Lamb波を用いた非線形超音波法によるボルト締結体の非破壊検査に関する研究

兰姆波非线性超声法螺栓连接无损检测研究

基本信息

批准号：
21K03928
负责人：
福田誠
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03928/
关键词：
超音波 2次高調波サイドバンド非線形振動有限要素解析非線形

项目摘要

超音波を用いた非破壊検査の分野において，従来法では検出困難とされる初期段階の欠陥の検出を目的として，非線形超音波法による非破壊検査の研究が多く進められている。本研究では，2枚の平板がボルト締結されている場合において，不完全な締結の検出や締結部近傍の探傷などのため，Lamb波という板波を用いた検査方法について検討を進めている。令和4年度は，平板に締結用の丸穴を開けた際の，丸穴の縁部における探傷を目的として，丸穴を開ける前，丸穴を開けた後，丸穴の縁部に傷を設けた場合について，それぞれ大振幅のラメモードのLamb波を送波し，非線形超音波の一つである2次高調波成分を透過法により検出した。その結果，丸穴の縁部に傷をつけることで2次高調波成分の検出量が数dB減少することが確認された。これは，傷によるレイリー散乱の影響によるものと考察した。また，有限要素法による解析では，非線形超音波法の一つである二周波超音波を用いたwave mixing法について2つの周波数の和や差の成分であるサイドバンドを探傷に利用するため，サイドバンドの音場について数値計算による検討を実施した。従来法では，高周波のプローブ波と低周波のポンプ波をき裂で直交させるように送波している。Lamb波による平板の非破壊検査に適用するために，同一の位置から二周波の超音波を送受波できるよう，円環型と円板型の2種の振動子を同軸上に配置する方法を検討した。円環型と円板型の直径を変化させて非線形成分の検出量が最大となる直径の比率を求めることができた。

在超声无损检测领域，人们对非线性超声方法无损检测进行了大量研究，目的是检测传统方法难以检测的早期缺陷。在这项研究中，我们正在研究一种检查方法，该方法使用称为兰姆波的板波来检测不完全连接以及当两个平板用螺栓连接时接头附近的探伤。 2020年，为了在平板上钻紧固用的圆孔时检测圆孔边缘的缺陷，我们在钻孔之前和之后对圆孔的边缘进行了测试，在每种情况下，都进行了大的检查。发射振幅拉梅模式兰姆波，并利用发射方法检测作为非线性超声波的一种的二次谐波分量。结果确认，通过刮擦圆孔的边缘，检测到的二次谐波分量的量减少了数dB。这被认为是由于划痕引起的瑞利散射的影响。另外，在使用有限元法的分析中，作为非线性超声波方法之一的使用双频超声波的混波法利用作为两个频率的和或差分量的边带来进行探伤。对乐队的声场进行了数值计算研究。在传统方法中，高频探测波和低频泵浦波正交地穿过裂纹传输。为了将兰姆波应用于平板无损检测，我们开发了一种方法，将环形和盘式两种换能器同轴放置，从而可以发射和接收双频超声波。我也这么认为。通过改变环形和圆盘形状的直径，我们能够找到最大化非线性分量检测量的直径比率。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

非線形超音波の振幅変調効果を用いた閉じたき裂の方向検出の試み

尝试利用非线性超声的调幅效应检测闭合裂纹的方向

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
P. Weerapong;K. Hashikura;M. A. S. Kamal;and K. Yamada;松澤亮，福田誠，西平守正
通讯作者：
松澤亮，福田誠，西平守正

Lamb波のLameモードを用いたNon-collinear wave mixing法の実験的検討

Lamb波Lame模式非共线混波方法实验研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
D. Decanini;A. Harouri;A. Mizushima;B. J. Kim;Y. Mita;G. Hwang;塚田颯太，福田誠，西平守正
通讯作者：
塚田颯太，福田誠，西平守正

円環型圧電振動子の変位分布の有限要素解析

环形压电振子位移分布有限元分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
松澤亮;福田誠;西平守正
通讯作者：
西平守正

プローブ波とポンプ波を用いたき裂を有するガラスからの2次高調波超音波の検出実験

利用探测波和泵浦波对裂纹玻璃进行二次谐波超声波检测实验

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yamaguchi Takafumi;Usami Naoto;Misumi Kei;Toyokura Atsushi;Higo Akio;Ono Shimpei;Hwang Gilgueng;Larrieu Guilhem;Ikeuchi Yoshiho;Tixier-Mita Agnes;Saito Ken;Levi Timothee;Mita Yoshio;舩戸徹郎;三木勇太，齋藤博史，村田章;亀島司，福田誠，西平守正
通讯作者：
亀島司，福田誠，西平守正

平板中の閉じたき裂から生じる２次高調波のWave mixing法による検出感度向上の一検討

混波法提高平板闭合裂纹二次谐波检测灵敏度的研究