JP2008122178A - Method of inspecting stacked state of laminate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of detecting a laminating angle and laminating position of a laminate to manufacture CFRP at high quality and low cost using a periodic arrangement of auxiliary threads, constituting reinforced fiber sheets, without requiring such a process as arranging a marker in laminating or cutting a laminate. <P>SOLUTION: This is an inspection method for stacked state of a laminate laminated with a plurality of UD reinforced fiber sheets, involving carbon fiber and glass fiber which are periodically arranged therein. From the CT data of the laminate, a plurality of CT images in parallel to the laminating face are obtained, and each CT image is two-dimensional discrete-Fourier-transformed, thereafter for the power spectra obtained based on this, a horizontal frequency u and a vertical frequency v among the points taking a maximum value except the origin are obtained, so that by calculating tan<SP>-1</SP>(v/u)+π/2, the laminating angle θ of the UD reinforced fiber sheet is detected. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、積層体を基に製造されるFRPの品質向上に向けた、積層体の積層形態を非破壊で検出する検出方法に関する。   The present invention relates to a detection method for nondestructively detecting a laminated form of a laminated body for improving quality of FRP manufactured based on the laminated body.

FRPの製造分野では、FRPを構成する強化繊維またはマトリックス樹脂の改質により構造材としての性能を向上させる開発が行われている。また、構成する素材そのものの他、素材を複合させる段階を改良することで性能の向上や製造コストを低減させる開発が行われている。   In the field of manufacturing FRP, development has been carried out to improve the performance as a structural material by modifying the reinforcing fibers or matrix resin constituting the FRP. In addition to the constituent materials themselves, developments have been made to improve performance and reduce manufacturing costs by improving the stage of combining the materials.

とくに航空機の構造材等に用いられるFRPには、力学特性を最大に引き出すために繊維配向方向が一方向になるように織られたクリンプのないUD強化繊維シートが用いられ、これを所定の角度で積層して、設計した強度を実現する強化繊維基材(積層体)を製造する。UD強化繊維シートは一般にガラス繊維などの補助糸によって織られており、この補助糸は通常周期的に配置されている。   In particular, FRP used for aircraft structural materials, etc. uses a UD-reinforced fiber sheet without crimps that is woven so that the fiber orientation direction is one direction in order to maximize the mechanical properties, and this is used at a predetermined angle. To produce a reinforcing fiber substrate (laminated body) that achieves the designed strength. The UD reinforcing fiber sheet is generally woven with auxiliary yarns such as glass fibers, and these auxiliary yarns are usually arranged periodically.

高品質なFRPを低コストで製造する方法として、最近RTM成形法が注目されている。RTM成形では、プリプレグを用いてCFRPを製造する場合とは異なり、あらかじめ積層・賦型した強化繊維基材に、後からマトリックス樹脂を、成形型内外の圧力差を用いて含浸させる。   Recently, an RTM molding method has attracted attention as a method for producing high-quality FRP at a low cost. In the RTM molding, unlike the case of producing CFRP using a prepreg, a matrix fiber is impregnated later into a reinforcing fiber base material that has been laminated and shaped in advance using a pressure difference between the inside and outside of the mold.

FRPが十分な強度を設計通りに発揮するためには、設計通り正確な積層角度でおよび積層位置に強化繊維シートを積層する必要がある。しかしながら、これらの積層体は強化繊維シートの積層方向や積層位置の設定が人為的な作業によって行われるので、間違えて製造される可能性もある。このようなことから航空機の1次構造材となる積層体などは、サンプルを切り出して積層状態を検査することが行われている。   In order for FRP to exhibit sufficient strength as designed, it is necessary to laminate reinforcing fiber sheets at the exact lamination angle and at the lamination position as designed. However, these laminates may be manufactured by mistake because the setting of the lamination direction and the lamination position of the reinforcing fiber sheets is performed by an artificial work. For this reason, a laminated body or the like that is a primary structural material for an aircraft is cut out of a sample and inspected for a laminated state.

このような積層状態を検査する手段として、特許文献1に記載の検査方法が知られている。特許文献1に記載の積層状態の検査方法では、強化繊維シートにマーカー用の金属線を挿入し、金属線の挿入位置が互いに異なるように積層している。このようにすることで、積層体の外から金属線の存在を磁気で、または電磁的な手法で加熱した金属線を赤外線カメラで検出し、積層状態を検出するものである。   As a means for inspecting such a laminated state, an inspection method described in Patent Document 1 is known. In the laminated state inspection method described in Patent Document 1, a marker metal wire is inserted into a reinforcing fiber sheet, and the metal wire is laminated so that the insertion positions of the metal wires are different from each other. By doing in this way, the presence of a metal wire from the outside of the laminated body is detected with an infrared camera by a magnetic or electromagnetic method, and the laminated state is detected.

また、他の積層状態を検査する手段として、特許文献2に記載の検査方法が知られている。特許文献2に記載の繊維板では、繊維の配向方向の頻度分布を、板面に垂直に切断した切断面のデジタル画像信号の2次元フーリエ変換により誘導された2次元パワースペクトルを極座標解析して得られる繊維配向方向の頻度分布に基づいて計測している。このようにすることで、繊維板を切断した上である断面の繊維配向を検出するものであって、積層体を繊維板とすることで、積層状態の検査に流用できるものである。
特開2000−62838号公報 特開平9−158100号公報
Moreover, the inspection method of patent document 2 is known as a means to test | inspect another lamination state. In the fiberboard described in Patent Document 2, the frequency distribution in the fiber orientation direction is obtained by polar coordinate analysis of the two-dimensional power spectrum derived by the two-dimensional Fourier transform of the digital image signal of the cut surface cut perpendicular to the plate surface. It is measured based on the frequency distribution in the obtained fiber orientation direction. By doing in this way, the fiber orientation of the cross section which cuts a fiber board is detected, Comprising: By making a laminated body into a fiber board, it can divert to the test | inspection of a lamination | stacking state.
JP 2000-62838 A JP-A-9-158100

本発明の課題は、積層時にマーカーを配置したり、積層体を切断するといったプロセスを得ずに、強化繊維シートを構成する補助糸の周期的な配置を利用して、積層体の積層角度、積層位置を検出する方法を提供し、高品質かつ低コストなCFRPの製造を実現する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to use a periodic arrangement of auxiliary yarns constituting the reinforcing fiber sheet without obtaining a process of arranging a marker at the time of lamination or cutting the laminated body, and a lamination angle of the laminated body, It is an object of the present invention to provide a method for detecting a stacking position and to provide a method for realizing high-quality and low-cost CFRP production.

本発明は上記課題を解決するために以下の構成からなる。   In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration.

(1)炭素繊維およびガラス繊維を含み、それらが周期的に配列されたUD強化繊維シートを複数積層してなる積層体の積層状態の検査方法であって、前記積層体のCTデータから、積層面に平行な複数のCT画像を得、その各々のCT画像に2次元離散フーリエ変換を行い、これを基に得られたパワースペクトルについて、原点以外で極大値をとる点の内、最大値をとる点の水平周波数uおよび垂直周波数vを得、tan-1(v/u)+π/2を計算することにより、UD強化繊維シートの積層角度θを検出することを特徴とする、積層体の積層状態の検査方法。 (1) A method for inspecting a laminate state of a laminate comprising a plurality of UD reinforcing fiber sheets, each of which includes carbon fibers and glass fibers, which are periodically arranged, wherein the laminate is obtained from CT data of the laminate. A plurality of CT images parallel to the surface are obtained, each CT image is subjected to a two-dimensional discrete Fourier transform, and the power spectrum obtained based on this CT image is set to the maximum value among the points that take local maximum values other than the origin. The laminated body is characterized by detecting the lamination angle θ of the UD reinforcing fiber sheet by obtaining the horizontal frequency u and the vertical frequency v of the points to be taken and calculating tan −1 (v / u) + π / 2. Lamination state inspection method.

(2) 積層面に平行な任意のCT画像について前記最大値とは異なる、極大値をとる点の水平周波数u´および垂直周波数v´から、隣接して積層された複数のUD強化繊維シートが混成したCT画像の積層角度θ´および/またはUD強化繊維のうねりを検出する前記(1)に記載の積層体の積層状態の検査方法。   (2) A plurality of UD reinforcing fiber sheets laminated adjacent to each other from a horizontal frequency u ′ and a vertical frequency v ′ at which local maximum values differ from the maximum values for an arbitrary CT image parallel to the laminated surface. The method for inspecting the lamination state of the laminate according to (1), wherein the lamination angle θ ′ of the mixed CT image and / or the undulation of the UD reinforcing fiber is detected.

