| 講演名 | 2020-01-22 ［ポスター講演］炭素繊維素材からの非可聴域音観測と可聴化の検討 林 優太(石川高専), 山田 洋士(石川高専), |
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| 抄録(和) | 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10㎜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10㎜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． |
| 抄録(英) | This paper describes observation results of the breaking sound of carbon fiber reinforced plastics (CFRP) materials. A mechanical load was applied to a 10 mm diameter CFRP pipe (plain weave) and the sound was observed using a broadband microphone with a 65 kHz treble cutoff frequency specification under the sampling frequency Fs = 192 kHz. For comparison, observation results of breaking sound of a polycarbonate resin pipe with a diameter of 10 mm and a glass epoxy board are also shown. When a load was applied to a CFRP pipe, an initial breaking sound caused by the load was observed, and then breaking sound was observed at entire pipe was broken. The initial breaking sound of the CFRP pipe contains of 30 to 70 kHz spectrum, and the non-audible frequency components are more prominent than those in the human audible frequency range. The shape of the frequency spectrum of the initial breaking sound is similar to the frequency spectrum of the sound observed when rubbing carbon fiber cloths (plain weave) before resin impregnation. The initial breaking sound of CFRP pipe is thought to suggest that the sound is generated by rubbing carbon fibers. To make these non-audible sounds audible, a frequency conversion method using a downsampler was proposed. The proposed method is implemented using MATLAB/Simulink, and it is confirmed that quasi-real-time processing is realized. |
| キーワード(和) | 周波数変換 / 炭素繊維強化樹脂 / 超音波 / MATLAB/Simulink / 可聴化 / 準リアルタイム |
| キーワード(英) | frequency shift / carbon fiber reinforced plastic / ultrasound / MATLAB / Simulink / frequency shift to audible / quasi-real-time |
| 資料番号 | EA2019-97 |
| 発行日 | 2020-01-15 (EA) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | EA / US |
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| 開催期間 | 2020/1/22(から2日開催) |
| 開催地（和） | 同志社大学 |
| 開催地（英） | Doshisha Univ. |
| テーマ（和） | ＜音響・超音波サブソサイエティ合同研究会＞応用／電気音響，超音波，一般（共催：同志社大学超音波応用科学研究センター） |
| テーマ（英） | [Joint Meeting on Acoustics and Ultrasonics Subsociety] Engineering/Electro Acoustics, Ultrasonics, and Related Topics |
| 委員長氏名（和） | 古家 賢一(大分大) / 近藤 淳(静岡大) |
| 委員長氏名（英） | Kenichi Furuya(Oita Univ.) / Jun Kondo(Shizuoka Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 島内 末廣(金沢工大) / 武岡 成人(静岡理工科大) / 竹内 真一(桐蔭横浜大) / 三浦 光(日大) |
| 副委員長氏名（英） | Suehiro Shimauchi(Kanazawa Inst. of Tech.) / Shigeto Takeoka(Shizuoka Inst. of Science and Tech.) / Shinichi Takeuchi(Toin Univ. of Yokohama) / Hikaru Miura(Nihon Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 松井 健太郎(NHK) / 小山 翔一(東大) / 土屋 健伸(神奈川大) / 小山 大介(同志社大) |
| 幹事氏名（英） | Kentaro Matsui(NHK) / Shoichi Koyama(Univ. of Tokyo) / Takenobu Tsuchiya(Kanagawa Univ.) / Daisuke Koyama(Doshisha Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 井本 桂右(立命館大) / 森川 大輔(富山県立大) / 荒川 元孝(東北大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Keisuke Imoto(Ritsumeikan Univ.) / Daisuke Morikawa(Toyama Pref Univ.) / Mototaka Arakawa(Tohoku Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Engineering Acoustics / Technical Committee on Ultrasonics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ［ポスター講演］炭素繊維素材からの非可聴域音観測と可聴化の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Poster Presentation] Observations of non-audible sound from carbon fiber materials and implementation of frequency shift to the range of audibility signals using multirate techniques |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 周波数変換 / frequency shift |
| キーワード(2)（和/英） | 炭素繊維強化樹脂 / carbon fiber reinforced plastic |
| キーワード(3)（和/英） | 超音波 / ultrasound |
| キーワード(4)（和/英） | MATLAB/Simulink / MATLAB / Simulink |
| キーワード(5)（和/英） | 可聴化 / frequency shift to audible |
| キーワード(6)（和/英） | 準リアルタイム / quasi-real-time |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 林 優太 / Yuta Hayashi |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 石川工業高等専門学校(略称：石川高専) National Institute of Technology, Ishikawa College(略称：NIT, Ishikawa College) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 山田 洋士 / Yoji Yamada |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 石川工業高等専門学校(略称：石川高専) National Institute of Technology, Ishikawa College(略称：NIT, Ishikawa College) |
| 発表年月日 | 2020-01-22 |
| 資料番号 | EA2019-97 |
| 巻番号（vol） | vol.119 |
| 号番号（no） | EA-375 |
| ページ範囲 | pp.77-81(EA), |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2020-01-15 (EA) |