JP2019164024A - Strain detector - Google Patents

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岳季 齊藤
Takeki Saito
岳季 齊藤
中村 大輔
Daisuke Nakamura
大輔 中村
広樹 森井
Hiroki Morii
広樹 森井
亮一 山中
Ryoichi Yamanaka
亮一 山中
俊克 柏屋
Toshikatsu Kashiwaya
俊克 柏屋
俊 坂下
Takashi Sakashita
俊 坂下
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NGK Insulators Ltd
East Japan Railway Co
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East Japan Railway Co
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Abstract

To provide a strain detector which does not require a sophisticated, complicated, or expensive power source or electric wiring, allows a visual confirmation or a confirmation by a low-price device of a displacement generated in an inspection target such as a building, and can easily detect a generation of a displacement due to a load larger than the acceptable stress on an inspection target object or the direction of a generated displacement.SOLUTION: A strain detector 10 includes: a flat plate 12; a plurality of attachment sites 16 located in a plurality of corners 14 of the back surface 12b of the flat plate 12; a thin site 18 in the center of the flat plate 12, of which planar shape is geometric; and a plurality of stress focusing part 20 corresponding to the sides of the flat plate 12, respectively.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、歪検出器に関し、例えば金属製のフレームや、圧力容器、コンクリート構造物、鉄筋コンクリート構造物等に生じた変位を測定するのに好適な歪検出器に関する。なお、「変位」を「歪」あるいは「歪み」と称したり、併記する場合がある。「歪」及び「歪み」という場合は、現象としての歪みと物理量としての歪量とを含み、明らかに歪量を示す場合は、「歪量」と記す。   The present invention relates to a strain detector, for example, a strain detector suitable for measuring a displacement generated in a metal frame, a pressure vessel, a concrete structure, a reinforced concrete structure, or the like. Note that “displacement” may be referred to as “strain” or “distortion” or may be described together. The terms “distortion” and “distortion” include distortion as a phenomenon and distortion as a physical quantity, and when the distortion is clearly indicated, it is described as “distortion”.

従来、建築物や構造物の機械的歪みや変位を測定する歪検出装置として、特許文献1記載の歪検出装置があり、また、構造物の疲労損傷を評価する装置として、特許文献2記載の構造物の疲労損傷評価装置がある。一般的にこのような建築物や構造物はその主たる応力を鋼材で構成された構造体で支えるように建設される。   Conventionally, there is a strain detection device described in Patent Document 1 as a strain detection device for measuring mechanical strain and displacement of a building or structure, and a device described in Patent Document 2 as an apparatus for evaluating fatigue damage of a structure. There is a fatigue damage evaluation device for structures. Generally, such a building or structure is constructed so that its main stress is supported by a structure made of steel.

主として建築に用いられる鋼材としては軟鋼(SS400等)が有り、その引張強度426Paに対して、長期間の静荷重では安全率3(140MPa)、片振りの繰返し荷重では安全率5(85MPa)で設計される。また、軟鋼の降伏点(耐力)は245MPaとされている。   There is mild steel (SS400 etc.) as a steel material mainly used for construction, and with a tensile strength of 426 Pa, the safety factor is 3 (140 MPa) for a long-term static load, and the safety factor is 5 (85 MPa) for a single swing repeated load. Designed. Moreover, the yield point (proof stress) of mild steel is 245 MPa.

軟鋼のヤング率が約200GPaであることからそれぞれの応力での弾性変形歪量は0.07%、0.04%、0.12%となり、このような歪量が発生したことを定量的に検出できると構造物の損傷程度を評価する上で有効となる。しかしながら、その歪量は微小であるため、検出するためには以下に記述するような高度で複雑な計測装置が必要であった。   Since the Young's modulus of mild steel is about 200 GPa, the amount of elastic deformation strain at each stress is 0.07%, 0.04%, and 0.12%. If it can be detected, it is effective in evaluating the degree of damage to the structure. However, since the amount of distortion is very small, an advanced and complicated measuring device as described below is necessary for detection.

特許文献1記載の歪検出装置は、建築物や構造物等の構造部材に取り付けられ、構造部材に発生する歪みや変位量を変倍するテコ機構と、該テコ機構により拡大もしくは縮小された変位量を検出する歪検出器とで構成される。   The strain detection apparatus described in Patent Literature 1 is attached to a structural member such as a building or a structure, and a lever mechanism that scales the amount of distortion or displacement generated in the structural member, and a displacement that is enlarged or reduced by the lever mechanism. It consists of a strain detector that detects the quantity.

特許文献2記載の疲労損傷評価装置は、評価対象構造物の変形量を検出する変形量検出手段と、該変形量検出手段によって検出された変形量に応じた評価対象構造物の疲労損傷率を検出する疲労損傷率検出手段と、該疲労損傷率検出手段によって検出された疲労損傷率を積算する疲労損傷率積算手段とを具備する。   The fatigue damage evaluation apparatus described in Patent Document 2 includes a deformation amount detection unit that detects a deformation amount of the evaluation target structure, and a fatigue damage rate of the evaluation target structure according to the deformation amount detected by the deformation amount detection unit. Fatigue damage rate detection means for detecting, and fatigue damage rate integration means for integrating the fatigue damage rates detected by the fatigue damage rate detection means.

特開2000−065508号公報JP 2000-065508 A 特開2002−014014号公報JP 2002-014014 A

特許文献1記載の歪検出装置の歪検出器が必要であり、この歪検出器として、マイクロスイッチ等のスイッチ類を使用することから、電源や各種センサへの配線が必要であり、検出作業等が面倒である。   The strain detector of the strain detection apparatus described in Patent Document 1 is necessary, and since switches such as a microswitch are used as the strain detector, wiring to a power source and various sensors is necessary, detection work, etc. Is troublesome.

