CN116897275A - 应力及应变量分布显示方法、装置及程序 - Google Patents

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Abstract

显示试料表面的应力分布的方法包括：拍摄负载前、负载时及去载后的试料表面的图像的步骤(S4)；基于负载前的图像与去载后的图像之间的相关性来计测各像素位置的第一应变量的步骤(S5)；基于负载前的图像与负载时的图像之间的相关性来计测各像素位置的第二应变量的步骤(S6)；基于第一应变量与第二应变量的差量来算出各像素位置的应力的步骤(S7)；将算出的应力的分布显示于各像素位置的步骤(S8)。

Description

应力及应变量分布显示方法、装置及程序
技术领域
本发明涉及显示应力及应变量的分布的方法、装置及程序。
背景技术
作为测定材料表面的因变形产生的应变量分布的方法，存在数字图像相关法(Digital Image Correlation，以下称为“DIC”)(例如专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开编号WO2015/008404
发明内容
发明的概要
发明要解决的课题
以往，认为即便向金属等材料施加外力(负载)而使其变形，只要负载充分小，则使负载为0(去载)的话，该金属材料就会恢复成原来的状态。即，该情况下的变形是可逆的，此时，材料在整体上处于弹性区域内。然而，即使在负载小的弹性区域内，由于负载和去载的反复进行而有时会在材料内部产生局部的塑性变形，从这样局部的塑性变形会产生金属晶格的错位或局部的微小龟裂，认为由于它们的蓄积而最终会导致材料的疲劳破坏。因此，为了弄清楚疲劳破坏的原因，局部的塑性变形的测定是非常重要的。然而，使用通常的DIC等方法难以测定这样的局部的塑性变形。
本发明是鉴于这样的课题而作出的发明，其目的在于提供一种用于显示由于向材料反复进行负载和去载而产生的局部的应力、应变量的分布的方法。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的一方案的方法是对试料反复进行负载和去载并显示试料表面的应变量分布的方法，其包括：拍摄负载前及去载后的试料表面的图像的步骤；基于负载前的图像与去载后的图像之间的相关性来计测各像素位置的应变量的步骤；将计测到的应变量的分布显示于各像素位置的步骤。
本发明的另一方案也是方法。该方法是对试料反复进行负载和去载并显示试料表面的应力分布的方法，其包括：拍摄负载前、负载时及去载后的试料表面的图像的步骤；基于负载前的图像与去载后的图像之间的相关性来计测各像素位置的第一应变量的步骤；基于负载前的图像与负载时的图像之间的相关性来计测各像素位置的第二应变量的步骤；基于所述第一应变量与所述第二应变量的差量来算出各像素位置的应力的步骤；将算出的应力的分布显示于各像素位置的步骤。
本发明的又一方案是装置。该装置是对试料反复进行负载和去载并显示试料表面的应力分布的装置，其具备：摄影部，其拍摄负载前、负载时及去载后的试料表面的图像；应变量计测部，其基于负载前与去载后的图像间的相关性来计测各像素位置的第一应变量，基于负载前与负载时的图像间的相关性来计测各像素位置的第二应变量；应力算出部，其基于所述第一应变量与所述第二应变量的差量来算出各像素位置的应力；显示部，其将算出的应力的分布显示于各像素位置。
本发明的再一方案是程序。该程序是对试料反复进行负载和去载并显示试料表面的应力分布的程序，其使计算机执行：拍摄负载前、负载时及去载后的试料表面的图像的步骤；基于负载前的图像与去载后的图像之间的相关性来计测各像素位置的第一应变量的步骤；基于负载前的图像与负载时的图像之间的相关性来计测各像素位置的第二应变量的步骤；基于所述第一应变量与所述第二应变量的差量来算出各像素位置的应力的步骤；将算出的应力的分布显示于各像素位置的步骤。
需要说明的是，以上的构成要素的任意的组合、将本发明的表述在装置、方法、系统、记录介质、计算机程序等之间变换的方案作为本发明的方案也是有效的。
