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ラム波の非線形挙動に着目した接着構造の高感度な健全性評価

ラム波の非線形挙動に着目した接着構造の高感度な健全性評価
以兰姆波非线性行为为重点的粘合结构的高灵敏度健康评估
批准号：
17H07254
负责人：
森 直樹
金额：
$1.91万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2017
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2017-08-25 至 2019-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H07254/
关键词：
非破壊評価超音波ガイド波ラム波薄肉構造接着構造機械材料・材料力学

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
薄肉構造を伝わる弾性ガイド波の一種であるラム波を用いた高感度な健全性評価の実現に向けて，平板の重ね接着部とラム波との相互作用について理論解析を実施した．本検討で得られた成果は以下の通りである．1. ラム波の示す非線形挙動を理解するために必要な知見を得るため，重ね接着部におけるラム波の反射・透過特性解析を行った．研究代表者らが突合せ接着および接触部に対して行った検討結果に基づき，接着界面を線形スプリング界面としてモデル化した．ハイブリッド有限要素法による数値解析の結果，低周波数域におけるラム波0次対称（S0）および反対称（A0）モードの反射・透過係数は，接着部の長さおよび接着界面剛性に依存した周波数で極値を取ることが明らかとなった．また，特定周波数のラム波A0モードを入射すると，接着界面両側での変位差が増大した．2. 界面両側での変位差に関して2次の非線形性を有する非線形スプリング界面モデルを接着界面に適用し，重ね接着部におけるラム波の二次高調波発生挙動に対して数値解析を実施した．線形解析で得られた知見を基に，界面変位差が増大する周波数のラム波を入射した場合，接着部で発生する二次高調波の全エネルギー流束は増大する傾向が見られた．しかしながら，重ね接着部の端部で生じる反射・透過の影響により，二次高調波の反射・透過振幅は複雑な周波数依存性を示すことがわかった．界面変位差が増大する周波数と接着部の長さおよび接着界面剛性との関係を含め，今後さらなる検討が必要であると考えている．さらに，理論解析と並行して，超音波測定を実施するための実験系を構築した．斜角探触子を用いた予備実験を行い，透過ラム波の測定が可能であることを確認した．
英文摘要
薄肉構造を伝わる弾性ガイド波の一種であるラム波を用いた高感度な健全性評価の実現に向けて，平板の重ね接着部とラム波との相互作用について理論解析を実施した．本検討で得られた成果は以下の通りである．1. ラム波の示す非線形挙動を理解するために必要な知見を得るため，重ね接着部におけるラム波の反射・透過特性解析を行った．研究代表者らが突合せ接着および接触部に対して行った検討結果に基づき，接着界面を線形スプリング界面としてモデル化した．ハイブリッド有限要素法による数値解析の結果，低周波数域におけるラム波0次対称（S0）および反対称（A0）モードの反射・透過係数は，接着部の長さおよび接着界面剛性に依存した周波数で極値を取ることが明らかとなった．また，特定周波数のラム波A0モードを入射すると，接着界面両側での変位差が増大した．2. 界面両側での変位差に関して2次の非線形性を有する非線形スプリング界面モデルを接着界面に適用し，重ね接着部におけるラム波の二次高調波発生挙動に対して数値解析を実施した．線形解析で得られた知見を基に，界面変位差が増大する周波数のラム波を入射した場合，接着部で発生する二次高調波の全エネルギー流束は増大する傾向が見られた．しかしながら，重ね接着部の端部で生じる反射・透過の影響により，二次高調波の反射・透過振幅は複雑な周波数依存性を示すことがわかった．界面変位差が増大する周波数と接着部の長さおよび接着界面剛性との関係を含め，今後さらなる検討が必要であると考えている．さらに，理論解析と並行して，超音波測定を実施するための実験系を構築した．斜角探触子を用いた予備実験を行い，透過ラム波の測定が可能であることを確認した．
期刊论文(2)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
Transmission characteristics of the S0 and A0 Lamb waves at contacting edges of plates
S0和A0兰姆波在板接触边缘处的传输特性
DOI： 10.1016/j.ultras.2017.06.009
发表时间： 2017
期刊： Ultrasonics
影响因子： 4.2
作者： [Mills, D. J., 岩手大学宮澤賢治センター・大野眞男・石井正己・岡村民夫・山本昭彦・宮澤明裕・大須賀匠・竹田晃子・小島聡子・田中成行・山本昭彦・木村直弘・アスィェサベルモガッダム・清瀬六朗・高橋在也, 竹内麻貴, 細尾萌子・田川千尋・大場淳, Naoki Mori and Shiro Biwa]
通讯作者： Naoki Mori and Shiro Biwa
平板の突合せ接触部におけるラム波の透過特性と接触界面剛性
平板对接时的兰姆波传输特性和接触界面刚度
DOI： --
发表时间： 2017
期刊：
影响因子： --
作者： [Kitano, C., Mills, D. J., & Kohyama, M., 細尾萌子, 森 直樹，琵琶志朗，日下貴之]
通讯作者： 森 直樹，琵琶志朗，日下貴之
野生コムギの生存戦略としての特異的休眠機構の解明と遺伝資源保全への応用
  • 批准号：
    23K26927
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 资助金额：
    $5.41万
  • 财政年份：
    2024
  • 负责人：
    森 直樹
  • 依托单位：
    Kobe University
継手の接着強化に向けた超音波共振処理法の研究
  • 批准号：
    23K03590
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 资助金额：
    $3.0万
  • 财政年份：
    2023
  • 负责人：
    森 直樹
  • 依托单位：
    Osaka University
野生コムギの生存戦略としての特異的休眠機構の解明と遺伝資源保全への応用
  • 批准号：
    23H02234
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 资助金额：
    $12.23万
  • 财政年份：
    2023
  • 负责人：
    森 直樹
  • 依托单位：
    Kobe University
Bufadienolides, a snake defense substance: Investigation of the mechanism of dietary evolution.
  • 批准号：
    21H04714
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 资助金额：
    $23.13万
  • 财政年份：
    2021
  • 负责人：
    森 直樹
  • 依托单位：
    Kyoto University
国内基金
海外基金
超音波马达的探索与研究
  • 批准号：
    59085436
  • 项目类别：
    专项基金项目
  • 资助金额：
    6.0万元
  • 批准年份：
    1990
  • 负责人：
    张同庄
  • 依托单位：
    北京理工大学