JP2013524234A - Pdc、pcbn、または他の高硬度もしくは超高硬度の材料のための音響放射靱性試験 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図16
Description
本出願は、2010年4月6日付けで出願された米国特許出願第12/754,784号(発明の名称:Acoustic emission toughness testing for PDC,PCBN,or other hard or superhard material inserts)の部分的な継続出願である。なお、この出願は、この参照により本稿に含まれるものとする。
Claims (35)
- 前記第1の面を有する岩石試料と、
前記岩石試料と通信可能に接続される音響センサと、
前記第1の面に着脱可能に連結され、前記岩石試料よりも高い靭性を有する圧子と、
前記圧子上に負荷され、該圧子によって前記第1の面上に伝達される荷重と、を備え、
前記荷重は、所定の増加率で最大荷重まで増加され、該最大荷重は、所定の期間保持され、前記荷重は、所定の減少率で減少され、
前記音響センサは、前記岩石試料内で発生した音響事象を検知する、音響放射試験装置。 - 前記減少率は、前記増加率よりも大きい、請求項1に記載の音響放射試験装置。
- 前記音響センサは、前記岩石試料に接続される、請求項1に記載の音響放射試験装置。
- 前記音響センサと前記岩石試料との間に配置された潤滑剤をさらに備える、請求項3に記載の音響放射試験装置。
- キャビティーを内部に有する試料ホルダを備え、
前記岩石試料は、前記キャビティー内に位置決めされ、
前記音響センサは、前記試料ホルダに接続される、請求項1に記載の音響放射試験装置。 - 前記キャビティーの直径は、前記岩石試料の直径よりも大きく、前記キャビティーの外面と、前記岩石試料の外面との間に、空隙が形成される、請求項5に記載の音響放射試験装置。
- 前記空隙内に配置された潤滑剤をさらに備え、
該潤滑剤は、前記キャビティーの外面、前記岩石試料の外面、および、前記キャビティーの外面と前記岩石試料の外面との間の前記空隙の少なくとも一部と接触する、請求項6に記載の音響放射試験装置。 - 前記圧子は、前記岩石試料の第1の面と当接するPDC端部を有する、請求項1に記載の音響放射試験装置。
- 前記圧子は、約6%〜約20%の範囲のコバルト濃度を有する、請求項1に記載の音響放射試験装置。
- 前記圧子は、前記岩石試料と当接する第1の端部を有し、該第1の端部は、ドーム状である、請求項1に記載の音響放射試験装置。
- 前記第1の面を含む岩石試料と、
前記岩石試料と通信可能に接続される音響センサと、
前記第1の面に着脱可能に連結され、前記岩石試料よりも高い靭性を有する圧子と、
前記圧子上に負荷され、該圧子によって前記第1の面上に伝達される荷重と、を有する音響放射試験装置と、
前記音響放射試験装置と通信可能に接続され、該音響放射試験装置からのデータを受信するデータレコーダと、を備え、
前記荷重は、所定の増加率で最大荷重まで増加され、該最大荷重は、所定の期間保持され、前記荷重は、所定の減少率で減少され、
前記音響センサは、前記岩石試料内で発生した音響事象を検知する、音響放射試験システム。 - 前記減少率は、前記増加率よりも大きい、請求項11に記載の音響放射試験システム。
- 前記音響センサは、前記岩石試料に接続される、請求項11に記載の音響放射試験システム。
- キャビティーを内部に有する試料ホルダを備え、
前記岩石試料は、前記キャビティー内に位置決めされ、
前記音響センサは、前記試料ホルダに接続される、請求項11に記載の音響放射試験システム。 - 前記圧子は、前記岩石試料と当接する第1の端部を有し、該第1の端部は、約6%〜約20%の範囲のコバルト濃度を有する、請求項11に記載の音響放射試験システム。
- 前記岩石試料は、所定の圧力に曝される、請求項11に記載の音響放射試験システム。
- 岩石試料の靭性を求めるための方法であって、
前記第1の面を含む岩石試料と、
前記岩石試料と通信可能に接続される音響センサと、
前記第1の面に着脱可能に連結され、前記岩石試料よりも高い靭性を有する圧子と、
前記圧子上に負荷され、該圧子によって前記第1の面上に伝達される荷重と、を有する音響放射試験装置と、
前記音響放射試験装置と通信可能に接続され、該音響放射試験装置からのデータを受信するデータレコーダと、を備える音響放射試験システムを準備するステップと、
前記圧子上に荷重を負荷し、前記圧子が該荷重を前記岩石試料上に伝達するステップと、
前記音響放射試験装置からデータを取得するステップと、
前記岩石試料内で発生した音響事象を検知するステップと、
前記岩石試料の靭性を客観的に計算するステップと、を備える、方法。 - 前記圧子上に荷重を負荷するステップは、
前記荷重を所定の増加率で最大荷重まで増加すること、
前記最大荷重を所定の期間だけ保持すること、および、
前記荷重を所定の減少率で減少すること、を含む、請求項17に記載の方法。 - 前記減少率は、前記増加率よりも大きい、請求項18に記載の方法。