特許文献2記載の疲労損傷評価装置の変形量検出手段は、機械的構造で済むことから、電源や配線は必要ないが、第1固定板、第2固定板、可動棒及び回動軸で構成することから、構造が複雑である。   Since the deformation amount detection means of the fatigue damage evaluation apparatus described in Patent Document 2 only requires a mechanical structure, it does not require a power source or wiring, but is composed of a first fixed plate, a second fixed plate, a movable rod, and a rotating shaft. Therefore, the structure is complicated.

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、下記効果を奏する歪検出器を提供することを目的とする。
(a) 高度で複雑で、且つ、高価な電源や電気配線を必要とせず、構造物等の被検査対象物に生じた変位を安価な装置や目視で確認することができる。
(b) 被検査対象物に許容応力を超える負荷による変位の発生や、発生した変位の方向を容易に検出することができる。
The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a distortion detector that exhibits the following effects.
(A) The displacement generated in the object to be inspected such as a structure can be confirmed with an inexpensive device or visually without requiring an advanced, complicated and expensive power supply or electric wiring.
(B) It is possible to easily detect the occurrence of displacement due to a load exceeding the allowable stress on the inspection object and the direction of the generated displacement.

[1] 本発明に係る歪検出器は、平板と、前記平板の一方の主面のうち、複数の角部に設けられた複数の取付部位と、前記平板の中央部に設けられ、平面形状が幾何学形状の薄肉部位と、前記平板の各辺に対応した複数の応力集中部とを有することを特徴とする。 [1] A strain detector according to the present invention includes a flat plate, a plurality of attachment portions provided at a plurality of corners of one main surface of the flat plate, and a planar shape provided at a central portion of the flat plate. Has a thin-walled portion having a geometric shape and a plurality of stress concentration portions corresponding to each side of the flat plate.

被検査対象物のうち、歪検出器が取り付けられる面並びに歪検出器自体の平面度は完全でないため、3点固定が基本となる。3点よりも多い固定点を持つ場合は、全ての固定点が均等の固定力を発揮しないことが憂慮され、歪み方向の均等な評価に影響を及ぼすおそれがある。従って、歪検出器の平板の3つの部位を介して被検査対象物に固定することが好ましい。   Of the object to be inspected, the surface on which the strain detector is attached and the flatness of the strain detector itself are not perfect, so fixing at three points is fundamental. When there are more than three fixing points, there is a concern that not all fixing points exhibit the same fixing force, which may affect the uniform evaluation of the strain direction. Therefore, it is preferable to fix to the object to be inspected through three portions of the flat plate of the strain detector.

これにより、被検査対象物に負荷がかかって、例えば被検査対象物に所定の変位(歪み)が生じると、歪検出器にも所定の変位が生じ、応力集中部が選択的に破壊することになる。また、応力集中部が破壊されているかどうかを確認することで、被検査対象物に所定の変位が発生したかどうかを確認することができる。さらにこの確認は、薄肉部位にクラックが生じているかどうかを確認するだけでよいので肉眼でも簡単に行うことができる。   As a result, when a load is applied to the object to be inspected and, for example, a predetermined displacement (strain) occurs in the object to be inspected, a predetermined displacement also occurs in the strain detector, and the stress concentration portion is selectively destroyed. become. Further, by confirming whether or not the stress concentration portion is broken, it is possible to confirm whether or not a predetermined displacement has occurred in the object to be inspected. Furthermore, this confirmation can be easily performed with the naked eye because it is only necessary to confirm whether or not a crack has occurred in the thin-walled portion.

従って、本発明に係る歪検出器を用いることで、高価で複雑な電源や電気配線を必要とせず、長期間に亘って被検査対象物に生じた歪みを事後であっても、目視(双眼鏡等を使用しての目視を含む)や簡易的な電気信号の有無等で安価に簡単に検出確認することができる。しかも、被検査対象物に許容応力を超える負荷による変位の発生や、発生した変位の方向を容易に検出することができる。   Therefore, by using the strain detector according to the present invention, an expensive and complicated power source and electric wiring are not required, and even if the distortion generated in the object to be inspected over a long period of time is visually (binoculars). Etc.) and simple presence / absence of an electrical signal can be easily detected at low cost. In addition, it is possible to easily detect the occurrence of displacement due to a load exceeding the allowable stress on the object to be inspected and the direction of the generated displacement.

[2] 本発明において、前記応力集中部は角部を有することが好ましい。応力集中部が角部を有することで、薄肉部位にクラックが生じやすくなり、被検査対象物に所定の変位が発生したかどうかを簡単に確認することができ、しかも、歪検出器にかかった力の方向も容易に確認することが可能となる。 [2] In the present invention, the stress concentration portion preferably has a corner portion. Since the stress concentration part has corners, cracks are likely to occur in thin-walled parts, and it can be easily confirmed whether or not a predetermined displacement has occurred in the object to be inspected. The direction of the force can be easily confirmed.

[3] 本発明において、前記応力集中部の幅が5mm以下であることが好ましい。前記応力集中部の幅を5mm以下とすることで、歪検出精度を向上させることができると共に、応力集中部の幅を変化させることで、歪検出器の歪検出感度を適宜変化させることができる。従って、被検査対象物の材質等に応じて、被検査対象物に適した歪検出感度を簡単に設定することができる。より好ましくは、前記応力集中部の幅は3mm以下である。 [3] In the present invention, it is preferable that a width of the stress concentration portion is 5 mm or less. Strain detection accuracy can be improved by setting the width of the stress concentration portion to 5 mm or less, and the strain detection sensitivity of the strain detector can be appropriately changed by changing the width of the stress concentration portion. . Therefore, it is possible to easily set the strain detection sensitivity suitable for the object to be inspected according to the material of the object to be inspected. More preferably, the width of the stress concentration portion is 3 mm or less.

