JP2013053888A - Pattern and method for measuring plastic strain of metal material - Google Patents

Pattern and method for measuring plastic strain of metal material Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide means capable of accurately and stably measuring a strain related to a pattern provided on a metal material, and thereby highly accurately measuring a plastic strain of the metal material.SOLUTION: A pattern 1A for measuring a plastic strain of a metal material, which is provided on a surface of the metal material plastically deformed, and is used for measuring the plastic strain when the metal material is plastically deformed, is regularly divided into multiple areas 2, 3, and each of the areas 2, 3 is identified by a color different from a color of an adjacent other area a contour of which is linearly contacted mutually.

Description

本発明は、鋼板等の金属材料の成形性の評価をする際、該金属材料の塑性ひずみに測定に使用するパターン、及び金属材料の塑性ひずみ測定方法に関する。   The present invention relates to a pattern used for measurement of the plastic strain of a metal material and a method for measuring the plastic strain of the metal material when evaluating the formability of a metal material such as a steel plate.

例えば自動車用部品に使用される薄鋼板等、あるいはせん断や引張、曲げ、穴拡げ、張出、深絞り、プレス等や各種試験に用いる試験片等の金属材料について、該金属材料を塑性変形させてその塑性ひずみを測定することにより、その金属材料の成形性や性能を評価することが行われている。
このような金属材料の塑性変形の測定に際しては、対象となる金属材料の表面にスクライブドサークルや格子状等の塑性ひずみ測定用のパターンを設けて、金属材料の塑性変形後の該パターンのひずみを測定することにより金属材料の塑性ひずみの分布や大きさ、方向等を測定する方法が知られている。
For example, thin metal sheets used for automotive parts, or metal materials such as shear, tension, bending, hole expansion, overhang, deep drawing, press, and test pieces used for various tests, plastically deform the metal materials. By measuring the plastic strain, the formability and performance of the metal material are evaluated.
In measuring the plastic deformation of such a metal material, a pattern for measuring plastic strain such as a scribed circle or a lattice is provided on the surface of the target metal material, and the strain of the pattern after the plastic deformation of the metal material is measured. A method for measuring the distribution, size, direction, and the like of plastic strain of a metal material is known.

上記塑性ひずみ測定用のパターンとしては、例えば特許文献1に記載されているように、複数の円を組合わせたパターンや、格子形状のパターン、あるいは複数の円と格子形状とを組合わせたパターンが存在している。また、その他にも同心円状のパターン等、様々なパターンのものが存在しており、それぞれ用途に応じて適宜使分けられている。
そして、例えばパターンが円を含むものの場合、金属材料の塑性変形により楕円に変形した際には、その楕円の長軸及び短軸の長さ、変形方向等を測定することにより、金属材料の最大ひずみ・最小ひずみ・最大ひずみの方向等を求める。また、パターンが格子形状のものを含む場合、金属材料の塑性変形により格子形状が変形した際には、その格子形状が形成する矩形の縦及び横の長さや対角線の長さ等を測定することにより、金属材料の最大ひずみ・最小ひずみ・最大ひずみの方向等を求める。
As the pattern for measuring the plastic strain, for example, as described in Patent Document 1, a pattern in which a plurality of circles are combined, a pattern in a lattice shape, or a pattern in which a plurality of circles and a lattice shape are combined. Is present. In addition, there are various other patterns such as concentric patterns, which are appropriately used depending on the application.
For example, in the case where the pattern includes a circle, when the metal material is deformed into an ellipse by plastic deformation of the metal material, the maximum length of the metal material is measured by measuring the length of the ellipse, the length of the short axis, the deformation direction, etc. Find the direction of strain, minimum strain, and maximum strain. In addition, when the pattern includes a lattice shape, when the lattice shape is deformed due to plastic deformation of the metal material, the vertical and horizontal lengths of the rectangle formed by the lattice shape, the length of the diagonal line, etc. are measured. The direction of the maximum strain, minimum strain, maximum strain, etc. of the metal material is obtained by

しかしながら、上記塑性ひずみ測定用のパターンは、一定の幅(太さ)を有した線によって、各種単位図形からなる複数のエリアに区画されているため、金属材料の塑性変形後において該パターンが変形した場合においては、各エリアのひずみを測定するに際して各エリアを区画する線の幅方向のどの部分を基準にして長さ等を測定するかが問題となる。
即ち、上記パターンにおける各エリアのひずみ測定時においては、測定者によって各エリアを区画する線の取扱いが異なる可能性があり、線の幅分の誤差が生じる場合があった。また、線が変形している場合にはその線の太さも変わっていることもあり、測定者の測定の基準となる部分があいまいになることもあった。
そのため、測定者が線のどの部分を基準にして長さ等を測定するかによって測定値に差が生じているのが実情であった。この結果、各エリアのひずみに必要な測定値に誤差が生じて各エリアのひずみを正確に測定することができず、これにより、金属材料の塑性ひずみの正確且つ安定的な測定ができない場合があった。
However, the pattern for measuring plastic strain is divided into a plurality of areas composed of various unit figures by a line having a certain width (thickness), so that the pattern is deformed after plastic deformation of the metal material. In such a case, when measuring the strain in each area, there is a problem of which part in the width direction of the line dividing each area is used as a reference for measuring the length or the like.
That is, at the time of strain measurement of each area in the pattern, there is a possibility that the handling of the lines dividing each area may be different depending on the measurer, and an error corresponding to the line width may occur. In addition, when the line is deformed, the thickness of the line may also change, and the portion that becomes the reference for measurement by the measurer may be ambiguous.
Therefore, the actual situation is that there is a difference in the measured value depending on which part of the line the measurer measures the length or the like. As a result, there is an error in the measurement value required for the strain in each area, and the strain in each area cannot be measured accurately, which may prevent accurate and stable measurement of the plastic strain of the metal material. there were.

特開平6−58704号公報JP-A-6-58704

本発明の技術的課題は、金属材料に設けたパターンに係るひずみの測定を精度よく且つ安定的に行うことができ、これにより金属材料の塑性ひずみの高精度な測定を行うことができる手段を提供することにある。   The technical problem of the present invention is a means capable of accurately and stably measuring strain related to a pattern provided on a metal material, thereby enabling high-precision measurement of plastic strain of the metal material. It is to provide.

上記課題を解決するため、本発明の金属材料の塑性ひずみ測定用パターンは、塑性変形させる金属材料の表面に配設されて、該金属材料を塑性変形させた際の塑性ひずみの測定に用いられる、金属材料の塑性ひずみ測定用のパターンにおいて、上記パターンが、複数のエリアに規則的に区画され、且つこれらの各エリアが、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色でそれぞれ色分けされていることを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems, the plastic strain measuring pattern for a metal material of the present invention is disposed on the surface of a metal material to be plastically deformed and used for measuring the plastic strain when the metal material is plastically deformed. In the pattern for measuring the plastic strain of a metal material, the pattern is regularly partitioned into a plurality of areas, and each of these areas has a color different from other adjacent areas whose contours are in line contact with each other. Are characterized by being color-coded.

