CN114599950A - 残余应力测量方法和残余应力测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抑制在通过穿孔法对树脂成形品的预定位置处的内部的残余应力进行测量之际因穿孔时的发热等造成的影响，并精度良好地测量残余应力的方法。一种残余应力测量方法，其中，在该残余应力测量方法中，在树脂成形品设置穿孔部，测量在利用钻头对穿孔部进行穿孔的正式穿孔工序时释放的释放应变量，并求出树脂成形品的内部的残余应力，对于释放应变量的测量，在正式穿孔工序之前至少进行：预穿孔工序，在该预穿孔工序中，使钻头前进至预穿孔深度位置地对树脂成形品的穿孔部进行穿孔，之后使钻头后退而从树脂成形品拔出钻头；以及穿孔条件设定工序，在该穿孔条件设定工序中，以使第一应变量ε₁与第二应变量ε₂之间的差的绝对值即应变量差Δε成为50μst以下的方式来设定正式穿孔工序中的钻头的转速和进给速度中的至少一者，该第一应变量ε₁是在预穿孔工序结束的时刻检测出来的，该第二应变量ε₂是在预穿孔工序结束之后静置至应变量稳定的时刻检测出来的或在该时刻之后检测出来的。

Description

残余应力测量方法和残余应力测量装置

技术领域

本发明涉及对树脂成形品的内部的残余应力进行测量的残余应力测量方法和残余应力测量装置。

背景技术

以往，作为测量树脂成形品的内部的残余应力的方法，除了作为一边破坏树脂成形品一边进行测量的方法的穿孔法、表层逐次去除法以外，还已知有作为不破坏树脂成形品的方法的光弹性法等。

其中，穿孔法是预先在作为测量对象的树脂成形品中的对应变量进行测量的部分的周围贴附应变片，并对沿厚度方向对树脂成形品进行穿孔时的应变量的变化进行测量而测得残余应力的方法，该方法主要用于板状产品或三维立体形状产品的平面部分的残余应力的测量。但是，在穿孔部与测量应变量的应变片之间存在距离，因而不能够准确地测量成形加工时产生的残余应力。

表层逐次去除法是在板状的树脂成形品的一个面贴附应变片，一边将另一个面薄薄地以层状去除一边测量应变量，以此来求出残余应力的方法。在该方法中，不仅能够测量树脂成形品的面内的残余应力，还能够测量壁厚方向的残余应力。

但是，在表层逐次去除法中，作为测量对象的树脂成形品限定为板状、管状等简单形状。另外，作为表层逐次去除法的缺点，可举出不能适用于应变片没有完全粘接在树脂成形品的情况、测量费事和费时。

光弹性法是将被偏光板偏光处理的光照射在透明的树脂成形品而根据透射光的条纹图案来对残余应力进行评价的方法，能够简单地测量面内的残余应力。但是，作为光弹性法的缺点，可举出不能测量壁厚方向的残余应力、不适用于不透明的树脂成形品。

如此，对于测量树脂成形品的内部的残余应力的方法，要求进一步的改善。因此，在专利文献1中公开了一种残余应力计算方法，在该残余应力计算方法中，对穿孔法进行改良，测量在具有穿孔部的树脂成形品的厚度方向上将所述穿孔部穿孔至预定的第一穿孔深度时的上述树脂成形品的应变量，根据所得到的应变量求出因穿孔而在树脂成形品产生的第一应力，接着，测量在上述厚度方向上将穿孔部进一步穿孔至预定的第二穿孔深度时的上述树脂成形品的应变量，根据所得到的应变量求出因该穿孔而在所述树脂成形品产生的第二应力，之后，算出通过从第二应力减去第一应力而得到的差值来作为第一穿孔深度与第二穿孔深度之间的中间深度处的大致残余应力的值。在该残余应力计算方法中，无论使用的树脂材料的种类如何，都能够更简便地算出预定位置处的残余应力，并求出树脂成形品内部的残余应力分布。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-243335号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所记载的穿孔法中，在减少测量误差、偏差而提高测量精度这点上，还存在改善的余地。特别是，关于在相同材料和相同成形条件下制造的多个树脂成形品，在减少关于相同部位的应变、残余应力的测量结果的偏差这点上存在改善的余地。另外，在基于测量结果进行了用于减少残余应力的设计变更等时使设计变更所带来的影响正确地反映在此时的树脂成形品的残余应力的测量值中这点上，也存在改善的余地。

在此，若在树脂成形品存在残留应力，则会产生产品寿命的降低、成形后的变形等不良情况，因此需要准确地把握残留应力，实施适当的设计变更等对策。但是，在无法进行精度较高的测量的情况下，难以实施适当的对策。

本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于提供能够更加精度良好地测量树脂成形品的预定位置处的内部的残余应力的残余应力测量方法和用于该残余应力测量方法的测量装置。

用于解决问题的方案

本发明的发明人为了解决上述课题而进行了研究，结果发现，在利用穿孔法通过使用钻头、立铣刀等刀具的切削加工来进行穿孔时，产生与刀具的旋转相伴随的摩擦热，从而残余应力的测量精度降低。更具体而言，发现在与刀具的旋转相伴随的摩擦热的作用下，穿孔部周围的树脂被加热或熔融而使树脂成形品内的应变释放从而残余应力减少，或者促进树脂的(再)结晶化或交联而在树脂成形品内产生应变从而残余应力增加，由此使残余应力的测量精度降低。即，能够认为，上述残余应力的测量结果的偏差是由这样的穿孔时的发热和冷却的过程、以及应变的产生状态和其变化未必一定引起的。于是，本发明人通过下述方式来抑制穿孔法的穿孔时的发热，从而解决了上述课题。

[1]提供一种残余应力测量方法，其中，该残余应力测量方法是基于穿孔法的方式，在该残余应力测量方法中，在成为测量对象的树脂成形品设置穿孔部，测量在利用钻头对所述穿孔部进行穿孔的正式穿孔工序时释放的释放应变量，并根据得到的所述释放应变量求出所述树脂成形品的内部的残余应力，在所述正式穿孔工序之前至少进行：预穿孔工序，在该预穿孔工序中，在所述树脂成形品的表面设置了应变测量部件的状态下，使所述钻头从所述表面前进至预穿孔深度位置地对所述树脂成形品的所述穿孔部进行穿孔，之后使所述钻头后退而从所述树脂成形品拔出所述钻头；以及穿孔条件设定工序，在该穿孔条件设定工序中，以使第一应变量ε₁与第二应变量ε₂之间的差的绝对值即应变量差Δε成为50μst以下的方式来设定所述正式穿孔工序中的所述钻头的转速和进给速度中的至少一者，该第一应变量ε₁是在所述预穿孔工序结束的时刻检测出来的，该第二应变量ε₂是在所述预穿孔工序结束之后静置至应变量稳定的时刻检测出来的或在该时刻之后检测出来的。

