無線・無電極ランガサイト共振プローブの開発と局所弾性定数の絶対値測定

无线无电极兰格斯特共振探头研制及局部弹性常数绝对值测量

基本信息

批准号：
17656030
负责人：
平尾雅彦
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656030/
关键词：
弾性定数局所領域共振周波数ランガサイト非破壊検査

项目摘要

本研究の目的は,圧電体のランガサイト振動子の共振周波数を利用して,その振動子に接触する物質の弾性定数を測定し,局所弾性定数を計測する手法を確立することであり,これにより,疲労損傷やクリープ損傷にともなう局所弾性定数の変化を検出することで,構造物の非破壊検査を行うことである.本年度においては,多結晶純銅の表面における弾性定数の定量マッピングを行った.結果,結晶粒界において弾性定数が大きく低下する場合と増加する場合が見られた.双晶を有する粒や小さい結晶粒においてはこのような粒界における弾性異常が多くみられた.また,弾性定数と同時に,局所領域の内部摩擦を定量的に評価することにも成功した.この結果,弾性異常を示す結晶粒においては,内部摩擦が極めて大きくなることが多いという結果を得た.これまで,局所領域における弾性定数や内部摩擦の定量測定が困難であったために,このような結果は報告されておらず,極めて意義深い.Hertzの接触理論モデルにより,局所領域の内部摩擦を定量化するモデルを構築し,原因を調べた結果,内部摩擦の増加は転位密度の増加に起因することが示唆された.つまり,大変形を受けた結晶粒内において転位運動が活発に起こり,内部摩擦が増加したと予測できる.このように,本研究において開発した手法により,物質の局所領域の弾性的性質が定量的に評価できることが可能となり,今後,この技術を応用した非破壊検査法の発展が期待できる.

本研究的目的是建立一种测量局部弹性常数的方法，利用压电兰加斯特振动器的谐振频率来测量与振动器接触的材料的弹性常数，目的是进行无损测量。通过检测由于疲劳损伤和蠕变损伤引起的局部弹性常数的变化来检查结构。对表面的弹性常数进行定量绘图，结果发现，存在弹性常数显着降低的情况和弹性常数在晶界处增加的情况。在孪晶和小晶粒中，弹性常数较多。我们还成功地定量评估了局部区域的内耗以及弹性常数。结果，我们发现观察到弹性异常。结果表明，晶粒中的内耗往往非常大，迄今为止，由于很难定量测量局部区域的弹性常数和内耗，因此这一结果极为重要。使用赫兹的接触理论模型。，我们建立了一个模型来量化局部区域的内耗，通过调查原因，我们发现内耗有人认为，这种增加是由于位错密度的增加所致。换句话说，可以预测，在发生大变形的晶粒内部，位错运动活跃发生，导致内耗增加。因此，在这项研究中这种方法的发展使得定量评估材料局部区域的弹性特性成为可能，我们可以期待未来应用该技术的无损检测方法的发展。