本発明の塑性ひずみ測定用パターンにおいては、上記パターンは、塑性ひずみの測定対象となる上記金属材料の表面の色からなるエリアと、該金属材料の表面の色とは異なる他の色により色分けされているエリアとを有しているものとすることができる。
また、本発明においては、上記パターンは、相互に異なる2つの色によりエリアが色分けされているものとすることができる。
In the pattern for plastic strain measurement of the present invention, the pattern is color-coded by an area composed of the surface color of the metal material to be measured for plastic strain and another color different from the color of the surface of the metal material. And having an area.
In the present invention, the area of the pattern may be color-coded by two different colors.

一方、上記課題を解決するため、本発明の金属材料の塑性ひずみ測定方法は、金属材料が塑性変形した後の塑性ひずみを、該金属材料の表面に配設したひずみ測定用のパターンのひずみを測定することにより金属材料の塑性ひずみを測定する方法において、上記パターンとして、複数のエリアに規則的に区画し、且つこれらの各エリアを、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色でそれぞれ色分けした塑性ひずみ測定用パターンを用い、色分けした各エリアの境界部分を基準として該パターンのひずみを測定することを特徴とする。   On the other hand, in order to solve the above-mentioned problems, the plastic strain measurement method for a metal material of the present invention uses the strain of a pattern for strain measurement arranged on the surface of the metal material as the plastic strain after the metal material is plastically deformed. In the method of measuring the plastic strain of a metal material by measuring, the pattern is regularly partitioned into a plurality of areas, and each of these areas is mutually connected with other adjacent areas whose contours are in line contact with each other. In addition, a plastic strain measurement pattern color-coded by different colors is used, and the strain of the pattern is measured with reference to the boundary portion of each color-coded area.

本発明の測定方法においては、上記パターンを、塑性ひずみの測定対象となる上記金属材料の表面の色と、該金属材料の表面の色とは異なる別の色とで色分けするようにすることができる。
また、本発明においては、上記パターンを、相互に異なる2つの色によりエリアを色分けするようにしてもよい。
In the measurement method of the present invention, the pattern may be color-coded by a color of the surface of the metal material to be measured for plastic strain and another color different from the color of the surface of the metal material. it can.
In the present invention, the pattern may be color-coded by two different colors.

さらに、本発明の塑性ひずみ測定方法においては、上記パターンを、上記金属材料の塑性変形前に、該金属材料の表面に塗料によって予め印刷しておき、塑性変形後における金属材料の表面に透明な粘着テープを押し付けることにより、該粘着テープに塑性変形後のパターンを転写して該パターンのひずみを測定することができる。   Furthermore, in the plastic strain measuring method of the present invention, the pattern is preliminarily printed on the surface of the metal material with a paint before plastic deformation of the metal material, and the pattern is transparent on the surface of the metal material after plastic deformation. By pressing the adhesive tape, the pattern after plastic deformation can be transferred to the adhesive tape and the distortion of the pattern can be measured.

本発明によれば、金属材料を塑性変形させた際の塑性ひずみの測定に用いられる塑性ひずみ測定用のパターンが、複数のエリアに規則的に区画し、且つこれらの各エリアが、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色でそれぞれ色分けされているため、ひずみの算出の基準となる各エリアの境界の部分を一義的に把握でき、これにより、各エリアの境界を基準とした、ひずみの算出に必要な長さ等の正確な測定が可能となる。
したがって、従来の線のみで形成されているパターンのように、各エリアを区画する線の幅方向の取扱いの問題が排除されるため、該線の取扱いの違いによる測定値に誤差の発生を防ぐことができ、これにより、金属材料の塑性ひずみを精度よく且つ安定的に測定することができる。
According to the present invention, a plastic strain measurement pattern used for measuring plastic strain when a metal material is plastically deformed is regularly partitioned into a plurality of areas, and the contours of these areas are mutually connected. Since each area is color-coded differently from other adjacent areas that are in line contact with each other, it is possible to unambiguously understand the boundary part of each area, which is the basis for strain calculation. It is possible to accurately measure the length necessary for the calculation of the strain as a reference.
Therefore, the problem of handling in the width direction of the lines that divide each area is eliminated, as in the case of a pattern formed only with conventional lines, and errors in measured values due to differences in handling of the lines are prevented. Accordingly, the plastic strain of the metal material can be measured accurately and stably.

本発明に係る金属材料の塑性ひずみ測定用パターンの第1の実施の形態を示す平面図である。It is a top view which shows 1st Embodiment of the pattern for plastic strain measurement of the metal material which concerns on this invention. 金属材料にせん断力が作用した場合における、塑性ひずみ測定用パターンのエリアの境界部分の状態を模式的に示す要部拡大平面図である。ただし、(a)は金属材料が塑性変形する前の状態を、(b)は塑性変形した後の状態をそれぞれ示す。It is a principal part enlarged plan view which shows typically the state of the boundary part of the area of the pattern for a plastic strain measurement when a shear force acts on a metal material. However, (a) shows a state before the metal material is plastically deformed, and (b) shows a state after the plastic deformation. 本発明に係る金属材料の塑性ひずみ測定用パターンの第2の実施の形態を示す平面図である。It is a top view which shows 2nd Embodiment of the pattern for plastic strain measurement of the metal material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料の塑性ひずみ測定用パターンの第3の実施の形態を示す平面図である。It is a top view which shows 3rd Embodiment of the pattern for plastic strain measurement of the metal material which concerns on this invention. 本発明に係る金属材料の塑性ひずみ測定用パターンの第4の実施の形態を示す平面図である。It is a top view which shows 4th Embodiment of the pattern for plastic strain measurement of the metal material which concerns on this invention.

図1は、本発明に係る金属材料の塑性ひずみ測定用パターンの第1の実施の形態を示すものである。
上記ひずみ測定用パターンは、該金属材料を塑性変形させた際の塑性ひずみの測定に用いられるもので、この実施の形態のひずみ測定用パターン1Aは、平面視正方形状の複数のエリアに規則的に区画された、格子形状のパターンを基本として形成されたもので、塑性変形させる金属材料の表面に、例えば、電界液を用いたシルクスクリーン法によって金属材料をパターンに合わせて酸化させる方法や、スタンプ、鋼板プリンタによる印刷等の任意の手段によって直接印刷されている。
FIG. 1 shows a first embodiment of a pattern for measuring plastic strain of a metal material according to the present invention.
The strain measurement pattern is used for measurement of plastic strain when the metal material is plastically deformed. The strain measurement pattern 1A of this embodiment is regularly arranged in a plurality of square areas in plan view. Is formed on the basis of a lattice-shaped pattern, and the surface of the metal material to be plastically deformed, for example, a method of oxidizing the metal material according to the pattern by a silk screen method using an electrolysis solution, It is printed directly by any means such as stamping or printing with a steel plate printer.