(3)炭素繊維およびガラス繊維を含み、それらが周期的に配列されたUD強化繊維シートを複数積層してなる積層体の積層状態の検査方法であって、前記積層体のCTデータから、積層面に平行な複数のCT画像を得、その各々のCT画像に2次元離散フーリエ変換を行い、これを基に得られたパワースペクトルについて、原点以外で極大値をとる点の内、最大値をとる点の水平周波数u、および、垂直周波数vを得、CT画像の水平方向の総画素数M、垂直方向の総画素数Nを、それぞれu、vで除し、それぞれ水平方向の単位画素あたりの長さ、垂直方向の単位画素あたりの長さを乗じて水平周期長さlx、垂直周期長さlyを計算し、 (3) A method for inspecting a laminate state of a laminate comprising a plurality of UD reinforcing fiber sheets, each of which includes carbon fibers and glass fibers, which are periodically arranged, wherein the laminate is obtained from CT data of the laminate. A plurality of CT images parallel to the surface are obtained, each CT image is subjected to a two-dimensional discrete Fourier transform, and the power spectrum obtained based on this CT image is set to the maximum value among the points that take local maximum values other than the origin. The horizontal frequency u and the vertical frequency v of the points to be taken are obtained, the total number of pixels M in the horizontal direction of the CT image and the total number of pixels N in the vertical direction are divided by u and v, respectively. Is multiplied by the length per unit pixel in the vertical direction to calculate the horizontal period length l x and the vertical period length l y ,

を計算することにより、UD強化繊維シートに配置されたガラス繊維の配置間隔lを検出することを特徴とする、前記(1)に記載の積層体の積層状態の検査方法。 The method for inspecting the laminated state of the laminate according to (1), wherein the arrangement interval l of the glass fibers arranged in the UD reinforcing fiber sheet is detected by calculating

(4)前記CT画像の取得位置にCT画像の単位画素あたりの厚さを乗じて、前記UD強化繊維シートの積層位置として検出することを特徴とする、前記(1)から(3)のいずれかに記載の積層体の積層状態の検査方法。   (4) Multiplying the acquisition position of the CT image by the thickness per unit pixel of the CT image, and detecting as a lamination position of the UD reinforcing fiber sheet, any one of (1) to (3) A method for inspecting a lamination state of the laminate according to claim 1

(5)任意の層を基準層とし、積層面に垂直でかつ基準層のガラス繊維の方向と直交する、少なくとも2以上の平行な断面のCT画像を比較し、該CT画像間の距離l1、該CT画像間で移動する前記基準層以外の層のガラス繊維断面の移動距離l2を得、tan-1(l2/l1)を計算することにより、積層面内において前記基準層以外の層のガラス繊維が該CT画像と成す角ηを検出し、前記基準層以外の層のガラス繊維が基準層のガラス繊維の方向に対して成す角を検出し、UD強化繊維シートの積層角度を検出することを特徴とする、積層体の積層状態の検査方法。 (5) An arbitrary layer is used as a reference layer, and CT images having at least two parallel cross sections perpendicular to the laminated surface and perpendicular to the direction of the glass fiber of the reference layer are compared, and the distance l 1 between the CT images is compared. The movement distance l 2 of the cross section of the glass fiber of the layer other than the reference layer moving between the CT images is obtained, and tan −1 (l 2 / l 1 ) is calculated. The angle η formed by the glass fiber of the layer with respect to the CT image is detected, the angle formed by the glass fiber of the layer other than the reference layer with respect to the direction of the glass fiber of the reference layer is detected, and the lamination angle of the UD reinforcing fiber sheet A method for inspecting a laminate state of a laminate, wherein

(6)任意の層を基準層とし、積層面に垂直でかつ基準層のガラス繊維の方向と直交する、少なくとも2以上の平行な断面のCT画像を比較し、該CT画像間で移動する前記任意の層とは異なる層のガラス繊維断面の移動幅lwを検出し、ガラス繊維のうねりを検出し、該UD強化繊維シートのうねりを検出することを特徴とする、積層体の積層状態の検査方法。 (6) The arbitrary layer is a reference layer, the CT images of at least two parallel sections perpendicular to the laminated surface and perpendicular to the glass fiber direction of the reference layer are compared, and the CT images move between the CT images. A laminating state of a laminated body characterized by detecting a movement width l w of a glass fiber cross section of a layer different from an arbitrary layer, detecting a wave of the glass fiber, and detecting a wave of the UD reinforcing fiber sheet. Inspection method.

(7)前記(1)から(6)のいずれかに記載の積層状態の検査方法により得た、前記UD強化繊維シートの積層状態を、積層設計情報と照合することを特徴とする、積層体の品質検査方法。   (7) The laminated body obtained by collating the lamination state of the UD reinforcing fiber sheet obtained by the lamination state inspection method according to any one of (1) to (6) with lamination design information Quality inspection method.

本発明における炭素繊維とは、有機繊維等の原料繊維を加熱炭素化処理してえられる炭素の質量含有率が90%以上の繊維をいい、原料繊維により、ポリアクリロニトリル系、レーヨン系やピッチ系などに分類され、それぞれ黒鉛結晶構造と類似し高性能、黒鉛化時の熱収縮が小さい、炭化収率で有利といった特徴を持つ。炭素繊維は、一般的にX線CTに用いられるX線を透過する性質を持つ。   The carbon fiber in the present invention refers to a fiber having a carbon mass content of 90% or more obtained by heating carbonization treatment of raw material fibers such as organic fibers. Depending on the raw material fibers, polyacrylonitrile-based, rayon-based or pitch-based They are similar to the graphite crystal structure, have high performance, small thermal shrinkage during graphitization, and advantageous carbonization yield. Carbon fiber has a property of transmitting X-rays generally used for X-ray CT.

ガラス繊維とは、ガラスを溶融延伸し、繊維状としたものである。本発明において、ガラス繊維は、主に炭素繊維を用いたUD強化繊維シートの補助糸に用いられ、典型的には直径100μm程度の長繊維のものを想定している。ガラス繊維は、一般的にX線CTに用いられるX線を吸収する性質を持つ。   Glass fiber is obtained by melt-drawing glass into a fiber. In the present invention, the glass fiber is mainly used as an auxiliary thread for a UD reinforcing fiber sheet using carbon fiber, and is typically assumed to be a long fiber having a diameter of about 100 μm. Glass fiber has the property of absorbing X-rays generally used for X-ray CT.

UD(一方向)強化繊維シートとは、CFRPの製造において、マトリックス樹脂を含浸させる前の、強化繊維基材を製造する際に、強化繊維基材を構成する積層部材として用いられるシートをいう。炭素繊維を一方向に織り、積層したときにクリンプ(屈曲)することがないノンクリンプと呼ばれる、一般的なクリンプ材料よりCFRPの機械的特性を向上させることが可能な強化繊維シートいう。本発明では、炭素繊維を主繊維、ガラス繊維を補助糸(縦糸)として織ったシートを想定している。   The UD (unidirectional) reinforcing fiber sheet refers to a sheet used as a laminated member constituting the reinforcing fiber base material when manufacturing the reinforcing fiber base material before impregnation with the matrix resin in the production of CFRP. A reinforced fiber sheet called non-crimp, which does not crimp (bend) when carbon fiber is woven and laminated in one direction, and which can improve the mechanical properties of CFRP over a general crimp material. In the present invention, a sheet woven with carbon fibers as main fibers and glass fibers as auxiliary yarns (warp yarns) is assumed.

積層状態とは、積層構成と積層形態を総称して言うものとする。   The laminated state is a generic term for a laminated structure and a laminated form.

積層体の積層構成とは、一般に積層体を構成する強化繊維シートの種類、積層角度や積層順序を表すが、本発明においては、UD(一方向)強化繊維シートを用いた場合における積層角度や積層順序を表すものとする。具体的な積層構成の代表的な例としては、[−45°/90°/45°/0°]sの角度、順序で積層する擬似等方積層がある。ここで、[X°]とは、基準線と成す角度がXということであり、通常ー90°<X≦90°の範囲で記載する。本発明では、簡単のため0°から180°の範囲で角度を記載しているが、同様の趣旨である。また、[X°/Y°]とは、X°で第1のシートを積層した後、第2のシートをY°で積層することを表す。更にまた、[X°/Y°]sとは、[X°/Y°/Y°/X°]というように対称に(Sは「Symmetric」を表す)なるよう積層した構成を表す。 The laminated structure of the laminated body generally represents the type, laminated angle and lamination order of the reinforcing fiber sheets constituting the laminated body. In the present invention, the laminated angle in the case of using a UD (unidirectional) reinforcing fiber sheet It shall represent the stacking order. As a typical example of a specific laminated structure, there is a pseudo isotropic lamination in which the layers are laminated in the order of [−45 ° / 90 ° / 45 ° / 0 °] s . Here, [X °] means that the angle formed with the reference line is X, and is usually described in a range of −90 ° <X ≦ 90 °. In the present invention, for the sake of simplicity, the angle is described in the range of 0 ° to 180 °, which is the same purpose. [X ° / Y °] means that the first sheet is laminated at X °, and then the second sheet is laminated at Y °. Furthermore, [X ° / Y °] s represents a configuration in which the layers are stacked symmetrically (S represents “Symmetric”) as [X ° / Y ° / Y ° / X °].

積層体の積層形態とは、積層体を構成する各層の面内での角度のズレや、面外へのうねりや傾き等をいう。積層体を構成するUD強化繊維シートは、理想的には設定どおりの積層方向で、かつ、積層面と平行な平面として積層されるべきであるが、現実には設定された積層方向と角度がずれていたり、また、うねりを有して屈曲した面として積層されている事から、当初の設計通りの積層構成で積層しても、設計どおりの機械的強度を実現できないことがある。そのため、積層形態を検査することが必要とされている。   The laminated form of the laminated body means an angle deviation in the plane of each layer constituting the laminated body, a swell or inclination to the outside of the plane, and the like. The UD reinforcing fiber sheet constituting the laminated body should ideally be laminated as a set laminating direction and a plane parallel to the laminating surface, but in reality, the set laminating direction and angle are Since they are misaligned and are laminated as curved surfaces with undulations, even if they are laminated with the original laminated structure, mechanical strength as designed may not be realized. Therefore, it is necessary to inspect the laminated form.

本発明においてCTデータとは、投影(物体内部を透過して形成されるデータ)から物体内での3次元的な透過率の分布を求めたものをいう。本発明の場合、具体的には、積層体を3次元座標において単位体積の領域に分割し、各領域それぞれについてのX線の吸収率データを対応させたデータの集合をいう。単位体積を細かくするほど、空間的に高分解能を実現できるが、計算機が取り扱えるデータの容量や演算時間の制限により、撮像範囲が狭くなるといったように分解能と撮像範囲はトレードオフになる。   In the present invention, CT data refers to data obtained by obtaining a three-dimensional transmittance distribution in an object from projection (data formed through the inside of the object). In the case of the present invention, specifically, it refers to a set of data obtained by dividing a laminate into unit volume regions in three-dimensional coordinates and corresponding X-ray absorption rate data for each region. The finer the unit volume, the higher the spatial resolution can be realized. However, the resolution and the imaging range become a trade-off such that the imaging range becomes narrow due to limitations on the amount of data that can be handled by the computer and the calculation time.