[2]是根据所述[1]所述的残余应力测量方法，其中，在所述穿孔条件设定工序中，使用2轴以上的多轴应变片，针对所述多轴应变片的每个轴求出所述第一应变量ε₁、所述第二应变量ε₂和所述应变量差Δε，以使针对每个所述轴求得的应变量差Δε全部为50μst以下的方式来设定所述正式穿孔工序中的所述钻头的转速和进给速度中的至少一者。

[3]是根据所述[1]或[2]所述的残余应力测量方法，其中，在进行所述预穿孔工序的期间内，测量所述穿孔部的温度，在所述穿孔条件设定工序中，以使所述温度成为构成所述树脂成形品的树脂的玻璃化转变温度以下的方式来设定所述正式穿孔工序中的所述钻头的转速和进给速度中的至少一者。

[4]是根据所述[1]至[3]中任一项所述的残余应力测量方法，其中，在所述穿孔条件设定工序中，以使所述钻头的转速成为100rpm以下的方式进行设定。

[5]是根据所述[1]至[4]中任一项所述的残余应力测量方法，其中，在所述穿孔条件设定工序中，以使所述钻头的进给速度成为4.0mm/min以下的方式进行设定。

[6]是根据所述[1]至[5]中任一项所述的残余应力测量方法，其中，所述穿孔部和所述应变测量部设置在相对于所述厚度方向垂直的面，所述穿孔部构成为在所述预穿孔工序中供沿厚度方向对所述树脂成形品进行穿孔，且所述应变测量部构成为在所述穿孔条件设定工序中测量相对于所述厚度方向垂直地产生的、所述第一应变量ε₁和所述第二应变量ε₂。

[7]是根据所述[6]所述的残余应力测量方法，其中，所述残余应力测量方法是求出所述树脂成形品的厚度方向上的内部残余应力的方法，所述正式穿孔工序具有：第一应力测量工序，在该第一应力测量工序中，对在所述厚度方向上将所述穿孔部穿孔至第一穿孔深度时的、所述树脂成形品的应变量进行测量，使用得到的应变量，对因直至所述第一穿孔深度为止的穿孔而在所述树脂成形品产生的第一应力进行测量；第二应力测量工序，在该第二应力测量工序中，利用所述应变测量部对在厚度方向上将所述穿孔部穿孔至与所述第一穿孔深度不同的第二穿孔深度时的、所述树脂成形品的应变量进行测量，使用得到的应变量，对因直至所述第二穿孔深度为止的穿孔而在所述树脂成形品产生的第二应力进行测量；以及残余应力计算工序，在该残余应力计算工序中，算出从所述第二应力减去所述第一应力而得到的差值来作为所述第一穿孔深度与所述第二穿孔深度之间的中间深度处的残余应力。

[8]提供一种残余应力测量装置，其中，其是用于所述[1]至[7]中任一项所述的残余应力测量方法的残余应力测量装置，所述残余应力测量装置具有：穿孔部件，其使所述钻头转动而对所述树脂成形品进行穿孔；应变测量部件，其检测所述树脂成形品的应变量；以及记录部件，其记录由所述应变测量部件检测出的应变量，所述穿孔部件具备所述钻头、使所述钻头以所述钻头的中心轴线为中心转动的转动部、以使所述穿孔部位于所述中心轴线的方式固定所述树脂成形品的保持部、以及使所述转动部和所述保持部中的至少一者沿着所述钻头的中心轴线前进或后退的驱动部。

发明的效果

根据本发明，能够更加精度良好地测量树脂成形品的预定位置处的残余应力。因此，能够实施考虑到其影响的产品设计变更，由此能够实现树脂成形品的内部的残余应力的有效降低。

附图说明

图1是表示树脂成形品的、与测量残余应力的方向垂直的面的俯视图，图1的(a)是表示应变测量部和穿孔部的位置关系的图，图1的(b)是表示应变测量部件和穿孔部的位置关系的图。

图2是表示用于应变量的测量的各数值的位置关系的树脂成形品的侧剖视图，图2的(a)是表示穿孔前的树脂成形品的图，图2的(b)是表示穿孔后的树脂成形品的图。

图3是表示对于实施例1中的3轴应变片的各轴的应变量进行测量的结果的图表。

图4是表示对于实施例2中的3轴应变片的各轴的应变量进行测量的结果的图表。

图5是表示对于比较例1中的3轴应变片的各轴的应变量进行测量的结果的图表。

图6是表示对于比较例2中的3轴应变片的各轴的应变量进行测量的结果的图表。

图7的(a)和图7的(b)是对实施例2中的树脂成形品的穿孔部的截面中的微细构造进行摄像所得的偏光显微镜照片，其中，图7的(b)是将图7的(a)的框包围部放大的照片。

图8的(a)和图8的(b)是对比较例3中的树脂成形品的穿孔部的截面中的微细构造进行摄像所得的偏光显微镜照片，其中，图8的(b)是将图8的(a)的框包围部放大的照片。

具体实施方式

以下，对本发明的一个实施方式进行详细说明，但本发明不受以下的实施方式任何的限定，在本发明的目的的范围内，能够适当变更地实施。

在本实施方式中，在作为测量对象的树脂成形品设置穿孔部，利用应变测量部件测量在利用钻头对穿孔部进行穿孔时因应变释放而产生的、树脂成形品的表面的应变量的变化(通过穿孔而释放的应变量)，将该应变量的变化换算为应力，由此求出树脂成形品的内部的预定位置处的残余应力。在此，其特征在于，在对残余应力进行测量之前至少进行以下工序：预穿孔工序，在该预穿孔工序中，使钻头从树脂成形品的表面前进至预穿孔深度位置地对树脂成形品进行穿孔，之后使钻头后退而从树脂成形品拔出钻头；以及穿孔条件设定工序，在该穿孔条件设定工序中，以使第一应变量ε₁与第二应变量ε₂之间的差的绝对值即应变量差Δε成为50μst以下的方式来设定钻头的转速和钻头的进给速度，该第一应变量ε₁是在预穿孔工序结束的时刻检测出来的，该第二应变量ε₂是在预穿孔工序结束之后静置至第一应变量ε₁稳定的时刻检测出来的或在该时刻之后检测出来的。由此，能够抑制钻头的发热所引起的、对于位于穿孔部周边的树脂的应变的产生状态、对位于穿孔部周边的树脂的应变的变化造成的影响，因此能够精度良好地测量树脂成形品的残余应力。以下，首先，说明树脂成形品。

＜树脂成形品＞

本实施方式的树脂成形品(以下也简称作“成形品”)成为残余应力的测量对象，具有预定厚度。在该树脂成形品设置应变测量部和穿孔部。优选的是，穿孔部和应变测量部分别设置在与树脂成形品的厚度方向垂直的面，穿孔部构成为沿厚度方向对树脂成形品进行穿孔，且应变测量部构成为测量通过该穿孔释放树脂成形品内部的应力而产生的应变量(以下，也称为“释放应变量”)。另外，应变测量部构成为在后述的穿孔条件设定工序中测量相对于厚度方向垂直地产生的第一应变量ε₁和第二应变量ε₂。