[4] 本発明において、前記平板の主面と前記薄肉部位との境界部分に湾曲面(フィレット)を有することが好ましい。 [4] In the present invention, it is preferable to have a curved surface (fillet) at a boundary portion between the main surface of the flat plate and the thin portion.

平板の主面と薄肉部位との境界部分が角張っていると、境界部分に沿ってクラック跡が生じやすくなるため、薄肉部位に発生したクラック跡で歪検出器にかかった力の方向を探知する場合は、前記平板の主面と前記薄肉部位との境界部分に湾曲面(フィレット)を有することが好ましい。   If the boundary part between the main surface of the flat plate and the thin part is square, crack marks are likely to occur along the boundary part, so the direction of the force applied to the strain detector is detected by the crack marks generated in the thin part. In this case, it is preferable to have a curved surface (fillet) at the boundary between the main surface of the flat plate and the thin portion.

[5] 本発明において、前記取付部位は、円形状の台座を一体に有することが好ましい。 [5] In the present invention, it is preferable that the attachment portion has a circular pedestal integrally.

これにより、被検査対象物に発生する任意の引っ張り方向に対して、特定の固定特性を持たなくなり、取付部位(接着面)がセンシングの方向性を発現してしまうのを回避することができる。これは、歪検出器にかかった力の方向を探知する上で好ましい。   Accordingly, it is possible to avoid having a specific fixing characteristic with respect to an arbitrary pulling direction generated in the object to be inspected, and preventing the attachment site (adhesion surface) from expressing the sensing directionality. This is preferable in detecting the direction of the force applied to the strain detector.

[6] 本発明において、前記平板の一方の主面と前記取付部位との境界部分に湾曲面(フィレット)を有することが好ましい。平板の一方の主面と取付部位との境界部分に湾曲面を有することで、該境界部分でクラックが生じにくくなるため、歪検出器にかかった力の方向を探知する上で好ましい。 [6] In this invention, it is preferable to have a curved surface (fillet) in the boundary part of one main surface of the said flat plate, and the said attachment site | part. By providing a curved surface at the boundary portion between one main surface of the flat plate and the attachment site, cracks are unlikely to occur at the boundary portion, which is preferable in detecting the direction of the force applied to the strain detector.

[7] 本発明において、前記薄肉部位の厚みが0.03mm以上であり、0.45mm以下、又は前記平板の厚みの40%以下であることが好ましい。さらに、前記薄肉部位の厚みが0.05mm以上、0.28mm以下であることが、より好ましい。 [7] In the present invention, the thickness of the thin portion is preferably 0.03 mm or more, 0.45 mm or less, or 40% or less of the thickness of the flat plate. Furthermore, it is more preferable that the thickness of the thin portion is 0.05 mm or more and 0.28 mm or less.

歪検出器は、中心部に薄板状の窓部、すなわち、薄肉部位を設けている。薄肉部位に形成されたクラック跡から、歪検出器にかかった力の方向を探知することができる。この場合、薄肉部位の厚さは、応力の集中を妨げない薄さでありながら、安定した形状保持が可能な厚さに設定することが好ましい。具体的には、0.03mm以上であり、0.45mm以下、又は平板の厚みの40%以下であることが好ましい。さらに、前記薄肉部位の厚みが0.05mm以上、0.28mm以下であることが、より好ましい。   The strain detector is provided with a thin window portion, that is, a thin portion at the center. The direction of the force applied to the strain detector can be detected from the crack mark formed in the thin portion. In this case, it is preferable that the thickness of the thin portion is set to a thickness capable of maintaining a stable shape while maintaining a thickness that does not hinder stress concentration. Specifically, it is preferably 0.03 mm or more, 0.45 mm or less, or 40% or less of the thickness of the flat plate. Furthermore, it is more preferable that the thickness of the thin portion is 0.05 mm or more and 0.28 mm or less.

[8] 本発明において、前記幾何学形状は、正三角形状、正方形状、正五角形状、正六角形状、正九角形状、正十角形状、正十一角形状、円形状のいずれかであってもよい。応力集中部の位置が均等な関係になるため、歪検出器の探知方向に指向性がほとんどなくなり、歪検出器にかかった力の方向を探知したい場合に有利である。 [8] In the present invention, the geometric shape is any one of a regular triangle shape, a square shape, a regular pentagon shape, a regular hexagon shape, a regular nine-angle shape, a regular decagonal shape, a regular ellipsoidal shape, and a circular shape. There may be. Since the positions of the stress concentration portions are in an even relationship, there is almost no directivity in the detection direction of the strain detector, which is advantageous when it is desired to detect the direction of the force applied to the strain detector.

[9] 本発明において、前記平板、前記取付部位及び薄肉部位の材質がジルコニアであることが好ましい。 [9] In the present invention, it is preferable that the material of the flat plate, the attachment part, and the thin part is zirconia.

本発明に係る歪検出器によれば、下記効果を奏する。
(a) 高度で複雑で、且つ、高価な電源や電気配線を必要とせず、構造物等の被検査対象物に生じた変位を安価な装置や目視で確認することができる。
(b) 被検査対象物に許容応力を超える負荷による変位の発生や、発生した変位の方向を容易に検出することができる。
The strain detector according to the present invention has the following effects.
(A) The displacement generated in the object to be inspected such as a structure can be confirmed with an inexpensive device or visually without requiring an advanced, complicated and expensive power supply or electric wiring.
(B) It is possible to easily detect the occurrence of displacement due to a load exceeding the allowable stress on the inspection object and the direction of the generated displacement.

