自己診断機能をもつ電気ポテンシャルCT法による三次元き裂形状の高精度知能化測定

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電気ポテンシャルCT法によるき裂の位置, 形状および寸法の測定を効率化させ, その測定精度を向上させるため, 階層化させた測定法を開発するとともに, き裂形状を表すパラメータの推定精度に関する評価を行った.まず, 二次元表面き裂の代表として, 半楕円き裂を取り上げ, き裂形状に関する主パラメータとして, 半楕円のふたつの軸長を採用した. き裂形状パラメータと電気ポテンシャル分布との関係を境界要素法により調べた. き裂形状パラメータに対して, 複数個のポテンシャル測定位置における等ポテンシャル線を境界要素解析結果より求め, これらの交点よりき裂形状パラメータを決定する方法を提案した. さらに, 電気ポテンシャルの測定精度がき裂形状パラメータの測定結果に及ぼす影響を評価する方法を提案した. 疲労荷重により成長させた表面き裂試験片について, 電気ポテンシャル値をいくつかの測定位置で実測した. 測定位置に関するいくつかの組合せについて, 電気ポテンシャル値の測定値をもとにき裂形状パラメータを推定し, 指定結果を実測結果と比較した. その結果, 提案した電気ポテンシャル法により, 破壊力学的評価に必要なき裂形状パラメータが合理的に決定できることがわかった. また, 測定に有利なポテンシャル測定位置の組合せを調べた.次に, 拡散接合法により作られた内部き裂試験片について, き裂の位置, 形状および寸法を同定する実験を行った. 同定を効率的かつ鮮度よく行うため, き裂同定のための境界要素逆問題解析を階層化させた. まず, 二次元走査逆問題解析を行い, き裂の存在位置と形状をおおまかに推定した. この結果を参照して, 三次元逆問題解析を実施した. その結果, 階層化された逆問題解析法を採用することにより, 他の手法では測定か困難な内部き裂についても, その存在位置, 形状および寸法が比較的精度よく測定できることがわかった.