接触法による超音波探傷試験データを用いた欠陥画像の再構成手法に関する研究

接触法超声探伤试验数据缺陷图像重建方法研究

• 批准号: 13750454
• 负责人: 木本 和志
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750454/
• 关键词: 接触法; 探触子; 逆解析; 超音波探傷; 波動解析

従来の線形化逆散乱解析では、画像化すべき欠陥が無限体中に存在するものとして定式化が行われてきた。この方法を入射波が平面境界を介して欠陥に到達するような場合にも拡張するには、定式化に修正が必要である。接触型探触子を用いた板材の探傷はそのような場合の一つであり、必要な修正を行うには1.接触型探触子の数値モデル化2.板材中の波動場の波線理論による解釈3.多重反射波の逆散乱解析への利用方法についての研究を行う必要がある。これらの三点に対し、本研究では次のような研究を行った。1.接触型探触子のモデル化接触型の斜角探触子までを対象として現実的な探触子のモデル化を可能とする方法について研究を行った。ここでは、探触子をそれと等価な表面力分布に置き換える従来のモデル化手法を採用しているが、具体的な分布の決定には実験的に測定した超音波の変位データから逆解析を行う方法を提案している。2.板材中の場の波線理論解による表現と物体波の抽出線形化逆散乱解析の定式化のためには、板材中の波動場を近似的には波線理論解により表現できることが前提となる。ここでは、どの程度そのような近似が可能かを明らかにするために必須となる、板材における弾性波の散乱解析プログラムの開発を行った。用いた手法は境界要素法と一般化波線理論の結合解法であり、三次元的な任意形状散乱体による散乱波の効率よい解析が可能である。3.屈折を受けて入射される波動の線形化逆散乱解析への利用板材における逆散乱解析では、直達波だけでなく反射波も用いることで送・受信角度の制限を緩和することが望ましい。本研究では、モード変換を伴った反射波までを利用できるよう、モード変換の影響を取り入れた新しい定式化を示した。さらに、ここで示した定式化により、数値解析データを用いて行ったいくつかの欠陥形状再構成例から、定式化の妥当性についても示すことができた。

The linear inverse scattering analysis of the future is not only the image analysis, but also the linear inverse scattering analysis. This method is necessary for the correction of the incident wave in the plane. 1. The numerical value of contact-type feelers 2. The wave theory of the wave field in plates 3. The study of the utilization method of inverse scattering analysis of multiple reflected waves. This study was conducted on the basis of three points. 1. Contact type probe and contact type oblique angle probe A method for determining the position of ultrasonic waves by inverse analysis is proposed. 2. Wave theory solution of field in plate and linear inverse scattering analysis of wave in object are formulated. Wave theory solution of ratio field in plate is approximated. For example, if a person is a member of a group, he/she may be a member of a group. The method of combining boundary element method and generalized wave theory is used to solve the problem of three-dimensional scattered body with arbitrary shape. 3. The linear inverse scattering analysis of the ratio of the incident wave and the direct wave is used to relax the limit of the transmission and reception angle. This study shows that the reflection wave of the light source can be used to extract the influence of the light source. In addition, the number analysis method is used to reconstruct the shape of the object.

项目成果

K.Kimoto, S.Hirose: "Forward and inverse analysis of incident field from a contact ultrasonic transducer"Proceedings of the 2^<nd> international conference of structural stability and dynamics, ICSSD 2002. 743-748 (2002)

K.Kimoto、S.Hirose：“接触式超声换能器入射场的正向和逆向分析”第二届结构稳定性和动力学国际会议记录，ICSSD 2002. 743-748 (2002)

木本和志, 廣瀬壮一: "二層体中の散乱体に対する三次元線形化逆散乱解析"土木学会応用力学論文集. 5. 75-80 (2002)

Kazushi Kimoto、Soichi Hirose：“两层体内散射体的三维线性逆散射分析”，日本土木工程师学会应用力学杂志，5. 75-80 (2002)。

K.Kimoto, S.Hirose: "A coupling method of boundary element method and generalized ray theory for elastic wave scattering in a thick plate"Review of progress in quantitative nondestructive evaluation. 22A. (2003)

K.Kimoto，S.Hirose：“厚板中弹性波散射的边界元法与广义射线理论的耦合方法”定量无损评估进展综述。

K.Kimoto, S.Hirose: "A 3D Boundary Integral Equation Method for Ultrasonic Scattering in a Fluid-Loaded Elastic Half Space"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 21.

K.Kimoto、S.Hirose：“流体加载弹性半空间中超声散射的 3D 边界积分方程方法”定量无损评估进展综述。