本発明においてCT画像とは、前記CTデータを積層体のある断面について、再構成し、断面の各点における、X線の吸収率の分布をを2次元的に画像化して表示したものをいう。3次元座標上のCTデータをそのままの形で把握するのは難しいことから、通常、ある方向を設定して、その方向の断面を表すCT画像で表現する。本発明においてCT画像の画素値とは、CT画像の各画素に対応する3次元座標上のX線吸収率の強弱を表す、画素の明るさをいう。一般的に0〜255の256階調で表すことが多い。本発明においても、256階調を採用している。本発明は、炭素繊維とガラス繊維というX線の透過・吸収量の差が大きな、CT画像がコントラスト良く撮像される材料の組を用いるため256階調で十分に実施可能であるが、ガラス繊維の径が細いときや、透過・吸収量の差が小さな他の繊維の組を用いる場合には、CT画像にしたときのコントラストが弱くなることが想定されるので、このようなときには、256以上の階調で表現された画素値を採用することが望ましい。   In the present invention, the CT image refers to an image in which the CT data is reconstructed with respect to a cross section of a laminate, and the distribution of X-ray absorption at each point of the cross section is imaged in a two-dimensional manner. . Since it is difficult to grasp the CT data on the three-dimensional coordinates as it is, usually, a certain direction is set and expressed by a CT image representing a cross section in that direction. In the present invention, the pixel value of a CT image refers to the brightness of a pixel that represents the intensity of the X-ray absorption rate on a three-dimensional coordinate corresponding to each pixel of the CT image. In general, it is often expressed by 256 gradations from 0 to 255. Also in the present invention, 256 gradations are adopted. Although the present invention uses a set of materials in which the CT image has a large difference in the amount of X-ray transmission / absorption between the carbon fiber and the glass fiber, and can be sufficiently implemented in 256 gradations, When the diameter of the fiber is thin, or when using another set of fibers having a small difference in transmission / absorption amount, it is assumed that the contrast in the CT image becomes weak. In such a case, 256 or more It is desirable to employ pixel values expressed in the gradations.

2次元離散フーリエ変換とは、CT画像の画素値の分布をf(x,y)、CT画像のx(水平)方向の総画素数をM、y方向の総画素数をNとおいたとき、次の式で表される(x,y)座標系から、(u,v)座標系への変換、もしくはf(x,y)が変換されたF(u,v)そのものをいい、下式で表される。   In the two-dimensional discrete Fourier transform, the distribution of pixel values of the CT image is f (x, y), the total number of pixels in the x (horizontal) direction of the CT image is M, and the total number of pixels in the y direction is N. The conversion from the (x, y) coordinate system represented by the following expression to the (u, v) coordinate system, or F (u, v) itself converted from f (x, y) is referred to as It is represented by

水平周波数とは、上式でuと表した2次元離散フーリエ変換の変数をいい、f(x,y)がx方向にもつ周期性を表し、垂直周波数とは、上式でvと表した2次元離散フーリエ変換の変数をいい、f(x,y)がy方向にもつ周期性のことを表す。   The horizontal frequency is a variable of the two-dimensional discrete Fourier transform represented by u in the above equation, and f (x, y) represents the periodicity in the x direction, and the vertical frequency is represented by v in the above equation. A variable of a two-dimensional discrete Fourier transform, which represents the periodicity of f (x, y) in the y direction.

パワースペクトルとは、2次元離散フーリエ変換の絶対値を2乗したものをいう。
パワースペクトルの値は、
The power spectrum is a value obtained by squaring the absolute value of a two-dimensional discrete Fourier transform.
The value of the power spectrum is

と書け、f(x,y)がx方向にM/u画素数の周期で分布して、かつy方向にN/v画素数の周期で分布しているとき、座標(u,v)で極大値をとる。パワースペクトルの性質上、座標(u,v)で極大値をとれば、座標(−u,−v)でも局大値をとるので、v>0および、u≧0かつv=0の領域に限定して考えることとする。f(x,y)の分布がただ一つの周期だけを有するということは少なく、通常他の周期も含み、パワースペクトルにおいて極大値をとる座標が(u,v)以外に(u´,v´)も存在するということがある。この場合、(u,v)に対応するf(x,y)の分布の周期の振幅が大きいほど、 When f (x, y) is distributed in the x direction with a period of the number of M / u pixels and distributed in the y direction with a period of the number of N / v pixels, the coordinates (u, v) Take the maximum value. Due to the nature of the power spectrum, if the local maximum value is obtained at the coordinates (u, v), the local maximum value is also obtained at the coordinates (−u, −v), so that v> 0, u ≧ 0, and v = 0. I will think in a limited way. It is rare that the distribution of f (x, y) has only one period, and usually includes other periods, and the coordinate having the maximum value in the power spectrum is other than (u, v) (u ′, v ′). ) May also exist. In this case, as the amplitude of the period of the distribution of f (x, y) corresponding to (u, v) is larger,

も大きくなるため、パワースペクトルが複数の極大値を有するときは、それらの極大値を比べることで、f(x,y)においてどのような周期の分布の振幅が強いか判定することが可能である。 Therefore, when the power spectrum has a plurality of maximum values, it is possible to determine what period distribution amplitude is strong in f (x, y) by comparing these maximum values. is there.

本発明での「積層角度」とは、積層時の基準線とUD強化繊維シート炭素繊維の配向方向が成す角度のことをいう。なお、積層体単独で見た時には、積層時の基準線が不明な場合が想定されるが、本発明においてはこのような場合には、任意の1層を代表させ、その層の強化繊維の方向を基準線とみなし、これに対する角度として表しても良い。通常、補助糸として用いられるガラス繊維は、常に炭素繊維と一定の角度を成す。よって、ガラス繊維の配向方向を求めることで炭素繊維の配向方向を知ることができ、積層角度も知ることができる。また、本発明ではUD(一方向)強化繊維シートを扱っているため、積層角度は0°以上180°未満に限定することができる。そこで、本発明においては、計算上0°未満になる場合または180°以上になる場合は、値に180°の整数倍を乗じた値を、加算することで0°以上180°未満に変換して、その値を積層角度とする。また、計算の都合上、角度をラジアンで表現することが多い(例えば上式)が、積層角度自体は「°」で記載する。混乱がない限り、適宜読み替えることとする。   The “lamination angle” in the present invention refers to an angle formed by the reference line at the time of lamination and the orientation direction of the UD reinforcing fiber sheet carbon fiber. In addition, when the laminate is viewed alone, it is assumed that the reference line at the time of lamination is unknown, but in such a case, in such a case, an arbitrary one layer is represented and the reinforcing fiber of the layer is represented. The direction may be regarded as a reference line and expressed as an angle with respect to the reference line. Usually, the glass fiber used as the auxiliary yarn always forms a certain angle with the carbon fiber. Therefore, by obtaining the orientation direction of the glass fiber, the orientation direction of the carbon fiber can be known, and the lamination angle can also be known. Moreover, since the UD (one direction) reinforcing fiber sheet is handled in the present invention, the lamination angle can be limited to 0 ° or more and less than 180 °. Therefore, in the present invention, when the calculation is less than 0 ° or 180 ° or more, a value obtained by multiplying the value by an integer multiple of 180 ° is added to convert the value to 0 ° or more and less than 180 °. That value is taken as the stacking angle. For convenience of calculation, the angle is often expressed in radians (for example, the above equation), but the stacking angle itself is described in “°”. As long as there is no confusion, it will be read as appropriate.

積層面に平行とは、UD強化繊維シートを最初に積層するときの基準とする面と平行であることをいう。通常の積層作業では、積層作業を行うときに用いる作業机の上面が基準面となることから、積層作業時の第1層と平行であることをいう。なお、積層体単独で見た時には、いずれの面が基準面か判別しにくい場合が想定されるが、本発明においてはこのような場合には、平板上に静置したとき、より平面性が高いほうの面を基準面とみなすものとする。   “Parallel to the laminated surface” means parallel to a reference surface when the UD reinforcing fiber sheets are first laminated. In a normal laminating operation, the upper surface of the work desk used when performing the laminating operation serves as a reference plane, and thus means that it is parallel to the first layer during the laminating operation. In addition, when viewed from the laminate alone, it may be difficult to determine which surface is the reference surface, but in this case, in such a case, the planarity is more flat when left on a flat plate. The higher surface shall be regarded as the reference surface.

隣接して積層された複数のUD強化繊維シートが混成したCT画像とは、1枚のCT画像に複数の隣接したUD強化繊維シートが撮像されたCT画像のことをいう。CT画像を取得したとき、積層面とUD強化繊維シートが完全に平行ならば1枚のCT画像に1種類のUD強化繊維シートが撮像されるはずであるが、通常、UD強化繊維シートが積層面に対して傾きうねっているので、1枚のCT画像に複数の隣接したUD強化繊維シートが撮像されることが多い。このようなCT画像の場合、目視ではどの位置のどの積層角度を有するUD強化繊維シートが位置しているのか判別が困難であり、従来積層材料に対するCT画像による検査技術の実用化を阻害していた。   The CT image in which a plurality of adjacent UD reinforcing fiber sheets laminated together means a CT image in which a plurality of adjacent UD reinforcing fiber sheets are imaged on one CT image. When the CT image is acquired, if the laminated surface and the UD reinforcing fiber sheet are completely parallel, one type of UD reinforcing fiber sheet should be captured in one CT image. Since the undulation is inclined with respect to the surface, a plurality of adjacent UD reinforcing fiber sheets are often imaged in one CT image. In the case of such a CT image, it is difficult to determine at which position and at which lamination angle the UD reinforcing fiber sheet is located, which has hindered the practical application of inspection technology using conventional CT images for laminated materials. It was.

