九州大学 研究者情報
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門脇 廉(かどわき れん) データ更新日:2018.05.14



主な研究テーマ
超音波瞬時振動数を用いた診断技術の開発
キーワード:超音波診断, 非破壊検査, 瞬時振動数, ウェーブレット変換, 微小剥離, 微小亀裂
2014.04.
自動車ボディ設計効率化のためのモードグループ化法
キーワード:振動解析,固有モード,モードグループ化,有限要素法,振動制御
2014.04.
加振振動数に自動追従する振動系に関する研究
キーワード:固有振動数,非線形振動系,動吸振器,強制振動
2014.04.
従事しているプロジェクト研究
円錐ころ軸受の軸方向荷重評価手法の検討
2016.08~2018.03, 代表者:井上 卓見, 九州大学, 九州大学.
超音波瞬時振動数を利用したボルトの締結力評価
2016.06~2017.05, 代表者:井上 卓見, 九州大学, 九州大学.
自動車構造物の振動分析技術の開発と適用に関する研究
2016.07~2017.03, 代表者:井上 卓見, 九州大学, 九州大学.
自動車構造物の振動分析技術の開発と適用に関する研究
2015.07~2016.03, 代表者:井上 卓見, 九州大学, 九州大学.
研究業績
主要原著論文
1. Ren Kadowaki, Hitoshi Kimura, Norio Inou, New Estimation Methods of Young's Modulus and Rupture Strength of Snack Foods Based on Microstructure, Journal of Texture Studies, https://doi.org/10.1111/jtxs.12154, 47, 1, 3-13, 2016.02, This paper describes quantitative methods for measuring substantial values of rupture strength and Young's modulus considering the inner, crispy snack food structure at the microscale. The samples used are crispy snack food. A conventional mechanical food test was conducted on a large sample size (>100 mm3), and only the apparent, macroscopic mechanical property of the food was measured without considering the microscopic structure. The proposed method integrates a small load compression test and finite element analysis for a test piece <10 mm3. Structural deformability of the test piece is calculated using finite element analysis. The estimated rupture strength of commercially available snack food ranged between 95 and 560 MPa. The calculated Young's moduli were in the range of 170-1,100 MPa. These values are 18-170 times larger than the apparent Young's moduli measured with the conventional method. This paper discusses the reasons for these findings..
主要学会発表等
1. Ren Kadowaki, Naoki Otsubo, Takumi Inoue, Kazuhisa Omura, Liquid Viscosity Evaluation using Ultrasonic Pulse, The 17th Asian Pacific Vibration Conference, 2017.10, The purpose of this study is development of a new viscosity evaluation method. We focus on ultrasonic pulse that is transmitted in the target liquid. The liquid viscosity is evaluated through attenuation of the ultrasonic pulse. As the first step, we tried to evaluate the viscosity of some types of mineral oil, whose viscosity were already known. We observed the two pulses that were transmitted in the mineral oil in a test container as shown in figure 1. Comparing the two reflected pulses in frequency domain, spectra of the attenuation in the oil were obtained. To calculate the viscosity of the oil, the theoretical relationships between the viscosity and the attenuation was essential. We performed a numerical simulation of pulse propagation with a lumped mass model as shown in figure 2. The relationships between the damping coefficients and the attenuation were elucidated from this numerical simulation. The damping coefficients were identified for the simulated pulse to resemble the experimental results in their attenuation. In the results, the oil viscosity that was over 100 mPas was evaluated using the experimental and theoretical results..
2. 門脇 廉, 大坪 直樹, 井上 卓見, 大村 和久, 超音波パルスを用いた容器内液体の粘度検査, Dynamics and Design Conference 2017, 2017.08.
3. 門脇 廉, 宮木 啓介, 井上 卓見, 大村 和久, 超音波の瞬時振動数を用いたボルト緩み診断における透過経路の3次元的考察, Dynamics and Design Conference 2016, 2016.08, ボルトの緩みを診断する手法としてねじ山側面から超音波を投射する方法を提案している.従来は探触子およびボルトの中央を通る二次元平面上に透過経路が存在するとして実験結果を考察していたが,より詳細に透過経路を調べるため三次元空間内で経路同定を行った.この経路同定では,ねじ山表面を有限個の平面要素に分割することによって各要素に入射する超音波の反射と屈折を個別に計算する.その結果,シミュレーション結果の妥当性が向上し,対象物内部での超音波の振る舞いを適切に把握,予測する一助となり得ることが示された..
4. 門脇 廉, 井上 卓見, 池田 翔輝, 大村 和久, ねじ山表面での反射波を用いたボルト緩み診断手法の開発, 第24回九州ダイナミックス&コントロール研究会, 2015.12, ボルトの軸方向に対して側面から超音波パルスを投射し、反射波を利用してボルトの緩みを診断する手法を提案する。ねじ山表面での反射波は複数の経 路を通った波同士の干渉波となるため、その振幅や周波数成分でボルトの緩みを評価するのは難しい。これに対して、本手法では瞬時振動数に着目する ことで反射波の変化を見出し、ボルトの緩みを検出、評価する。実験的検討と数値シミュレーションの結果、締め付けに伴うねじ山表面の接触状態の変 化が一部の反射波の振幅を変化させ、干渉波の瞬時振動数を変化させていることが明らかとなった。.
5. Ren Kadowaki, Takumi Inoue, Tatsuya Oda, Takahiro Nakano, New evaluation technique of seal strength of heat sealing with ultrasonic pulse, The 16th Asia Pacific Vibration Conference, 2015.11.
6. 門脇 廉, 井上 卓見, 池田 翔輝, 大坪 直樹, 大村 和久, ねじ山を透過した超音波の瞬時振動数に基づくボルトの緩み診断, Dynamics and Design Conference 2015, 2015.08, 超音波パルスをねじ穴側面に投射することでボルトの緩みを評価する手法を提案する。本報では、ボルト周辺部を透過した超音波の瞬時振動数が締付トルクによって変化することを実験と数値シミュレーションで示す。.
学会活動
所属学会名
日本機械学会
日本咀嚼学会
日本食品工学会
日本人間工学会
日本ロボット学会
バイオメカニズム学会
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2018.03.16~2018.03.16, 日本機械学会九州支部第71期総会講演会, 座長.
2017.10.20~2017.10.22, The 17th Asian Pacific Vibration Conference, 座長(Chairmanship).
2016.09.11~2016.09.14, 日本機械学会2016年度年次大会, 座長(Chairmanship).
2016.09.11~2016.09.14, 日本機械学会2016年度年次大会, 実行委員.
学術論文等の審査
年度 外国語雑誌査読論文数 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2016年度
2015年度
受賞
ICFEB2013 (International Conference on Food Engineering and Biotechnology 2013) Best Papers, APCBEE, 2013.05.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2017年度~2018年度, 若手研究(B), 代表, 透過超音波パルスを用いた粘稠性評価.
2015年度~2016年度, 若手研究(B), 代表, 超音波の非線形変調を利用した液体の粘度測定.

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