非破壊・非接触材料研究

最終製品の品質、耐久性、重量、そして最終的な成功には、適切な場所に適切な材料を配置することが極めて重要です。世界中で、オプトメットのレーザドップラ振動計は、材料研究の分野における新たな知見の体系的探索に重要な貢献を果たしています。材料パラメータの測定であれ、非破壊検査 （NDT または NDI） であれ、材料特性に影響を与えず、加速度ピックアップのような接触型の測定手法に比べ、純粋な材料検査が可能な非接触型の測定手法は特に重要です。

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材料の非破壊検査（NDT）

繊維強化複合材料は、軽量化と高い比剛性を実現するために、部品製造においてますます重要になってきている。例えば、航空業界では航空機の主翼、自動車業界では車体部品の製造が挙げられます。早期の材料疲労を避けるためには、製造中または保守点検中に、層間剥離や亀裂を時間内に局所化する必要があります。薄肉の繊維複合板が、例えば圧電素子によって高周波で励起されると、とりわけラム波（短波の表面波）が発生します。これらは材料の欠陥と相互作用し、波の伝播に不均一性や局所共振（局所欠陥共振 - LDR）を引き起こします。

オプトメトリ スキャンシリーズのレーザドップラ振動計は、材料表面の各測定ポイントにおける波の同位相の伝搬を検出できるため、肉眼では見えない材料の欠陥を可視化できます。内蔵の信号発生器は、パルスや周波数掃引など、成分の励起に使用できる任意の信号形状を作成できます。OptoSCANソフトウェアは、測定チャンネルの設定や測定ポイントの定義から、周波数領域と時間領域での測定データの可視化と分析まで、測定プロセス全体を実行するために使用されます。エクスポート機能を使えば、データをUFF、HDF5、mat-files（MATLAB）などの標準フォーマットでエクスポートし、さらに処理することができます。

実例

オプトメトリ スキャニング振動計は、CFRP 板の裏面に導入された欠陥を検出します。内蔵の信号発生器で矩形波パルスを発生させ、CFRP板に取り付けたピエゾアクチュエータを励振。ピエゾ素子（中央下）から伝播する波が2つの欠陥と相互作用し、局所的に高い振幅（局所的な欠陥の共振）により、時間領域と周波数領域で欠陥が可視化される。

スプリット・ホプキンソン・バー（SHPB）

スプリットホプキンソン棒試験は、動的条件下での材料特性を測定するために使用される材料試験方法です。試験片（コンクリート円柱や複合材料など）は、入射バーと透過バーの2本のバーの間に置かれます。加速されたストライカーが入射バーに衝突し、衝撃パルスを発生させます。その結果生じた波が最初のバーを通過し、次に材料サンプルに当たり、そのサンプルも波によって通過され、次に2番目のバー（透過バー）に伝わります。

オプトメトリのレーザドップラ振動計 （LDV） は、160 MSamples/s という高いサンプリングレートと 220 dB を超えるダイナミックレンジにより、このような非常にダイナミックな衝撃パルスの時間的経過を測定するのに最適な計測ツールです。

スプリット・ホプキンソン・バー（SHPB）の詳細

CFRP板の局所欠陥共振の同定

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