本实施方式在树脂成形品为结晶性热塑性树脂的注塑成型品的情况下特别有效。在通过注塑成型来将热塑性树脂成形时，通常是，在成形品的表面附近冷却快速进行，在成形品的内部冷却比较缓慢地进行，因此注入到模具内的熔融树脂的固化不均匀地进行。其结果，在成形品的内部，熔融树脂一边因先固化的成形品的表面附近的树脂的收缩而被拉伸一边固化，因此产生拉伸应力。另一方面，在成形品的表面附近，固化后的树脂因位于成形品的内部的熔融树脂固化时的收缩而被拉伸，因此产生压缩应力。

在实际的树脂成形品中，根据树脂成形品的形状、成形条件等的不同，应力分布并不必然成为明确的压缩-拉伸的关系，若能够准确地把握应力的种类、分布状态如何、树脂成形品内部的预定区域的残余应力分布、以及预定位置处的残余应力，则通过更准确地预测由此引起的成形品的变形、破坏，从而得到其对策。

在本实施方式中使用的树脂成形品具有预定厚度。在此，在本实施方式中，求出树脂成形品的内部的、与上述厚度方向有关的预定位置(为了方便，是指通过后述的穿孔部和应变测量部而确定的区域。即，厚度方向的位置通过穿孔部的孔的底部而确定，表面方向的位置通过应变测量部、例如应变测量部件的中心部而确定)处的残余应力和与厚度方向有关的预定区域的残余应力分布。

无论是什么样的树脂成形品，在所有方向上都具有厚度，厚度方向的确定方法没有特别限定，能够将树脂成形品内的所期望的方向设定成上述厚度方向。

图1是表示具有沿z方向延伸的预定厚度的树脂成形品的、与测量残余应力的方向相垂直的面的俯视图。如图1的(a)所示，作为本发明所使用的树脂成形品，能够例示具备：穿孔部，其用于在与厚度方向垂直的面沿厚度方向对树脂成形品进行穿孔；以及应变测量部，其用于对穿孔时在与该厚度方向垂直的面产生的应变量进行测量。

在图1中，穿孔部设置在上述与厚度方向垂直的面的中央部。穿孔部从具有穿孔部的上述与厚度方向垂直的面被沿厚度方向(z方向)进行穿孔。穿孔部在图1中由圆表示，但不是特别必须做成标记这样的图案等。另外，穿孔部不是必须设置在上述与厚度方向垂直的面的中央部，也可以设置在所期望的位置。

在图1中，应变测量部在上述穿孔部的周围设置在三处。上述穿孔部被沿厚度方向穿孔时，对因穿孔释放出来的应力所产生的应变的量进行测量。在此，应变测量部的数量并未特别限定，可以是单个应变测量部，也可以设定多个应变测量部。穿孔部与应变测量部之间的位置关系并没有特别限定，但由于如上述那样对因穿孔释放的应力所产生的应变量进行测量，因此，只要如下设置即可，即，从测量灵敏度的方面考虑，尽量使穿孔部和应变测量部接近，并且考虑到树脂成形品的形状、穿孔所使用的装置、刀具的尺寸等，在不损害穿孔时的作业性的范围内在穿孔部的周围配置应变测量部。另外，为了能够对应变测量部的各向异性的残余应力进行定量地评价，特别是出于能够对最大主应力的值和方向、以及最小主应力的值和方向进行评价这样的理由，优选利用两个位置以上的应变测量部来包围穿孔部，从应变测量的精度和数据处理的简便性方面考虑，更优选利用三个位置的应变测量部来包围穿孔部。

树脂成形品的厚度优选为穿孔直径(孔的直径)的1.2倍以下。由此，能够使所测得的残余应力更准确。另外，在以往的方法中，对厚度为穿孔直径的1.2倍以下(3轴玫瑰瓣状应变片的穿孔部的孔径的1.2倍以下)那样较薄的树脂成形品的厚度方向的残余应力进行测量的情况处于ASTM的保障范围之外，实质上难以准确地求出。关于此，采用本实施方式，即使是上述那样的非常薄的厚度的树脂成形品，也能够准确地求出厚度方向的残余应力。

通过使树脂成形品的厚度为预定厚度以下，得到的残余应力的值变得更准确。此外，若为具有以厚度方向(z方向)的中央为对象轴线的线对称的形状且厚度方向的长度为Lz的树脂成形品，则通过求出从表面起到(1/2)Lz的厚度位置为止的残余应力分布，也可以求出厚度方向的整个长度Lz的残余应力分布。其原因在于，若树脂成形品具有以厚度方向(z方向)的中央为对象轴线的线对称的形状，则残余应力分布也同样地成为线对称。

本发明所使用的树脂成形品中所含有的树脂没有特别限定，能够使用以往公知的一般树脂。另外，在树脂成形品中也可以含有多种树脂。另外，树脂成形品也包含，通过添加成核剂、炭黑、无机烧结颜料等颜料、玻璃纤维等强化材料、滑石等无机填料、抗氧化剂、稳定剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂和阻燃剂等添加剂来赋予所期望的特性而得到组成物，对该组成物成形而成的树脂成形品。

如此，本实施方式能够与树脂材料的种类无关地进行应用，从而能够优选用于从作为候补材料的多种树脂材料中选择适当的材料的情况。另外，通过在多种树脂材料中以相同方法求出残余应力并进行比较，能够更准确地评价树脂材料的残余应力的差异。

虽然树脂成形品不论通过哪种成形法成形、有怎样的使用经历本发明都是适用的，但在通过容易产生残余应力的注塑成型法成形的树脂成形品中，本发明尤其有效果。另外，对于本发明所使用的树脂成形品，能够使用以所期望的条件成形的树脂成形品。

树脂成形品只要是能够在表面设置穿孔部和应变测量部的树脂成形品即可，不论是由单一的树脂制作的成形品，还是由多种树脂或由树脂和其他材质层叠或复合化而成的成形品，本发明都可以适用。另外，树脂成形品可以是平面状、弯曲状、弯折状等形状组合成的形状，也可以是任何形状。

树脂成形品构成为，在利用应变测量部件能够检测出树脂成形品的应变量之后，在后述的残余应力的测量中，利用钻头对穿孔部进行穿孔。作为其一个例子，构成为通过在树脂成形品的应变测量部的表面贴附作为应变测量部件的应变片而设置应变片后，在后述的残余应力的测量中，利用钻头对穿孔部进行穿孔。在此，作为应变测量部件，优选使用应变片，更优选使用2轴以上的多轴应变片(例如玫瑰瓣状的3轴应变片等)。应变测量部件优选贴附于树脂成形品的应变测量部各自的表面。

