き裂進展のモニタリング技術開発に関する基礎研究 - 先行基礎工学分野に関する平成9年度報告書 -

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榎 学*; 岸 輝雄*

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ナトリウム漏えいを未然に防止するためには、機器・構造物の破損を防ぐことが必要である。したがってそのためには破損に至るまでの前駆現象を検出する技術が重要となってくる。従来のひずみゲージや圧電素子を使う方法に比べて、レーザー超音波を用いる方法では、焦点位置を移動させることにより任意の点における計測が可能であり、また低周波域から高周波域までの一つのセンサーを用いて検出可能である。そこで本研究においては、先端的なセンサーの一つであると考えられるレーザー超音波を用いて、機器・構造物において発生する振動、き裂やその進展をモニタリングするための装置の開発を試みた。レーザー超音波システムを、Qスイッチを有するNd-YAGレーザーを入射に用い、受信用としてHe-Neレーザーを用いることにより作製した。また受信したレーザーからマイケルソン干渉計の原理を用いて、試料表面での振動の速度成分を計測するシステムを組み立てた。この装置を用いて、鋼材においてレーザーによる超音波の発生とレーザーによる超音波の受信を行うことに成功した。また、これら信号の計測が妥当であることを確認するために、三次元差分を用いて試験片中の波動伝播のシミュレーションを行った。さらに、この装置を用いて材料中に発生するAE信号を検出することを試み、確かにレーザーによりAE信号の測定ができることを明らかにした。なお、本報告書は、東京大学の実施分についてのものである。

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