上記塑性ひずみ測定用パターン1Aは、いずれのエリアも同形同大の平面視正方形状となっていて、各エリアは、そのエリアの輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリア、換言すれば、境界4が線となってあらわれている隣接する他のエリアとは、相互に異なる色でそれぞれ色分けされている。図1に示すものの場合、各エリアは、縦及び横に隣接する4つのエリアとは相互に異なる色となっている一方で、角隅で点接触している斜め方向の4つのエリアは同じ色となっている。
具体的に、上記塑性ひずみ測定用パターン1Aは、塑性ひずみの測定対象となる上記金属材料の表面の色(この実施の形態の場合は、金属材料の地色(塗装なしの色))からなる第1の色のエリア2と、該金属材料の表面の色とは異なる他の1色が着色されることにより該第1の色のエリア2と色分けされている第2の色のエリア3とで構成されている。
したがって、この塑性ひずみ測定用パターン1Aは、各エリアが、金属材料の表面の色と、それとは異なる他の1色との2色により色分けされた、全体として市松模様状の模様が形成されたものとなっている。
なお、この実施の形態においては、塑性ひずみ測定用パターン1Aの第1の色のエリア2は金属材料の表面の地色であるため、実質的には、第2の色のエリア3のみが金属材料の表面に印刷されることにより、塑性ひずみ測定用パターン1Aが金属材料の表面に設けられたものとなっている。
In the plastic strain measurement pattern 1A, each area has a square shape of the same shape and the same size in plan view, and each area has another adjacent area where the outlines of the areas are in line contact with each other, in other words, The other adjacent areas where the boundary 4 appears as a line are color-coded by different colors. In the case of the one shown in FIG. 1, each area has a different color from the four areas vertically and horizontally adjacent to each other, while the four areas in the diagonal direction that are in point contact at the corners have the same color. It has become.
Specifically, the plastic strain measurement pattern 1A is composed of the color of the surface of the metal material to be measured for plastic strain (in this embodiment, the background color of the metal material (color without painting)). An area 2 of the first color and an area 3 of the second color that is color-coded from the area 2 of the first color by coloring another color different from the color of the surface of the metal material; It consists of
Therefore, in this plastic strain measurement pattern 1A, a checkered pattern as a whole is formed in which each area is color-coded by two colors, the color of the surface of the metal material and another color different from the surface color. It has become a thing.
In this embodiment, since the first color area 2 of the plastic strain measuring pattern 1A is the ground color of the surface of the metal material, substantially only the second color area 3 is the metal. By printing on the surface of the material, the plastic strain measuring pattern 1A is provided on the surface of the metal material.

上記塑性ひずみ測定用パターン1Aにおける第1の色のエリア2と第2の色のエリア3とは、隣接する他方のエリア3,2との境界4(境界線)が視覚的に明確且つ安定的に区別できるような色で色分けされている。例えば、第1の色のエリア2を白、第2の色のエリア3を黒とするように、両エリアの色のコントラストを高くするなどして、隣接するエリアとの境界4を視覚的にはっきりさせることが好ましい。
なお、図1に示すものでは、第1の色のエリア2の色(金属材料の地色)に対して、第2の色のエリア3は黒色で塗りつぶしたものとして、両エリアの境界4を視覚的に一義的に把握できるようにしている。
The first color area 2 and the second color area 3 in the plastic strain measurement pattern 1A have a visually clear and stable boundary 4 (boundary line) between the other adjacent areas 3 and 2. It is color-coded with colors that can be distinguished. For example, the boundary 4 between adjacent areas is visually determined by increasing the contrast of the colors of both areas so that the area 2 of the first color is white and the area 3 of the second color is black. It is preferable to clarify.
In the example shown in FIG. 1, the area 3 of the second color is painted black with respect to the color of the area 2 of the first color (the ground color of the metal material), and the boundary 4 between both areas is defined. It makes it possible to grasp visually unambiguously.

ここで、塑性ひずみ測定用パターン1Aを構成する各エリア2,3を、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色でそれぞれ色分けしたのは、塑性ひずみ測定用パターンにおける各エリア2,3のひずみを測定する際に、ひずみの算出に必要な長さ等の測定の起点及び終点を視覚的に一義的に確定できるようにして、金属材料の塑性ひずみの正確且つ安定的な測定を可能とするためである。   Here, each of the areas 2 and 3 constituting the plastic strain measurement pattern 1A is color-coded with a different color from other adjacent areas whose contours are in line contact with each other. When measuring strains in areas 2 and 3, the starting and ending points of the measurement such as the length necessary for strain calculation can be uniquely determined visually, so that the plastic strain of the metal material is accurate and stable. This is to enable accurate measurement.

既に述べたように、従来のような線のみで形成されている塑性ひずみ測定用パターンの場合、各エリアのひずみ測定時においては、エリアを区画する線の幅方向の取扱い、つまりは、各エリアのひずみ測定する上で必要となる長さ(この実施の形態の場合は、各エリアの縦・横の長さや対角線の長さ等)の起点と終点とを線の幅方向のどの位置を基準とするかが、測定者によって異なる可能性があった。また、線が変形している場合にはその線の太さも変わっていることもあり、測定者の測定の基準となる部分があいまいになることもあった。そのため、測定者による各エリアを区画する線の幅の取扱いの違いによって線の幅分の誤差が生じ、結果として各エリアのひずみの測定値も測定者によって誤差が発生しているのが実情であった。
このような、塑性ひずみ測定用パターンの各エリアのひずみの測定の時点での誤差の発生は、塑性変形させた金属材料の塑性ひずみの測定値にも大きな影響を与えるため、該塑性ひずみを正確且つ安定的に測定できないことになる。
As already described, in the case of a plastic strain measurement pattern formed only with conventional lines, when measuring the strain in each area, handling in the width direction of the line that divides the area, that is, each area The position in the width direction of the line is based on the start and end points of the length required to measure the strain (in this embodiment, the vertical / horizontal length of each area, the diagonal length, etc.) However, there was a possibility that it differs depending on the measurer. In addition, when the line is deformed, the thickness of the line may also change, and the portion that becomes the reference for measurement by the measurer may be ambiguous. For this reason, an error corresponding to the width of the line occurs due to the difference in handling of the width of the line that divides each area by the measurer, and as a result, the measured value of the distortion of each area is also caused by the measurer. there were.
The occurrence of an error at the time of measuring the strain in each area of the plastic strain measurement pattern greatly affects the measured value of the plastic strain of the plastically deformed metal material. And it cannot measure stably.

そこで、本発明においては、塑性ひずみ測定用パターンの各エリアを、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色でそれぞれ色分けすることにより、従来のパターンのような各エリアを区画する線の存在をなくして、測定時における線の取扱い自体を排除し、両エリアの境界(境界線)を視覚的に明らかにしている。
これにより、塑性ひずみ測定用パターンにおける各エリアのひずみを測定する際には、各エリアを区画する線自体が存在しないため、図2(ただし、図2は金属材料をせん断する例を示す。また白抜き矢印はせん断力が作用する方向を示す)に示すように、金属材料の塑性変形前後において、隣接するエリアの境界部分を視覚的に一義的に把握、特定することができる。この結果、両エリアの境界部分を基準として、ひずみの算出に必要な長さ等の測定の起点及び終点を視覚的に一義的に確定できるため、金属材料の塑性ひずみの測定を、従来に比べて精度良く且つ安定的に行うことが可能となる。
Therefore, in the present invention, each area of the pattern for measuring plastic strain is color-coded with a different color from other adjacent areas whose contours are in line contact with each other, thereby making each area like a conventional pattern. By eliminating the presence of the dividing lines, the handling of the lines at the time of measurement is eliminated, and the boundary (boundary line) between both areas is clarified visually.
Thereby, when measuring the strain of each area in the pattern for measuring plastic strain, there is no line that divides each area, so FIG. 2 (however, FIG. 2 shows an example of shearing a metal material. As shown in the white arrow, the direction in which the shearing force acts is shown), and before and after the plastic deformation of the metal material, the boundary portion between adjacent areas can be visually grasped and specified uniquely. As a result, it is possible to determine the starting point and end point of the measurement such as the length necessary for strain calculation visually and unambiguously with reference to the boundary between both areas. Therefore, it is possible to carry out with high accuracy and stability.