UD強化繊維シートのうねりとは、UD強化繊維シートが積層面に対して傾き、部分部分で積層方向に対して上下に位置を変えていることをいい、うねり量とはその変動幅をいう。   The undulation of the UD reinforcing fiber sheet means that the UD reinforcing fiber sheet is inclined with respect to the laminating surface, and the position is changed in the vertical direction with respect to the laminating direction at a partial portion, and the waviness amount means the fluctuation range.

CT画像の単位画素あたりの長さとは、CT画像を構成する画素が対応する、実際の積層体における長さのことをいう。なお、前述のように、CTデータについて撮像範囲は空間分解能とトレードオフの関係にあるため、CT画像の単位画素あたりの長さも、撮像範囲によって制限される。   The length per unit pixel of the CT image refers to the length in the actual laminate corresponding to the pixels constituting the CT image. As described above, since the imaging range of CT data has a trade-off relationship with the spatial resolution, the length per unit pixel of the CT image is also limited by the imaging range.

水平周期長さとは、CT画像の画素値が有する水平方向の周期の1波長を表す。
垂直周期長さとは、CT画像の画素値が有する垂直方向の周期の1波長を表す。
The horizontal cycle length represents one wavelength of the horizontal cycle of the pixel value of the CT image.
The vertical period length represents one wavelength of the period in the vertical direction of the pixel value of the CT image.

ガラス繊維の配置間隔とは、UD強化繊維シートに補助糸として配置されるガラス繊維の同一層内での配置間隔のことをいう。   The arrangement | positioning space | interval of glass fiber means the arrangement | positioning space | interval in the same layer of the glass fiber arrange | positioned as an auxiliary | assistant thread | yarn to a UD reinforcement fiber sheet.

CT画像の単位画素あたりの厚さとは、CT画像1枚に対応する、実際の積層体における厚さをいう。なお、前述のように、CT画像の単位画素あたりの長さと同様に、CT画像の単位画素あたりの厚さも、撮像範囲によって制限される。   The thickness per unit pixel of the CT image refers to the thickness of the actual laminate corresponding to one CT image. As described above, the thickness per unit pixel of the CT image is also limited by the imaging range, as is the length per unit pixel of the CT image.

積層設計情報とは、積層体を構成するUD強化繊維シートの積層枚数および、UD強化繊維シートを積層する際の積層角度に関する情報をいう。   Lamination design information refers to information regarding the number of laminated UD reinforcing fiber sheets constituting the laminate and the lamination angle when the UD reinforcing fiber sheets are laminated.

本発明の積層状態の検出方法および積層体の検査装置によれば、積層体に本来必要のない金属線を挿入したり、積層体を切断するといったプロセスを得ずに、非破壊的に積層体の繊維配向、積層位置といった積層形態を検出が可能となり、この方法を用いた検査装置を導入することで、全数検査が可能となり、不良品の混入を防止することができる。   According to the laminate state detection method and laminate inspection apparatus of the present invention, a laminate can be obtained nondestructively without a process of inserting a metal wire that is not necessary in the laminate or cutting the laminate. Lamination forms such as fiber orientation and lamination position can be detected. By introducing an inspection apparatus using this method, 100% inspection can be performed and mixing of defective products can be prevented.

以下に本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、まず本発明の検査方法を実施する上で取得するCT画像を表す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a CT image acquired when performing the inspection method of the present invention.

本発明ではCTに用いる線源としてX線を採用しており、積層体のCTデータ1は、積層体各部のX線の吸収度合いの分布を3次元で示すデータであって、合計4次元のデータである。このCTデータ1から、積層面に平行なCT画像11を、積層方向2に渡って複数取得する。UD強化繊維シートは、主たる強化繊維である炭素繊維111を、周期的に一定間隔で配置したガラス繊維112を縦糸として織った構造を有し、炭素繊維111およびガラス繊維112が方向2へ一方向に揃えられている。炭素繊維111は比較的X線を透過し、ガラス繊維112は比較的X線を吸収するため、主にガラス繊維が際立って、CT画像上に表示される。つまり、CT画像11は、周期的にlの間隔で配置されたガラス繊維により、水平方向に長さlxの周期を有し、垂直方向に長さlyの周期を有する。 In the present invention, X-rays are adopted as a radiation source used for CT, and the CT data 1 of the laminated body is data indicating the distribution of the X-ray absorption degree of each part of the laminated body in three dimensions, and has a total of four dimensions. It is data. From this CT data 1, a plurality of CT images 11 parallel to the lamination surface are acquired in the lamination direction 2. The UD reinforcing fiber sheet has a structure in which carbon fibers 111, which are main reinforcing fibers, are woven as warps of glass fibers 112 arranged periodically at regular intervals, and the carbon fibers 111 and the glass fibers 112 are unidirectional in the direction 2. Are aligned. Since the carbon fiber 111 relatively transmits X-rays and the glass fiber 112 relatively absorbs X-rays, mainly the glass fibers stand out and are displayed on the CT image. That, CT image 11, the glass fibers arranged at intervals of periodically l, has a period of length l x in the horizontal direction, it has a period of length l y in the vertical direction.

図2は、本発明のUD強化繊維シートの積層構成の一例を表す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a laminated configuration of the UD reinforcing fiber sheet of the present invention.

本発明の積層体は、複数の方向のUD強化繊維シートを、ある角度で積層されるように設計したもので、例えば、水平方向を0°として、45°の方向を有するUD強化繊維シート41の上に90°の方向を有するUD強化繊維シート42を積層し、その上に135°の方向を有するUD強化繊維シート43を積層し、その上に0°の方向を有するUD強化繊維シート44を積層し、その上にまた45°の方向を有するUD強化繊維シート41を積層するといった構成をとる。通常、積層体の積層方向の中央を境に、積層角度の0°→45°→90°→135°といった回転方向が逆転して、対象になるように積層する。しかしながら、このような積層体は強化繊維シートの積層方向や積層位置の設定が人為的な作業によって行われるので、必ずしも設計した通りの積層角度とはならない。   The laminate of the present invention is designed such that UD reinforcing fiber sheets in a plurality of directions are stacked at a certain angle. For example, the UD reinforcing fiber sheet 41 having a 45 ° direction with the horizontal direction set to 0 °. A UD reinforcing fiber sheet 42 having a 90 ° direction is laminated thereon, a UD reinforcing fiber sheet 43 having a 135 ° direction is laminated thereon, and a UD reinforcing fiber sheet 44 having a 0 ° direction thereon. And a UD reinforcing fiber sheet 41 having a 45 ° direction is laminated thereon. Usually, the lamination direction is reversed such that the lamination angle is 0 ° → 45 ° → 90 ° → 135 ° with the center in the lamination direction of the laminate as a target. However, in such a laminated body, the setting of the lamination direction and the lamination position of the reinforcing fiber sheets is performed by an artificial operation, and thus the lamination angle is not necessarily as designed.

本発明では、図1のように取得した複数のCT画像の各々に2次元離散フーリエ変換を行い、これらを基に得られたパワースペクトルから、図2のような積層体における、任意の位置のUD強化繊維シートの積層角度を検出する。   In the present invention, a two-dimensional discrete Fourier transform is performed on each of a plurality of CT images acquired as shown in FIG. 1, and a power spectrum obtained based on the two-dimensional discrete Fourier transform is used to determine an arbitrary position in the laminate as shown in FIG. 2. The lamination angle of the UD reinforcing fiber sheet is detected.

取得したCT画像の各々に2次元離散フーリエ変換を行い、得られたパワースペクトルを以下に例示する。   A two-dimensional discrete Fourier transform is performed on each acquired CT image, and the obtained power spectrum is exemplified below.

図3は、0°の角度を成す積層面のCT画像およびそのパワースペクトルを表す図である。   FIG. 3 is a diagram showing a CT image of a laminated surface forming an angle of 0 ° and its power spectrum.

図4は、45°の角度を成す積層面のCT画像およびそのパワースペクトルを表す図である。   FIG. 4 is a diagram showing a CT image of a laminated surface forming an angle of 45 ° and its power spectrum.

図5は、90°の角度を成す積層面のCT画像およびそのパワースペクトルを表す図である。   FIG. 5 is a diagram showing a CT image of a laminated surface forming an angle of 90 ° and its power spectrum.

図6は、135°の角度を成す積層面のCT画像およびそのパワースペクトルを表す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a CT image of a laminated surface forming an angle of 135 ° and its power spectrum.

以上の図で示すように、パワースペクトルは元になったCT画像の方向を反映したものになっている。以下ではこのことを説明する。   As shown in the above figures, the power spectrum reflects the direction of the original CT image. This will be described below.

まずCT画像の画素値の分布を、水平方向をx、垂直方向をyとしてf(x,y)と表す。このとき、f(x,y)の2次元離散フーリエ変換F(u,v)は、次式のように表される。   First, the distribution of pixel values of a CT image is expressed as f (x, y) where x is the horizontal direction and y is the vertical direction. At this time, the two-dimensional discrete Fourier transform F (u, v) of f (x, y) is expressed as the following equation.

ここで、MはCT画像のx(水平)方向の総画素数、Nはy方向の総画素数である。   Here, M is the total number of pixels in the x (horizontal) direction of the CT image, and N is the total number of pixels in the y direction.

uはf(x,y)がx方向にもつ周期性を表し、水平周波数と呼ぶ。vはf(x,y)がy方向にもつ周期性を表し、垂直周波数と呼ぶ。   u represents the periodicity of f (x, y) in the x direction, and is called the horizontal frequency. v represents the periodicity of f (x, y) in the y direction and is called the vertical frequency.

