レーザー超音波と赤外線サーモグラフィを組合せた非接触広域構造不健全部検出法

激光超声与红外热成像相结合的非接触式广域结构缺陷检测方法

• 批准号: 15656030
• 负责人: 川嶋 紘一郎
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15656030/
• 关键词: サーモソニック法; 赤外線温度画像; 低周波; 閉口き裂; 表面き裂; 固有振動数; 振動モード; 非線形超音波

本研究では離れた位置がらレーザー照射あるいは低周波超音波加振により構造体に大振幅ガイド波(表面波,板波,円筒ガイド波等)を励起し,表面あるいは表面直下の微視損傷(き裂)面のクラッピングで散逸されるエネルギによる局部温度上昇を,赤外線サーモグラフィにより離れた位置で検出する非接触広域構造不健全部検出法の基礎を確立することを目的とする.本研究で得られた主な成果を以下に示す.1.現有のYAGパルスレーザー源では,極低周波の弾性波しか励起できなかったので,プラスチックフィルム接合用の超音波溶接機供振周波数28kHz,最大出力150W)を用いて,ほとんど閉じた疲労き裂を含む試験片のき裂部近傍を加振し,適切な入射条件の下では,0.5K程度の温度変化が加振後1秒以内に生じ,市販の非同期赤外線カメラで温度画像として収録できる.2.この実験結果に対応する有限要素法振動解析により,測定したき裂を含む試験片は28kHz近くの固有振動数を持ち,その振動モードはき裂面が面外せん断モードであることが明らかとなった.数値解析により,面内の縦振動モードも励起されることが明らかとなったが,実験ではこのときには有意な温度上昇は観察できなかった.3.重量2キログラム程度の可搬式超音波溶接機を用いて低周波大振幅の波をほとんど閉じたき裂を含む構造要素に入射し,赤外線温度カメラで0.3K程度の温度変化を検出する方法で表面き裂の検出が可能であることが確認できた.

This study で は from れ た position が ら レ ー ザ ー irradiation あ る い は low Zhou Bochao sonic vibration plus に よ り constructs に large amplitude ガ イ ド wave, surface wave, wave plate, has drifted back towards ¥ tube ガ イ ド wave, etc.) を し excitation, the surface あ る い は surface straight down の apparent damage (き crack) surface の ク ラ ッ ピ ン グ で dissipative さ れ る エ ネ ル ギ に よ を る local temperature rises, red outside サ ー モ グ ラ フ ィ に よ り from れ た position で 検 out す る non-contact hiroo domain structure is not sound department の 検 out method based を す る こ と を purpose と す る. This study で have ら れ た main な results を に す indicated below. 1. The existing の YAG パ ル ス レ ー ザ ー source で は, extremely low frequency の 弾 sex wave し か wound up で き な か っ た の で, プ ラ ス チ ッ ク フ ィ ル ム joint with の ultrasound for vibration machines cycle for 28 KHZ, maximum power 150 w) を with い て, ほ と ん ど closed じ た exhausted 労 き crack を containing む test Slice の き し of vibration of the crack close alongside を add appropriate な under incident conditions の で は, degree of 0.5 K の temperature variations change が vibration within 1 second に じ, red city の dealers of the same period the perimeter カ メ ラ で temperature portrait と し て 収 recorded で き る. 2. こ の be 験 results に 応 seaborne す る finite element method of vibration analytical に よ り, determination of し た き crack を containing む test piece は 28 KHZ nearly く の Natural vibration number を ち to have, そ の vibration モ ー ド は き crack surface が surface outside せ ん broken モ ー ド で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. The numerical analytical に よ り, in-plane の 縦 vibration モ ー ド も wound up さ れ る こ と が Ming ら か と な っ た が, be 験 で は こ の と き に は intentionally な temperature rise は 観 examine で き な か っ た. 3. Weight 2 キ ロ グ ラ の ム degree can be moved type ultrasound を machines with い て large amplitude の is low frequency wave を ほ と ん ど closed じ た き crack を contain に incident し む tectonic elements, red outside temperature カ メ ラ で degree of 0.3 K の temperature variations change を 検 out す る method き で surface crack の 検 out が may で あ る こ と が confirm で き た.

项目成果

鋤柄直, 村瀬守正, 安井誠, 川嶋紘一郎: "サーモソニック法による閉じたき裂の検出"平成16年度日本非破壊検査協会春季講演会講演概要集. (印刷中). (2004)

Nao Sukigara、Morimasa Murase、Makoto Yasui、Koichiro Kawashima：“用热超声法检测闭合裂纹”日本无损检测协会 2004 年春季会议摘要（2004 年出版）。

川嶋紘一郎, 村瀬守正, 鋤柄直: "サーモソニック法によるき裂の検出"日本非破壊検協会新素材の非破壊評価特別研究委員会. No.50. 5-8 (2004)

Koichiro Kawashima、Morimasa Murase、Nao Sukigara：“热超声法裂纹检测”日本无损检测协会新材料无损评估特别研究委员会第 5-8 号。