发明效果
根据本发明，能够显示由于对材料反复进行负载和去载而产生的局部的应力、应变量的分布。
附图说明
图1是表示向材料施加应力时的应变与应力的关系的坐标图。
图2是表示实施了第一实施方式的应力测定方法而根据全应变来求出应力时的应变与应力的关系的坐标图。
图3是第一实施方式的方法的流程图。
图4是第二实施方式的方法的流程图。
图5是第三实施方式的方法的流程图。
图6是第四实施方式的方法的流程图。
图7是第五实施方式的方法的流程图。
图8是第六实施方式的方法的流程图。
图9是第七实施方式的装置的框图。
图10是基于第四实施方式的方法实现的应力的差量的频数分布显示。
具体实施方式
以下，以优选的实施方式为基础，参照各附图来说明本发明。在实施方式及变形例中，对于相同或同等的构成要素、步骤、构件标注相同的符号，适当省略重复的说明。而且，各附图中的构件的尺寸为了便于理解而适当放大、缩小地表示。而且，在各附图中，省略显示在说明实施方式这方面不重要的构件的一部分。而且，包含第一、第二等序数的用语是为了说明多样的构成要素而使用的，但是这样的用语仅在将一个构成要素与其他的构成要素区分的目的下使用，构成要素不受该用语限定。
机械部件的破损的约90％可以说金属疲劳为原因。为了研究材料的疲劳破坏而进行疲劳试验，因此，向试验片反复施加应力、位移，测定断裂的有无、直至断裂为止的反复次数。金属疲劳破坏的机理是：由于材料在弹性区域内反复受到负载和去载而在材料内部产生局部的塑性变形。认为从该局部的塑性变形产生金属晶格的错位、局部的微小龟裂，由于它们的蓄积而导致材料的断裂。
上述那样的塑性变形的局部产生的主要原因可认为是与材料形状的复杂度或材料自身的不均匀性相伴的局部的应力集中。因此，为了观测或预测局部的塑性变形的产生，希望能够测定并显示应力的局部分布。然而，以往的DIC虽然能够测定因变形引起的应变量的分布，但是无法直接测定材料上产生的应力的分布。特别是由于在材料的塑性区域中观测的应变包含弹性应变和塑性应变这两方，因此难以根据应变来直接计算应力。因此，本发明者考虑了通过从在塑性区域观测的全应变中仅取出弹性应变来求出应力的方法。在说明具体的实施方式之前，首先，参照图1及图2，说明在全应变包含弹性应变和塑性应变这两方的情况下，仅取出弹性应变来求出应力的方法。
图1示出向金属等材料施加应力时的应变与应力的关系。横轴和纵轴分别表示应变和应力。
如果向材料施加σY以下的应力，则材料发生弹性变形。此时，应变与应力成比例。即，材料的状态沿着直线OA(负载线)从点O向点D变化。如果从该状态使应力为0(去载)，则材料的状态返回到点O，应变也成为0。点O～点A的区域通常称为弹性区域，在弹性区域产生的应变称为弹性应变。而且，弹性区域的应力的最大值σY称为弹性极限。
另一方面，如果向材料施加超过弹性极限σY的应力，则材料进入塑性区域(点A～点B的区域)。材料的状态从弹性区域变化为塑性区域的点A称为屈服点。如后所述塑性区域中的应变是弹性应变加上塑性应变，因此塑性区域的应力相对于应变的斜率比弹性区域平缓。而且，如果在塑性区域将应力去载，则材料的状态沿着箭头BC所示的去载线恢复成点C。该去载线的斜率等于弹性区域的负载线的斜率(即杨氏模量E)。当去载完成时，弹性应变e进行弹性恢复，塑性应变ε*残留。在塑性区域产生的应变ε是弹性应变与塑性应变之和。
以下，材料假定为各向同性、均质的弹性体。(1)表示一维的弹性应变与应力的关系，(2)及(3)表示二维的弹性应变与应力的关系。
[式1]
σ＝Ee...(1)
[式2]
[式3]
在此，E表示杨氏模量，ν表示泊松比，σ表示长度方向的应力，e表示长度方向的弹性应变，σ11表示第一方向的应力，e11表示第一方向的弹性应变，σ22表示第二方向的应力，e22表示第二方向的弹性应变。
如前所述，式(1)～(3)都表示应力与弹性应变之间的关系。因此，为了基于这些式子根据塑性区域的应变来求出应力，需要从观测的全应变中除去塑性应变，仅取出弹性应变。