＜对树脂成形品的残余应力的测量＞

本发明的残余应力测量方法在为了测量释放应变量而利用钻头对穿孔部进行穿孔的正式穿孔工序之前至少具有：预穿孔工序，在该预穿孔工序中，在树脂成形品的表面设置了应变测量部件的状态下，使钻头从树脂成形品的表面前进至预穿孔深度位置地对树脂成形品的穿孔部进行穿孔，之后使钻头后退而从树脂成形品拔出钻头；以及穿孔条件设定工序，在该穿孔条件设定工序中，作为穿孔条件，以使第一应变量ε₁与第二应变量ε₂之间的差的绝对值即应变量差Δε成为50μst以下的方式来设定所述正式穿孔工序中的钻头的转速和进给速度中的至少一者，该第一应变量ε₁是在预穿孔工序结束的时刻检测出来的，该第二应变量ε₂是在预穿孔工序结束之后静置至应变量稳定的时刻检测出来的或在该时刻之后检测出来的。通过以这样设定的穿孔条件进行正式穿孔工序中的穿孔，能够抑制穿孔时的发热对树脂的结晶化、应变的状态造成的影响，因此能够精度良好地测量树脂成形品的内部的残余应力。

本发明中使用的钻头不仅指用于一般的穿孔的所谓的钻头，也可以是立铣刀等铣刀，只要是使用钻床、铣床、加工中心等来用于树脂成形品的穿孔的刀具，就没有特别限定。钻头是通过基于刀刃相对于树脂成形品的转动而实现的切削、磨削而进行穿孔的刀具，因此在穿孔时容易产生发热、加压。如上所述，该穿孔时的发热、加压会对树脂成形品的结晶化、应变的状态、乃至残余应力造成影响，从而可能使残余应力的测量精度降低，因此，在本发明中，从抑制这种对残余应力造成的影响的观点出发，进行预穿孔工序和穿孔条件设定工序。

以下，说明本发明的残余应力测量方法中的预穿孔工序和穿孔条件设定工序。

[预穿孔工序]

预穿孔工序是如下工序：使钻头在树脂成形品的穿孔部以预定的转速和进给速度旋转和前进，从树脂成形品的表面穿孔至预穿孔深度位置，之后使钻头后退，将钻头从孔中拔出。在此，在预穿孔工序中使钻头前进而进行穿孔时，优选使钻头以一定的进给速度前进而进行穿孔。另外，在预穿孔工序中进行穿孔的预穿孔深度位置优选位于距离树脂成形品的表面0.01mm以上且0.50mm以下的范围的深度位置，更优选位于距离树脂成形品的表面0.05mm以上且0.30mm以下的深度位置，特别优选位于距离树脂成形品的表面0.10mm以上且0.20mm以下的深度位置。另外，在将钻头从孔中拔出时，可以使钻头向与穿孔时相同的旋转方向旋转，也可以使其反向旋转，还可以使其停止。其中，从使对树脂施加多余的载荷所导致的对应变量造成的影响最小化的观点出发，在将钻头从孔中拔出时，优选以与穿孔时的进给速度相同的速度使钻头后退。此时，更优选的是，沿与穿孔时相反的方向，以与穿孔时相同的转速和相同的进给速度一边使钻头旋转一边使钻头后退。

以下，使用图来详细说明预穿孔工序的一个例子。

在图2的(a)中示出穿孔前的树脂成形品。在此，树脂成形品1具有如下的圆柱的形状，该圆柱具有沿着z方向的长度Lz，x-y截面为半径R的圆。如图1的(b)所示，树脂成形品1的上端面11为半径R的圆形。在该上端面11设有穿孔部111和应变测量部件112、112、112。

如图2的(b)所示，穿孔部111为半径r的圆形，设于上端面11的中央部。如后所述，穿孔部111是沿着厚度方向(z方向)穿孔的部分。另外，穿孔部111的形状、大小等并无特别限定，能够适当变更为所期望的形状、大小。

在此，在使用3轴玫瑰瓣状的应变片作为应变测量部件的情况下，如图1的(b)所示，在穿孔部111的周围，例如以90°、135°、135°的间隔设置对于各轴测量应变的应变测量部件112、112、112。在此，应变测量部件112、112、112构成为能够测量在厚度方向(z方向)上对上述穿孔部111进行穿孔时产生的、上端面11的除穿孔部111之外的部分(长度(R-r)的部分)的应变量(以下，有时将长度(R-r)的部分称作“对应变量进行测量的部分”)。在本实施方式中，应变测量部件112、112、112被设为应变测量部。应变测量部并不限定于上述那样的应变测量部件，也可以是能够测量在对穿孔部111进行穿孔时产生的上端面11的应变量的其他的应变测量部件。

作为其他应变测量部件，例如，也可以使用通过对树脂成形品的表面的变形进行图像分析来算出应变量的关联系统(correlation system)等，间接地测量应变量的方法。另外，对应变量进行测量的位置不平坦的情况下，可以将以往公知的三维图像分析部件用作应变测量部件。例如在关联系统中，通过组合两台摄像装置，能够进行三维测量。

图2的(b)表示在预穿孔工序中进行穿孔后的树脂成形品的剖视图。在图2的(b)中，示出在预穿孔工序中，在厚度方向(z方向)上直至穿孔深度z₂地对穿孔部111进行穿孔的例子。

在此，在以一定的进给速度使钻头前进而进行穿孔，且以与穿孔时的进给速度相同的速度使钻头后退而从孔中拔出钻头的情况下，关于预穿孔工序结束的时刻(钻头脱离成形品的孔而被拔出的时刻)，将穿孔深度除以钻头的进给速度来计算钻头的前进时间，通过将其乘以两倍来求出包括钻头的后退时间在内的穿孔时间，能够将从预穿孔工序中的开始穿孔的时刻起经过该穿孔时间的时刻把握为预穿孔工序的结束时刻。另外，在利用钻头进行穿孔的情况下，由于穿孔过程中钻头的振动等的影响，应变测量部件的检测值大多较大幅度地变动，因此，也可以是，根据经时地记录应变测量部件的检测值的结果，基于数据的变动幅度较大而变得不稳定的区域的开始时刻和结束时刻来读取穿孔开始时刻和穿孔结束时刻，从而把握它们。

为了进行上述穿孔，能够使用穿孔装置，该穿孔装置具备钻头、使该钻头以该钻头的中心轴线为中心转动的转动部、以使穿孔部位于钻头的中心轴线的方式固定树脂成形品的保持部、以及使转动部和保持部中的至少一者沿着钻头的中心轴线前进或后退的驱动部，优选使用与后述的残余应力测量装置相同的装置。

[穿孔条件设定工序]

穿孔条件设定工序是以下那样的工序：求出在预穿孔工序结束的时刻由应变测量部件检测出的第一应变量ε₁，之后，在利用应变测量部件持续测量应变量的状态下静置树脂成形品，求出在检测出的应变量稳定的时刻检测出的或该时刻之后检测出的第二应变量ε₂，算出所述第一应变量ε₁与第二应变量ε₂的差的绝对值即应变量差Δε，以使该应变量差Δε成为50μst以下的方式来设定后述的正式穿孔工序中的钻头的转速和进给速度中的至少一者。由此，能够以抑制了可能对树脂成形品的结晶化、应变的状态造成影响的发热、加压的穿孔条件来进行穿孔，因此，在后述的正式穿孔工序中，能够精度良好地测量残余应力。

