光計測を応用した材料評価方法や非破壊検査方法の開発
材料の強度評価や損傷状態の評価に対して高精度に広範囲を測定できる光計測は強力な武器となります。得られる詳細な変位分布と材料力学や材料科学の知識を用いて材料の状態を明らかにすることができます。
本研究室では以下に紹介する界面強度の評価やその他変形や損傷状態の評価に関する研究に対して光計測を活用しています。
異材接合界面の動的破壊靭性の評価
近年は軽量で高性能な機器に複合材料や接合材料が多く使われるようになってきました。複合材料や接合材料には必ず異材界面が存在します。そのような材料では界面の強度特性が材料全体の強度に大きく影響します。また衝撃など慣性力の働くような動的な現象では界面を境に材料特性が異なる影響で変形や応力状態が複雑化します。
動的な界面の強度を評価することは容易ではありませんが、本研究室では衝撃試験機とデジタル画像相関法を利用して異材接合界面のき裂に対する強さ、破壊靭性を評価します。将来は複合材料の強度や寿命の予測、また高性能化に貢献できると考えています。
各種材料の変形および損傷状態の評価
高精度変位分布測定が可能なスペックル干渉法を利用して他の手法では測定困難な材料の変形挙動を観察することができます。マグネシウム合金等ではその結晶構造の特徴から双晶変形が生じまた条件によって回復しますが、このような変形は局所的に生じ変形量も分布も変化していきます。これを精度よく観測できればマグネシウム合金の複雑な金属疲労の特性を解明することにつながります。
また炭素繊維プラスチック等の複合材料は物体の衝突等により損傷を受けても外見は損傷が見えない場合があります。このような場合でも内部の損傷により材料の剛性がわずかにでも変化していれば、何らかの軽い負荷を加えた際の変形状態から損傷個所や損傷状態を予測することが可能となります。