图2是表示根据全应变来测定应力时的应变与应力的关系的坐标图。虚线表示基于由材料力学确定的杨氏模量的理论直线，实线表示实测值。
首先，向处于应变为0的状态的材料施加比弹性极限大的应力，使材料成为处于塑性区域的状态B(以下，称为第一状态)。如图所示，如果增加向材料施加的应力，则材料的状态从点o经由屈服点A成为第一状态B。在该例中，弹性极限为σY＝496MPa(兆帕)，第一状态B下的应力为σ＝1000MPa。
接下来，在材料上确定的多个测定点处，测定第一状态B下的应变量ε。在该例中，得到应变量ε＝0.0083。如前所述，在此测定的应变量ε是弹性应变量与塑性应变量之和。
接下来，使向处于第一状态B的材料施加的应力逐渐减少，并去载至0。由此材料的状态沿着直线BC变化，从点B成为点C(以下，称为第二状态)。如图所示，实线箭头BC所示的去载线与虚线所示的理论直线完全一致。
接下来，在前述的多个测定点处，测定第二状态C下的应变量ε*。在该例中，得到应变量ε*＝0.0033。如前所述，在此测定的应变量ε*为塑性应变量ε*。
最后，根据第一状态B下的应变量ε与第二状态C下的塑性应变量ε*之差，算出前述的多个测定点处的弹性应变量e。在该例中，得到弹性应变量e＝ε-ε*＝0.0083-0.0033＝0.0050。
这样，能够在各测定点处从在塑性区域观测的全应变中除去塑性应变而仅取出弹性应变。由此，如果通过例如DIC能得到应变量分布，则通过将已知的杨氏模量或泊松比适用于式(1)(一维的情况)或式(2)(3)(二维的情况)，由此能够得到应力分布。
本发明者为了确认在本实施方式中得到的测定的正确性，进行了在使材料成为第二状态C之后，再次施加应力而使材料的状态成为点E的实验。其结果是，如图所示可知，从点C至点E的负载线与从点B至点C的去载线高精度地一致，成为状态C的材料表现正常的弹性特性。
如前所述，认为即便是以往设为弹性区域的区域，由于反复进行负载和去载也会产生局部的塑性变形，它们有时会包含在材料内部。因此，在本说明书中，将屈服点以下的应变区域总称为“弹性域”。即弹性域是(1)材料整体发生弹性变形时的应变区域和(2)发生弹性变形的部分和局部性地发生塑性变形的部分混合存在于材料内部时的应变区域的总称。需要说明的是，软钢等一部分的金属材料表现出明确的屈服点，但是在其他的金属中，屈服点有时无法明确地观测到。因此，在屈服点不明确的情况下，在应力应变曲线中，将表现出0.2％的永久应变的点(0.2％耐力)看作屈服点。
[第一实施方式]
图3是第一实施方式的方法的流程图。该方法是对试料反复进行负载和去载并显示试料表面的应变量分布的方法，包括步骤S1、步骤S2、步骤S3。
在步骤S1中，本方法拍摄负载前及去载后的试料表面的图像。拍摄用的设备、手段没有特别限定，例如，可以使用一般的数码相机、显微镜相机、高速相机等。而且，可以使用一台相机从一个方向拍摄，也可以使用多个相机从不同方向拍摄。拍摄的图像按照像素位置来存储。
在步骤S2中，本方法基于在步骤S1中拍摄到的负载前的图像与去载后的图像之间的相关性来计测各像素位置的应变量。应变量的具体的计测的手段没有特别限定，例如也可以将负载前与去载后的图像进行比较，通过找出负载前的试料表面的点在去载后移动到的场所来求出位移。应变量可以针对全部的负载前和去载后的图像进行计测，也可以选定负载前与去载后的图像的若干组来进行计测。通过执行步骤S2，能够按像素位置时序性地求出在反复进行负载和去载的过程中在试料表面产生的应变。
在步骤S3中，本方法将通过步骤S2计测到的应变量的分布显示于各像素位置。显示的方法没有特别限定，但是可以将应变的大小按各像素位置利用颜色、深浅、等高线、三维显示等进行显示。通过执行步骤S3，能够将在反复进行负载和去载的过程中在试料表面产生的应变按像素位置时序性地视觉化。
根据本实施方式，由于能够将反复进行了负载和去载的试料的应变量的分布显示于各像素位置，因此能够测定在材料内部产生的局部的塑性变形而作为应变量分布进行视觉化。
[第二实施方式]