在此，对于残留在从树脂成形品的表面至预穿孔深度位置之间的树脂成形品的内部应变，其在穿孔条件设定工序中穿孔至该穿孔深度的时刻被释放，并作为预穿孔穿孔工序结束的时刻的第一应变量ε₁而被检测出来。并且，若不对穿孔后的树脂成形品附加地施加热、载荷，则穿孔后的树脂成形品的应变量应该是稳定的，因此认为原本在穿孔结束时刻测得的第一应变量ε₁与在穿孔结束后静置之后测得的第二应变量ε₂相等(应变量差Δε接近零)。但是，若钻头的转速过高或钻头的进给速度过快，则树脂成形品的穿孔部会因与钻头的摩擦而产生发热，或树脂成形品被钻头加压，因此树脂成形品的结晶化、应变的状态会受到其影响。特别是，在穿孔部的树脂因发热而熔融的情况下，在其冷却固化的过程中应变量大幅变化，因此穿孔结束时刻的第一应变量ε₁与静置后的第二应变量ε₂的差的绝对值即应变量差Δε可能变大。

在这样的情况下，穿孔部的应变量的变化会导致残余应力的测量产生误差，因此需要设定穿孔条件(钻头的转速和进给速度中的至少一者)，使得不会因正式穿孔工序中的穿孔而产生上述那样的发热、加压，即，使得应变量差Δε变小，更具体而言使得应变量差Δε成为50μst以下。在此，应变量差Δε优选为40μst以下，更优选为30μst以下，进一步优选为20μst以下。

穿孔条件设定工序中的第一应变量ε₁和第二应变量ε₂的测量由应变测量部件进行。作为应变测量部件，也可以使用与在设定穿孔条件后测量树脂成形品的内部的残余应力时所使用的应变测量部件相同的应变测量部件。

以图2的(b)为一个例子进行说明，通过上述预穿孔工序中的穿孔，对应变量进行测量的部分的长度(R-r)实际上为(R-r+δ_r2)，因此产生应变量δ_r2的应变。使用上述应变测量部件112、112、112来测量该应变量δ_r2。在此，关于应变量δ_r2的测量，在预穿孔工序结束的时刻进行第一应变量ε₁的测量，之后，在检测出的应变量稳定的时刻或该时刻之后进行第二应变量ε₂的测量。然后，能够求出所述第一应变量ε₁与第二应变量ε₂的差的绝对值即应变量差Δε。

此时，如上述那样，作为应变测量部件，优选使用2轴以上的多轴应变片等、在穿孔部的周围设置多个应变片，在该情况下，在穿孔条件设定工序中，优选的是，针对每个应变片(在多轴应变片的情况下，针对每个轴)分别求出上述第一应变量ε₁、第二应变量ε₂、以及它们的差的绝对值即应变量差Δε，以使针对每个应变片(在多轴应变片的情况下，针对每个轴)求得的应变量差Δε全部为50μst以下的方式来设定正式穿孔工序中的穿孔条件(钻头的转速和/或钻头的进给速度)。另外，在使用应变片以外的应变测量部件的情况下，也优选以测量方向上的应变量差Δε全部为50μst以下的方式来设定正式穿孔工序中的穿孔条件(钻头的转速和/或钻头的进给速度)。由此，所设定的应变量差Δε的精度提高，因此能够更不易产生由正式穿孔工序中的穿孔引起的发热、加压。

另外，关于在穿孔条件设定工序中测量第二应变量ε₂的时刻，在预穿孔工序结束并测量第一应变量ε₁后，在静置至应变量稳定为止的时刻测量第二应变量ε₂。此时，由于测量环境、应变测量部件的灵敏度的影响等，即使在静置后应变量也持续发生微小的变动(例如±5μst以下的变动)，从而也可能存在检测值的变动不完全为零的情况。在该情况下，也可以是，在转移到该微小的变动的时刻视为应变量稳定，将该时刻的变动幅度的中央值设为第二应变量ε₂。另外，也可以是，在利用应变测量部件持续测量应变量的状态下静置树脂成形品，将应变量的变动幅度为±5μst以下的状态首次持续1分钟的时刻(即，从应变量的最大值与最小值之差的绝对值成为10μst以下之后，在该差的绝对值不超过10μst的状态下首次经过了1分钟的时刻)作为基准，将该基准时刻的30秒前视为应变量稳定，将该时间的应变量作为第二应变量ε₂。此时，从应变量稳定的时刻起，至少前后各30秒的合计1分钟内，应变量的变动幅度为±5μst以下。也可以将该合计1分钟的应变量的平均值作为第二应变量ε₂。另外，为了抑制这样的检测值的微小变动的影响，优选在静置树脂成形品时使转动部和驱动部停止。

通常，提高钻头的转速、钻头的进给速度能够缩短穿孔所需的时间，因此，想要使用穿孔法进行树脂成形品的残余应力的测量的本领域技术人员倾向于在作业性允许的范围内将所述穿孔条件设定得较高。与此相对，在本发明中，倾向于通过降低钻头的转速和进给速度中的至少一者，从而减小应变量差Δε而提高残余应力的测量精度。因此，为了可靠地得到本发明的效果，与通常相反地成为偏向于使穿孔花费时间的条件，因而测量残余应力可能要花费时间。因此，特别是从缩短残余应力的测量时间的观点出发，优选在将应变量差Δε抑制为50μst以下的范围内，尽可能提高钻头的转速和进给速度中的至少一者。或者，在开发阶段的试验中的设计的最优化这样的场景下，也优选应用本发明。

在此，用于以使应变量差Δε成为50μst以下的方式进行设定的穿孔条件(钻头的转速和/或钻头的进给速度)会因树脂成形品的形状、所使用的树脂的种类而不同，但根据上述倾向，若为本领域的技术人员，则能够通过有限次数的试验来适当设定使应变量差Δε为50以下的穿孔条件。作为从减小应变量差Δε的观点考虑合适的穿孔条件的具体例，钻头的转速优选为100rpm以下，更优选为75rpm以下，进一步优选为50rpm，特别优选为30rpm以下，最优选为20rpm以下。另外，钻头的进给速度优选为4.0mm/min以下，更优选为3.0mm/min以下，进一步优选为2.0mm/min以下，特别优选为1.0mm/min以下，最优选为0.5mm/min以下。

另外，对于上述的穿孔条件，若设定为使应变量差Δε为50μst以下，则也可以不固定为一定的穿孔条件。例如，也可以是，考虑外部气温、钻头和穿孔装置中的蓄热(特别是连续处理时等)等，使钻头的转速和进给速度中的至少一者变动。

在本实施方式中，从更高效地进行穿孔条件的设定的观点出发，也优选的是，在进行上述预穿孔工序的期间内，使用内置于钻头、穿孔装置或另行准备的传感器等来测量穿孔部的温度，在之后的穿孔条件设定工序中，以使该温度成为构成树脂成形品的树脂的玻璃化转变温度以下的方式降低钻头的转速和进给速度中的至少一者而变更穿孔条件。在此，在使用包含多种树脂成分的组合物作为树脂的情况下，只要基于其中含量最多的树脂(在含量为相同程度的情况下，为玻璃化转变温度更低的树脂)的玻璃化转变温度来设定穿孔条件即可。

