レーザーパルス加振と偏光高速度カメラによる透明高分子材料の非接触非破壊損傷検知
【研究分野】機械力学・制御
【研究キーワード】
レーザー誘起プラズマ / 複屈折 / 衝撃波 / 弾性波 / 透明体材料 / 損傷検知 / 機械的性質 / 非接触 / レーザーアブレーション
【研究成果の概要】
Nd: YAGパルスレーザーを用いることでレーザー誘起プラズマにより衝撃波を生成し,これを透明体材料に対する非接触非破壊の加振力として用いる.そして,透明体材料に生成されたLamb波を偏光高速度カメラにより計測する.本実験では,ポリカーボネート平板にレーザー誘起プラズマ衝撃波によるインパルス入力を作用させることで,Lamb波を生成した.偏光高速度カメラにより計測されたLamb波の位相速度を調べることで,これが0次のSモードであることを示した.また,このLamb波の伝播を観察することで,ポリカーボネート平板の表面につけられた数十マイクロメートルスケールのスクラッチを,非接触非破壊で検知した.
【研究の社会的意義】
透明体材料は,タブレット端末やスマートフォンなどの普及に伴い,その需要が近年拡大している.大量に高品質なものを提供するためには,数十マイクロメートルスケールの小さな損傷を迅速に検知し,品質を評価することが重要となる.本手法を用いることで,従来では困難とされてきた,透明体材料の表面につけられた数十マイクロメートルスケールのスクラッチを,数十マイクロ秒の短時間で検知できるようになった.また,本研究を応用することで,従来の機械的な引張試験を実施することなく,非常にやわらかい透明体材料(例えば,ゲル)のヤング率,ポアソン比を非接触非破壊で求めることができるようになった.
【研究代表者】
【研究分担者】 |
前田 真吾 | 芝浦工業大学 | 工学部 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究連携者】 |
神田 淳 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 航空技術部門 | 主任研究員 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)