パワースペクトルは、CT画像を2次元離散フーリエ変換したものの絶対値を2乗して得られる。つまり、パワースペクトルの値は、   The power spectrum is obtained by squaring the absolute value of a two-dimensional discrete Fourier transform of a CT image. In other words, the value of the power spectrum is

と書けて、f(x,y)がx方向にM/u画素数の周期で分布して、かつy方向にN/v画素数の周期で分布しているとき、座標(u,v)で極大値をとる性質を持つ。パワースペクトルの性質上、座標(u,v)で極大値をとれば、座標(−u,−v)でも局大値をとるので、v>0および、u≧0かつv=0の領域に限定して考えることとする。 When f (x, y) is distributed with a period of M / u pixels in the x direction and with a period of N / v pixels in the y direction, coordinates (u, v) It has the property of taking a local maximum. Due to the nature of the power spectrum, if the local maximum value is obtained at the coordinates (u, v), the local maximum value is also obtained at the coordinates (−u, −v), so that v> 0, u ≧ 0, and v = 0. I will think in a limited way.

f(x,y)の分布がただ一つの周期だけを有するという場合は少なく、通常他の周期も含み、パワースペクトルにおいて極大値をとる座標が(u,v)以外に(u´,v´)も存在するということがある。この場合、(u,v)に対応するf(x,y)の分布の周期の振幅が大きいほど、   There are few cases where the distribution of f (x, y) has only one period, usually including other periods, and the coordinates having the maximum value in the power spectrum are (u ′, v ′) other than (u, v). ) May also exist. In this case, as the amplitude of the period of the distribution of f (x, y) corresponding to (u, v) is larger,

も大きくなるため、パワースペクトルが複数の極大値を有するときは、それらの極大値を比べることで、f(x,y)においてどのような周期の分布の振幅が強いか判定することが可能である。 Therefore, when the power spectrum has a plurality of maximum values, it is possible to determine what period distribution amplitude is strong in f (x, y) by comparing these maximum values. is there.

以上のように、パワースペクトルは元になるCT画像の、画素値の分布の周期を反映している。CT画像の周期は、UD強化繊維シートに周期的に一定間隔で配置されたガラス繊維によって成り、ガラス繊維の配向方向とは垂直な方向に、その周期を有する。ガラス繊維の配向方向は、UD強化繊維シートの積層方向である。よって、パワースペクトルの分布方向と、CT画像に写るUD強化繊維シートの積層方向とは90°の角度を成し、
図3のようにパワースペクトルの分布が90°の方向を向いているときは、CT画像に写るUD強化繊維シートの積層方向が0°(180°)であると、図4のようにパワースペクトルの分布が135°の方向を向いているときは、CT画像に写るUD強化繊維シートの積層方向が45°(225°)であると、図3のようにパワースペクトルの分布が0°の方向を向いているときは、CT画像に写るUD強化繊維シートの積層方向が90°であると、図3のようにパワースペクトルの分布が45°の方向を向いているときは、CT画像に写るUD強化繊維シートの積層方向が135°であると検出することができる。
As described above, the power spectrum reflects the period of distribution of pixel values of the original CT image. The period of the CT image is composed of glass fibers periodically arranged on the UD reinforcing fiber sheet at regular intervals, and has a period in a direction perpendicular to the orientation direction of the glass fibers. The orientation direction of the glass fiber is the lamination direction of the UD reinforcing fiber sheet. Therefore, the distribution direction of the power spectrum and the lamination direction of the UD reinforcing fiber sheet reflected in the CT image form an angle of 90 °,
When the distribution of the power spectrum is in the direction of 90 ° as shown in FIG. 3, if the stacking direction of the UD reinforcing fiber sheet shown in the CT image is 0 ° (180 °), the power spectrum as shown in FIG. 3 is oriented in the direction of 135 °, the direction of the power spectrum distribution is 0 ° as shown in FIG. 3 when the lamination direction of the UD reinforcing fiber sheet in the CT image is 45 ° (225 °). When the direction of the UD reinforcing fiber sheet shown in the CT image is 90 °, the power spectrum distribution is shown in the CT image when the distribution of the power spectrum is 45 ° as shown in FIG. It can be detected that the lamination direction of the UD reinforcing fiber sheet is 135 °.

一般に、まばらに分布したパワースペクトルの方向を計算するには、局座標解析または重心計算が必要になり、検出手続きは煩雑になる。本発明では、パワースペクトルにおいて極大値を取る点の内、最大値をとる点をピンポイントで用いることで、簡潔な積層角度の検出が可能である。   In general, to calculate the direction of a sparsely distributed power spectrum, local coordinate analysis or centroid calculation is required, and the detection procedure becomes complicated. In the present invention, it is possible to detect a simple stacking angle by pinpointing a point having a maximum value among points having a maximum value in the power spectrum.

図7は、パワースペクトルにおいて極大値をとる点の座標から、UD強化繊維シートの積層角度および/またはUD強化繊維シートに配置されたガラス繊維の配置間隔を検出する過程を表す図である。   FIG. 7 is a diagram showing a process of detecting the stacking angle of the UD reinforcing fiber sheet and / or the arrangement interval of the glass fibers arranged in the UD reinforcing fiber sheet from the coordinates of the point having the maximum value in the power spectrum.

前術の通り、パワースペクトルは、元のCT画像f(x,y)がx方向にM/u画素数の周期で分布して、かつ方向にN/v画素数の周期で分布しているとき、座標(u,v)で極大値をとる性質を持つ。元のCT画像は、ガラス繊維が周期的に一定間隔で配置され、一定の角度で積層されたUD強化繊維シートを反映しているので、ほぼ一定の画素数の周期を有する。よって、そのパワースペクトルは、該一定の画素数の周期に対応した座標に、明確な極大値を持つことになる。ただし、一般にパワースペクトルは、原点でも大きな極大値を持つので、原点を除去して考える。よって、パワースペクトルに現れた極大値を取る点を抽出し、その点と原点を結んだベクトルが水平方向と成す角度φを、極大値を取る座標を(u,v)とおいて、tan-1(v/u)を計算することにより求め、UD強化繊維シートの積層角度θは、φ+π/2を計算することで求めることができる。 As in the previous technique, the power spectrum is distributed in the original CT image f (x, y) with a period of the number of M / u pixels in the x direction and with a period of the number of N / v pixels in the direction. Sometimes, it has a property of taking a local maximum value at coordinates (u, v). Since the original CT image reflects the UD reinforcing fiber sheet in which the glass fibers are periodically arranged at regular intervals and laminated at a constant angle, the original CT image has a period of almost a constant number of pixels. Therefore, the power spectrum has a clear maximum value at coordinates corresponding to the fixed number of pixels. However, since the power spectrum generally has a large maximum value even at the origin, the origin is considered. Therefore, a point having a maximum value appearing in the power spectrum is extracted, an angle φ formed by a vector connecting the point and the origin and the horizontal direction is set, and a coordinate having the maximum value is (u, v), and tan −1. It is obtained by calculating (v / u), and the lamination angle θ of the UD reinforcing fiber sheet can be obtained by calculating φ + π / 2.

図8は、0°および135°の角度を成す積層面が混成したCT画像およびそのパワースペクトルを表す図である。   FIG. 8 is a diagram showing a CT image in which laminated surfaces having angles of 0 ° and 135 ° are mixed and its power spectrum.

CT画像は、図3から6に示すように周期性が一方向である場合だけでなく、図8に示すように2方向以上の周期が混成することがある。これは、積層したUD強化繊維シートの隣接したシートが、一のCT画像に同時に撮像されていることに起因する。この場合、目視では合理的にCT画像に写るUD強化繊維シートの積層角度を判定することが容易ではないが、このような場合にも、最も強くCT画像に写るUD強化繊維シートの積層角度を抽出して合理的に代表的なUD強化繊維シートの積層角度を検出する方法を以下で説明する。   The CT image has not only a periodicity in one direction as shown in FIGS. 3 to 6 but also a mixture of periods in two or more directions as shown in FIG. This is due to the fact that adjacent sheets of the laminated UD reinforcing fiber sheets are simultaneously captured in one CT image. In this case, it is not easy to visually determine the stacking angle of the UD reinforcing fiber sheet that appears in the CT image, but even in such a case, the stacking angle of the UD reinforcing fiber sheet that appears in the CT image is the strongest. A method of extracting and detecting a lamination angle of a representative representative UD reinforcing fiber sheet will be described below.

図9は、異方向の積層面が混成したCT画像のパワースペクトルから、混成した積層面の積層角度を検出する過程を表す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a process of detecting a stacking angle of a mixed stacked surface from a power spectrum of a CT image in which stacked surfaces in different directions are combined.

パワースペクトルにおいて極大値をとる座標が(u,v)以外にも、(u´,v´)も存在している。このとき、(u´,v´)におけるパワースペクトルの極大値の値が、(u,v)における値よりも大きいならば、元のCT画像でも(u´,v´)に対応する周期が顕著であることを示している。(u´,v´)について、その点と原点を結んだベクトルが水平方向と成す角度φ´をtan-1(v´/u´)を計算することにより求め、意方向の積層面が懇請したCT画像においても、UD強化繊維シートの積層角度θ´を、φ´+π/2を計算することで求めることができる。 In addition to (u, v), the coordinate having the maximum value in the power spectrum also has (u ′, v ′). At this time, if the maximum value of the power spectrum at (u ′, v ′) is larger than the value at (u, v), the period corresponding to (u ′, v ′) is also present in the original CT image. It shows that it is remarkable. For (u ′, v ′), the angle φ ′ formed by the vector connecting the point and the origin and the horizontal direction is obtained by calculating tan −1 (v ′ / u ′), and the laminated surface in the desired direction is appealed. Also in the CT image, the lamination angle θ ′ of the UD reinforcing fiber sheet can be obtained by calculating φ ′ + π / 2.

また、隣接した層の積層角度を検出して、混成している角度が上に積層された層と同じ積層角度なのか、下に積層された層と同じ積層角度なのか対応をとることで、CT画像を取得した断面に対して、対応するUD強化繊維シートのどの部分が上下にうねっているのかという積層形態を検出することができる。   Also, by detecting the stacking angle of adjacent layers and taking the correspondence of whether the mixed angle is the same stacking angle as the layer stacked above or the same stacking angle as the layer stacked below, With respect to the cross-section from which the CT image is acquired, it is possible to detect a stacked form of which part of the corresponding UD reinforcing fiber sheet is undulating up and down.

