Development of nonlinear ultrasonic imaging method with low frequency vibration for closed cracks in large structures

大型结构闭合裂纹低频振动非线性超声成像方法的发展

• 批准号: 21686069
• 负责人: OHARA Yoshikazu
• 金额: $ 15.31万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21686069/
• 关键词: 非破壊評価; 非線形超音波; 閉じたき裂; フェーズドアレイ; 低周波加振

The aging damage has been accumulating in the large structures built during high economic growth period. To maintain safety and reliability of society, the means of evaluating them is necessary. The objective of this study is to develop the nonlinear ultrasonic imaging method with low-frequency vibration and phased array using pulse waves in order to visualize closed cracks in large structures with high resolution. In this study, we performed [1] development of the apparatus, [2] formation of closed-crack specimen, and [3] its verification test. As a result, we succeeded in imaging closed crack, formed in aluminum-alloy specimen, with high spatial resolution. Furthermore, we found that the selectivity for closed cracks in ultrasonic images was enhanced by 24 times. In addition, although the crack depth was underestimated by approximately 10 mm, we succeeded in measuring the crack depth with an accuracy of less than 1 mm using the developed method.

在高经济增长时期建造的大型结构中，衰老损害一直在积累。为了维持社会的安全性和可靠性，必须进行评估的手段。这项研究的目的是使用脉冲波开发具有低频振动和相分阵列的非线性超声成像方法，以便在具有高分辨率的大型结构中可视化闭合裂纹。在这项研究中，我们进行了[1]开发设备的开发，[2]闭环样品的形成和[3]其验证测试。结果，我们成功地成像闭合裂纹，并在铝合金样品中形成，并具有高空间分辨率。此外，我们发现超声图像中闭合裂纹的选择性增强了24次。此外，尽管裂纹深度被大约10 mm低估了，但我们使用开发的方法成功地测量了裂纹深度，精度小于1 mm。

项目成果

減衰2重節点モデルを用いた閉口き裂の非線形超音波映像の解析、USE2011

使用阻尼双节点模型分析闭合裂纹的非线性超声图像，USE2011

• 发表时间: 2011
• 作者: 小原良和;新宅洋平;堀之内聡;池内雅子;山中一司
• 通讯作者: 山中一司

サブハーモニック超音波フェーズドアレイSPACEによる閉じたき裂の進展モニタリング

使用分谐波超声相控阵 SPACE 监测闭合裂纹扩展

• 发表时间: 2009
• 作者: 橋本真琴;小原良和;遠藤宏明;新宅洋平;山中一司
• 通讯作者: 山中一司

Two Dimensional Model for Subharmonic Generation at Closed Cracks

闭合裂纹处次谐波产生的二维模型

• 发表时间: 2011
• 作者: Kazushi Yamanaka;Yoshikazu Ohara;Miyuki Oguma;Yohei Shintaku
• 通讯作者: Yohei Shintaku

サブハーモニック超音波フェーズドアレイによる金属材料溶接部の閉じた応力腐食割れの評価

使用分谐波超声相控阵评估金属材料焊缝中的闭合应力腐蚀开裂

• 发表时间: 2012
• 作者: 堀之内聡;池内雅子;新宅洋平;大内彬寛;神納健太郎;村井智;小原良和;山中一司
• 通讯作者: 山中一司

Fundamental Study on Nonlinear Ultrasonic Imaging Method for Closed Cracks Using Subtraction Responses at Different External Loads

不同外载荷下减法响应闭合裂纹非线性超声成像方法的基础研究

• 发表时间: 2010
• 作者: Y. Ohara;Y. Shintaku;M. Hashimoto;S. Horinouchi;K. Yamanaka
• 通讯作者: K. Yamanaka