图4是第二实施方式的方法的流程图。该方法是一边对试料反复进行负载和去载一边显示试料表面的应力分布的方法，包括步骤S4、步骤S5、步骤S6、步骤S7、步骤S8。
在步骤S4中，本方法拍摄负载前、负载时及去载后的试料表面的图像。即，在步骤S4中，除了第一实施方式的步骤S1之外，还拍摄负载时(施加负载时)的试料表面的图像。
在步骤S5中，本方法基于在步骤S4中拍摄到的负载前的图像与去载后的图像之间的相关性，计测各像素位置的第一应变量。第一应变量是(塑性应变存在时的)塑性应变。
在步骤S6中，本方法基于在步骤S4中拍摄到的负载前的图像与负载时的图像之间的相关性，计测各像素位置的第二应变量。第二应变量是弹性应变与(塑性应变存在时的)塑性应变之和(全应变)。
在步骤S7中，本方法基于在步骤S5中计测到的第一应变量与在步骤S6中计测到的第二应变量的差量，算出各像素位置的应力。通过执行步骤S7，遵照前述的方法，按像素位置来计算第二应变量(全应变)与第一应变量(塑性应变)的差量，由此能够仅取出各像素位置的弹性应变来算出各像素位置的应力。
在步骤S8中，本方法将在步骤S7中算出的应力的分布显示于各像素位置。通过执行步骤S8，能将在反复进行负载和去载的过程中作用于试料表面的应力的分布按像素位置时序性地视觉化。
根据本实施方式，由于能够将反复进行了负载和去载的试料的应力的分布显示于各像素位置，因此能够测定成为在材料内部产生的局部的塑性变形等的原因的局部的应力，并将其作为应力分布来视觉化。
特别是在本方法的执行中，试料优选处于弹性域。根据该方式，针对试料的负载和去载通常在设为弹性区域的范围内反复进行。此时，材料整体处于弹性区域内，在材料的变形可逆的情况下，在步骤S4中拍摄到的负载前与负载后的图像之间应该没有差量。另一方面，在由于反复进行负载和去载而在材料内部产生了局部的塑性变形的情况下，在步骤S4中拍摄到的负载前与负载后的图像的任一之间应有存在差量的像素位置。即，根据该实施方式，能够测定因小的负载(在通常设为弹性区域的范围内施加的负载)产生的局部的塑性变形，并将其作为应力分布来视觉化。这能够提供以往的达到断裂为止反复进行负载和去载这种类型的疲劳试验中无法得到的与试料的局部的结构相关的见解。
[第三实施方式]
图5是第三实施方式的方法的流程图。第三实施方式相对于第二实施方式而言还包括步骤S9和步骤S10。
在步骤S9中，本方法在通过上次(设为第n-1次)的负载及去载得到的应力分布与通过本次(设为第n次)的负载及去载得到的应力分布之间，算出在显示于同一像素位置的应力彼此的差量。
在步骤S10中，本方法显示在步骤S9中算出的差量为规定的阈值以上的像素的位置。即，将第n-1次的去载后的应力分布与第n次的去载后的应力分布进行比较，在应力的差量为规定的阈值以上的像素存在的情况下，显示该像素位置。此时，由于该像素位置的应力较大地变化，因此认为试料在第n次的负载及去载的过程中，在相当于该像素位置的部分产生局部的塑性变形等的可能性高。即，能够推定在该像素位置产生局部的塑性变形等的时机在对试料反复进行了负载和去载的情况下处于第n次的负载及去载的过程。
如以上说明所述，根据本实施方式，能够在对试料反复进行了负载和去载时推定在试料内部产生局部的塑性变形等的时机和位置并进行显示。
[第四实施方式]
图6是第四实施方式的方法的流程图。第四实施方式相对于第三实施方式而言，取代步骤S10而具备步骤S110。
在步骤S9中，本方法在通过上次(设为第n-1次)的负载及去载得到的应力分布与通过本次(设为第n次)的负载及去载得到的应力分布之间，算出显示于同一像素位置的应力彼此的差量。
在步骤S110中，本方法将在步骤S9中算出的差量按像素位置根据规定的应力值的范围来进行频数分布显示。规定的应力值的范围可以任意确定，以下，说明以-200MPa～-100MPa、-100MPa～0MPa、0MPa～100MPa、100MPa～200MPa、200MPa～300MPa、300MPa～400MPa、400MPa～500MPa、500MPa～600MPa、600MPa～700MPa、700MPa～800MPa、800MPa～900MPa、900MPa～1000MPa这12个确定的例子。