元のCT画像f(x,y)がx方向にM/u画素数の周期で分布して、かつy方向にN/v画素数の周期で分布しているとき、座標(u,v)で極大値をとる性質を持つので、パワースペクトルからx,y方向に分布している周期の画素数M/u、N/vを求めることができ、これに単位画素あたりの実際の長さを乗じることで、図1で説明するUD強化繊維シートに配置されるガラス繊維がx、y方向に有する水平周期長さlx、垂直周期長さlyを計算することができ、 When the original CT image f (x, y) is distributed in the x direction with a period of M / u pixels and in the y direction with a period of N / v pixels, coordinates (u, v) Therefore, the number of pixels M / u and N / v of the period distributed in the x and y directions can be obtained from the power spectrum, and the actual length per unit pixel can be obtained from this. By multiplying, it is possible to calculate the horizontal period length l x and the vertical period length l y that the glass fibers arranged in the UD reinforcing fiber sheet described in FIG. 1 have in the x and y directions,

を計算することで、UD強化繊維シートに配置されるガラス繊維の配置間隔lを求めることができる。 By calculating, it is possible to obtain the arrangement interval l of the glass fibers arranged in the UD reinforcing fiber sheet.

以上で説明した方法によって、積層面に平行なCT画像より、UD強化繊維シートの積層角度、うねり、うねり量、ガラス繊維の配置間隔を出することができる。これらの積層構造や積層形態を検出したCT画像は、そのCT画像を取得するまでに取得したCT画像の枚数に、CT画像1枚あたりに対応する厚さを乗じて計算することで、積層体における実際のUD強化繊維シートの位置と対応させることができ、積層体 の積層方向に渡ってどの位置に、UD強化繊維シートがどのような角度で積層されており、どの程度うねっているかということを検査することができる。   By the method described above, the stacking angle, waviness, waviness amount, and glass fiber arrangement interval of the UD reinforcing fiber sheet can be obtained from the CT image parallel to the laminated surface. The CT image in which these stacked structures and stacked forms are detected is calculated by multiplying the number of CT images acquired until the CT image is acquired by the thickness corresponding to each CT image, thereby calculating the stacked body. The position of the UD reinforcing fiber sheet can be matched with the actual position of the UD reinforcing fiber sheet, and the position of the UD reinforcing fiber sheet is laminated at what position in the stacking direction of the laminate, and how much it is undulated. Can be inspected.

図1から9までは、積層面に平行なCT画像を用いた積層体の積層構成の検出方法を図示してきた。図10は、任意の1層を基準層とし、積層面に垂直でかつ基準層のガラス繊維の方向50と直交する、少なくとも2以上の断面のCT画像を比較し、強化繊維の積層角度を検出する過程を表す図である。上の図は積層面を上方より見た図で、下の図はCT画像を取得した面を、正面から見た図を表している。CT画像61を取得して、次にCT画像62を取得したとき、ガラス繊維5の断面 51は5断面52へ、矢印72の方向に移動するように見える。このとき、CT画像61とCT画像62の間との距離をl1、断面51と断面52との距離をl2おくと、基準層のガラス繊維の方向に対して成す角ηはtan-1(l2/l1)として計算することができる。よって、積層角度は、基準層の積層角度からηずれたものであると検出することができる。 1 to 9 have shown the detection method of the laminated structure of the laminated body using CT images parallel to the laminated surface. Fig. 10 compares the CT images of at least two cross-sections with any one layer as a reference layer, perpendicular to the lamination plane and orthogonal to the glass fiber direction 50 of the reference layer, and detects the lamination angle of the reinforcing fibers It is a figure showing the process to do. The upper diagram is a diagram of the laminated surface as viewed from above, and the lower diagram is a diagram of the surface from which the CT image is acquired as viewed from the front. When the CT image 61 is acquired and then the CT image 62 is acquired, the cross section 51 of the glass fiber 5 appears to move to the fifth cross section 52 in the direction of the arrow 72. At this time, when the distance between the CT image 61 and the CT image 62 is l 1 and the distance between the cross section 51 and the cross section 52 is l 2 , the angle η formed with respect to the glass fiber direction of the reference layer is tan −1. It can be calculated as (l 2 / l 1 ). Therefore, it can be detected that the stacking angle is shifted by η from the stacking angle of the reference layer.

図11は、積層面に垂直でかつ基準層のガラス繊維50の方向と直交する、平行で互いの距離が少なくとも2以上の断面のCT画像を比較し、強化繊維のうねりを検出する過程を表す図である。上の図は積層面を上方より見た図で、下左の図はCT画像を取得した面を、正面から見た図で、下右の図は、CT画像と同様に積層面に垂直であるが、ガラス繊維が長手方向どのような形態で伸びているか把握できる方向から見た図である。ガラス繊維50と直交する、平行で互いの距離が少なくとも2以上の断面のCT画像61、62、63、64を取得したときの、ガラス繊維5の断面51、52、53、54は、積層方向と垂直な方向に範囲lwだけ上下するように見える。この範囲lwは、下右の図に示されるガラス繊維5のうねりに対応しており、これを検出することができる。 FIG. 11 shows a process of detecting the swell of reinforcing fibers by comparing CT images of cross sections that are perpendicular to the laminated surface and perpendicular to the direction of the glass fibers 50 of the reference layer and are parallel to each other and at least two distances apart. FIG. The upper figure is a view of the laminated surface from above, the lower left figure is the front view of the surface from which the CT image was acquired, and the lower right figure is perpendicular to the laminated surface as with the CT image. Although it is, it is the figure seen from the direction which can grasp | ascertain what kind of form the glass fiber is extending in the longitudinal direction. The cross-sections 51, 52, 53, 54 of the glass fiber 5 when the CT images 61, 62, 63, 64 of the cross-sections orthogonal to the glass fiber 50 and parallel to each other and at least two distances are acquired are in the laminating direction. It appears to move up and down by a range l w in a direction perpendicular to This range l w corresponds to the undulation of the glass fiber 5 shown in the lower right figure, and this can be detected.

表1は、積層体の積層角度および積層位置の設計情報の一例をあらわす表である。   Table 1 is a table showing an example of design information of the stacking angle and stacking position of the stack.

前述の方法で、積層体の各層のUD強化繊維シートの積層角度が求まる。この求めた積層角度が、あらかじめ設計した積層角度とどの程度離れているか、積層位置と照らし合わせて検査を行う。照らし合わせるのは、人間が行っても良く、コンピューター上で逐次的に行っても良い。   By the above-mentioned method, the lamination angle of the UD reinforcing fiber sheet of each layer of the laminate is obtained. It is inspected against the stacking position to determine how far the determined stacking angle is from the pre-designed stacking angle. The illumination may be done by a human or sequentially on a computer.

[実施例1]
60mm×60mmのUD強化繊維シート(東レ(株)製CZ8431DP、T800の一方向織物)を、表1の設計情報に基づいて24ply積し、60mm×60mm×約6mmの積層体を製作し、X線CT装置を用いて60μmの分解能でこの積層体の撮像を行った。このX線CT装置の主要部分は、X線源(浜松ホトニクス(株)製L7901、焦点寸法7μm)、X線検出器((株)東芝製E5764SD−P1K)およびCTデータ再構成システム(BIR,Inc.製ACTIS+3)から構成される。
[Example 1]
A 60 mm × 60 mm UD reinforcing fiber sheet (Toray Industries, Inc. CZ8431DP, T800 unidirectional fabric) is 24 ply based on the design information in Table 1 to produce a 60 mm × 60 mm × about 6 mm laminate, The laminate was imaged with a resolution of 60 μm using a line CT apparatus. The main parts of this X-ray CT apparatus are an X-ray source (L7901 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd., a focal size of 7 μm), an X-ray detector (E5764SD-P1K manufactured by Toshiba Corporation), and a CT data reconstruction system (BIR, Inc. ACTIS + 3).

CTデータは、積層方向に連続した120枚のCT画像として取得した。1枚のCT画像は1024×1024の画素数を持ち、256階調で表現される。   CT data was acquired as 120 CT images continuous in the stacking direction. One CT image has a number of pixels of 1024 × 1024 and is expressed in 256 gradations.

以上のように得たCT画像の各々を、数値計算ソフトのmatlab(The Math Works,Inc.、6.5.1.199709(R13)Service Pack 1)のImage Processing Toolboxを用いてパワースペクトルを求め、図3から図6、図8に示すような結果を得た。次に、このように取得したパワースペクトルについて、原点を除く極大値の内、最大値をとる点の水平周波数uおよび垂直周波数vを取得した。表2に取得した水平周波数uおよび垂直周波数vを示す。u、vは原画像における水平、垂直の画素値の周期を、画素数(pixel)で表したものになる。   For each of the CT images obtained as described above, a power spectrum is obtained using numerical processing software matlab (The Math Works, Inc., 6.5.1.199709 (R13) Service Pack 1). The results shown in FIGS. 3 to 6 and FIG. 8 were obtained. Next, for the power spectrum obtained in this way, the horizontal frequency u and the vertical frequency v at the point where the maximum value is taken out of the maximum values excluding the origin are obtained. Table 2 shows the obtained horizontal frequency u and vertical frequency v. u and v represent the period of the horizontal and vertical pixel values in the original image by the number of pixels (pixel).

このように取得した水平周波数uおよび垂直周波数vからtan-1(v/u)を計算することにより、UD強化繊維シートの積層角度θを検出した。表2に検出したUD強化繊維シートの積層角度θを示す。 By calculating tan −1 (v / u) from the horizontal frequency u and the vertical frequency v thus obtained, the lamination angle θ of the UD reinforcing fiber sheet was detected. Table 2 shows the detected lamination angle θ of the UD reinforcing fiber sheet.

