ガイド波を利用した大規模構造物の健全性評価

使用导波对大型结构进行健康评估

• 批准号: 15760058
• 负责人: 林 高弘
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagoya 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760058/
• 关键词: ガイド波; 配管検査; 超音波; 損傷画像化; 半解析的有限要素法

ガイド波と呼ばれる超音波モードを用いた配管などの大型構造物の高速非破壊評価法の開発を行った.ガイド波は棒状材料の長手方向に伝播する超音波モードであり,多重モードが重畳し,それぞれが分散性を有するという複雑さを持つ.前年度はガイド波理論に基づくモード抽出手法を開発したが,今年度は抽出されたモードを音速データから任意時刻波形を求め,再構成することによって損傷画像が得られるという損傷画像化技術を開発した.この画像化技術について理論的に整理した後に実験的な検証を行った.直径110mmのアルミパイプに対し,1.2m先に人工欠陥として10mmの貫通穴のあるパイプを用いた.8つの異なる円周方向地点で波形を受信し,それら8つの信号を開発した信号処理手法を用いて処理することにより穴の長手方向位置と円周方向位置を正確に画像として得ることができた.さらに穴が0度と90度の2個ある場合についても,正確に位置を画像として確認することが出来た.またパイプ端面も帯状の像となって同時に表わすことができた.本手法は,まだ基礎研究の段階であるが,多くの利点と将来性を有しており,ガイド波検査の停滞感を打破する技術であると考えている.この画像化技術の潜在能力を最大限に発揮するために将来必要となるのはセンサー技術の高度化である.出来る限り高周波,出来る限り高SN比,出来る限り高精度(非接触)で変位やひずみを検出できれば,それらの技術革新に比例して良い損傷画像が得られ,長手方向に複数の反射源がある場合にも,決まった法則が容易に得られると考えている.

ガ イ ド wave と shout ば れ る ultrasound モ ー ド を with い た piping な ど の large structure の high-speed not broken 壊 review 価 の open 発 を line っ た. ガ イ ド wave は rod material の long hand direction に 伝 sowing す る ultrasound モ ー ド で あ り, multiple モ ー ド が heavy 畳 し, そ れ ぞ れ が dispersion を have す る と い う complex 雑 さ を つ. Before the annual は ガ イ ド に wave theory づ く モ ー ド extraction technique を open 発 し た が, our は spare さ れ た モ ー ド を sonic デ ー タ か ら waveform を め, at any time to constitute す る こ と に よ っ て damage portrait が must ら れ る と い う damage portrait technique を open 発 し た. こ の portrait technique に つ い て theory に finishing し た に after be 験 of な 検 Certificate を line った. 110 mm diameter の ア ル ミ パ イ プ に し seaborne, 1.2 m に first artificial owe 陥 と し て 10 mm の through hole の あ る パ イ プ を with い た. 8 つ の different な る direction location has drifted back towards ¥ weeks で waveform を trusted し, そ れ ら 8 つ の signal を 発 し た signal 処 Richard gimmick を with い て 処 Richard す る こ と に よ り hole placement direction の long と has drifted back towards ¥ weeks を correct direction position に portrait と し て have る こ と が で き た. さ ら に den が 2 0 degrees 90 degrees と の あ る occasions に つ い て も, correct position に を portrait と し て confirm す る こ と が た. ま た パ イ プ face も 帯 shape の like と な っ て に table at the same time わ す こ と が で き た. This gimmick は, ま だ basic research の Duan Jie で あ る が, more く の tartness と future sexual を has し て お り, ガ イ ド wave 検 check の stagnation を break す る technology で あ る と exam え て い る. こ の portrait technique の potential を the deadline に 発 swing す る た め に future necessary と な る の は セ ン サ ー technology の で empirically あ る. る limit り high frequency, out る り SN ratio, high limit out る り precision limited (non-contact) で - a や ひ ず み を 検 out で き れ ば, そ れ ら の technical innovation に proportion し て good portrait が い damage to ら れ, long hand direction に plural の reflex source が あ る occasions に も, definitely ま っ た law が easy に ら れ る と exam え て い る.

项目成果

多段増幅とパルス圧縮によるガイド波信号SN日向上

通过多级放大和脉冲压缩提高导波信号SN

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本機械学会 第12回機械材料・材料加工技術講演会 講演論文集
• 作者: 長尾将弘;村瀬守正;林 高弘;問山清和
• 通讯作者: 問山清和

Takahiro Hayashi, Koichiro Kawashima, Zongqi Sun, Joseph L.Rose: "Semi analytical finite element analysis for ultrasonic focusing in a pipe"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 22. 250 (2003)

Takahiro Hayashi、Koichiro Kawashima、Zongqi Sun、Joseph L.Rose：“管道中超声聚焦的半解析有限元分析”定量无损评估进展综述。

Thomas R.Hay, Lou Wei, Joseph L.Rose, Takahiro Hayashi: "Rapid Inspection of Composite Skin-Honeycomb Core Structure with Ultrasonic Guided Waves"Journal of Composite Materials. 37. 929 (2003)

Thomas R.Hay、楼伟、Joseph L.Rose、Takahiro Hayashi：“利用超声波导波快速检测复合材料皮-蜂窝芯结构”复合材料杂志。

Takahiro Hayashi, Koichiro Kawashima: "Single Mode Extraction from Multiple Modes of Lamb Wave and Its Application to Defect Detection"JSME International Journal. 620 (2003)

Takahiro Hayashi、Koichiro Kawashima：“从兰姆波的多种模态中提取单模态及其在缺陷检测中的应用”JSME 国际期刊。

Zongqi Sun, Joseph L.Rose, Won-Joon Song, Takahiro Hayashi: "Non-axisymmetric Waves Focusing in Pipe Inspection"Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation. 22. 244 (2003)

Zongqi Sun、Joseph L.Rose、Won-Joon Song、Takahiro Hayashi：“管道检测中的非轴对称波聚焦”定量无损评估进展综述。