弾性表面波のウェーブレット解析による材料表面層の機械的特性評価

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材料の表面を高強度化あるいは高機能化するために多様な表面改質技術が利用されており,それに応じて材料表面層の機械的特性の評価法も多く研究されている.その一つに,弾性表面波の分散性を利用して,超音波の伝播速度を計測することにより表面層の機械的特性を評価する方法がある.この方法は,非破壊的な評価が可能である点に最大の長所があるが,従来,超音波の波形データから伝播速度の分散特性を算出する際に繁雑な波形データ処理が必要であるという難点があった。本研究は,近年著しく発展した波形解析手法であるウェーブレット変換による波形データ処理を適用することにより、弾性表面波の伝播速度の分散特性を正確かつ簡便に計測する手法を開発するとともに,それを応用して超音波による材料表面層の非破壊評価法の信頼性の向上や適用範囲の拡大を図ったものである.本研究によって本年度に得られた成果は以下の通りである.(1)表面改質財を模擬したモデル試験片を検討・製作した.(2)超音波探触子を用いて弾性表面波を送受信する装置を製作した.(3)(1)の試験片を用いて(2)の装置により超音波試験を行い,弾性表面波の測定データを得た.(4)ウェーブレット変換による超音波波形の解析および弾性特性の算定を行うソフトウェアを製作した.現在は,(3)で得られた測定データを(4)のソフトウェアによって解析し,弾性特性評価を行っている.今後は,評価結果の妥当性を検討し,実験装置およびソフトウェアの改良を図る予定である。