图10是在步骤S110中显示的某像素位置处的应力差量的频数分布。在该例中，将(a)T＝t0、(b)T＝t0+t1、(c)T＝t0+t1+Δt、(d)T＝t0+t1+2Δt这4个时机下的应力差量进行频数分布显示。在此，T表示时刻。
可知在(a)的T＝t0下，实现应力的值越大则应力的差量也越大的状态。该时间点的残留应力的产生状况由图10的(a)表现。然后如果反复进行负载和去载，则各应力值范围内的应力差量成为0，频数分布变得平坦。该平坦的状态持续至(b)的T＝t0+t1。在(b)的下一时机(即(b)之后，执行了一次的负载和去载的时机)T＝t0+t1+Δt，频数分布显示变化，不再平坦。在此，一次的负载及去载所需的时间由Δt表示。认为该频数分布暗示了在材料中发现了新的变形构造。由此，示出残留应力的产生状况到那时为止较大地变化的情况。进而，在下一时机T＝t0+t1+2Δt，频数分布再变化为另外的形式((d))。即，在该阶段，材料的变形构造急速地进行时间发展，暗示了残留应力较大地变化的情况。
这样，通过将得到的应力差量按像素位置根据规定的应力值的范围来进行频数分布显示，由此得到相当于应力的时间微分的信息。由此，能够在时间上追踪材料的各点处的残留应力的产生状况。
如以上说明所述，根据本实施方式，能够在对试料反复进行了负载和去载时推定在试料内部产生局部的塑性变形等的时机和位置并进行显示。
在某实施方式中，可以取代算出在同一像素位置显示的应力彼此的差量并按像素位置进行应力差量的频数分布显示的方案，而是算出材料整体的应力彼此的差量，将该材料整体的应力彼此的差量按去载进行频数分布显示。根据该实施方式，不用按像素位置反复进行多个负载和去载来进行应力差量的频数分布显示，能够按去载来评价材料整体的变形构造的变化。
[第五实施方式]
图7是第五实施方式的方法的流程图。第五实施方式相对于第二实施方式而言，取代步骤S6而具备步骤S11，还具备步骤S12。
在步骤S11中，本方法基于负载前的图像与负载时的图像之间的相关性，计测各像素位置的第二应变量，并检测负载前的图像与负载时的图像之间的相关性的最大值成为规定的阈值以下的像素。在反复进行负载和去载的过程中如果试料未产生断裂等，则认为在负载前的图像与负载后的图像之间存在一定的相关性。即，如果向试料施加负载，则试料的各位置会位移，但是只要不产生断裂等，就认为各位置的位移处于一定的范围内。即，在该情况下，认为在试料的负载前的图像与负载时的图像之间存在相关性。然而，如果在负载后试料的一部分产生断裂等，则该部分周边相较于负载前大幅地位移，其结果是，负载前的图像与负载时的图像之间的相关性失去。这样，通过执行步骤S11，来检测负载前的图像与负载时的图像之间的相关性的最大值成为规定的阈值以下的像素，因此能够推定为在相当于该像素的部分产生了局部的断裂等。
在步骤S12中，本方法显示通过步骤S11检测到的负载前的图像与负载时的图像之间的相关性的最大值成为规定的阈值以下的像素的位置。通过执行步骤12，将推定产生了局部的断裂等的位置可视化。
根据本实施方式，能够在对试料反复进行了负载和去载时推定产生了局部的断裂等并显示该位置。
[第六实施方式]
图8是第六实施方式的方法的流程图。第六实施方式相对于第二实施方式而言，取代步骤S4而具备步骤S13，还具备步骤S14和步骤S15。
在步骤S13中，本方法使用显微镜相机来拍摄负载前、负载时及去载后的多晶金属材料试料表面的图像。显微镜相机使用的显微镜没有特别限定，但可以是光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等。通过使用显微镜相机拍摄多晶金属材料试料表面的图像，能够得到试料表面的晶粒、晶界、线状组织等与结晶结构相关的信息。
在步骤S14中，本方法检测在步骤S13中拍摄到的试料的金属结晶的方位。