- 前記音響放射試験装置からデータを取得するステップは、前記音響センサおよび前記荷重からデータを取得することを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記音響センサは、前記岩石試料に接続される、請求項17に記載の方法。
- 前記音響放射試験装置は、キャビティーを内部に含む試料ホルダを有し、
前記岩石試料は、前記キャビティー内に位置決めされ、
前記音響センサは、前記試料ホルダに接続される、請求項17に記載の方法。 - 前記岩石試料を加熱するステップをさらに備える、請求項17に記載の方法。
- 前記岩石試料に圧力を負荷するステップをさらに備える、請求項17に記載の方法。
- 岩石試料の靭性を求めるための、コンピュータによって実行される方法であって、
音響データを収集するエンジンによって、荷重が岩石試料上に負荷されたときに、前記岩石試料と通信可能に接続された音響センサから音響データを収集するステップと、
バックグランドポイントを決定するエンジンによって、1以上のバックグランドポイントを決定するステップと、
可能性のある音響事象ポイントを決定するエンジンによって、1以上の可能性のある音響事象ポイントを決定するステップと、
バックグランドノイズ関数曲線を補間するエンジンによって、前記バックグランドポイントを用いて、バックグランドノイズ関数曲線を補間するステップと、
実際の音響事象ポイントを決定するエンジンによって、前記可能性のある音響事象ポイントと、前記バックグランドノイズ関数曲線とを用いて、1以上の実際の音響事象ポイントを決定するステップと、
実際の音響事象領域を計算するエンジンによって、前記実際の音響事象ポイントと、前記バックグランドノイズ関数曲線との間で画定される音響事象領域を計算するステップと、を備える、コンピュータによって実行される方法。 - 前記バックグランドポイントを決定するエンジンによってバックグランドポイントを決定するステップと、前記可能性のある音響事象ポイントを決定するエンジンによって音響事象ポイントを決定するステップとは、並行して実行される、請求項25に記載のコンピュータによって実行される方法。
- バックグランドポイントは、連続する2つのデータポイントの差が第1の閾値よりも小さい場合に、決定され、
可能性のある音響事象ポイントは、連続する2つのデータポイントの差が第1の閾値よりも大きい場合に、決定される、請求項26に記載のコンピュータによって実行される方法。 - バックグランドポイントは、連続する2つのデータポイントの差が第2の閾値よりも小さい場合に、決定され、
可能性のある音響事象ポイントは、連続する2つのデータポイントの差が第1の閾値よりも大きい場合に、決定される、請求項26に記載のコンピュータによって実行される方法。 - バックグランドポイントは、
連続する2つのデータポイントの差が第2の閾値よりも小さく、この差が負であり、且つ、この差がz回よりも小さい間だけ連続で負であった場合、または、
連続する2つのデータポイントの差が第2の閾値よりも小さく、この差が正であり、且つ、この差がu回よりも小さい間だけ連続で正であった場合に、決定され、
可能性のある音響事象ポイントは、連続する2つのデータポイントの差が第1の閾値よりも大きい場合に、決定される、請求項26に記載のコンピュータによって実行される方法。 - 実際の音響事象ポイントは、可能性のある音響事象ポイントと、バックグランドノイズ関数曲線との間の差が、第3の閾値よりも大きい場合に、決定される、請求項25に記載のコンピュータによって実行される方法。
- 音響事象領域の各々は、前記実際の音響事象ポイントの各々の、前記バックグランドノイズ関数曲線からの振幅を、前記実際の音響事象ポイントの各々の期間にそれぞれ乗算することによって、計算される、請求項25に記載のコンピュータによって実行される方法。
- 累積領域および荷重曲線エンジンによって、前記実際の音響事象ポイントの各々に関して、前記実際の音響事象ポイントと、前記バックグランドノイズ関数曲線との間で画定された累積領域を用いて、累積領域および荷重カーブを生成するステップをさらに備える、請求項25に記載のコンピュータによって実行される方法。
- 前記累積領域および荷重曲線は、対応する実際の音響事象ポイントに係る荷重と、対応する実際の音響事象ポイントに係る累積領域とを用いて、実際の音響事象ポイントの各々をプロットすることによって、生成され、
前記累積領域は、対応する実際の音響事象ポイントの下側、および、それ以前の実際の音響事象ポイントの下側の、全ての領域を含む、請求項32に記載のコンピュータによって実行される方法。 - ユーザは、前記累積領域および荷重曲線を用いて、前記岩石試料の靭性を客観的に判断する、請求項32に記載のコンピュータによって実行される方法。
- 前記岩石試料に圧力を負荷するステップをさらに備える、請求項25に記載のコンピュータによって実行される方法。
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