また、以上で取得した水平周波数uからM/uを計算し、これに水平方向の単位画素あたりの長さ60μmを乗じてlxを、垂直周波数vからN/vを計算し、これに垂直方向の単位画素あたりの長さ60μmを乗じてlyを計算する。更に、このように計算したlxおよびlyを用いて Further, M / u is calculated from the horizontal frequency u acquired as described above, and this is multiplied by a length of 60 μm per unit pixel in the horizontal direction to calculate l x , and N / v is calculated from the vertical frequency v. calculating a l y by multiplying the length 60μm per unit pixel in the direction. Furthermore, using l x and l y calculated in this way

を計算し、ガラス繊維の配置間隔lを検出した。表2に計算したlx、lyおよびlを示す。 Was calculated and the glass fiber arrangement interval l was detected. Table 2 shows the calculated l x , l y and l.

次に、CT画像あたりの実際の積層体の厚さが60μmであることを用いて、表2におけるCT画像#1を0として、順番に0.06mmを加算して、各CT画像が対応する積層体における位置を検出した。表2にこれをあわせて示す。   Next, using the fact that the thickness of the actual laminate per CT image is 60 μm, CT image # 1 in Table 2 is set to 0, and 0.06 mm is added in order, and each CT image corresponds. The position in the laminate was detected. Table 2 also shows this.

表2の結果から、UD強化繊維シートがどのような積層角度および順序で積層されているか分かる。つまり、UD強化繊維シートの積層角度に注目して、CT画像#1から#5に対応する、積層体における最上表層から0mmから0.24mmの層(厚さ0.30mm)は、は45°の積層角度で1ply目のUD強化繊維シートが積層されていることが分かる。次に、CT画像#6から#10に対応する、積層体における最上表層から0.30mmから0.60mmの層(厚さ0.30mm)は、は90°の積層角度で2ply目UD強化繊維シートが積層されていることが分かる。表3に、19ply目まで上記と同様の方法で、積層角度および積層位置を分析した結果を示す。表3を表1と比較することで、1から19plyの積層角度が、設計通りであるか、何度ずれているのかといったことが分かる。
具体的には、表3から、11ply目のUD強化繊維シートが6.3°設計値からずれていることが分かる。
From the results in Table 2, it can be seen in what lamination angle and order the UD reinforcing fiber sheets are laminated. That is, paying attention to the lamination angle of the UD reinforcing fiber sheet, the layer (thickness 0.30 mm) from 0 mm to 0.24 mm from the uppermost surface layer corresponding to CT images # 1 to # 5 is 45 °. It can be seen that the 1 ply UD reinforcing fiber sheets are laminated at the lamination angle of. Next, a layer (thickness 0.30 mm) of 0.30 mm to 0.60 mm from the uppermost surface layer in the laminated body corresponding to CT images # 6 to # 10 is a 2 ply UD reinforcing fiber at a lamination angle of 90 °. It can be seen that the sheets are stacked. Table 3 shows the results of analyzing the stacking angle and the stacking position by the same method as described above up to the 19th ply. By comparing Table 3 with Table 1, it can be seen that the stacking angle of 1 to 19 ply is as designed or how many times it deviates.
Specifically, it can be seen from Table 3 that the 11 ply UD reinforcing fiber sheet is deviated from the 6.3 ° design value.

[実施例2]
実施例1と同様には図8に示すように、少なくとも2つ角度を成す積層面が混成しているように見える。このパワースペクトルの分布も、少なくとも2方向しているように見える。よって、原画像に写るUD強化繊維シートの方向を検出するのが困難である。
[Example 2]
Similar to the first embodiment, as shown in FIG. 8, it seems that the laminated surfaces having at least two angles are mixed. This power spectrum distribution also appears to be in at least two directions. Therefore, it is difficult to detect the direction of the UD reinforcing fiber sheet that appears in the original image.

このとき、パワースペクトルにおいて極大値をとる座標は(0,6)および(4,4)であった。これらの座標のパワースペクトルの値がそれぞれ2.8638、2.2104となった。よって、座標(0,6)でのパワースペクトルの極大値の方が大きく、極大値のうちで最大値をとるといえるので、これに対応する方向に現画像が周期性を持っていると判断することが妥当だと分かる。つまり、tan-1(6/0)+π/2を計算して、原画像に写るUD強化繊維シートの積層角度は0°と検出するのが妥当なことが分かる。
一方、混成している0°以外の角度は、tan-1(4/4)+π/2を計算することで、135°と検出することができる。図8のCT画像は、表1においてCT画像#32に対応して、上下の層の積層角度を見ると、#31が135.0°、#33が0.0°となっており、ちょうど135°と0°の層が重なる積層面であることが判断できる。
[実施例3]
実施例1と同様の方法で得たCTデータから、最下層を基準層とし、積層面に垂直でかつ基準層のガラス繊維の方向と直交する、平行な2つの断面のCT画像(2つのCT画像間の距離は5.04mm)を取得した。
At this time, the coordinates having the maximum value in the power spectrum were (0, 6) and (4, 4). The power spectrum values of these coordinates were 2.8638 and 2.2104, respectively. Therefore, the maximum value of the power spectrum at the coordinates (0, 6) is larger, and it can be said that the maximum value is taken out of the maximum values, so that it is determined that the current image has periodicity in the direction corresponding to this. It turns out to be appropriate. That is, it can be seen that it is appropriate to calculate tan −1 (6/0) + π / 2 and detect the stacking angle of the UD reinforcing fiber sheet in the original image as 0 °.
On the other hand, the mixed angle other than 0 ° can be detected as 135 ° by calculating tan −1 (4/4) + π / 2. The CT image of FIG. 8 corresponds to CT image # 32 in Table 1, and when viewing the stacking angles of the upper and lower layers, # 31 is 135.0 ° and # 33 is 0.0 °. It can be determined that the layer is a laminated surface where layers of 135 ° and 0 ° overlap.
[Example 3]
From CT data obtained by the same method as in Example 1, the CT image of two parallel sections (two CTs), with the lowest layer as the reference layer, perpendicular to the laminated surface and perpendicular to the direction of the glass fibers of the reference layer. The distance between images was 5.04 mm).

取得したCT画像において、基準層のガラス繊維の断面は、平行なCT画像を取得する断面が変わっても、その位置をおおむね変えることはなかった。これに比較して、最下層に隣接した層のガラス繊維は、平行なCT画像を取得する位置が5.04mm変わると、CT画像中で4.80mm位置が動いた。このことから、tan-1(4.80/5.04)を計算することにより、最下層に隣接する層のガラス繊維が基準層のガラス繊維の方向に対して成す角度を43.6°であると求めた。 In the acquired CT image, the position of the cross section of the glass fiber of the reference layer was not changed even if the cross section for acquiring the parallel CT image was changed. Compared to this, the glass fiber of the layer adjacent to the lowermost layer moved 4.80 mm position in the CT image when the position for acquiring the parallel CT image changed by 5.04 mm. From this, by calculating tan −1 (4.80 / 5.04), the angle formed by the glass fiber of the layer adjacent to the lowermost layer with respect to the direction of the glass fiber of the reference layer is 43.6 °. I asked for it.

各積層面は、CTデータの分解能60μm以上のうねりがないことが確認できた。
各うねりないことが確認できた
Each laminated surface was confirmed to have no waviness with a resolution of CT data of 60 μm or more.
It was confirmed that there was no swell

本発明の検査方法を実施する上で取得するCT画像を模式的に表す図である。It is a figure which represents typically the CT image acquired when enforcing the inspection method of the present invention. 本発明のUD強化繊維シートの積層構成を表す図である。It is a figure showing the laminated structure of the UD reinforcement fiber sheet of this invention. 0°の角度を成す積層面のCT画像およびそのパワースペクトルを表す図である。It is a figure showing the CT image of the laminated surface which makes an angle of 0 degrees, and its power spectrum. 45°の角度を成す積層面のCT画像およびそのパワースペクトルを表す図である。It is a figure showing the CT image of the laminated surface which makes an angle of 45 degrees, and its power spectrum. 90°の角度を成す積層面のCT画像およびそのパワースペクトルを表す図である。It is a figure showing the CT image of the laminated surface which makes an angle of 90 degrees, and its power spectrum. 135°の角度を成す積層面のCT画像およびそのパワースペクトルを表す図である。It is a figure showing the CT image of the laminated surface which makes an angle of 135 degrees, and its power spectrum. パワースペクトルにおいて極大値をとる点の座標から積層角度を検出する過程を表す図である。It is a figure showing the process of detecting a lamination angle from the coordinate of the point which takes the maximum value in a power spectrum. 0°および135°の角度を成す積層面が混成したCT画像およびそのパワースペクトルを表す図である。It is a figure showing CT image with which the lamination surface which makes an angle of 0 degrees and 135 degrees mixed, and its power spectrum. 異方向の積層面が混成したCT画像のパワースペクトルから混成した積層面の積層角度を分離して検出する過程を表す図である。It is a figure showing the process of isolate | separating and detecting the lamination | stacking angle of the lamination | stacking laminated surface from the power spectrum of CT image with which the lamination | stacking surface of the different direction was mixed. 任意の層を基準層とし、積層面に垂直でかつ基準層のガラス繊維と直交する、少なくとも2以上の断面のCT画像を比較し、強化繊維の積層角度を検出する過程を表す図である。It is a figure showing the process of using the arbitrary layer as a reference layer, comparing CT images of at least two or more cross sections perpendicular to the laminated surface and perpendicular to the glass fiber of the reference layer, and detecting the lamination angle of reinforcing fibers. 任意の層を基準層とし、積層面に垂直でかつ基準層のガラス繊維と直交する、少なくとも2以上の断面のCT画像を比較し、強化繊維の積層方向のうねりを検出する過程を表す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a process of detecting waviness in the lamination direction of reinforcing fibers by comparing CT images of at least two or more cross sections perpendicular to the lamination surface and perpendicular to the glass fiber of the reference layer, using an arbitrary layer as a reference layer. is there.