図1Aは、本実施の形態に係る歪検出器を表面側から見て示す斜視図であり、図1Bは、歪検出器を裏面側から見て示す斜視図である。FIG. 1A is a perspective view showing the strain detector according to the present embodiment as seen from the front side, and FIG. 1B is a perspective view showing the strain detector from the back side. 図2Aは、歪検出器を裏面側から見て示す平面図であり、図2Bは、図2AにおけるIIB−IIB線上の断面図である。2A is a plan view showing the strain detector as viewed from the back side, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line IIB-IIB in FIG. 2A. 図3Aは、被検査対象物に歪検出器を固定した状態を示す平面図であり、図3AにおけるIIIB−IIIB線上の断面図である。3A is a plan view showing a state in which a strain detector is fixed to an object to be inspected, and is a cross-sectional view taken along line IIIB-IIIB in FIG. 3A. 図4Aは、薄肉部位の形成位置の一例を示す断面図であり、図4Bは薄肉部位の形成位置の他の例を示す断面図である。FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating an example of a formation position of a thin portion, and FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating another example of a formation position of the thin portion. 図5Aは、第1実験例に係るサンプル1及び2の構成を示す平面図であり、図5Bは、図5AにおけるVB−VB線上の断面図である。5A is a plan view showing the configuration of samples 1 and 2 according to the first experimental example, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line VB-VB in FIG. 5A. 図6Aは、第1実験例に係るサンプル3及び4の構成を示す平面図であり、図6Bは、図6AにおけるVIB−VIB線上の断面図である。6A is a plan view showing the configuration of samples 3 and 4 according to the first experimental example, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line VIB-VIB in FIG. 6A. 図7Aは、第1実験例に係るサンプル5及び6の構成を示す平面図であり、図7Bは、図7AにおけるVIIB−VIIB線上の断面図である。7A is a plan view showing the configuration of samples 5 and 6 according to the first experimental example, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line VIIB-VIIB in FIG. 7A. 図8Aは、鋼材上に歪検出器を固定した状態を示す平面図であり、図8Bは、図8Aにおける矢印Aから見た矢視図である。FIG. 8A is a plan view showing a state in which the strain detector is fixed on the steel material, and FIG. 8B is a view as seen from an arrow A in FIG. 8A. 第2実験例において、応力集中部の幅を変化させる例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which changes the width | variety of a stress concentration part in the 2nd experiment example. 取付部位の他の平面形状の例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the other planar shape of an attachment site | part. 図11Aは第1変形例に係る歪検出器を裏面側から見て示す平面図であり、図11Bは第2変形例に係る歪検出器を裏面側から見て示す平面図である。FIG. 11A is a plan view showing the strain detector according to the first modified example as viewed from the back side, and FIG. 11B is a plan view showing the strain detector according to the second modified example from the back side. 2つの歪検出器を並べた場合に、各歪検出器に発生したクラック跡から被検査対象物にかかった力の方向を検出する9つの例(a)〜(i)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows nine examples (a)-(i) which detect the direction of the force applied to the to-be-inspected object from the crack trace which generate | occur | produced in each distortion detector, when arranging two distortion detectors. .

以下、本発明に係る歪検出器の実施の形態例を図1A〜図12を参照しながら説明する。なお、本明細書において、数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。   Hereinafter, embodiments of the strain detector according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 12. In addition, in this specification, "-" which shows a numerical range is used as the meaning containing the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.

歪検出器10は、脆性材料であるセラミックスにて構成され、図1A〜図2Bに示すように、平面形状が三角形状の平板12を有する。平板12は、表面12aが平坦面とされている。平板12の裏面12bには、複数の角部14に対応して設けられた複数の取付部位16を有する。また、歪検出器10は、平板12の中央部に設けられ、平面形状が幾何学形状の薄肉部位18と、平板12の各辺に対応して設けられた複数の応力集中部20とを有する。   The strain detector 10 is made of ceramic which is a brittle material, and has a flat plate 12 having a triangular planar shape as shown in FIGS. 1A to 2B. The flat plate 12 has a flat surface 12a. The back surface 12 b of the flat plate 12 has a plurality of attachment portions 16 provided corresponding to the plurality of corner portions 14. The strain detector 10 is provided at the center of the flat plate 12, and has a thin-walled portion 18 having a geometric plan shape and a plurality of stress concentration portions 20 provided corresponding to the sides of the flat plate 12. .

この歪検出器10は、図3A及び図3Bに示すように、例えばプレート状の金属製の被検査対象物22に取り付けられ、被検査対象物22への荷重の印加によって発生する被検査対象物22の変形によって、歪検出器10に破壊を生じさせることで、被検査対象物22で発生した弾性変形域内の歪みの発生を検出する。   As shown in FIGS. 3A and 3B, this strain detector 10 is attached to, for example, a plate-shaped metal inspection object 22 and is generated by application of a load to the inspection object 22. Due to the deformation of 22, the strain detector 10 is broken to detect the occurrence of strain in the elastic deformation region generated in the inspection target 22.

被検査対象物22は平面状の金属部材を基本とするが、曲面形状であっても、歪検出器10が取り付けられる部位が平面に近似される場合は検出が可能である。平面に近似される場合とは、例えば以下の場合が挙げられる。   The object 22 to be inspected is basically a flat metal member, but even if it is a curved surface, it can be detected if the part to which the strain detector 10 is attached approximates to a plane. For example, the case of being approximated to a plane includes the following cases.

(a) 被検査対象物22のうち、歪検出器10が取り付けられる3箇所の取付位置の間の凹凸が±1.5mm以内であること。
(b) 歪検出器10を接着剤を用いて被検査対象物22に取り付ける場合は、歪検出器10が取り付けられる領域が厚さ0.03〜0.48mmの樹脂製の接着剤で密着可能なこと。
(A) The unevenness | corrugation between the three attachment positions where the distortion | strain detector 10 is attached among the to-be-inspected objects 22 shall be less than +/- 1.5mm.
(B) When the strain detector 10 is attached to the inspection object 22 using an adhesive, the region to which the strain detector 10 is attached can be in close contact with a resin adhesive having a thickness of 0.03 to 0.48 mm. What?

