レーザ超音波を用いた非接触型非破壊試験の定量的評価に関する研究

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非破壊検査において、非接触計測が可能であるレーザ超音波非破壊検査が着目されており、高所や高温、高濃度放射能の危険箇所での適用が期待されている。レーザ超音波非破壊試験では、パルスレーザを用いて対象物に超音波を励起させ、内部欠陥やクラックからの散乱波をレーザ干渉計を用いて計測する。本研究では、レーザ超音波計測による波形データを用いた定量的非破壊評価を提案してきた。手順は以下の通りである。まず対象物の健全部でレーザ超音波計測を行い、得られた波形データからレーザ励起された弾性波動場を逆解析により決定する。次に対象物健全部の計測と同等の計測条件下で対象物損傷部においてレーザ超音波計測を行う。逆解析によって求められレーザ励起弾性波動場を境界条件とした初期値境界値問題を、形状パラメータで表現された散乱体の存在する領域(損傷部)において解き、散乱波動場を数値的に復元する。数値解と損傷部で計測された波形データとを比較し、内部散乱体の形状パラメータを決定する。本年度は、境界積分方程式法による波動解析の数値計算アルゴリズムを改良し、求解に要する計算時間を大幅に短縮する事を可能にした。また、低周波の弾性波動場の励起するレーザ計測システムを構築し、低周波の励起弾性波により表面クラックの深さを決定した。