波の伝播を利用した接合構造の健全性評価

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）から成る補強複合材料板の超音波ガイド波を用いた非破壊評価手法の確立を目指し， CFRPから成る疑似等方積層のベースプレートにCFRPから成るパッチを一体成型により接合した補強複合材料板について，補強部を透過するガイド波の伝播形態の解明を目的として理論解析を行った．以下では，ベースプレートのみから成る領域を一般部，ベースプレートにパッチが接合されている領域を補強部と呼ぶ．一方の一般部で励起した波が補強部を通って他方の一般部に到達するとき，受信波の到達時刻および振幅を推定するため，各領域を伝播し得る伝播モードの特定と各領域における波の振幅比の算出を行った．本研究ではベースプレートの厚さは一定とし，パッチの厚さを変化させることで補強部の厚さの影響についても検討した．まず，位相速度分散曲線および波動構造の比較により，いずれのパッチ厚さについても一方の一般部に低周波数の範囲でA0，S0，S1モードを励起すると，補強部ではそれぞれA0-like，S0-like，S1-likeモードとして伝播し，他方の一般部ではそれぞれA0，S0，S1モードに戻って伝播する可能性を示した．また，いずれのモード変換においてもパッチの厚さの増加に伴ってモード変換を生じ得る周波数範囲は減少することと，一般部A0モードと補強部A0-likeモードとの間のモード変換が最も起こりやすいことも示した．以上で特定したモード変換について，各領域の板上面における面外変位の振幅比をパワーフローを用いて算出した結果，一方の一般部から補強部を通って他方の一般部へとA0，A0-like，A0モードとして伝播する時，いずれのパッチ厚さにおいても一般部における受信波の振幅が比較的大きくなると予測できることを示した．なお，パッチ厚さに対する顕著な傾向は見られなかった．

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）から成る補強複合材料板の超音波ガイド波を用いた非破壊評価手法の確立を目指し， CFRPから成る疑似等方積層のベースプレートにCFRPから成るパッチを一体成型により接合した補強複合材料板について，補強部を透過するガイド波の伝播形態の解明を目的として理論解析を行った．以下では，ベースプレートのみから成る領域を一般部，ベースプレートにパッチが接合されている領域を補強部と呼ぶ．一方の一般部で励起した波が補強部を通って他方の一般部に到達するとき，受信波の到達時刻および振幅を推定するため，各領域を伝播し得る伝播モードの特定と各領域における波の振幅比の算出を行った．本研究ではベースプレートの厚さは一定とし，パッチの厚さを変化させることで補強部の厚さの影響についても検討した．まず，位相速度分散曲線および波動構造の比較により，いずれのパッチ厚さについても一方の一般部に低周波数の範囲でA0，S0，S1モードを励起すると，補強部ではそれぞれA0-like，S0-like，S1-likeモードとして伝播し，他方の一般部ではそれぞれA0，S0，S1モードに戻って伝播する可能性を示した．また，いずれのモード変換においてもパッチの厚さの増加に伴ってモード変換を生じ得る周波数範囲は減少することと，一般部A0モードと補強部A0-likeモードとの間のモード変換が最も起こりやすいことも示した．以上で特定したモード変換について，各領域の板上面における面外変位の振幅比をパワーフローを用いて算出した結果，一方の一般部から補強部を通って他方の一般部へとA0，A0-like，A0モードとして伝播する時，いずれのパッチ厚さにおいても一般部における受信波の振幅が比較的大きくなると予測できることを示した．なお，パッチ厚さに対する顕著な傾向は見られなかった．