歪検出器10を構成する材料は、中実体の脆性材料であり、温度変化に対する線膨張係数が被検査対象物22と同等であることが好ましい。例えば、被検査対象物22の構成材料が例えば鉄鋼材料であれば、鉄鋼材料とほぼ同じ線膨張係数を有する例えばジルコニアを用いることが好ましい。   The material constituting the strain detector 10 is a solid brittle material, and it is preferable that the linear expansion coefficient with respect to a temperature change is equivalent to that of the inspection object 22. For example, if the constituent material of the inspection object 22 is, for example, a steel material, it is preferable to use, for example, zirconia having substantially the same linear expansion coefficient as that of the steel material.

被検査対象物22のうち、歪検出器10が取り付けられる面22a(上面、下面、側面等)並びに歪検出器10自体の平面度は完全でないため、3点接着(固定)が基本となる。3点以上の接着点を持つ場合は、全ての接着点が均等の接着力を発揮しないことが憂慮され、歪み方向の均等な評価に影響を及ぼすおそれがある。従って、単純な構造としては、歪検出器10の外形形状を三角形状とし、例えば3つの角部14(頂部)を介して被検査対象物22に接着することが挙げられる。   Of the object 22 to be inspected, the surface 22a (upper surface, lower surface, side surface, etc.) to which the strain detector 10 is attached and the flatness of the strain detector 10 itself are not perfect, so three-point bonding (fixing) is fundamental. In the case of having three or more adhesion points, there is a concern that all the adhesion points do not exhibit an equal adhesion force, which may affect the uniform evaluation of the strain direction. Therefore, as a simple structure, the outer shape of the strain detector 10 is a triangular shape, and is adhered to the object 22 to be inspected through, for example, three corner portions 14 (top portions).

歪検出器10は、中心部に薄板状の窓部、すなわち、薄肉部位18を設けている。薄肉部位18に形成されたクラック跡から、被検査対象物22にかかった力の方向を探知することが可能となる。   The strain detector 10 has a thin plate-like window, that is, a thin portion 18 at the center. It is possible to detect the direction of the force applied to the inspection object 22 from the crack mark formed in the thin portion 18.

すなわち、歪検出器10に歪みが生じて、応力集中部20が破壊(一次破壊)すると、その破壊を起点として、薄肉部位18の破壊(二次破壊)が誘起され、該薄肉部位18にクラック跡が生じることになる。これにより、薄肉部位18に生じたクラック跡を確認することで、被検査対象物22に所定の歪みが発生したかどうかを確認することができる。この確認は、肉眼で簡単に行うことができる。   That is, when a strain occurs in the strain detector 10 and the stress concentration portion 20 breaks (primary fracture), the fracture (secondary fracture) is induced starting from the fracture, and the thin wall portion 18 is cracked. Traces will be produced. Thereby, it is possible to confirm whether or not a predetermined distortion has occurred in the inspection target object 22 by confirming a crack mark generated in the thin portion 18. This confirmation can be easily made with the naked eye.

薄肉部位18の形成位置は、図4A及び図4Bに示す位置が挙げられる。
(a) 図4Aに示すように、薄肉部位18の一方の主面18aが平板12の表面12aと同一となるように形成する。
(b) 図4Bに示すように、薄肉部位18を平板12の厚さ方向中央、もしくは中央付近に形成する。
もちろん、(a)で示す位置と(b)で示す位置の間でもよい。
Examples of the position where the thin portion 18 is formed include the positions shown in FIGS. 4A and 4B.
(A) As shown in FIG. 4A, the one main surface 18 a of the thin portion 18 is formed to be the same as the surface 12 a of the flat plate 12.
(B) As shown in FIG. 4B, the thin portion 18 is formed in the thickness direction center of the flat plate 12 or in the vicinity of the center.
Of course, it may be between the position shown by (a) and the position shown by (b).

図2Bに示すように、薄肉部位18の厚さtaは、応力の集中を妨げない薄さでありながら、安定した形状保持が可能な厚さに設定することが好ましい。具体的には、0.03mm以上であり、0.45mm以下又は平板12の厚みtbの40%(例えば0.3mm)以下であることが好ましい。さらに、薄肉部位18の厚みtaが0.05mm以上、0.28mm以下であることが、より好ましい。   As shown in FIG. 2B, it is preferable that the thickness ta of the thin portion 18 is set to a thickness capable of maintaining a stable shape while being thin enough to prevent stress concentration. Specifically, it is 0.03 mm or more and preferably 0.45 mm or less or 40% (for example, 0.3 mm) or less of the thickness tb of the flat plate 12. Furthermore, it is more preferable that the thickness ta of the thin portion 18 is 0.05 mm or more and 0.28 mm or less.

薄肉部位18の平面形状は、平板12の外形形状が三角形状であるため、薄肉部位18の平面形状は、正三角形状、正六角形状、正九角形状が望ましい。このうち、最も好ましくは、正六角形状である。これによって、歪検出器10にかかった力の方向を探知することが容易になる。   As for the planar shape of the thin portion 18, since the outer shape of the flat plate 12 is a triangular shape, the planar shape of the thin portion 18 is preferably a regular triangle shape, a regular hexagonal shape, or a regular nine-sided shape. Of these, a hexagonal shape is most preferable. This makes it easy to detect the direction of the force applied to the strain detector 10.