在步骤S15中，本方法将在步骤S14中检测到的金属结晶的方位按金属结晶来显示。通过执行步骤S8和步骤S15，能够将试料的应力分布和金属结晶的方位合在一起进行视觉化。由此，能够观察例如应力集中于晶界的情形。而且，能够对结晶方位之差小的结晶彼此、结晶方位之差大的结晶彼此的交界处的应力分布的差异进行比较。
根据本实施方式，能够获知晶界与局部产生的塑性变形的关系。
[第七实施方式]
图9是第七实施方式的应力显示装置1的框图。应力显示装置1是对试料反复进行负载和去载并显示试料表面的应力分布的装置，具备摄影部10、应变量计测部20、应力算出部30、显示部40。
摄影部10拍摄负载前、负载时及去载后的试料表面的图像，并将拍摄到的图像向应变量计测部20发送。应变量计测部20基于从摄影部10接收到的负载前与去载后的图像间的相关性，计测各像素位置的第一应变量。应变量计测部20还基于从摄影部10接收到的负载前与负载时的图像间的相关性，计测各像素位置的第二应变量。应变量计测部20将计测到的第一应变量和第二应变量向应力算出部30发送。应力算出部30基于从应变量计测部20接收到的第一应变量与第二应变量的差量，算出各像素位置的应力。应力算出部30将算出的各像素位置的应力向显示部40发送。显示部40将从应力算出部30接收到的应力的分布显示于各像素位置。
根据本实施方式，能够实现测定成为在材料内部产生的局部的塑性变形等的原因的局部的应力并将其作为应力分布来视觉化的装置。
[第八实施方式]
第八实施方式的程序是一边对试料反复进行负载和去载一边显示试料表面的应力分布的程序。该程序使计算机执行：拍摄负载前、负载时及去载后的试料表面的图像的步骤；基于负载前的图像与去载后的图像之间的相关性来计测各像素位置的第一应变量的步骤；基于负载前的图像与负载时的图像之间的相关性来计测各像素位置的第二应变量的步骤；基于第一应变量与第二应变量的差量来算出各像素位置的应力的步骤；将算出的应力的分布显示于各像素位置的步骤。
根据本实施方式，能够利用计算机实现测定成为在材料内部产生的局部的塑性变形等的原因的局部的应力而将其作为应力分布来视觉化的处理。
以上，基于实施方式说明了本发明。这些实施方式为例示，本领域技术人员应当理解的是，上述的各构成要素或各处理过程的组合可以包含各种各样的变形例，而且这样的变形例也包含在本发明的范围内。
例如，可以通过进行断层拍摄而按深度不同的面来取得应变量、应力的分布。根据本变形例，能够得到三维材料的内部的应变量、应力的分布。
上述的各变形例起到与实施方式同样的作用、效果。
上述的各实施方式与变形例的任意的组合也作为本发明的实施方式是有用的。通过组合而产生的新的实施方式同时具有组合的各实施方式及变形例各自的效果。
本发明的方法能够以低成本适用于各种材料，能够有助于材料的评价、制法选定、材料性能提高等，因此产业上的利用性极高。
产业上的可利用性
本发明能够利用于对应力及应变量的分布进行显示的方法、装置及程序。
符号说明：
S1…拍摄负载前及去载后的试料表面的图像的步骤，
S2…基于负载前的图像与去载后的图像之间的相关性来计测各像素位置的应变量的步骤，
S3…将计测到的应变量的分布显示于各像素位置的步骤，
S4…拍摄负载前、负载时及去载后的试料表面的图像的步骤，
S5…基于负载前的图像与去载后的图像之间的相关性来计测各像素位置的第一应变量的步骤，
S6…基于负载前的图像与负载时的图像之间的相关性来计测各像素位置的第二应变量的步骤，
S7…基于第一应变量与第二应变量的差量来算出各像素位置的应力的步骤，
S8…将算出的应力的分布显示于各像素位置的步骤，
S9…在通过上次的负载及去载得到的应力分布与通过本次的负载及去载得到的应力分布之间，算出显示于同一像素位置的应力彼此的差量的步骤，
S10…显示差量为规定的阈值以上的像素的位置的步骤，
S110…将差量按像素位置根据规定的应力值的范围来进行频数分布显示的步骤，
S11…基于负载前的图像与负载时的图像之间的相关性来计测各像素位置的第二应变量，检测负载前的图像与负载时的图像之间的相关性的最大值成为规定的阈值以下的像素的步骤，
S12…显示负载前的图像与负载时的图像之间的相关性的最大值成为规定的阈值以下的像素的位置的步骤，
