超音波による複合材料界面特性の非破壊評価に関する理論的研究

超声无损评价复合材料界面性能的理论研究

• 批准号: 08750123
• 负责人: 野崎 英明
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750123/
• 关键词: 非破壊評価; 逆問題; 複合材料; 界面特性; 超音波; 波動伝播特性; 理論解析; 境界要素解析

本研究は,「超音波による複合材料界面特性評価システム開発のための基礎理論」の確立を目的としている。本年度は,まず逆問題解析に使用する順解析データの整備を行い,引き続き材料中の超音波の振幅減衰に関する測定データから逆問題解析により界面特性を推定する手法について検討を行った。【順解析データの整備】昨年度までで,「不均質界面層を有する粒子・繊維強化複合材料」の弾性波動伝播特性(位相速度,振幅減衰)に関する順解析は終了している。本年度は,昨年度までの順解析データの補完を目的に,「はく離を有する繊維強化複合材料」および「界面にすべりを許した繊維強化複合材料」の弾性波動伝播特性解析をそれぞれ境界要素法と理論解析により行った。その結果,界面特性は超音波の伝播特性に大きな影響を及ぼすことが明らかになった。特にはく離は,ある程度(はく離部分の中心角45°以上)になると,超音波の波動伝播特性に極めて大きな影響を及ぼす。また繊維と母材の接合部分が小さい場合(はく離部分の中心角170°以上)には極めて強い共振現象が発生し,超音波の伝播速度および振幅減衰にも鋭いピークが現れる。【逆問題解析手法の検討】本年度新たに得られた順解析結果および昨年度までの順解析結果を基に界面特性の逆問題解析プログラム(出力誤差法,共役勾配法,最小分散推定法,カルマンフィルタ)を作成した。現在,これらの各逆問題解析手法を用いてコンピュータ上で数値実験を行い,精度,計算時間の面で最も有効な方法を選定中である。

The purpose of this study is to establish the basic theory for evaluating the interfacial characteristics of composites under ultrasonic irradiation. This year, the inverse problem analysis method is used to determine the amplitude attenuation of ultrasonic waves in materials. The inverse problem analysis method is used to estimate the interface characteristics. [Forward analysis and preparation] Yesterday, the forward analysis of the relationship between the propagation characteristics (phase velocity, amplitude attenuation) of the "heterogeneous interface layer containing particles and reinforced composites". This year, the analysis of the order of completion of the year,"the separation of dimensional reinforced composite materials" and "the interface of dimensional reinforced composite materials" As a result, the interface characteristics have a great influence on the propagation characteristics of ultrasonic waves. Special separation degree (more than 45° from the center angle of the part), ultrasonic wave ratio propagation characteristics of the pole and the impact In the case where the joint part of the base material is small (the center angle of the opposite part is more than 170°), the resonance phenomenon occurs, and the propagation speed and amplitude attenuation of the ultrasonic wave are sharp. [Inverse problem analysis method] This year's new analysis results obtained from the previous year's forward analysis results are based on the inverse problem analysis of interface characteristics (output error method, co-service matching method, minimum dispersion estimation method,). Now, the analytical method of each inverse problem is selected in the middle of the calculation, the accuracy and the calculation time.

项目成果

野崎英明,進藤裕美: "はく離を有する繊維強化複合材料の弾性波散乱に関する境界要素解析" 日本機械学会第9回計算力学講演会講演論文集. No.96-25. 161-162 (1996)

Hideaki Nozaki、Hiromi Shindo：“纤维增强复合材料中弹性波散射的边界元分析”日本机械工程师学会第九届计算力学会议论文集第 96-162 号（1996 年）。