[正式穿孔工序]

本实施方式通过穿孔法进行残余应力的测量，作为正式穿孔工序，使用通过上述穿孔条件设定工序而设定的钻头的转速和进给速度中的至少一个穿孔条件，进一步对在预穿孔工序中设置的孔进行穿孔。由于以对于在预穿孔工序中设置的孔求出的合适的穿孔条件进行正式穿孔工序，因此，通过进一步对与预穿孔工序相同的孔进行穿孔并测量残余应力，能够更高精度地测量残余应力。

在正式穿孔工序中能够使用如下装置作为穿孔部件，该装置具备钻头、使该钻头以该钻头的中心轴线为中心转动的转动部、以使穿孔部位于中心轴线的方式固定树脂成形品的保持部、以及使转动部和保持部中的至少一者沿着钻头的中心轴线前进或后退的驱动部。从利用一台装置进行正式穿孔工序和后述的残余应力测量工序的观点出发，该装置优选构成为，具有使钻头转动而对树脂成形品进行穿孔的上述穿孔部件、检测树脂成形品的应变量的应变测量部件、以及记录由应变测量部件检测出的应变量的记录部件的残余应力测量装置。在此，作为穿孔部件，能够使用所谓的钻床、铣床、加工中心等。特别是，如上所述，本发明中的穿孔条件是本领域技术人员通常倾向于不设定的条件，因此，根据需要，也优选的是，使用在转动部和驱动部中的至少一者具备减速机构的穿孔装置。

[残余应力测量工序]

残余应力测量工序是利用应变测量部件来测量在进行上述正式穿孔工序时释放的应变量(释放应变量)并根据所得到的释放应变量来求出所述树脂成形品的内部的残余应力的工序。

在此，在通过穿孔法测量残余应力时，优选求出树脂成形品的厚度方向上的内部残余应力。作为其一个例子，通过进行如下工序来对树脂成形品的预定位置处的残余应力进行测量，即，第一应力测量工序，在该第一应力测量工序中，利用应变测量部件对在厚度方向上将穿孔部穿孔至第一穿孔深度时的、树脂成形品的应变量进行测量，使用得到的应变量，对因直至第一穿孔深度为止的穿孔而在树脂成形品产生的第一应力进行测量；第二应力测量工序，在该第二应力测量工序中，对在厚度方向上将穿孔部穿孔至与第一穿孔深度不同的第二穿孔深度时的、树脂成形品的应变量进行测量，使用得到的应变量，对因直至第二穿孔深度为止的穿孔而在树脂成形品产生的第二应力进行测量；以及残余应力计算工序，在该残余应力计算工序中，算出从第二应力减去第一应力而得到的差值来作为第一穿孔深度与第二穿孔深度之间的中间深度处的残余应力。关于上述各工序，示出进一步的具体例。

(第一应力测量工序)

其中，第一应力测量工序也包含完全不进行穿孔的情况。在完全没有进行穿孔的情况下，第一穿孔深度为0。即，第一穿孔深度为0以上。特别是，在完全不进行穿孔的情况下，应变量(δ_r1)为0，通过穿孔而从树脂成形品释放的应力也为0，因此第一应力为0。

以下，对使用树脂成形品且第一穿孔深度z₁为0的情况进行说明。此外，在第一穿孔深度z₁不为0的情况下，通过与以下的第二应力测量工序相同的方法得到的应力成为第一应力。

(第二应力测量工序)

在第二应力测量工序中，利用应变测量部对将通过第一应力测量工序进行穿孔后的穿孔部进一步沿厚度方向穿孔至预定的第二穿孔深度时的、树脂成形品的应变量进行测量，使用得到的应变量，对因直至第二穿孔深度为止的穿孔而在树脂成形品产生的第二应力进行测量。

为了避免由穿孔用的刀具的振动等引起的误检测，在刀具从树脂成形品脱离之后或刀具完全停止之后，等待树脂成形品的状态稳定时进行第二应力测量工序中的应变量的测量。即，对于在第二应力测量工序中测量的应变量，能够通过与上述穿孔条件设定工序中的第二应变量ε₂相同的方法进行测量。

通过测量而得到的应变量能够通过以往公知的方法转换为应力。例如，能够将设置在树脂成形品1的上端面11的应变测量部件112、112、112连接到电阻丝应变计，从而转换为上述穿孔时产生的应力。即，当沿厚度方向对穿孔部进行穿孔时，能够求出从树脂成形品释放的树脂成形品的内部应力。将在此得到的应力作为第二应力。

(残余应力计算工序)

在残余应力计算工序中，算出树脂成形品的第一应力与第二应力的差值。例如，算出从上述第二应力减去上述第一应力(在本实施方式中包含0)而得到的差值来作为上述穿孔部与上述第一穿孔深度之间的深度处的残余应力。以下，有时将在此的残余应力称为第一残余应力，另外，将算出第一残余应力的工序称为第一残余应力计算工序。

采用本实施方式，通过调整第一穿孔深度和第二穿孔深度，能够求出期望的深度处的残余应力。即，能够求出树脂成形品内的期望的位置处的残余应力。另外，即使在求得相同的深度处的残余应力的情况下，通过调整第一穿孔深度与第二穿孔深度之间的距离，能够调整求得的残余应力的精度。其中，从提高求得的残余应力的准确性的观点出发，第一穿孔深度与第二穿孔深度之间的距离较短为好。

另外，在本实施方式中的残余应力测量方法中，优选树脂成形品的厚度较小。通过减小树脂成形品的厚度，从而第一穿孔深度与第二穿孔深度之间的厚度方向上的距离必然变短，因此能够准确地测量应变量，还能够提高由该应变量得到的应力的测量精度。更具体而言，树脂成形品的穿孔部的厚度优选为穿孔的孔径的1.2倍以下。

另一方面，即使厚度较大，若树脂成形品为在厚度方向(z方向)上对称的形状，则残余应力也在厚度方向(z方向)上对称，因此若树脂成形品具有以厚度方向(z方向)的中央为对象轴线的线对称的形状，则通过测量直至厚度方向的长度(Lz)的一半(Lz/2)为止的残余应力，能够推断出位于对象轴线的相反侧的更深的位置处的残余应力。

还能够是，接着上述残余应力测量方法，进行第三应力测量工序，在该第三应力测量工序中，穿孔至更深的第三穿孔深度z₃，与上述残余应力测量方法中的第二应力测量工序同样地测量在上述树脂成形品产生的第三应力，算出将从上述第三应力减去上述第二应力得到的差值来作为第二穿孔深度z₂与第三穿孔深度z₃之间的中间深度处的第二残余应力，还能够重复该操作而推导出树脂成形品的厚度方向(z方向)上的残余应力分布。

