「縦波による超音波探傷の差分法シミュレーション」


 非破壊検査って何か、ご存知ですか。最近はよく耳にするようになった言葉ですが、ようは字のごとく、外部からは見えないものを、そのものを壊さずに検査するものです。その中でも金属の塊を検査するには、金属中でも減衰の少ない超音波が使われます。(超音波とは、人間には聞こえない、周波数の高い音のことです。)

 で、超音波を使って、どうするのかというと、例えば、山に向かって叫ぶと自分の声がこだまとして返ってきますよね。あれは、障害物である山で反射して声が返ってくるものですが、金属の場合も同じ。金属中に障害物である傷があると、そこから音がはね返ってくるのです。それを聞いて(もちろん人間には聞こえませんが)、おかしいゾと知ることができるのです。

 ところで、金属(弾性体)中を伝わる超音波は、縦波や横波など、性質の異なる波が存在します。これらは、複雑に反射をくりかえし、また境界ではそのモードが変換されます。これらの解析には、計算機によるシミュレーションが有効となります。現在、異種材料や減衰を考慮に入れるなどして、様々な条件に対応できるシミュレーションモデルの構築を目指しております。

 これが、シミュレーション結果の一部です。円柱状軟鋼製媒体(円柱状の鉄の塊)を中心軸を通る面で切った断面を表しています。この上面より超音波(点音源)を印加しています。赤く示された部分が、もっとも変位が大きいことを表わしています。

simulation1

simulation2

simulation3


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