波の伝播を利用した接合構造の健全性評価

使用波传播评估粘合结构的健全性

• 批准号: 17J05795
• 负责人: 森 史子 (2018-2022)
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J05795/
• 关键词: 超音波ガイド波; 非破壊評価; CFRP; モード変換; パワーフロー; ガイド波; 非破壊検査; 積層複合材料; 接着接合; 一体成型

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）から成る補強複合材料板の超音波ガイド波を用いた非破壊評価手法の確立を目指し， CFRPから成る疑似等方積層のベースプレートにCFRPから成るパッチを一体成型により接合した補強複合材料板について，補強部を透過するガイド波の伝播形態の解明を目的として理論解析を行った．以下では，ベースプレートのみから成る領域を一般部，ベースプレートにパッチが接合されている領域を補強部と呼ぶ．一方の一般部で励起した波が補強部を通って他方の一般部に到達するとき，受信波の到達時刻および振幅を推定するため，各領域を伝播し得る伝播モードの特定と各領域における波の振幅比の算出を行った．本研究ではベースプレートの厚さは一定とし，パッチの厚さを変化させることで補強部の厚さの影響についても検討した．まず，位相速度分散曲線および波動構造の比較により，いずれのパッチ厚さについても一方の一般部に低周波数の範囲でA0，S0，S1モードを励起すると，補強部ではそれぞれA0-like，S0-like，S1-likeモードとして伝播し，他方の一般部ではそれぞれA0，S0，S1モードに戻って伝播する可能性を示した．また，いずれのモード変換においてもパッチの厚さの増加に伴ってモード変換を生じ得る周波数範囲は減少することと，一般部A0モードと補強部A0-likeモードとの間のモード変換が最も起こりやすいことも示した．以上で特定したモード変換について，各領域の板上面における面外変位の振幅比をパワーフローを用いて算出した結果，一方の一般部から補強部を通って他方の一般部へとA0，A0-like，A0モードとして伝播する時，いずれのパッチ厚さにおいても一般部における受信波の振幅が比較的大きくなると予測できることを示した．なお，パッチ厚さに対する顕著な傾向は見られなかった．

为了建立碳纤维增强塑料（CFRP）增强复合材料板的超声波导波无损评价方法，将CFRP制成的补片整体粘合到CFRP制成的准各向同性层合基板上，并进行了理论分析。在增强复合材料板上进行，目的是阐明穿过增强部件的导波的传播形式。下面，仅由基板组成的区域称为一般部分，而贴片与基板接合的区域称为加强部分。当在一个一般部分激发的波穿过增强部分到达另一一般部分时，为了估计接收波的到达时间和幅度，需要识别在每个区域中可以传播的传播模式，并识别每个区域的波形，计算出 的振幅比。在本研究中，基板的厚度保持恒定，并且还通过改变补片的厚度来研究加固部分的厚度的影响。首先，通过比较相速度色散曲线和波结构，我们发现，当A0、S0和S1模式在低频范围内被激发时，对于任何补片厚度，在一个通用部分中，增强体中的类A0和类S0模式我们分别展示了传播为类似模式和类 S1 模式以及在其他一般部分中分别返回到 A0、S0 和 S1 模式的可能性。另外，在任何模式转换中，可以发生模式转换的频率范围随着贴片厚度的增加而减小，并且还表明一般A0模式和增强型A0模式之间的模式转换最频繁地发生。简单的。对于上面指定的模态转换，利用功率流计算了每个区域中板顶面面外位移的幅值比，结果表明，A0，A0- 表明，当传播为与 和 A0 模式一样，对于任何贴片厚度，可以预测一般部分中接收波的幅度相对较大。请注意，没有观察到斑块厚度的显着趋势。

项目成果

Propagation behavior of guided waves in CFRP laminated plates including an adhesive layer

含粘合层的 CFRP 层压板中导波的传播行为

• 发表时间: 2017
• 作者: Fumiko Mori;Tomohiro Yokozeki;Toshihiko Sugiura
• 通讯作者: Toshihiko Sugiura

接着接合されたCFRP積層板におけるガイド波の伝播挙動

粘合 CFRP 层压板中导波的传播行为

• 发表时间: 2017
• 作者: Hashimoto Kazumune;Adachi Shuichi;Dimarogonas Dimos V.;林 雅行;林 雅行;林 雅行;林 雅行;Masayuki Hayashi;Masayuki Hayashi;林 雅行;林 雅行;Masayuki Hayashi;Masayuki Hayashi;Masayuki Hayashi;森史子;森史子，横関智弘
• 通讯作者: 森史子，横関智弘

Propagation behavior of guided waves in CFRP panels with joint parts

带接头部件的 CFRP 板中导波的传播行为

• 发表时间: 2018
• 作者: Hashimoto Kazumune;Adachi Shuichi;Dimarogonas Dimos V.;林 雅行;林 雅行;林 雅行;林 雅行;Masayuki Hayashi;Masayuki Hayashi;林 雅行;林 雅行;Masayuki Hayashi;Masayuki Hayashi;Masayuki Hayashi;森史子
• 通讯作者: 森史子