＜成形材料的研究＞

若使用由本实施方式的残余应力测量方法推导的残余应力，则能够对任意的树脂材料成形而成的树脂成形品，推导出处于树脂成形品的内部的预定位置处的残余应力。而且，在对具有各向异性的材料进行成形而成的树脂成形品中，也能够通过计算三个方向的应变量来以更高的精度定量地评价残余应力的各向异性。在此，树脂成形品可以是含有着色剂的着色品，也可以是不含着色剂的无着色品。通过对由不同的树脂材料构成的树脂成形品的残留应力进行比较，能够对由树脂材料的差异引起的残留应力的容易产生度进行比较，因此能够进行通过树脂材料(成形材料)的变更来降低残留应力的研究。

＜成形条件的研究的效果＞

如果使用通过本实施方式的残余应力测量方法推导出的残余应力的分布，则能够容易地决定优选的注塑成型的条件。即，通过使用本发明能够容易地决定残余应力较少的成形条件。使用本发明的残余应力测量方法决定的成形条件优选是对树脂成形品内部的残余应力有影响的条件。在此，作为对树脂成形品的内部的残余应力有影响的成形条件可举出注塑速度、模具温度等。

＜成形品的形状的研究的效果＞

注塑成型是制作形状复杂的成形品时合适的成形方法。因此，存在很多形状复杂的注塑成型品。特别是，在具有厚度不均部、熔接部等的树脂成形品中，因其形状而促进或抑制成形收缩，因此，在具有复杂的形状的情况下，形状复杂的部分与其他部分的残余应力分布不同。

在使用除去了这样的复杂的形状(相对于应变测量部而言形状发生变化的部位)的切削片的情况下，也能够区别地测量由厚度方向的收缩引起的残余应力和由成形品形状引起的残余应力，且能够将残余应力分布的测量方向设定为各种方向。因此，通过采用本发明的方法，能够将形状复杂的部分和除此以外的部分分开来推导出残余应力分布，或能够求出成形品厚度引起的残余应力分布之差。

因而，本实施方式在成形品的设计等过程中研究形状的阶段也是有用的，与上述注塑成型条件的研究一起，通过组合所期望的材料的数据，还能够作为残余应力的预测技术使用。关于已有的成形品，能够容易地制作残余应力较小的树脂成形品，并且在成形品的故障分析中也能够活用。

在此所说的二次加工是指用于缓和树脂成形品内部的残余应力的加工。作为用于缓和树脂成形品内部的残余应力的方法，可举出退火处理。以往，不能够定量地评价退火处理的效果的有用性。然而，通过采用本发明的残余应力测量方法，能够推导出退火处理前后的树脂成形品内部的残余应力分布，因此，能够确认退火处理引起的残余应力的变化。其结果，根据本发明，能够定量地评价退火处理的效果的有用性，而且，也能够容易地决定退火处理时优选的处理条件。如此，通过采用本发明的残余应力测量方法，也能够定量地评价树脂成形品的二次加工的有用性。

另外，通过采用本发明的残余应力测量方法，能够为了使残余应力在使用树脂成形品时不带来问题，或带来极小的问题，精度良好地进行产品设计，该产品设计包括能够进行所使用的材料、形状、成形条件、成形品的二次加工等的树脂成形品所涉及的设定。另外，在使用产品时，通过根据产品的残余应力进行短期或长期的破坏分析，能够精度良好地将故障防患于未然。

实施例

以下，示出实施例，具体地说明本实施方式，但并不限定于该实施例。

＜树脂成形品的准备＞

作为树脂成形品，以Polyplastics社制的聚缩醛树脂DURACON(注册商标)M90-44为材料，按照标准的成形条件进行注塑成型，制作了100mm×100mm×3mm的平板状的树脂成形品(6mm×3mm的侧浇口)，将其用作测量对象。

＜预穿孔和基于此的穿孔条件的设定＞

在该树脂成形品的100mm×100mm的单面的中央部设有用于由钻头(型号“RS-200”，Vishay社制)进行穿孔的穿孔部，并贴附了3轴应变片(一个应变片长2mm(应变片整体的半径D＝5.13mm)、型号“FRS-2-11”，东京测器研究所社制)作为应变测量部件，3轴应变片将以穿孔部为中心地包围穿孔部的方式设置的三个应变片设置在一张基材。

接着，将上述树脂成形品固定于加工中心的保持部，并且将上述钻头安装于转动部，所述加工中心具备穿孔部件，该穿孔部件具有使钻头以钻头的中心轴线为中心转动的转动部、以使穿孔部位于中心轴线的方式固定树脂成形品的保持部、使转动部沿着钻头的中心轴线前进或后退的驱动部。与此同时，将贴附于树脂成形品的应变片与数据记录器(“UCAM-60B”，共和电业社制)连接，该数据记录器是记录由应变片检测出的应变量的记录部件。

接着，在将钻头的转速和钻头的进给速度设定为后述的各穿孔条件的基础上，使钻头转动并前进，将树脂成形品的穿孔部穿孔至距表面0.2mm的预穿孔深度位置。此时，穿孔直径(孔的直径)为1.7mm。即，在钻头的前端到达在厚度方向上距成形品表面0.2mm的位置时，利用应变片对应变量进行测量，并使钻头以与上述相同的转速反向转动，使钻头以与上述相同的进给速度后退，使钻头脱离穿孔部的孔，在利用应变片持续测量应变量的状态下静置树脂成形品。根据记录于数据记录器的数据，测量出第一应变量ε₁和第二应变量ε₂，该第一应变量ε₁是使钻头脱离穿孔部的孔的时刻的应变量，该第二应变量ε₂是将应变量的变动幅度为±5μst以下的状态首次维持1分钟的时刻作为基准，被判断为处于该基准时刻的30秒前的应变量稳定的时刻的应变量。此时，作为数据记录器，使用能够经时地记录3轴应变片的各轴(分别为ch1、ch2、ch3)的应变量的数据记录器，实时地把握了每个轴(ch)的应变量。然后，直至上述各轴的应变量全部稳定为止地一边持续测量一边静置树脂成形品，将上述应变量稳定的时刻的应变量的值作为第二应变量ε₂。另外，求出得到的第一应变量ε₁与第二应变量ε₂之差的绝对值，将其作为应变量差Δε。

在本实施例中，如表1所示那样分别设定钻头的转速和钻头的进给速度，根据记录于数据记录器的各数据(图3至图6)，求出各条件下的第一应变量ε₁和第二应变量ε₂，算出各轴的应变量差Δε。将结果示于表1。在此，在图3至图6中，纵轴是由3轴应变片测得的各轴(ch1～ch3)的应变量，横轴是从穿孔开始起的经过时间。另外，各图中向下箭头(箭头标记↓)所示的时间是穿孔结束时刻，向上箭头(箭头标记↑)所示的时间是静置后应变量稳定的时刻，将这些时刻的应变量分别作为第一应变量ε₁和第二应变量ε₂。此外，对于在由向上箭头表示的时间之后应变量的变动也不完全成为零的例子，将从由该向上箭头表示的时间起前后30秒钟(共计1分钟)的应变量的平均值设为第二应变量ε₂。

[表1]

并且，通过以使上述应变量差Δε全部为50μst以下的方式来设定钻头的转速和进给速度，从而不易产生穿孔后的应变量的变动所导致的误差，因此能够精度良好地测量残余应力。

