Research on Non-contact Ultrasound Visualization System for FlawInspection of Composites

非接触式复合材料缺陷超声可视化系统研究

• 批准号: 22560687
• 负责人: URABE Kei
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22560687/
• 关键词: 繊維強化複合材料; CFRP; 非破壊検査; 超音波伝搬映像化; 非接触; 空気伝搬超音波; レーザー; 板波

Aiming to establish a non-contact ultrasound visualization systemfor non-destructive inspection of fiber reinforced composites, researches were done onnon-contact visualization of ultrasound guided waves (Lamb waves) propagating onCFRP(Carbon fiber reinfo(1) Appropriate laser beam width and laser energy for generation of ultrasoundsignal were clarified.(2) Fiber orientation of CFRP much affects the visualization aswell as the detection of delamination in CFRP from a visualized image.(3) A single modeof Lamb waves can be visualized by adjusting receiving angle, and an appropriate modeand frequency exist for a detection of delamination depending on its positionthrough-thickness.(4) Visualization at lower frequency, 40 kHz, is possible andsuitable for a survey of wide area with a coarse pitch.(5) For cylindrical-shapedspecimens, such as pipes, even defects outside of generation and/or receiving areas canbe detected by visualizing circumferential guided wave.(6) Visualization of the waveon a joint between CFRP and metal is possible, and failures of bonding are detectablefrom the image.

为了建立一种用于纤维增强复合材料无损检测的非接触式超声可视化系统，对CFRP（碳纤维增强材料）上传播的超声导波（兰姆波）的非接触可视化进行了研究（1）明确了产生超声信号的合适激光束宽度和激光能量。（2）CFRP的纤维取向对超声导波的影响很大。 (3) 可以通过调整接收角度来可视化单一模式的兰姆波，并且根据其厚度方向的位置，存在用于检测分层的适当模式和频率。(4) 可以在较低频率（40 kHz）下进行可视化，并且适合于粗间距的大面积测量。(5) 对于 圆柱形样本，例如管道，甚至可以通过可视化圆周导波来检测产生和/或接收区域之外的缺陷。(6)可以可视化CFRP和金属之间的接合处的波，并且可以从图像中检测到粘合故障。

项目成果

レーザ励起と空中受信を用いた非接触超音波伝搬映像化によるきず検出

使用激光激励和空中接收的非接触式超声传播成像进行缺陷检测

• 作者: 卜部啓;高坪純治;遠山暢之;津田浩
• 通讯作者: 津田浩

レーザー励起/空中受信を用いた非接触超音波映像化法による CFRP の損傷検出

使用激光激励/机载接收的非接触式超声成像进行 CFRP 损伤检测

• 发表时间: 2012
• 期刊: 日本複合材料学会誌
• 作者: 卜部啓;高坪純治;遠山暢之;津田浩;永井英幹
• 通讯作者: 永井英幹

レーザー励起/空中受信を用いた非接触超音波伝搬映像化法によるCFRPの損傷検出

采用激光激励/机载接收的非接触式超声传播成像方法进行 CFRP 损伤检测

• 发表时间: 2012
• 期刊: 日本複合材料学会誌
• 作者: 卜部啓;高坪純治;遠山暢之;津田浩;永井英幹
• 通讯作者: 永井英幹

レーザー励起小空中受信を用いた非接触超音波伝搬映像化による金属の探傷

使用激光激励小型航空接收器进行非接触式超声波传播成像的金属缺陷检测

• 发表时间: 2011
• 作者: 卜部啓;高坪純治;遠山暢之;王波;津田浩;永井英幹
• 通讯作者: 永井英幹

Flaw Inspection of Aluminum Pipes by Non-Contact Visualization of Circumferential Guided Waves using Laser Ultrasound Generation and an Air-Coupled Sensor

• DOI: 10.1088/1742-6596/520/1/012009
• 发表时间: 2014-06
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: K. Urabe;J. Takatsubo;N. Toyama;T. Yamamoto;H. Tsuda