また、塑性ひずみ測定用パターンの各エリアの、隣接するエリアのとの境界線の長さは、1.0mm〜100mm程度とすることが適切であり、より好ましくは1.0〜50mm、さらには1.0〜10mmとするのが好ましい。
各エリアの、隣接するエリアのとの境界線の長さの下限を1.0mmとしたのは、塑性歪計測における実用上の制限からである。
一方、適切な上限を100mmとしたのは、100mmを超えると、線幅が0.2mm程度の比較的大きい線幅の従来の塑性ひずみ測定用パターンを用いた場合であっても、その測定誤差が許容範囲内に抑えられる可能性があることから、従来のものに対する本発明の優位性がそれほど発揮されない場合があるためである。
さらに、より好ましい上限を50mmとしたのは、50mmを超えると、線幅が0.1mm程度の一般的な線幅の従来の塑性ひずみ測定用パターンを用いた場合であっても、その測定誤差が許容範囲内に抑えられる場合があることから、本発明の優位性がそれほど発揮されない場合があるためである。
また、さらに好ましい上限を10mmとしたのは、この程度になると、従来の塑性ひずみ測定用パターンの場合はその線幅に関わらず測定誤差が顕著となることから、従来のものと比較した本発明の塑性ひずみの測定精度がきわめて高くなるためである。なお、この点については、本発明者らの実験によれば、従来のものの場合、約1.2%もの測定誤差が発生していることがわかっている。
In addition, the length of the boundary line between each area of the pattern for measuring plastic strain and the adjacent area is suitably about 1.0 mm to 100 mm, more preferably 1.0 to 50 mm, and further The thickness is preferably 1.0 to 10 mm.
The reason why the lower limit of the length of the boundary line between each area and the adjacent area is set to 1.0 mm is due to practical restrictions in plastic strain measurement.
On the other hand, the appropriate upper limit is set to 100 mm, and if it exceeds 100 mm, even if a conventional plastic strain measurement pattern with a relatively large line width of about 0.2 mm is used, the measurement error This is because there is a possibility that the advantage of the present invention over the conventional one is not so much exhibited.
Furthermore, the more preferable upper limit is set to 50 mm. If the upper limit exceeds 50 mm, even if a conventional plastic strain measurement pattern having a general line width of about 0.1 mm is used, the measurement error This is because the superiority of the present invention may not be exerted so much.
Further, the more preferable upper limit is set to 10 mm. In this case, in the case of the conventional plastic strain measurement pattern, the measurement error becomes remarkable regardless of the line width, and therefore the present invention compared with the conventional one. This is because the measurement accuracy of the plastic strain is extremely high. In this regard, according to experiments by the present inventors, it is known that a measurement error of about 1.2% occurs in the conventional case.

以下、上記構成を有する塑性ひずみ測定用パターン1Aを用いて、金属材料の塑性ひずみを測定する場合について説明する。
まず、金属材料を塑性変形させる前に、塑性ひずみ測定用パターン1Aを金属材料の表面に予め印刷しておく。
その後、上記塑性ひずみ測定用パターン1Aを配設した金属材料、例えば各種成形に供される薄鋼板等の金属板や、各種性能試験に使用される金属製の試験片等に対して、せん断、引張、曲げ、穴広げ、張出、深絞り、プレス等によって塑性変形させると共に、該ひずみ測定用のパターンのひずみを測定する。
Hereinafter, the case where the plastic strain of a metal material is measured using the plastic strain measuring pattern 1A having the above configuration will be described.
First, before plastically deforming a metal material, a plastic strain measurement pattern 1A is printed in advance on the surface of the metal material.
Thereafter, the metal material provided with the pattern 1A for measuring plastic strain, for example, a metal plate such as a thin steel plate used for various moldings, a metal test piece used for various performance tests, shearing, Plastic deformation is performed by tension, bending, hole expansion, overhang, deep drawing, pressing, or the like, and the strain of the strain measurement pattern is measured.

上記塑性ひずみ測定用パターン1Aに係るひずみを測定するに際しては、塑性変形させている金属材料に配設した該塑性ひずみ測定用パターン1Aをカメラで常時監視する。
そして、そのカメラからの画像を電子計算機に逐次取込み、それらの画像をモニター等に出力すると共に、それらの画像を2次元座標を有する画像データに変換する。さらに、その画像データの2次元座標に基づいて、塑性ひずみ測定用パターン1Aの平面視略正方形状の各エリア2,3の縦及び横の各長さや対角線の長さ等を測定してする。最終的には、これらの測定値に基づいて、塑性変形した金属材料の最大ひずみや最小ひずみ、最大ひずみの方向等を求める。
このようなひずみの測定方法においては、金属材料のひずみをリアルタイムで測定することができるという利点がある。
When measuring the strain related to the plastic strain measuring pattern 1A, the plastic strain measuring pattern 1A disposed on the plastically deformed metal material is constantly monitored by a camera.
Then, the images from the camera are sequentially taken into an electronic computer, the images are output to a monitor or the like, and the images are converted into image data having two-dimensional coordinates. Further, based on the two-dimensional coordinates of the image data, the vertical and horizontal lengths, diagonal lengths, etc. of each of the areas 2 and 3 having a substantially square shape in plan view of the plastic strain measurement pattern 1A are measured. Finally, based on these measured values, the maximum strain, the minimum strain, the direction of the maximum strain, etc. of the plastically deformed metal material are obtained.
Such a strain measuring method has an advantage that the strain of the metal material can be measured in real time.