＜穿孔部的微细构造观察＞

针对上述实施例2中被穿孔的树脂成形品，对于树脂成形品的穿孔部的截面，使用切片机(Leica社制“RM2265”)以厚度为10μm的剥片状切出样品，使用偏光显微镜(奥林巴斯社制“BH-2”)观察该样品的穿孔部的微细构造。另外，作为比较例3，对于除了将钻头的转速设为4000rpm、将钻头的进给速度设为1.2mm/min以外，在与实施例1相同的条件下以高速旋转进行了穿孔的树脂成形品，也同样地观察了穿孔部的微细构造。将对实施例2的穿孔部的截面中的微细构造进行摄像所得的偏光显微镜照片示于图7中，将对比较例3的穿孔部的截面中的微细构造进行摄像所得的偏光显微镜照片示于图8中。

其结果，在实施例2的树脂成形品中，如图7的(a)所示，在穿孔部的底部的两端明确地观察到沿着钻头的边缘的C面的形状。另一方面，在比较例3的树脂成形品中，如图8的(a)所示，穿孔部的底面的两端具有平缓的曲线的形状。并且，对它们进行放大观察时，在比较例3的树脂成形品中，如图8的(b)所示，在穿孔部的底面观察到被认为是再熔融层的层构造，但在实施例2的树脂成形品中，如图7的(b)所示，在穿孔部的底面未观察到层构造。因此，可知的是，在比较例的穿孔条件下，穿孔部的树脂因穿孔时的摩擦引起的发热而再次熔融，从而使结晶化、应变的状态产生变化，另一方面，在实施例的穿孔条件下未产生这样的变化，能够认为该差异与在表1的应变量差Δε中看到的刚穿孔后的应变量的变动有关。因此，可知的是，进行将穿孔条件设定为使该应变量差Δε变小那样的条件的穿孔条件设定工序，使用该穿孔条件进行正式穿孔工序并测量应变量，由此，所测得的残余应力不易因刚穿孔后的应变量的变动而产生误差，因而能够精度良好地测量残余应力。

根据以上的结果，采用本发明的方法，进行预穿孔工序，并进行以使Δε为50μst以下的方式来设定穿孔条件的穿孔条件设定工序，使用该穿孔条件进行正式穿孔工序并测量应变量，由此抑制了穿孔时的发热等的影响，因此，能够精度良好地测量残余应力。

附图标记说明

1、树脂成形品；11、树脂成形品的上端面；111、穿孔部；112、应变测量部件。

Claims (8)

1.一种残余应力测量方法，其中，

该残余应力测量方法是基于穿孔法的方法，在该残余应力测量方法中，在成为测量对象的树脂成形品设置穿孔部，测量在利用钻头对所述穿孔部进行穿孔的正式穿孔工序时释放的释放应变量，并根据得到的所述释放应变量求出所述树脂成形品的内部的残余应力，

在所述正式穿孔工序之前至少进行：

预穿孔工序，在该预穿孔工序中，在所述树脂成形品的表面设置了应变测量部件的状态下，使所述钻头从所述表面前进至预穿孔深度位置地对所述树脂成形品的所述穿孔部进行穿孔，之后使所述钻头后退而从所述树脂成形品拔出所述钻头；以及

穿孔条件设定工序，在该穿孔条件设定工序中，以使第一应变量ε₁与第二应变量ε₂之间的差的绝对值即应变量差Δε成为50μst以下的方式来设定所述正式穿孔工序中的所述钻头的转速和进给速度中的至少一者，该第一应变量ε₁是在所述预穿孔工序结束的时刻检测出来的，该第二应变量ε₂是在所述预穿孔工序结束之后静置至应变量稳定的时刻检测出来的或在该时刻之后检测出来的。

2.根据权利要求1所述的残余应力测量方法，其中，

在所述穿孔条件设定工序中，使用2轴以上的多轴应变片，针对所述多轴应变片的每个轴求出所述第一应变量ε₁、所述第二应变量ε₂和所述应变量差Δε，以使针对每个所述轴求得的应变量差Δε全部为50μst以下的方式来设定所述正式穿孔工序中的所述钻头的转速和进给速度中的至少一者。

3.根据权利要求1或2所述的残余应力测量方法，其中，

在进行所述预穿孔工序的期间内，测量所述穿孔部的温度，

在所述穿孔条件设定工序中，以使所述温度成为构成所述树脂成形品的树脂的玻璃化转变温度以下的方式来设定所述正式穿孔工序中的所述钻头的转速和进给速度中的至少一者。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的残余应力测量方法，其中，

在所述穿孔条件设定工序中，以使所述钻头的转速成为100rpm以下的方式进行设定。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的残余应力测量方法，其中，

在所述穿孔条件设定工序中，以使所述钻头的进给速度成为4.0mm/min以下的方式进行设定。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的残余应力测量方法，其中，

所述穿孔部和所述应变测量部设置在相对于所述厚度方向垂直的面，

所述穿孔部构成为在所述预穿孔工序中供沿厚度方向对所述树脂成形品进行穿孔，且

所述应变测量部构成为在所述穿孔条件设定工序中测量相对于所述厚度方向垂直地产生的、所述第一应变量ε₁和所述第二应变量ε₂。

7.根据权利要求6所述的残余应力测量方法，其中，

所述残余应力测量方法是求出所述树脂成形品的厚度方向上的内部残余应力的方法，

所述正式穿孔工序具有：

第一应力测量工序，在该第一应力测量工序中，对在所述厚度方向上将所述穿孔部穿孔至第一穿孔深度时的、所述树脂成形品的应变量进行测量，使用得到的应变量，对因直至所述第一穿孔深度为止的穿孔而在所述树脂成形品产生的第一应力进行测量；

第二应力测量工序，在该第二应力测量工序中，利用所述应变测量部对在厚度方向上将所述穿孔部穿孔至与所述第一穿孔深度不同的第二穿孔深度时的、所述树脂成形品的应变量进行测量，使用得到的应变量，对因直至所述第二穿孔深度为止的穿孔而在所述树脂成形品产生的第二应力进行测量；以及

残余应力计算工序，在该残余应力计算工序中，算出从所述第二应力减去所述第一应力而得到的差值来作为所述第一穿孔深度与所述第二穿孔深度之间的中间深度处的残余应力。

8.一种残余应力测量装置，其中，

其是用于权利要求1至7中任一项所述的残余应力测量方法的残余应力测量装置，

所述残余应力测量装置具有：

穿孔部件，其使所述钻头转动而对所述树脂成形品进行穿孔；

应变测量部件，其检测所述树脂成形品的应变量；以及

记录部件，其记录由所述应变测量部件检测出的应变量，

所述穿孔部件具备所述钻头、使所述钻头以所述钻头的中心轴线为中心转动的转动部、以使所述穿孔部位于所述中心轴线的方式固定所述树脂成形品的保持部、以及使所述转动部和所述保持部中的至少一者沿着所述钻头的中心轴线前进或后退的驱动部。

Images