符号の説明Explanation of symbols

1 積層体
11 CT画像
111 炭素繊維
112 ガラス繊維
2 積層方向
3 UD強化繊維シートの積層方向
4 UD強化繊維シート
41 45°の角度で積層されるUD強化繊維シート
42 90°の角度で積層されるUD強化繊維シート
43 135°の角度で積層されるUD強化繊維シート
44 0°の角度で積層されるUD強化繊維シート
5 ガラス繊維
50 CT画像と直交するガラス繊維
51 CT画像61上に写るガラス繊維5の断面
52 CT画像62上に写るガラス繊維5の断面
53 CT画像63上に写るガラス繊維5の断面
54 CT画像64上に写るガラス繊維5の断面
6,61,62,63,64 積層面と直交するCT画像
θ 積層面に平行なCT画像から求めたUD強化繊維シートの積層角度
θ´ 別の積層面に平行なCT画像から求めたUD強化繊維シートの積層角度
φ パワースペクトルの分布が水平軸と成す角度
φ´ 別のパワースペクトルの分布が水平軸と成す角度
η 積層面に垂直なCT画像から求めたUD強化繊維シートの積層角度
x UD強化繊維シートに配置されたガラス繊維の水平周期長さ
y UD強化繊維シートに配置されたガラス繊維の垂直周期長さ
l UD強化繊維シートに配置されたガラス繊維の周期長さ
1 CT画像61とCT画像62との間の距離
2 ガラス繊維の断面51と断面52との間の距離
w ガラス繊維5の断面のCT画像上での移動幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laminate 11 CT image 111 Carbon fiber 112 Glass fiber 2 Lamination direction 3 UD reinforcement fiber sheet lamination direction 4 UD reinforcement fiber sheet 41 UD reinforcement fiber sheet 42 laminated at an angle of 45 ° Laminated at an angle of 90 ° UD reinforced fiber sheet 43 UD reinforced fiber sheet 44 laminated at an angle of 135 ° UD reinforced fiber sheet 5 laminated at an angle of 0 ° 5 Glass fiber 50 Glass fiber 51 orthogonal to CT image Glass fiber reflected on CT image 61 Cross section 52 of glass 5 Cross section 53 of glass fiber 5 shown on CT image 62 Cross section 54 of glass fiber 5 shown on CT image 63 Cross section 6 of glass fiber 5 shown on CT image 64 6, 62, 63, 64 Lamination surface CT image orthogonal to the lamination angle θ ′ obtained from a CT image parallel to the laminated surface θ ′ obtained from a CT image parallel to another laminated surface Lamination angle φ of the UD reinforcing fiber sheet Angle φ ′ of the distribution of the power spectrum with the horizontal axis φ ′ Angle of the distribution of the power spectrum with the horizontal axis η Lamination angle of the UD reinforcing fiber sheet obtained from the CT image perpendicular to the lamination surface l x Horizontal period length of glass fibers arranged in the UD reinforcing fiber sheet l y Vertical period length of glass fibers arranged in the UD reinforcing fiber sheet l Period length l of glass fibers arranged in the UD reinforcing fiber sheet 1 CT image 61 and the distance l 2 distance l w movement width on the cross section of the CT image of the glass fiber 5 between the section 51 and section 52 of the glass fibers between the CT image 62

Claims (7)

炭素繊維およびガラス繊維を含み、それらが周期的に配列されたUD強化繊維シートを複数積層してなる積層体の積層状態の検査方法であって、前記積層体のCTデータから、積層面に平行な複数のCT画像を得、その各々のCT画像に2次元離散フーリエ変換を行い、これを基に得られたパワースペクトルについて、原点以外で極大値をとる点の内、最大値をとる点の水平周波数uおよび垂直周波数vを得、tan-1(v/u)+π/2を計算することにより、UD強化繊維シートの積層角度θを検出することを特徴とする、積層体の積層状態の検査方法。 A method for inspecting a laminate state of a laminate comprising a plurality of UD reinforcing fiber sheets, each of which includes carbon fibers and glass fibers, which are periodically arranged, and is parallel to a laminate surface from CT data of the laminate A plurality of CT images are obtained, each of the CT images is subjected to a two-dimensional discrete Fourier transform, and the power spectrum obtained based on the CT images is obtained by taking the maximum value among the points having the maximum values other than the origin. By obtaining the horizontal frequency u and the vertical frequency v and calculating tan −1 (v / u) + π / 2, the lamination angle θ of the UD reinforcing fiber sheet is detected. Inspection method. 積層面に平行な任意のCT画像について前記最大値とは異なる、極大値をとる点の水平周波数u´および垂直周波数v´から、隣接して積層された複数のUD強化繊維シートが混成したCT画像の積層角度θ´および/またはUD強化繊維のうねりを検出する請求項1に記載の積層体の積層状態の検査方法。   CT in which a plurality of UD reinforcing fiber sheets laminated adjacent to each other are mixed from the horizontal frequency u ′ and the vertical frequency v ′ at which local maximum values differ from the maximum values for an arbitrary CT image parallel to the laminated surface. The method for inspecting a lamination state of a laminate according to claim 1, wherein the lamination angle θ ′ of the image and / or the undulation of the UD reinforcing fiber is detected. 炭素繊維およびガラス繊維を含み、それらが周期的に配列されたUD強化繊維シートを複数積層してなる積層体の積層状態の検査方法であって、前記積層体のCTデータから、積層面に平行な複数のCT画像を得、その各々のCT画像に2次元離散フーリエ変換を行い、これを基に得られたパワースペクトルについて、原点以外で極大値をとる点の内、最大値をとる点の水平周波数u、および、垂直周波数vを得、CT画像の水平方向の総画素数M、垂直方向の総画素数Nを、それぞれu、vで除し、それぞれ水平方向の単位画素あたりの長さ、垂直方向の単位画素あたりの長さを乗じて水平周期長さlx、垂直周期長さlyを計算し、
を計算することにより、UD強化繊維シートに配置されたガラス繊維の配置間隔lを検出することを特徴とする、請求項1に記載の積層体の積層状態の検査方法。
A method for inspecting a laminate state of a laminate comprising a plurality of UD reinforcing fiber sheets, each of which includes carbon fibers and glass fibers, which are periodically arranged, and is parallel to a laminate surface from CT data of the laminate A plurality of CT images are obtained, each of the CT images is subjected to a two-dimensional discrete Fourier transform, and the power spectrum obtained based on the CT images is obtained by taking the maximum value among the points having the maximum values other than the origin. The horizontal frequency u and the vertical frequency v are obtained, the total number of pixels M in the horizontal direction of the CT image and the total number of pixels N in the vertical direction are divided by u and v, respectively, and the length per unit pixel in the horizontal direction, respectively. The horizontal period length l x and the vertical period length l y are calculated by multiplying the length per unit pixel in the vertical direction,
The method of inspecting the laminated state of the laminate according to claim 1, wherein the arrangement interval l of the glass fibers arranged in the UD reinforcing fiber sheet is detected by calculating
前記CT画像の取得位置にCT画像の単位画素あたりの厚さを乗じて、前記UD強化繊維シートの積層位置として検出することを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の積層体の積層状態の検査方法。   The multilayer body according to any one of claims 1 to 3, wherein the acquisition position of the CT image is multiplied by a thickness per unit pixel of the CT image and detected as a lamination position of the UD reinforcing fiber sheet. Method for checking the lamination state of 任意の層を基準層とし、積層面に垂直でかつ基準層のガラス繊維の方向と直交する、少なくとも2以上の平行な断面のCT画像を比較し、該CT画像間の距離l1、該CT画像間で移動する前記基準層以外の層のガラス繊維断面の移動距離l2を得、tan-1(l2/l1)を計算することにより、積層面内において前記基準層以外の層のガラス繊維が該CT画像と成す角ηを検出し、前記基準層以外の層のガラス繊維が基準層のガラス繊維の方向に対して成す角を検出し、UD強化繊維シートの積層角度を検出することを特徴とする、積層体の積層状態の検査方法。 An arbitrary layer is used as a reference layer, and CT images of at least two or more parallel cross sections perpendicular to the laminated surface and perpendicular to the direction of the glass fiber of the reference layer are compared, and a distance l 1 between the CT images is compared. By obtaining the moving distance l 2 of the cross section of the glass fiber of the layer other than the reference layer moving between images and calculating tan −1 (l 2 / l 1 ), the layer other than the reference layer in the laminated surface is calculated. The angle η formed by the glass fiber with the CT image is detected, the angle formed by the glass fiber other than the reference layer with respect to the direction of the glass fiber in the reference layer is detected, and the lamination angle of the UD reinforcing fiber sheet is detected. A method for inspecting a laminate state of a laminate. 任意の層を基準層とし、積層面に垂直でかつ基準層のガラス繊維の方向と直交する、少なくとも2以上の平行な断面のCT画像を比較し、該CT画像間で移動する前記任意の層とは異なる層のガラス繊維断面の移動幅lwを検出し、ガラス繊維のうねりを検出し、該UD強化繊維シートのうねりを検出することを特徴とする、積層体の積層状態の検査方法。 Arbitrary layer is used as a reference layer, and CT images having at least two parallel cross sections perpendicular to the laminated surface and perpendicular to the direction of the glass fiber of the reference layer are compared, and the arbitrary layer moves between the CT images. A method for inspecting a laminated state of a laminate, comprising detecting a movement width l w of a glass fiber cross section of a layer different from the above, detecting a wave of the glass fiber, and detecting a wave of the UD reinforcing fiber sheet. 請求項1から6のいずれかに記載の積層状態の検査方法により得た、前記UD強化繊維シートの積層状態を、積層設計情報と照合することを特徴とする、積層体の品質検査方法。   A method for inspecting a quality of a laminate, wherein the laminate state of the UD reinforcing fiber sheet obtained by the method for inspecting a laminate state according to any one of claims 1 to 6 is collated with laminate design information.
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