これ以外の角数の形状や円形状も使用可能であるが、平板12の外形形状の各辺に対する薄肉部位18の角、すなわち、応力集中部20の位置が均等な関係にならないため、歪検出器10の探知方向に指向性を持たせたくない場合、すなわち、歪検出器10にかかった力の方向を探知したい場合は、より適した設計を検討した方がよい。   Other shapes and circles can be used. However, since the corner of the thin portion 18 with respect to each side of the outer shape of the flat plate 12, that is, the position of the stress concentration portion 20 does not have an equal relationship, strain detection is possible. When it is not desired to provide directivity in the detection direction of the detector 10, that is, when it is desired to detect the direction of the force applied to the strain detector 10, it is better to consider a more suitable design.

薄肉部位18の平面形状の角数が9以上の場合は、円形状に近似されるため、応力集中部20での破壊が生じ難くなる。そこで、平板12の外形形状の辺の数に対する薄肉部位18の平面形状の角数は少ない方が望ましい。   When the number of corners of the planar shape of the thin-walled portion 18 is 9 or more, it is approximated to a circular shape, so that the stress concentration portion 20 is not easily broken. Therefore, it is desirable that the number of corners of the planar shape of the thin portion 18 is smaller than the number of sides of the outer shape of the flat plate 12.

また、平板12の裏面12bと薄肉部位18との境界部分に第1湾曲面24a(フィレット)を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable to have the 1st curved surface 24a (fillet) in the boundary part of the back surface 12b and the thin part 18 of the flat plate 12. FIG.

なお、薄肉部位18の平面形状が円形状あるいは楕円形状とした場合の歪量は応力拡大係数との相関がある。例えば1つの設計においては、この相関性から、薄肉部位18の平面形状が正六角形状の歪量は円形状に対して約1.7倍の増大が予想され、正三角形状の歪量は円形状に対して約2倍の増大が予想される。   Note that the amount of strain when the planar shape of the thin portion 18 is circular or elliptical has a correlation with the stress intensity factor. For example, in one design, due to this correlation, the amount of distortion when the planar shape of the thin-walled portion 18 is a regular hexagon is expected to increase about 1.7 times that of a circular shape, and the amount of distortion of a regular triangle is a circle. An increase of about 2 times the shape is expected.

ここで、第1実験例について説明する。この第1実験例は、サンプル1〜6について、互いに直交する2つの方向(第1方向及び第2方向)についての歪量の倍率を確認した。   Here, the first experimental example will be described. In this first experimental example, the magnification of the strain amount in two directions (first direction and second direction) orthogonal to each other was confirmed for samples 1 to 6.

サンプル1及び2は、図5A及び図5Bに示すように、薄肉部位18の平面形状が円形状である歪検出器10を用いた。歪検出器10のサイズは、平板12の外形形状に沿った正三角形の一辺の長さLaが80mm、平板12の厚みtbが0.5mm、薄肉部位18の平面形状(円形状)の半径rが20mm、取付部位16(円形状)の直径φaが16mm、取付部位16の厚みtc(平板12の厚みtbとの合計)が3mmである。また、薄肉部位18と平板12との境界に形成された第1湾曲面24aの曲率半径が0.4mm、取付部位16と平板12との境界に形成された第2湾曲面24bの曲率半径が1mmである。   As shown in FIGS. 5A and 5B, the samples 1 and 2 used the strain detector 10 in which the planar shape of the thin portion 18 is circular. The size of the strain detector 10 is such that the length La of one side of the equilateral triangle along the outer shape of the flat plate 12 is 80 mm, the thickness tb of the flat plate 12 is 0.5 mm, and the radius r of the planar shape (circular shape) of the thin portion 18. Is 20 mm, the diameter φa of the attachment portion 16 (circular shape) is 16 mm, and the thickness tc of the attachment portion 16 (total with the thickness tb of the flat plate 12) is 3 mm. Further, the radius of curvature of the first curved surface 24a formed at the boundary between the thin portion 18 and the flat plate 12 is 0.4 mm, and the radius of curvature of the second curved surface 24b formed at the boundary between the mounting portion 16 and the flat plate 12 is. 1 mm.

サンプル3及び4は、図6A及び図6Bに示すように、薄肉部位18の平面形状が三角形状である歪検出器10を用いた。歪検出器10のサイズは、上述したサンプル1及び2とほぼ同様であるが、薄肉部位18の平面形状である正三角形の一辺の長さLbが10×(√3)mmである。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the samples 3 and 4 used the strain detector 10 in which the planar shape of the thin portion 18 is triangular. The size of the strain detector 10 is substantially the same as that of the samples 1 and 2 described above, but the length Lb of one side of the equilateral triangle which is the planar shape of the thin portion 18 is 10 × (√3) mm.

サンプル5及び6は、図7A及び図7Bに示すように、薄肉部位18の平面形状が正六角形状である歪検出器10を用いた。歪検出器10のサイズは、上述した図2A及びサンプル1及び2とほぼ同様であるが、薄肉部位18の平面形状である正六角形の一辺の長さLcが20mmである。   As shown in FIGS. 7A and 7B, the samples 5 and 6 used the strain detector 10 in which the planar shape of the thin portion 18 is a regular hexagonal shape. The size of the strain detector 10 is substantially the same as that in FIG. 2A and samples 1 and 2 described above, but the length Lc of one side of the regular hexagon that is the planar shape of the thin portion 18 is 20 mm.

そして、図8A及び図8Bに示すように、サンプル1〜6について、いずれも歪検出器10を、直方体状の鋼材26(被検査対象物22)の上面26aに接着剤によって接着固定した。このとき、サンプル1〜6共に、歪検出器10の1つの辺10aと鋼材26の1つの辺28aとを平行にして固定した。   And as shown to FIG. 8A and 8B, about the samples 1-6, the distortion detector 10 was adhere | attached and fixed to the upper surface 26a of the rectangular parallelepiped steel material 26 (test object 22) with the adhesive agent. At this time, in each of the samples 1 to 6, one side 10a of the strain detector 10 and one side 28a of the steel material 26 were fixed in parallel.