また、金属材料が塑性変形により破断した場合等を含め、塑性変形後の金属材料の塑性ひずみを事後的に測定する際には、塑性変形後における金属材料の表面に透明な粘着テープを押し付けることにより、該粘着テープに塑性変形後の塑性ひずみ測定用パターン1Aを転写して該パターンのひずみを測定することも可能である。
例えば、金属材料が塑性変形により破断した場合は、その破断部分を挟んだ一方の半部側に位置する塑性ひずみ測定用パターンを粘着テープに転写する。その後、他方の半部側に位置する塑性ひずみ測定用パターンについては、その破断部分と、既に転写した半部側の塑性ひずみ測定用パターンの破断部分とを相互に一致させた状態で、同じ粘着テープに転写する。
これにより、金属材料の破断時における塑性ひずみ測定用パターンを得ることができる。
そして、この転写した塑性ひずみ測定用パターンの画像を電子計算機に取込み、その画像を2次元座標を有する画像データに変換する。さらに、その画像データの2次元座標に基づいて、塑性ひずみ測定用パターンの平面視略正方形状の各エリア2,3の縦及び横の長さや対角線の長さ等を測定し、これらの測定値に基づいて、塑性変形した金属材料の最大ひずみや最小ひずみ、最大ひずみの方向等を求める。
In addition, when measuring the plastic strain of a metal material after plastic deformation, including when the metal material is ruptured by plastic deformation, press a transparent adhesive tape on the surface of the metal material after plastic deformation. Thus, it is also possible to transfer the plastic strain measuring pattern 1A after plastic deformation to the adhesive tape and measure the strain of the pattern.
For example, when the metal material is ruptured by plastic deformation, the plastic strain measurement pattern located on one half of the ruptured portion is transferred to the adhesive tape. Thereafter, for the plastic strain measurement pattern located on the other half side, the same adhesion is obtained with the rupture portion and the rupture portion of the already transferred half-side plastic strain measurement pattern mutually matched. Transfer to tape.
Thereby, the pattern for plastic strain measurement at the time of the fracture | rupture of a metal material can be obtained.
Then, the transferred image of the plastic strain measurement pattern is taken into an electronic computer, and the image is converted into image data having two-dimensional coordinates. Further, based on the two-dimensional coordinates of the image data, the vertical and horizontal lengths, diagonal lengths, etc. of each of the square-shaped areas 2 and 3 in the plan view of the plastic strain measurement pattern are measured. Based on the above, the maximum strain, the minimum strain, the direction of the maximum strain, etc. of the plastically deformed metal material are obtained.

ここで、塑性ひずみ測定用パターン1Aに係るカメラの画像を2次元座標を有する画像データに変換するにあたっては、該塑性ひずみ測定用パターン1Aにおける、平面視正方形状の各エリア2,3の境界4を基準とした座標を取得する。
上記各エリア2,3は、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色、つまり、上記第1の色のエリア2と第2の色のエリア3とに色分けされているため、その色の境界線をもって各エリアの境界4を視覚的に一義的に特定することができる。
これにより、各エリア3,4のひずみの算出に必要な、各エリア3,4の縦及び横の各長さや対角線の長さ等の測定の起点及び終点となる位置も、視覚的に一義的に特定することができる。したがって、従来生じていた測定者の線の幅方向の取扱いの違いによる測定誤差が無くなり、各エリア2,3の境界4に係る二次元座標を精度良く、且つ安定的に特定し、取得することが可能となる。
この結果、塑性ひずみ測定用パターン1Aの各エリア2,3のひずみの計測を高い精度で安定的に計測することができるため、金属材料の塑性ひずみの測定も精度良く且つ安定的に行うことができることとなる。
Here, when the image of the camera related to the plastic strain measurement pattern 1A is converted into image data having two-dimensional coordinates, the boundary 4 of each area 2 and 3 having a square shape in plan view in the plastic strain measurement pattern 1A. Get coordinates based on.
The areas 2 and 3 are color-coded into different colors from other adjacent areas whose outlines are in line contact with each other, that is, the first color area 2 and the second color area 3. Therefore, the boundary 4 of each area can be uniquely identified visually with the boundary line of the color.
As a result, the positions that are the starting and ending points of the measurement of the lengths and widths of the areas 3 and 4 and the lengths of the diagonal lines necessary for calculating the strains of the areas 3 and 4 are also visually unique. Can be specified. Accordingly, the measurement error due to the difference in the width direction of the measurer that has occurred in the past is eliminated, and the two-dimensional coordinates related to the boundary 4 of each area 2 and 3 can be accurately and stably identified and acquired. Is possible.
As a result, since it is possible to stably measure the strains of the areas 2 and 3 of the plastic strain measurement pattern 1A with high accuracy, it is possible to accurately and stably measure the plastic strain of the metal material. It will be possible.

なお、上記カメラによる取得した画像を2次元座標を有する画像データに変換するに際しては、その画像を例えば白と黒とに二値化処理することが好ましく、これにより、色分けした各エリア2,3の境界4を視覚的により確実に特定することができ、2次元座標の特定が一層容易となる。   When the image acquired by the camera is converted into image data having two-dimensional coordinates, it is preferable to binarize the image into, for example, white and black. The boundary 4 can be identified more reliably visually, and the two-dimensional coordinates can be identified more easily.

以上のように、金属材料を塑性変形させた際の塑性ひずみの測定に用いられる塑性ひずみ測定用パターン1Aを、複数のエリア2,3に規則的に区画し、且つこれらの各エリア2,3が、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色でそれぞれ色分けされた構成としたことにより、塑性ひずみ測定用パターン1Aにおける各エリア2,3のひずみの算出の基準となる各エリア2,3の境界4の部分を視覚的に一義的に把握し、特定することができる。これにより、各エリア2,3の境界4を基準とした、ひずみの算出に必要な長さ等の正確な測定が可能となる。
よって、従来の線のみで形成されている塑性ひずみ測定用パターンのような、各エリアを区画する線の取扱いが排除されるため、線の取扱いの違い起因する測定値の読取誤差を確実に防ぐことができ、金属材料の塑性ひずみの高精度且つ安定的な測定を行うことができる。
As described above, the plastic strain measuring pattern 1A used for measuring the plastic strain when the metal material is plastically deformed is regularly divided into a plurality of areas 2 and 3, and each of these areas 2 and 3 is divided. However, by adopting a configuration in which the contours are color-coded by different colors from other adjacent areas that are in line contact with each other, it becomes a reference for calculation of strain in each of the areas 2 and 3 in the plastic strain measurement pattern 1A. The part of the boundary 4 of each area 2 and 3 can be visually grasped uniquely and can be specified. As a result, it is possible to accurately measure the length and the like necessary for the strain calculation with reference to the boundary 4 between the areas 2 and 3.
Therefore, since the handling of the lines that divide each area, such as the conventional plastic strain measurement pattern formed by only the lines, is eliminated, it is possible to reliably prevent reading errors in the measurement values caused by the difference in the handling of the lines. Therefore, highly accurate and stable measurement of the plastic strain of the metal material can be performed.

上記第1の実施の形態においては、塑性ひずみ測定用パターン1Aを、全体として格子形状に形成され、平面視略正方形状の複数のエリアに区画され且つ市松模様状をなすように色分けされた構成としていた。
しかしながら、図3に示す塑性ひずみ測定用パターンは、複数の同心円を有するパターンとなっている。
In the first embodiment, the plastic strain measurement pattern 1A is formed in a lattice shape as a whole, divided into a plurality of substantially square areas in plan view, and color-coded so as to form a checkered pattern. I was trying.
However, the plastic strain measurement pattern shown in FIG. 3 is a pattern having a plurality of concentric circles.

