LFB超音波顕微鏡を用いた微量試料および微小領域での弾性定数非破壊評価

使用 LFB 超声显微镜无损评估微小样品和微小区域的弹性常数

基本信息

批准号：
05650693
负责人：
三原毅
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

LFB(Line Focus Beam)超音波顕微鏡が、局所領域で高精度に音速測定できる利点を生かし、従来の測定領域をさらに狭域化するため、一部解析方法を改良して、微量試料、あるいは不均一試料の局所的特性分布にまで適用できる、弾性定数測定法の開発を試みた。まず、測定系として、カップラント(純水)の影響で表面反射信号の周波数等が変化するかどうか等、音速の測定精度に影響を与える因子を、波形解析により詳細にモニターできるシステムを構成し、音速測定の信頼性を向上した。次に、測定方法・解析方法を改良することで、現在のLFB超音波顕微鏡の測定領域(600×1000μm程度)をさらに狭域化(100×1000μm)した。この評価法を用いて測定した音速から評価した弾性定数の、測定精度を検討するため、複合材と同一の成分の大形試料を複合材とは別に作製し、超音波測定後試料を3点曲げし、負荷時のひずみをひずみゲージでモニターし、求めた弾性定数と超音波音速から求めた弾性定数を比較した。その結果、両者は良く一致し、超音波顕微鏡を用いた弾性定数測定法は、従来の実験力学的測定と同様の精度を持つことが分かった。本測定法を、ステンレス鋼/ジルコニア系の粉体成形複合材料の弾性定数の局所的分布の測定に適用した結果、従来測定できなかった局所領域での弾性定数分布の挙動が測定できることが分かった。

LFB（Line Focus Beam）超声波显微镜利用其在局部区域高精度测量声速的能力，并且为了进一步缩小常规测量区域，对一些分析方法进行了改进，以允许小样本或小样本我们尝试开发一种可应用于均匀样品的局部特性分布的弹性常数测量方法。首先，作为测量系统，我们构建了一个系统，可以使用波形分析来监控影响声速测量精度的详细因素，例如表面反射信号的频率是否由于耦合器（纯耦合器）的影响而发生变化。水），提高了声速测量的可靠性。接下来，通过改进测量和分析方法，将当前LFB超声显微镜的测量区域（约600 x 1000 μm）进一步缩小（至100 x 1000 μm）。为了检验根据使用该评价方法测量的声速评价的弹性常数的测量精度，与复合材料分开制备具有与复合材料相同成分的大样品，并在超声测量后测量三个样品。弯曲后，使用应变计监测负载下的应变，并将获得的弹性常数与由超声波声速获得的弹性常数进行比较。结果表明两者之间具有良好的一致性，并且发现使用超声波显微镜测量弹性常数的方法与常规实验力学测量具有相同的精度。将这种测量方法应用于不锈钢/氧化锆粉末成型复合材料的弹性常数的局部分布的测量，结果发现，传统方法无法测量的局部区域的弹性常数分布的行为可以测量。