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第50回KPSIセミナー

ナノ秒レーザーを用いた振動音響試験

ナノ秒レーザーを用いた振動音響試験

細矢 直基 教授
（芝浦工業大学 工学部 機械学群 機械機能工学科）

概要

従来、振動試験ではインパルスハンマなど、音響試験ではスピーカなどを入力源として用いてきた。しかしながら、前者は接触式デバイスであるため理想的なインパルス入力を実現できない、インパルスハンマは実験者が操作するため熟練者でなければ容易に取り扱うことができない、などの問題点があった。後者はスピーカでは理想的な点音源を生成することが困難であった。これらの問題点を解決するために、ナノ秒のパルスレーザーを振動音響試験に導入することを考案した。振動試験においては構造物の加振点に対して、ナノ秒レーザーをパルス照射することでレーザーアブレーション（LA）を発生させ、これを用いることで対象構造物に理想的なインパルス入力を非接触で作用させることに成功した。また、構造物の加振点近傍にレーザー誘起プラズマ（LIP）を形成し、これにより生成された衝撃波を用いることで理想的なインパルス入力を非接触非破壊で作用させることにも成功した。音響試験においては、このLIP衝撃波を用いることで理想的な点音源の生成に成功した。これらの理想的なインパルス加振力または音源を振動音響試験、損傷検出、水中構造物の動特性評価、果物の硬度評価など様々な分野に適用できたので、これらを紹介する。また、ナノ秒レーザーを用いていない内容ではあるものの、ボルトの緩み検出や誘電エラストマーアクチュエータスピーカについても紹介する。

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