即ち、図3は本発明の第2の実施の形態に係る塑性ひずみ測定用パターン1Bを示すもので、この第2の実施の形態の塑性ひずみ測定用パターン1Bは、複数の同心円と、これらの同心円の径方向に延びる複数の直線により複数のエリア2,3に規則的に区画され、且つ、これらの各エリア2,3が、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色でそれぞれ色分けされたスクライブドサークルにより形成されている。
上記複数の同心円は、径が一定の割合で異なっていて、内周側の同心円と外周側の同心円との間の間隔が相互に一定となるように設定されている。
また、上記径方向の直線は、上記複数の同心円の中心から放射状(図2の場合16方向)に延びている。
そして、上記同心円と径方向の直線とで区画された各エリア2,3は、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色で、第1の色のエリア2と第2の色のエリア3とにそれぞれ色分けされ、その色分けによって、輪郭が線接触する両エリア2,3の境界4が視覚的に一義的に把握、特定できるようになっている。
なお、この実施の形態においては、上述した第1の実施の形態と同様、第1の色のエリア2の色を金属材料の地色とし、第2の色のエリア3は黒色で塗りつぶしたものとして、両エリアを2色で色分けしたものとしている。また、中央の円部分のエリアについては、塑性ひずみ測定に供しない部分として、色分けの対象とはしていない。
3 shows a plastic strain measurement pattern 1B according to the second embodiment of the present invention. The plastic strain measurement pattern 1B according to the second embodiment includes a plurality of concentric circles, and A plurality of areas 2 and 3 are regularly partitioned by a plurality of straight lines extending in the radial direction of the concentric circles, and each of these areas 2 and 3 is different from other adjacent areas that are in line contact with each other. It is formed by scribed circles that are color-coded by color.
The plurality of concentric circles have different diameters at a constant rate, and are set such that the distance between the inner peripheral concentric circle and the outer peripheral concentric circle is constant.
Further, the radial straight line extends radially from the centers of the plurality of concentric circles (16 directions in FIG. 2).
The areas 2 and 3 defined by the concentric circles and the radial straight lines are different in color from other adjacent areas whose outlines are in line contact with each other. The areas 4 of the two colors are respectively color-coded, and the boundary 4 between the areas 2 and 3 where the contours are in line contact can be visually and uniquely identified and identified by the color classification.
In this embodiment, as in the first embodiment described above, the color of area 1 of the first color is the background color of the metal material, and area 3 of the second color is filled with black. Both areas are color-coded in two colors. Further, the area of the central circular portion is not subjected to color coding as a portion not subjected to plastic strain measurement.

この第2の実施の形態に係る塑性ひずみ測定用パターン1Bは、基本的に、上述した第1の実施の形態と同様の作用・効果を有するが、パターンの特性上、金属材料を深絞り加工する際にきわめて有用である。   The plastic strain measurement pattern 1B according to the second embodiment basically has the same operations and effects as those of the first embodiment described above, but the metal material is deep-drawn due to the characteristics of the pattern. It is extremely useful in doing so.

なお、上記構成を有する第2の実施の形態に係る塑性ひずみ測定用パターン1Bを用いた金属材料の塑性ひずみを測定は、基本的に、上述した第1の実施の形態における測定方法と同様の手順で行い、また、作用・効果については第1の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。   In addition, the measurement of the plastic strain of the metal material using the plastic strain measurement pattern 1B according to the second embodiment having the above-described configuration is basically the same as the measurement method in the first embodiment described above. The procedure is performed, and the actions and effects are the same as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

図3は、本発明の塑性ひずみ測定用パターンに係る第3の実施の形態を示すもので、この第3の実施の形態に係る塑性ひずみ測定用パターン1Cは、複数の円と格子形状とを組合わせたパターンである。
即ち、図3に示すように、複数の同径の円を重複させながら規則的に配置すると共に、1辺が該円の半径と同じ長さの平面視略正方形状の空間を有する格子形状をさらに重ねて配置することによって、複数のエリアに規則的に区画している。さらに、これらの各エリアを、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色で、第1の色のエリア2と第2の色のエリア3とにそれぞれ色分けしたものとなっている。
したがって、各エリア2,3については、その色分けによって、輪郭が線接触するエリア3,2との境界4の部分が視覚的に一義的に把握、特定できるようになっている。
なお、この実施の形態においては、上述した第1及び第2の実施の形態と同様、第1の色のエリア2の色を金属材料の地色とし、第2の色のエリア3は黒色で塗りつぶしたものとして、両エリアを2色で色分けしたものとしている。
FIG. 3 shows a third embodiment of the plastic strain measurement pattern according to the present invention. The plastic strain measurement pattern 1C according to the third embodiment includes a plurality of circles and a lattice shape. It is a combined pattern.
That is, as shown in FIG. 3, a plurality of circles having the same diameter are arranged regularly while overlapping, and a lattice shape having a substantially square space in one side having the same length as the radius of the circle. Furthermore, by arranging in an overlapping manner, it is regularly partitioned into a plurality of areas. Furthermore, each of these areas is color-separated into a first color area 2 and a second color area 3 in different colors from other adjacent areas whose outlines are in line contact with each other. ing.
Accordingly, for each of the areas 2 and 3, the color coding allows the portion of the boundary 4 with the areas 3 and 2 where the contours are in line contact to be visually and uniquely identified and specified.
In this embodiment, as in the first and second embodiments described above, the color of the first color area 2 is the ground color of the metal material, and the second color area 3 is black. Both areas are color-coded in two colors.

この第3の実施の形態に係る塑性ひずみ測定用パターン1Cは、基本的に、上述した第1の実施の形態と同様の作用・効果を有するが、パターンの特性上、金属材料を張出成形する場合や、加工金属材料をプレス等によって比較的複雑な形状に加工・成形する場合等、金属材料の塑性ひずみの方向が多様である場合に特に有用である。
なお、上記構成を有する第3の実施の形態に係る塑性ひずみ測定用パターン1Cを用いた金属材料の塑性ひずみを測定も、基本的には上述した第1の実施の形態における測定方法と同様の手順で行い、また、作用・効果については第1の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
The plastic strain measurement pattern 1C according to the third embodiment basically has the same functions and effects as those of the first embodiment described above, but the metal material is stretched and formed due to the characteristics of the pattern. This is particularly useful when the direction of plastic strain of the metal material is diverse, such as when processing or forming the processed metal material into a relatively complicated shape by pressing or the like.
The measurement of the plastic strain of the metal material using the plastic strain measurement pattern 1C according to the third embodiment having the above configuration is basically the same as the measurement method in the first embodiment described above. The procedure is performed, and the actions and effects are the same as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

