超音波非破壊材料評価法

超声波无损材料评价方法

• 批准号: 02F00071
• 负责人: 小林 道明
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00071/
• 关键词: 超音波; 有限要素多結晶モデル; 結晶方位; 表面あれ; 交差すべり量; 点欠陥; 純粋せん断状態; 単結晶

塑性変形下の純粋せん断状態における材料に生ずる微視組織構造変化,特に点欠陥の発生は物質を伝搬する超音波縦波の音速と密接な関係にあることが明らかになった。さらに,純粋せん断状態における縦波の音速変化に起因する幾つかの現象を解明するために,試験片状態を試験片表面の鏡面仕上げを行った場合と試験片表面の鏡面仕上げを行わなかった場合について二軸引張・圧縮試験を行った結果は,試験片の鏡面仕上げを行うと,ひずみ増加に従って音速変化が単純に減少する傾向にあり,試験片の鏡面仕上げを行わないと速度変化は様々な傾向にあることがわかった。したがって,純粋せん断状態において点欠陥発生に密接に関係する交差すべり量を表面あれと結晶方位の視点から有限要素多結晶モデル(Finite Element Polycrystal Model:FEPM)を用いて解析することにより,超音波縦波の音速変化に及ぼす幾つかの要因を考察した。また,塑性変形下の縦波の伝搬速度が点欠陥に強く依存するかどうかの検証は,単結晶材料の純粋せん断状態における縦波の伝搬速度に関する実験を二軸引張・圧縮試験機より行なった。得られた結果は次のようになった。(1)試験片表面の鏡面仕上げの有無による超音波縦波の伝搬速度への影響に関して,表面粗さによる幾何学的形状の与える影響については本質的ではないことを明らかにした。すなわち,多結晶体の結晶方位分布を同一にし,表面形状が滑らかな場合と荒れている場合の交差すべり量はFEPMのシミュレーション結果では巨視的にはほとんど相違が見られなかった。(2)交差すべり量は表面層の結晶方位に依存することがFEPMの解析によりわかった。したがって,試験片表面の鏡面仕上げを行なわなかった場合,機械加工によって試験片表面層に生じる結晶方位は塑性変化下の材料中に生じた交差すべり量に大きな影響を与え,様々な傾向である縦波の音速変化の実験結果に反映された。また,試験片表面の鏡面仕上げを行なった場合,鏡面仕上げによる機械加工層がなくなるとともに表面層の結晶方位が均一化され,それが交差すべり量に与える影響は,試験片表面の研磨前後の超音波縦波の音速変化の実験結果からわかった。(3)アルミニウム単結晶材料の純粋せん断状態における縦波の伝搬速度に関する実験から塑性変形下の縦波の伝搬速度が点欠陥に強く依存することが検証できた。

Weishi app tissue structure changes under plastic deformation, especially in the case of pure fracture state of materials, and the relationship between ultrasonic wave and sound speed is closely related. In addition, the pure state of the test piece, the mirror surface of the test piece. The mirror surface of the film is on the line. The speed is changing. The inclination is changing. In this paper, the author analyzes the relationship between the crystal orientation of the surface and the crystal orientation of the Finite element polycrystal Model (FEPM), and discusses the main causes of the ultrasonic wave transformation and the ultrasonic wave speed. In addition, the propagation speed of the wave under plastic deformation is strongly dependent on the point, and the propagation speed of the wave in the pure state of the crystalline material is related to the operation of the biaxial tension and compression test machine. The result is that you have to pay attention to it. (1)The mirror surface of the test piece has no influence on the ultrasonic wave transmission speed, and the geometric shape of the surface has no influence on the essence of the test piece. The crystal orientation distribution of the polycrystalline body is the same, the surface shape is different, and the intersection of the FEPM is different. (2)The difference between the crystal orientation and the surface layer depends on the analysis of the FEPM. When the mirror surface of the test piece is on the line, the surface layer of the test piece is machined, the crystal orientation is changed, and the material is changed. The intersection difference has great influence on the surface layer of the test piece. The tendency of the sound wave to change is reflected in the result. When the mirror surface of the test piece is polished, the crystal orientation of the machined layer of the mirror surface is homogenized, and the influence of the intersection is different. The ultrasonic wave velocity variation of the test piece surface before and after polishing results in the change of the ultrasonic wave velocity. (3)The pure state of crystalline materials is dependent on the propagation speed of the wave under plastic deformation, which is strongly dependent on the propagation speed of the wave.

项目成果

唐 世華, 小林道明, 三浦節男, 藤木裕行, 大森誠一: "純粋せん断状態における交差すべり量に及ぼす表面あれと結晶方位の影響に関す考察"日本機械学会北海道支部第42回 講演会 講演概要集. No.022-1. 200-201 (2002)

Shihua Tang、Michiaki Kobayashi、Setsuo Miura、Hiroyuki Fujiki、Seiichi Omori：“表面粗糙度和晶体取向对纯剪切状态下交叉滑移量的影响研究”第 42 届日本机械工程学会北海道分会会议，摘要讲座编号 200-201 (2002)

唐 世華, 小林道明, 三浦節男, 藤木裕行, 大森誠一, 大滝武彦: "単純せん断と純粋せん断状態における多結晶体表面変化の有限要素法による比較・検討"日本機械学会2002年度 年次大会 講演論文集. Vol.II. 83-84 (2002)

Shihua Tang、Michiaki Kobayashi、Setsuo Miura、Hiroyuki Fujiki、Seiichi Omori、Takehiko Otaki：“使用有限元法比较和研究多晶材料在简单剪切和纯剪切状态下的表面变化”在日本2002年年会上的演讲机械工程师学会论文集，第 83-84 卷（2002 年）。

Shihua Tang, Michiaki Kobayashi: "Comparison of ultrasonic pole figures based upon ultrasonic nondestructive evaluation method with pole figures based upon finite element polycrystal model"JSME International Journal. Vol.46(A),No.1. 76-85 (2003)

唐世华、小林道明：“基于超声无损评价方法的超声极图与基于有限元多晶模型的极图比较”JSME国际期刊。

唐 世華, 小林道明, 三浦節男 藤木裕行, 大森誠一, 大滝武彦: "単純せん断と純粋せん断状態における多結晶体表面変化の有限要素法による比較・検討"日本機械学会2002年度 年次大会 講演論文集. Vol.II. 83-84 (2002)

Shihua Tang、Michiaki Kobayashi、Setsuo Miura、Hiroyuki Fujiki、Seiichi Omori、Takehiko Otaki：“利用有限元法比较和研究多晶材料在简单剪切和纯剪切条件下的表面变化”在 2002 年年会上的演讲论文日本机械工程师学会集。第 II 卷 83-84 (2002)

唐 世華, 小林道明, 三浦節男 藤木裕行, 大森誠一: "純粋せん断状態における交差すべり量に及ぼす表面あれと結晶方位の影響に関す考察"日本機械学会北海道支部第42回 講演会 講演概要集. No.022-1. 200-201 (2002)

Shihua Tang、Michiaki Kobayashi、Setsuo Miura、Hiroyuki Fujiki、Seiichi Omori：“研究表面粗糙度和晶体取向对纯剪切条件下横向滑移量的影响”第 42 届日本机械工程学会北海道分会会议，摘要集第 022-1 号（2002 年）。