弾性表面波のウェーブレット解析による材料表面層の非破壊評価

利用表面声波小波分析对材料表面层进行无损评估

• 批准号: 07750093
• 负责人: 井上 裕嗣
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750093/
• 关键词: 弾性表面波; ウェーブレット変換; 表面改質; 分散性波動; 超音波

近年,材料の高機能化に伴って高度な表面改質技術が利用されるようになっており,このような改質技術によって得られた材料表面層の機械的特性を正確に評価することは重要である.そのための評価法の一つに,材料表面に超音波を伝播させて弾性表面波を励起させ,その波形データから伝播速度の分散特性を抽出することにより,表面層の材料定数を同定する方法が知られている.しかし,この方法では,弾性表面波の伝播速度の分散特性を抽出するために繁雑な波形処理が必要であり,また,その抽出精度も十分高くはなかった.本研究では,超音波の波形データ処理に対してウェーブレット変換を適用することにより,弾性表面波の伝播速度の分散特性を正確かつ簡便に抽出する手法を開発し,それによって超音波による材料表面層の非破壊評価法の適用性および信頼性を向上させることを目的としたものである.本研究によって本年度に得られた成果は以下の通りである.(1)分散性応力波のウェーブレット解析について理論的側面から基礎的な検討を行い,ウェーブレット変換による分散特性の抽出法を明らかにした.(2)弾性表面波の分散特性について理論的側面から基礎的な調査を行い,(1)の方法の適用性について検討した.(3)(2)の結果に基づいて,超音波探触子を用いて弾性表面波を発生・検出する装置の製作を検討した.(4)(1)の結果に基づいて,パーソナルコンピュータで超音波波形データのウェーブレット解析を行うための波形処理システムプログラムを開発した。

In recent years, high functionalization of materials has been accompanied by high surface modification technology. It is important to correctly evaluate the mechanical properties of the surface layer of materials. A method for evaluating the dispersion characteristics of ultrasonic wave propagation and surface wave excitation on the surface of a material is proposed. This method is very accurate in extracting the dispersion characteristics of the propagation velocity of the surface wave. In this paper, we propose a simple and accurate method to extract the dispersion characteristics of the propagation velocity of ultrasonic wave in the application of ultrasonic wave waveform transformation, and to improve the applicability and reliability of ultrasonic wave non-destructive evaluation method for the surface layer of materials. This research has achieved the following results. (1)The analysis of dispersive force waves is based on the theoretical basis, and the extraction method of dispersive characteristics is clearly described. (2)The basic investigation of dispersion characteristics of surface waves is carried out, and the applicability of (1) the method is investigated. (3) Based on the results of (2), the fabrication of ultrasonic probe devices for generating and detecting surface waves is discussed. (4) Based on the results of (1), the ultrasonic waveform analysis and waveform processing of the ultrasonic waveform are carried out.