報告書番号

Q08010

タイトル（和文）

超音波探傷試験の高精度化・高効率化に活用するシミュレーションツールの開発,第3報 集束型探触子の探傷画像シミュレーション手法の開発

タイトル（英文）

Development of Simulation Tools for Improvement of Measurement Accuracy and Efficiency in Ultrasonic Testing, Part 3: Development of Simulation Approach Based on Analytical Solution and Finite Elemen Method with Capability of Modeling Focused Transducers-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

閉じたき裂及び局所的に進行するタイプⅣ損傷を高精度に検出するには，集束型探触子を利用することが有効である．マルチガウシアンビーム(MGB)モデルを取り入れて，集束型探触子の音場をモデル化できる，解析的手法及び有限要素法を併用したシミュレーション手法を開発した．本報告では，MGBによる音場の特徴を明らかにし，特に集束型探触子が作る音場を検証したうえで，本手法の有効性を垂直探傷及び斜角探傷のモデルで確認した．また，本手法を用いてタイプⅣ損傷及び裏波とき裂に対する超音波探傷試験による探傷画像を予測した．その結果，(1)．予測された探傷画像は実験結果と良く一致すること，(2)．集束型探触子を利用する場合には，平面型探触子よりタイプⅣ損傷を高精度に検出できることを確認できた．また，(3)．溶接部を跨いで探傷する場合，裏波及びき裂の識別には，集束型探触子を利用すべきであることが明らかになった．また，開発した手法を裏波とき裂の識別に活用する方法を提案した．

概要 （英文）

Focused ultrasound is an important technique to detect closed cracks and minute flaws in ultrasonic testing. In order to model such technique and decrease memory and computation time when FEM is used to simulate wave propagation in solids, a hybrid method based FEM and multigaussian beam (MGB) model is developed in this report. Wave fields calculated by MGB model for various planner and focused transducers are in good agreement with those calculated by analytical solution. The hybrid method is used to predict echoes form various side-drilled holes in normal and angle beam inspections. Predicted echoes are in good agreement with those by experiment. Furthermore, B scopes from creep damage and stress corrosion crack (SCC) occurring near welds are also predicted, they are in good agreement with those by experiment. Numerical and experimental results show that (1) creep damage can be detected by focused transducers more easily than by planner ones, and (2) focused transducer is effective to recognized echoes resulted from SCCs from those associated with weld roots.

報告者

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