S13…使用显微镜相机拍摄负载前、负载时及去载后的多晶金属材料试料表面的图像的步骤，
S14…检测试料的金属结晶的方位的步骤，
S15…将检测到的金属结晶的方位按金属结晶来显示的步骤，
1…应力显示装置，
10…摄影部，
20…应变量计测部，
30…应力算出部，
40…显示部。

Claims (10)

1.一种对试料反复进行负载和去载并显示试料表面的应变量分布的方法，包括：
拍摄负载前及去载后的试料表面的图像的步骤；
基于负载前的图像与去载后的图像之间的相关性来计测各像素位置的应变量的步骤；以及
将计测到的应变量的分布显示于各像素位置的步骤。
2.一种对试料反复进行负载和去载并显示试料表面的应力分布的方法，包括：
拍摄负载前、负载时及去载后的试料表面的图像的步骤；
基于负载前的图像与去载后的图像之间的相关性来计测各像素位置的第一应变量的步骤；
基于负载前的图像与负载时的图像之间的相关性来计测各像素位置的第二应变量的步骤；
基于所述第一应变量与所述第二应变量的差量来算出各像素位置的应力的步骤；以及
将算出的应力的分布显示于各像素位置的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
所述方法还包括：
在通过上次的负载及去载得到的应力分布与通过本次的负载及去载得到的应力分布之间，算出显示于同一像素位置的应力彼此的差量的步骤；以及
显示所述差量为规定的阈值以上的像素位置的步骤。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，
所述方法还包括：
在通过上次的负载及去载得到的应力分布与通过本次的负载及去载得到的应力分布之间，算出显示于同一像素位置的应力彼此的差量的步骤；以及
将所述应力彼此的差量按像素位置根据规定的应力值的范围来进行频数分布显示的步骤。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其中，
所述方法还包括：
在通过上次的负载及去载得到的应力分布与通过本次的负载及去载得到的应力分布之间，算出材料整体的应力彼此的差量的步骤；以及
将所述材料整体的应力彼此的差量按去载进行频数分布显示的步骤。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的方法，其中，
所述方法在计测所述第二应变量的步骤中，还包括检测负载前的图像与负载时的图像之间的相关性的最大值成为规定的阈值以下的像素并显示该检测到的像素的位置的步骤。
7.根据权利要求2～6中任一项所述的方法，其中，
所述试料为多晶金属材料，使用显微镜相机来执行所述拍摄的步骤，
所述方法还包括检测所述试料的金属结晶的方位的步骤和将该检测到的金属结晶的方位按金属结晶来进行显示的步骤。
8.根据权利要求2～7中任一项所述的方法，其中，
所述试料处于弹性域。
9.一种对试料反复进行负载和去载并显示试料表面的应力分布的装置，具备：
摄影部，其拍摄负载前、负载时及去载后的试料表面的图像；
应变量计测部，其基于负载前与去载后的图像间的相关性来计测各像素位置的第一应变量，基于负载前与负载时的图像间的相关性来计测各像素位置的第二应变量；
应力算出部，其基于所述第一应变量与所述第二应变量的差量来算出各像素位置的应力；以及
显示部，其将算出的应力的分布显示于各像素位置。
10.一种对试料反复进行负载和去载并显示试料表面的应力分布的程序，所述程序使计算机执行：
拍摄负载前、负载时及去载后的试料表面的图像的步骤；
基于负载前的图像与去载后的图像之间的相关性来计测各像素位置的第一应变量的步骤；
基于负载前的图像与负载时的图像之间的相关性来计测各像素位置的第二应变量的步骤；
基于所述第一应变量与所述第二应变量的差量来算出各像素位置的应力的步骤；以及
将算出的应力的分布显示于各像素位置的步骤。
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