各鋼材26について、それぞれ4つの側面30a〜30dのうち、歪検出器10の1つの辺10aと平行な上記1つの辺28aを含む側面30aを第1固定面32aとし、該第1固定面32aと対向する側面30bを第1変位面34aとした。また、第1固定面32aと隣接する1つの側面30cを第2固定面32bとし、該第2固定面32bと対向する側面30dを第2変位面34bとした。   For each steel material 26, of the four side surfaces 30a to 30d, a side surface 30a including the one side 28a parallel to one side 10a of the strain detector 10 is defined as a first fixed surface 32a, and the first fixed surface 32a. The side surface 30b opposite to the first displacement surface 34a. Further, one side surface 30c adjacent to the first fixed surface 32a is defined as a second fixed surface 32b, and a side surface 30d facing the second fixed surface 32b is defined as a second displacement surface 34b.

サンプル1〜6に対して、それぞれ3つの歪み評価位置P1、P2及びP3を設定した(図5A、図6A及び図7A参照)。   Three distortion evaluation positions P1, P2, and P3 were set for samples 1 to 6, respectively (see FIGS. 5A, 6A, and 7A).

そして、先ず、サンプル1、3及び5について、それぞれ第1固定面32aを固定し、第1方向、すなわち、第1変位面34aに対して一定の引っ張り荷重を与えて、それぞれ歪み評価位置P1、P2及びP3での歪量を測定した。サンプル1の歪量を基準としたとき、サンプル3及び5は、それぞれ1.6倍及び1.4倍であった(下記表1参照)。   First, the first fixing surface 32a is fixed for each of the samples 1, 3 and 5, and a constant tensile load is applied to the first direction, that is, the first displacement surface 34a. The amount of strain at P2 and P3 was measured. When the strain amount of Sample 1 was used as a reference, Samples 3 and 5 were 1.6 times and 1.4 times, respectively (see Table 1 below).

次に、サンプル2、4及び6について、それぞれ第2固定面32bを固定し、第2方向、すなわち、第2変位面34bに対して一定の引っ張り荷重を与えて、それぞれ歪み評価位置P1、P2及びP3での歪量を測定した。サンプル2の歪量を基準としたとき、サンプル4及び6は、それぞれ2.0倍及び2.3倍であった(下記表1参照)。   Next, for the samples 2, 4 and 6, the second fixed surface 32b is fixed, and a constant tensile load is applied to the second direction, that is, the second displacement surface 34b, so that the strain evaluation positions P1, P2 respectively. And the amount of strain at P3 was measured. When the strain amount of Sample 2 was used as a reference, Samples 4 and 6 were 2.0 times and 2.3 times, respectively (see Table 1 below).

Figure 2019164024
Figure 2019164024

このように、総合的にみたとき、薄肉部位18の平面形状が正六角形状のものが、平面形状が円形状や正三角形状のものよりも歪量の増大率が高かった。   Thus, when viewed comprehensively, the shape of the thin portion 18 having a regular hexagonal shape has a higher rate of increase in strain than that of a planar shape having a circular shape or a regular triangle shape.

これは、薄肉部位18の平面形状が正三角形状の場合、応力集中箇所である3つの角部を直線的に結ぶ辺を有する構造となるため、薄肉部位18に発生するクラックの進展を制限するおそれが高い。正六角形状はそのような制限がない。従って、薄肉部位18の平面形状は正六角形状が最も好ましいと考えられる。   This is because, when the planar shape of the thin portion 18 is an equilateral triangle, the structure has a side that linearly connects the three corners that are the stress concentration portions, and thus the progress of cracks occurring in the thin portion 18 is limited. There is a high risk. The regular hexagonal shape does not have such a restriction. Therefore, it is considered that the regular shape of the thin portion 18 is most preferably a regular hexagon.

歪検出器10を被検査対象物22に取り付けるための取付部位16は、面接触よりも点接触が好ましいため、極力小さいことが求められるが、被検査対象物22に対する固定力(接着剤を用いた場合は接着力)が担保できる面積を有する必要がある。   Since the attachment part 16 for attaching the strain detector 10 to the inspection object 22 is preferably point contact rather than surface contact, it is required to be as small as possible. If there is, it is necessary to have an area that can secure the adhesive force).

例えば大日本印刷株式会社製のS6タイプのシート状接着剤を使用した場合、1つの取付部位16あたり75mm以上の面積を有することが望ましい。さらに、1つの取付部位16あたり200mm以上の面積を有することが望ましい。 For example, when an S6 type sheet-like adhesive manufactured by Dai Nippon Printing Co., Ltd. is used, it is desirable to have an area of 75 mm 2 or more per one attachment site 16. Furthermore, it is desirable to have an area of 200 mm 2 or more per one attachment site 16.

また、取付部位16の面形状はどんな形でもよいが、被検査対象物22に発生する任意の引っ張り方向に対して、特定の固定特性を持たせない、すなわち、取付部位(接着面)がセンシングの方向性を発現するのを回避する観点から、円形状が望ましい。   Further, the surface shape of the attachment portion 16 may be any shape, but it does not have a specific fixing characteristic with respect to an arbitrary pulling direction generated in the inspection object 22, that is, the attachment portion (adhesion surface) is sensing. From the viewpoint of avoiding the development of the directivity of the above, a circular shape is desirable.

上述の例では、薄肉部位18の平面形状を正六角形状にした例を示したが、図9に示すように、薄肉部位18の平面形状の角部と、該角部と対応する辺までの最短距離を変化させてもよい。すなわち、応力集中部20の幅Wを変化させてもよい。   In the above-described example, an example in which the planar shape of the thin portion 18 is a regular hexagonal shape is shown. However, as shown in FIG. 9, the planar portion of the thin portion 18 and the side corresponding to the corner portion are connected. The shortest distance may be changed. That is, the width W of the stress concentration portion 20 may be changed.