図5は、本発明の塑性ひずみ測定用パターンに係る第4の実施の形態を示すもので、この第4の実施の形態の塑性ひずみ測定用パターン1Dは、上述した第3の実施の形態と同様に、複数の円と格子形状とを組合わせたものであるが、第3の実施の形態とは異なるパターンに形成されている。
即ち、図5に示すように、この実施の形態の塑性ひずみ測定用パターン1Dは、複数の同径の円を縦方向及び横方向に直線的に規則的に配置すると共に、各円の中心を通る直線からなる、平面視略正方形状の空間を有する格子形状をさらに重ねて配置することによって、複数のエリアに規則的に区画したスクライブドサークルを基本としている。そして、これらの各エリアを、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色で、第1の色のエリア2と第2の色のエリア3とにそれぞれ色分けし、各エリア2,3は、その色分けによって、隣接するエリアとの境界4の部分が視覚的に一義的に把握、特定できるようになっている。
なお、この実施の形態においても、上述した第1〜第3の実施の形態と同様、第1の色のエリア2の色を金属材料の地色とし、第2の色のエリア3は黒色で塗りつぶしたものとして、両エリアを2色で色分けしたものとしている。
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the plastic strain measurement pattern of the present invention. The plastic strain measurement pattern 1D of the fourth embodiment is the same as that of the third embodiment described above. Similarly, it is a combination of a plurality of circles and a lattice shape, but is formed in a pattern different from that of the third embodiment.
That is, as shown in FIG. 5, the plastic strain measurement pattern 1D according to this embodiment arranges a plurality of circles of the same diameter regularly and linearly in the vertical and horizontal directions, and the center of each circle. It is based on a scribed circle that is regularly partitioned into a plurality of areas by further overlapping and arranging a grid shape having a substantially square space in plan view, which consists of straight lines passing through. Each of these areas is color-coded into a first color area 2 and a second color area 3 with different colors from other adjacent areas whose outlines are in line contact with each other. 2 and 3 can visually identify and specify the boundary 4 with the adjacent area by color coding.
Also in this embodiment, as in the first to third embodiments described above, the color of the first color area 2 is the ground color of the metal material, and the second color area 3 is black. Both areas are color-coded in two colors.

この第4の実施の形態に係る塑性ひずみ測定用パターン1Dは、基本的に、上述した第1の実施の形態と同様の作用・効果を有するが、上記第3の実施の形態に係る塑性ひずみ測定用パターン1Cと同様に、金属材料を張出成形する場合、あるいはプレス等によって比較的複雑な形状に加工・成形する場合等、金属材料の塑性ひずみの方向が複雑である場合に有用である。
なお、上記構成を有する第4の実施の形態に係る塑性ひずみ測定用パターン1Dを用いた金属材料の塑性ひずみを測定も、基本的には上述した第1の実施の形態における測定方法と同様の手順で行い、また、作用・効果については第1の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
The plastic strain measurement pattern 1D according to the fourth embodiment basically has the same functions and effects as the first embodiment described above, but the plastic strain according to the third embodiment. Similar to the measurement pattern 1C, it is useful when the direction of plastic strain of the metal material is complicated, such as when the metal material is stretch-molded, or when it is processed and molded into a relatively complicated shape by a press or the like. .
In addition, the measurement of the plastic strain of the metal material using the plastic strain measurement pattern 1D according to the fourth embodiment having the above-described configuration is basically the same as the measurement method in the first embodiment described above. The procedure is performed, and the actions and effects are the same as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

なお、上記第2〜第4の実施の形態において塑性ひずみ測定用パターン1B〜1Dを構成する各エリアの、隣接するエリアのとの境界線の長さは、1.0mm〜100mm程度とすることが適切であり、より好ましくは1.0〜50mm、さらには1.0〜10mmとするのが好ましいことは、上記第1実施の形態と同様である。   In the second to fourth embodiments, the length of the boundary line between each area constituting the plastic strain measurement patterns 1B to 1D and the adjacent area is about 1.0 mm to 100 mm. Is the same as the first embodiment, more preferably 1.0 to 50 mm, and further preferably 1.0 to 10 mm.

上記第1〜第4の実施の形態においては、図1,図3〜図5の特定の形状を有する塑性ひずみ測定用パターン1A〜1Dを用いた例について説明しているが、塑性ひずみ測定用パターンは、複数のエリアに規則的に区画され、且つこれらの各エリアが、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色でそれぞれ色分けされたものであれば、第1〜第4の実施の形態で説明した塑性ひずみ測定用パターン1A〜1D以外の適当なパターンを用いることができる。
また、上記塑性ひずみ測定用パターンの各エリアの色分けについては、隣接するエリアの境界部分が視覚的に一義的に特定できるものであれば、2色に限らず、3色以上の色を使用して色分けしてもよい。
In the said 1st-4th embodiment, although the example using the pattern 1A-1D for plastic strain measurement which has the specific shape of FIG. 1, FIG. 3-FIG. 5 is demonstrated, it is for plastic strain measurement. If the pattern is regularly divided into a plurality of areas, and each of these areas is color-coded with a different color from other adjacent areas whose outlines are in line contact with each other, the first to first patterns An appropriate pattern other than the plastic strain measurement patterns 1A to 1D described in the fourth embodiment can be used.
Further, the color coding of each area of the pattern for measuring plastic strain is not limited to two colors as long as the boundary portion between adjacent areas can be uniquely identified visually, and three or more colors are used. May be color-coded.

また、上記第1〜第4の実施の形態においては、上記塑性ひずみ測定用パターン1A〜1Dを用いた金属材料の塑性ひずみの測定を、塑性ひずみ測定用パターンをカメラで監視して画像を取込み、その画像を2次元座標を有する画像データに変換し、該2次元座標に基づいて各エリアのひずみの測定に必要な長さ等を測定し、この測定値に基づいて金属材料の塑性ひずみを測定する方法を用いている。
あるいは、測定者の実測による測定値に基づいて塑性ひずみを測定するようにしてもよい。
In the first to fourth embodiments, the plastic strain measurement of the metal material using the plastic strain measurement patterns 1A to 1D is monitored by monitoring the plastic strain measurement pattern with a camera. The image is converted into image data having two-dimensional coordinates, the length necessary for measuring the strain in each area is measured based on the two-dimensional coordinates, and the plastic strain of the metal material is calculated based on the measured value. The measurement method is used.
Alternatively, the plastic strain may be measured based on a measurement value obtained by measurement by the measurer.

