Development of nonlinear ultrasonic imaging method with low frequency vibration for closed cracks in large structures

大型结构闭合裂纹低频振动非线性超声成像方法的发展

• 批准号: 21686069
• 负责人: OHARA Yoshikazu
• 金额: $ 15.31万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21686069/
• 关键词: 非破壊評価; 非線形超音波; 閉じたき裂; フェーズドアレイ; 低周波加振

The aging damage has been accumulating in the large structures built during high economic growth period. To maintain safety and reliability of society, the means of evaluating them is necessary. The objective of this study is to develop the nonlinear ultrasonic imaging method with low-frequency vibration and phased array using pulse waves in order to visualize closed cracks in large structures with high resolution. In this study, we performed [1] development of the apparatus, [2] formation of closed-crack specimen, and [3] its verification test. As a result, we succeeded in imaging closed crack, formed in aluminum-alloy specimen, with high spatial resolution. Furthermore, we found that the selectivity for closed cracks in ultrasonic images was enhanced by 24 times. In addition, although the crack depth was underestimated by approximately 10 mm, we succeeded in measuring the crack depth with an accuracy of less than 1 mm using the developed method.

在经济高速增长时期建成的大型结构，其老化损伤已逐渐积累.为了维护社会的安全性和可靠性，需要对其进行评估。本研究的目的是发展低频振动和相控阵脉冲波的非线性超声成像方法，以高分辨率地显示大型结构中的闭合裂纹。在本研究中，我们进行了[1]设备的开发、[2]闭合裂纹试样的形成和[3]其验证测试。结果，我们成功地成像闭合裂纹，形成在铝合金试样，具有高的空间分辨率。此外，我们发现超声图像中闭合裂纹的选择性增强了24倍。此外，虽然裂纹深度被低估了约10毫米，我们成功地测量裂纹深度的精度小于1毫米使用开发的方法。

项目成果

減衰2重節点モデルを用いた閉口き裂の非線形超音波映像の解析、USE2011

使用阻尼双节点模型分析闭合裂纹的非线性超声图像，USE2011

• 发表时间: 2011
• 作者: 小原良和;新宅洋平;堀之内聡;池内雅子;山中一司
• 通讯作者: 山中一司

Accelerated Formatikon of Closed Stress Corrosion Cracks in Ni-Based Alloy Weld Metal and Its evaluation by Subharmonic Phased Array, International Congress on Ultrasonics (ICU)

镍基合金焊缝金属中闭合应力腐蚀裂纹的加速形成及其分谐波相控阵评估，国际超声大会 (ICU)

• 发表时间: 2011
• 作者: Y. Ohara;S. Horinouchi;Y. Shintaku;K. Yamanaka
• 通讯作者: K. Yamanaka

単一アレイのサブハーモニック超音波フェーズドアレイSPACEの開発とステンレス鋼溶接部の閉じた応力腐食割れの高選択性映像化

单次谐波超声相控阵 SPACE 的开发和不锈钢焊缝闭合应力腐蚀裂纹的高选择性成像

• 发表时间: 2011
• 期刊: 非破壊検査
• 作者: 小原良和;堀之内聡;新宅洋平;柴崎亮;山口雄一;田上稔;山中一司
• 通讯作者: 山中一司

サブハーモニック超音波フェーズドアレイSPACEによる閉じたき裂の進展モニタリング

使用分谐波超声相控阵 SPACE 监测闭合裂纹扩展

• 发表时间: 2009
• 作者: 橋本真琴;小原良和;遠藤宏明;新宅洋平;山中一司
• 通讯作者: 山中一司

サブハーモニック超音波フェーズドアレイによる金属材料溶接部の閉じた応力腐食割れの評価

使用分谐波超声相控阵评估金属材料焊缝中的闭合应力腐蚀开裂

• 发表时间: 2012
• 作者: 堀之内聡;池内雅子;新宅洋平;大内彬寛;神納健太郎;村井智;小原良和;山中一司
• 通讯作者: 山中一司