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J-GLOBAL ID：202002254842955393   整理番号：20A0508223

炭素繊維素材からの非可聴域音観測と可聴化の検討

Observations of non-audible sound from carbon fiber materials and implementation of frequency shift to the range of audibility signals using multirate techniques

著者 (2件)： 林優太 (石川工高専) ,  山田洋士 (石川工高専)
資料名： 電子情報通信学会技術研究報告  (IEICE Technical Report (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers))
巻： 119  号： 375(EA2019 83-100)  ページ： 77-81  発行年： 2020年01月15日 
JST資料番号： S0532B  ISSN： 0913-5685  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 本稿では,炭素繊維強化プラスチック(CFRP:carbon fiber reinforced plastics)素材の破壊音の観測結果を報告する.直径10mmのCFRP素材(平織り)のパイプに外力を加え,折損させた際の音をサンプリング周波数F_s=192kHzの条件で応答周波数仕様65kHzまでの広帯域マイクロホンにより取得して観測したところ,破壊音には数10kHz以上の非可聴域音が豊富に含まれていた.比較対象として,直径10mmのポリカーボネート樹脂製パイプおよびガラスエポキシ基板の折損音の観測結果も示した.CFRPパイプに外力を加えた際には,明確に折損はしていないが素材に外力が加わることで生じた初期破壊音が観測され,その後,パイプ全体が折損する際に生じる破壊音が観測された.CFRPパイプの初期破壊音には,30~70kHzの成分が多く含まれており,ヒトの可聴周波数範囲の成分よりも非可聴域周波数成分がより卓越している.この初期破壊音の周波数スペクトルの形状は,樹脂含侵前の炭素繊維布(平織り)同士をこすり合わせた際に観測された音の周波数スペクトルと類似しており,CFRPパイプの初期破壊音は炭素繊維同士がこすれることによって発生する音であることを示唆していると考えている.これらの非可聴域音を可聴化する手法として,ダウンサンプラを用いた周波数変換処理を提案し,提案した処理をMATLABおよびSimulinkを用いて実装し,準リアルタイム動作が可能であることを確認した.(著者抄録)

シソーラス用語： *炭素繊維強化プラスチック ,  *音響測定 ,  破壊 ,  *音波放射 ,  衝撃音 ,  反響音 ,  収音 ,  可聴周波 ,  *破損 ,  スペクトル ,  周波数領域 ,  周波数変換 ,  支援プログラム ,  超音波
準シソーラス用語： CFRP ,  MATLAB ,  音響放射 ,  可聴化 ,  周波数スペクトル

分類 (2件)： 音響測定  (BB03040R) ,  その他の紡糸・製糸  (YM03050G)

引用文献 (4件)：

• 長谷亜蘭,”アコースティックエミッション計測の基礎,”精密工学会誌,Vol.78,No.10,pp.856-861, Oct.2012.
• Q. Ni, K. Kurahashi and M. Iwamoto, ”AE Technique for Identification of Micro Failure Modes in CFRP Composites,” Materials Science Research International, Vol.7, No.1, pp.67-71, July 2001.
• R. E. Crochiere and L. R. Rabiner, Multirate Digital Signal Processing, Prentice-Hall, 1983.
• 石川隆司,”自動車構造部品への炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の応用の展望,”精密工学会誌,Vol.81,No.6,pp.489-493,June 2015.

タイトルに関連する用語 (4件)： 炭素 ,  繊維素材 ,  観測 ,  可聴化