本発明の効果を確認するため、上記第1の実施の形態で説明した塑性ひずみ測定用パターン1Aを印刷した金属材料(以下「本発明例」という。)と、従来の線のみで形成された格子形状のパターンからなる塑性ひずみ測定用パターンを印刷した金属材料(以下「比較例」という。)とを用いて、塑性ひずみ測定の測定精度を比較する実験を行った。
上記実験は、本発明例に係る塑性ひずみ測定用パターンと、比較例に係る塑性ひずみ測定用パターンとを、別々の薄鋼板の表面にそれぞれ印刷しておき、各薄鋼板に対して張出試験を行った。そして、破断後の塑性ひずみ測定用パターンを粘着テープで転写して、その画像を電子計算機に取込み、モニターの画像上において該パターンにおける各エリアの縦及び横の各長さを読取ることにより、本発明例と比較例とに、どの程度の読取り誤差が発生したかを調べた。
なお、上記張出試験は、本発明例及び比較例毎にそれぞれ62回ずつ行い、また、各エリアの縦及び横の各長さを読取りは、同じ測定者が別々の日にそれぞれ2回行った。
本発明例及び比較例の各塑性ひずみ測定用パターンは、いずれも、一辺が2mmの平面視正方形状のエリアからなる格子形状とし、比較例については、エリアを区画する線の幅(太さ)を約0.1mmとした。また、比較例に係るエリアの長さ測定の際には、各エリアを区画する線の内側を測定の起点又は終点とするようにした。
In order to confirm the effect of the present invention, it was formed only with a metal material (hereinafter referred to as “example of the present invention”) printed with the plastic strain measurement pattern 1A described in the first embodiment and a conventional line. An experiment was performed to compare the measurement accuracy of plastic strain measurement using a metal material (hereinafter referred to as “comparative example”) on which a plastic strain measurement pattern composed of a lattice-shaped pattern was printed.
In the above experiment, the plastic strain measurement pattern according to the present invention example and the plastic strain measurement pattern according to the comparative example are printed on the surfaces of separate thin steel plates, respectively, and the overhang test is performed on each thin steel plate. Went. Then, the pattern for measuring plastic strain after fracture is transferred with an adhesive tape, the image is taken into an electronic computer, and the vertical and horizontal lengths of each area in the pattern are read on the monitor image. It was examined how much reading error occurred in the inventive example and the comparative example.
The overhang test is performed 62 times for each of the present invention example and the comparative example, and the length and width of each area are read twice by the same measurer on different days. It was.
Each of the plastic strain measurement patterns of the present invention example and the comparative example has a lattice shape composed of a square area in a plan view having a side of 2 mm, and for the comparative example, the width (thickness) of a line dividing the area Was about 0.1 mm. Further, when measuring the length of the area according to the comparative example, the inner side of the line dividing each area is set as the starting point or the ending point of the measurement.

この実験の結果、比較例の場合は、平均して0.121mmの読取誤差が生じていることがわかった。これは、塑性ひずみ測定用パターンにおける各エリアの縦・横の長さである2mmに対して約6%程度の誤差が発生していることになる。
一方、本発明例の場合は、読取誤差はほとんど生じなかった。そのため、本発明例は比較例に比べて読取精度が約6%程度向上したことになる。これは、隣接する各エリアが色分けされたことにより、比較例のような各エリアを区画する線の幅方向の取扱い自体が排除されたため、この線の幅分の読取誤差の発生が防止されたためだと考えられる。
以上により、本発明は、金属材料に設けた塑性ひずみ測定用パターンに係るひずみの測定を精度よく且つ安定的に行うことができることがわかった。したがって、金属材料の塑性ひずみの高精度な測定を行うことができることが実証された。
As a result of this experiment, it was found that a reading error of 0.121 mm occurred on the average in the comparative example. This means that an error of about 6% occurs with respect to 2 mm which is the vertical and horizontal length of each area in the plastic strain measurement pattern.
On the other hand, in the case of the present invention, almost no reading error occurred. For this reason, the reading accuracy of the example of the present invention is improved by about 6% compared to the comparative example. This is because, since each adjacent area is color-coded, the handling itself in the width direction of the line that divides each area as in the comparative example is eliminated, and the occurrence of reading errors corresponding to the width of this line is prevented. It is thought that.
From the above, it was found that the present invention can accurately and stably measure the strain related to the plastic strain measuring pattern provided on the metal material. Therefore, it was proved that the plastic strain of the metal material can be measured with high accuracy.

1A〜1D 塑性ひずみ測定用パターン
2 第1の色のエリア
3 第2の色のエリア
4 境界
1A to 1D Plastic Strain Measurement Pattern 2 First Color Area 3 Second Color Area 4 Boundary

Claims (7)

塑性変形させる金属材料の表面に配設されて、該金属材料を塑性変形させた際の塑性ひずみの測定に用いられる、金属材料の塑性ひずみ測定用のパターンにおいて、
上記パターンが、複数のエリアに規則的に区画され、且つこれらの各エリアが、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色でそれぞれ色分けされていることを特徴とする金属材料の塑性ひずみ測定用パターン。
In the pattern for measuring the plastic strain of the metal material, which is disposed on the surface of the metal material to be plastically deformed and used to measure the plastic strain when the metal material is plastically deformed,
The metal is characterized in that the pattern is regularly divided into a plurality of areas, and each of these areas is color-coded with a different color from other adjacent areas whose outlines are in line contact with each other. Pattern for measuring plastic strain of materials.
上記パターンは、塑性ひずみの測定対象となる上記金属材料の表面の色からなるエリアと、該金属材料の表面の色とは異なる他の色により色分けされているエリアとを有していることを特徴とする請求項1に記載の金属材料の塑性ひずみ測定用パターン。   The pattern has an area composed of the surface color of the metal material to be measured for plastic strain and an area color-coded by another color different from the color of the surface of the metal material. The pattern for measuring plastic strain of a metal material according to claim 1, wherein 上記パターンは、相互に異なる2つの色によりエリアが色分けされていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の塑性ひずみ測定用パターン。   The plastic strain measurement pattern according to claim 1 or 2, wherein the pattern is color-coded by two different colors. 金属材料が塑性変形した後の塑性ひずみを、該金属材料の表面に配設したひずみ測定用のパターンのひずみを測定することにより金属材料の塑性ひずみを測定する方法において、
上記パターンとして、複数のエリアに規則的に区画し、且つこれらの各エリアを、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色でそれぞれ色分けした塑性ひずみ測定用パターンを用い、色分けした各エリアの境界部分を基準として該パターンのひずみを測定することを特徴とする金属材料の塑性ひずみ測定方法。
In the method of measuring the plastic strain of the metal material by measuring the strain of the pattern for strain measurement disposed on the surface of the metal material, the plastic strain after the metal material is plastically deformed,
As the above pattern, using a plastic strain measurement pattern that is regularly partitioned into a plurality of areas, and each of these areas is color-coded with a different color from other adjacent areas whose outlines are in line contact with each other, A method for measuring a plastic strain of a metal material, wherein the strain of the pattern is measured using a boundary portion of each color-coded area as a reference.
上記パターンを、塑性ひずみの測定対象となる上記金属材料の表面の色と、該金属材料の表面の色とは異なる別の色とで色分けすることを特徴とする請求項4に記載の金属材料の塑性ひずみ測定方法。   5. The metal material according to claim 4, wherein the pattern is color-coded by a color of the surface of the metal material to be measured for plastic strain and a different color from the color of the surface of the metal material. Plastic strain measurement method. 上記パターンを、相互に異なる2つの色により各エリアを色分けすることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の金属材料の塑性ひずみ測定方法。   6. The method for measuring plastic strain of a metal material according to claim 4, wherein each area of the pattern is color-coded by two different colors. 上記パターンを、上記金属材料の塑性変形前に、該金属材料の表面に塗料によって予め印刷しておき、塑性変形後における金属材料の表面に透明な粘着テープを押し付けることにより、該粘着テープに塑性変形後のパターンを転写して該パターンのひずみを測定することを特徴とする請求項4から請求項6のいずれかに記載の金属材料の塑性ひずみ測定方法。
Before the plastic deformation of the metal material, the pattern is preliminarily printed on the surface of the metal material with a paint, and a transparent adhesive tape is pressed against the surface of the metal material after the plastic deformation, so that the adhesive tape is plasticized. The method for measuring a plastic strain of a metal material according to any one of claims 4 to 6, wherein the strain after the deformation is transferred and the strain of the pattern is measured.
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