンドを検な electromagnetic induced potential test (EIT) を open 発するために, this year's は the numerical analytical を with いて CFRP 継 hand then layer のの moisture absorption rate - the を calculate した. Before annual までに, hygroscopic した CFRP then 継 hand に EIT を applicable した occasions において, EIT の output には determination as seaborne である then layer のの induced electric rate variations outside に, CFRP の thick さ, electricity rate, conductivity の variations change が containing まれていることをに of parsing the した. <s:1> ためため, determination of the <s:1> moisture absorption rate of the CFRP継 hand bonding layer をするためにがある, and the を difference する between the two is necessary がある. Analytical をは this year, the company, scattered with いて CFRP then 継 hand all の hygroscopic rate variations change と CFRP layer 継 hand then の hygroscopic rate variations change の masato is を calculate し, indirect に CFRP layer 継 hand then のを moisture absorption rate calculate methods のな build を try みた. Youdaoplaceholder0, numerical analysis of で, necessary な拡 dispersion coefficient を to obtain するために, one-direction CFRP <s:1> moisture absorption test を implementation of た. The test strip size method が opposite なる direction CFRPを complex number application を, the test strip size method と saturated moisture absorption rate ら拡 dispersion coefficient を is used to calculate the た. Then に, the aforementioned た拡た拡 dispersion coefficient を is expressed by にて, and CFRP then 継 hands the <s:1> 拡 dispersion to solve the を line った. The 拡 dispersion を governs the するFick <s:1> 拡 dispersion equation を to solve を, and the distribution of each moisture absorption time における moisture absorption rate <e:1> を calculates the たた. Before annual までに be applied していた CFRP 単 alone の moisture absorption test との results, the analytical から calculate したの moisture absorption rate goes を compare した. The two sides が good が agreement を shows たため, the production <s:1> たプログラム appropriateness を shows た. Finally に, cropping したプログラムを with いて, CFRP then 継 hand all のと moisture absorption rate, CFRP 継 hand then layer のの moisture absorption rate masato is を calculate した. This result をいることで, CFRP then 継 hand all のと moisture absorption rate EIT の output の masato is を obtain すれば, CFRP 継 hand then layer のを quantitative に moisture absorption rate calculated することが may となる. This gimmick は, hygroscopic early のも moisture absorption rate determination may であることから, EIT を with いて CFRP layer 継 hand then に hygroscopic により raw じたウィークボンドを検 makes possible をな method to construct できたと said える.