芝浦工业大学工学部机械与功能工程系细谷直树教授的研究团队,机械工程系若田翔,关西光学科学研究所长谷川升高级研究员,量子光束科学部,量子科学和技术研究开发机构 Masaru Kinno 开发了世界上第一个完全无损的远程攻丝检测方法,该方法利用激光诱导等离子体产生的冲击波检测混凝土结构中的缺陷。
混凝土建筑物的稳固性是由专业工程师通过目视检查和敲击声检查来诊断的,但结构越大,检查时间越长,检查的效果取决于检查人员的技能。为了应对基础设施日益老化,检查的效率和可靠性已成为问题。
为了解决这个问题,芝浦工业大学的一个研究小组和其他人开发了一种使用激光诱导等离子体产生的冲击波来识别缺陷的新方法。在该方法中,通过激光诱导等离子体在混凝土结构的表面附近产生瑞利波,并且可以识别缺陷部分。它不直接影响建筑物,并且比敲击声检测的测量点少,因此可以快速、无损地检测混凝土缺陷。
为了评估这种新方法,研究小组在人工成型的混凝土块表面附近使用高功率激光产生冲击波,并分析了缺陷内外混凝土表面多个点的振动。作为分析的结果,发现在缺陷部分产生了具有大振幅的瑞利波。这是一种比其他冲击波移动速度更快的表面波,通过检测观察到这种瑞利波的位置,我们成功地确定了缺陷位置,包括那些埋在里面的位置。
通过可视化瑞利波,可以比其他分析振动的远程测量方法更快地检测到结构中的缺陷,并且与自然振动模式下的测量相比,可以减少测量点的数量。 使用 LIP 冲击波评估混凝土结构中的裂缝是一种安全、快速的方法,可用于维护基础设施和防止结构破坏。今后,我们将继续进行改进和开发,以实现该方法的社会实施。
* 瑞利波是一种表面声波,它在固体表面传播并沿与传播方向平行的方向振动。如果表面附近有空洞或边界,它的一部分会被反射,它会像水面上的涟漪一样均匀地散布在撞击点周围,因此可以使用它进行大范围的检查。..
论文信息:【International Journal of Mechanical Sciences】基于激光诱导等离子体冲击波产生的瑞利波传播的基础设施混凝土缺陷检测