ここで、第2実験例について説明する。この第2実験例は、サンプル1、サンプル7〜10について、上述した第1実験例における第1方向についての歪量の倍率を確認した。   Here, the second experimental example will be described. In this second experimental example, the distortion amount magnification in the first direction in the first experimental example described above was confirmed for sample 1 and samples 7 to 10.

サンプル7は、上述したサンプル5と同様のサイズを有する歪検出器10において、応力集中部20の幅Wを5mmにした。同様に、サンプル8、9及び10は、上述したサンプル5と同様のサイズを有する歪検出器10において、応力集中部20の幅Wを3mm、1.5mm及び0.5mmにした。   In the sample 7, in the strain detector 10 having the same size as the sample 5 described above, the width W of the stress concentration portion 20 is set to 5 mm. Similarly, Samples 8, 9, and 10 are the strain detector 10 having the same size as Sample 5 described above, and the width W of the stress concentration portion 20 is set to 3 mm, 1.5 mm, and 0.5 mm.

そして、上述した第1実験例と同様にして、第1方向についての歪量の倍率を確認したところ、上述したサンプル1の歪量を基準としたとき、サンプル7〜10は、それぞれ1.1倍、1.4倍、2.3倍、3.3倍であった(下記表2参照)。   Then, when the magnification of the strain amount in the first direction was confirmed in the same manner as in the first experimental example described above, when the strain amount of Sample 1 described above was used as a reference, Samples 7 to 10 were 1.1. Times, 1.4 times, 2.3 times, and 3.3 times (see Table 2 below).

Figure 2019164024
Figure 2019164024

このように、応力集中部20の幅Wを変化させることで、歪検出器10の歪検出感度を適宜変化させることができる。従って、被検査対象物22の材質等に応じて、被検査対象物22に適した歪検出感度を簡単に設定することができる。   As described above, the strain detection sensitivity of the strain detector 10 can be appropriately changed by changing the width W of the stress concentration portion 20. Therefore, the strain detection sensitivity suitable for the inspection target 22 can be easily set according to the material of the inspection target 22 and the like.

歪検出器10を構成するセラミックスとしては、ジルコニアを含むことが好ましい。また、応力集中部20を設けることにより、被検査対象物22が弾性変形する範囲の歪み、例えば0.1%や0.2%等で歪検出器10を破壊させることができる。しかも、ジルコニアは、熱膨張係数が炭素鋼(軟鋼材)や鉄筋コンクリートの熱膨張係数とほぼ同じであることから、温度変化分を補償することができる。これは、温度変化に影響されることなく、歪みを検出できることにつながり、検出精度の向上を図る上でも有利である。   The ceramics constituting the strain detector 10 preferably contains zirconia. Further, by providing the stress concentration portion 20, the strain detector 10 can be broken with strain within a range in which the inspection target 22 is elastically deformed, for example, 0.1% or 0.2%. Moreover, since zirconia has a thermal expansion coefficient substantially the same as that of carbon steel (mild steel material) or reinforced concrete, it can compensate for the temperature change. This leads to the ability to detect distortion without being affected by temperature changes, and is advantageous for improving detection accuracy.

次に、歪検出器10の製造方法について以下に簡単に説明する。   Next, a manufacturing method of the strain detector 10 will be briefly described below.

先ず、歪検出器10の製造方法は、特に限定されず、ドクターブレード法、押し出し法、ゲルキャスト法、粉末プレス法、インプリント法等、任意の方法であってよい。特に、薄肉部位18や応力集中部20が形成された複雑な形状に対しては、特に好ましくは、ゲルキャスト法を用いて製造する。好適な実施の形態においては、セラミック粉末、分散媒及びゲル化剤を含むスラリーを注型し、このスラリーをゲル化させることによって成形体を得、この成形体を焼結することで、歪検出器を得ることができる(特開2001−335371号公報参照)。   First, the manufacturing method of the strain detector 10 is not particularly limited, and may be any method such as a doctor blade method, an extrusion method, a gel casting method, a powder pressing method, an imprinting method, and the like. Particularly, for a complicated shape in which the thin portion 18 and the stress concentration portion 20 are formed, the gel casting method is particularly preferably used. In a preferred embodiment, a slurry containing a ceramic powder, a dispersion medium, and a gelling agent is cast, and the slurry is gelled to obtain a molded body, and the molded body is sintered to detect strain. Can be obtained (see JP 2001-335371 A).

歪検出器10の構成材料として特に好ましくは、ジルコニア粉末に対して、3mole%のイットリア(Y)助剤を添加した原料を用いる。助剤としては、イットリアが好ましいが、カルシア(CaO)、マグネシア(MgO)等も例示することができる。 As a constituent material of the strain detector 10, a raw material obtained by adding 3 mole% yttria (Y 2 O 3 ) assistant to the zirconia powder is particularly preferable. As the auxiliary agent, yttria is preferable, but calcia (CaO), magnesia (MgO) and the like can also be exemplified.

ゲルキャスト法は、以下の方法が挙げられる。
(1) 無機物粉体と共に、ゲル化剤となるポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のプレポリマーを、分散剤と共に分散媒中に分散してスラリーを調製し、注型後、架橋剤により三次元的に架橋してゲル化させることにより、スラリーを固化させる。
(2) 反応性官能基を有する有機分散媒とゲル化剤とを化学結合させることにより、スラリーを固化させる。この方法は、本出願人の特開2001−335371号公報に記載されている方法である。
The gel casting method includes the following methods.
(1) Along with inorganic powder, a prepolymer such as polyvinyl alcohol, epoxy resin, phenol resin or the like, which becomes a gelling agent, is dispersed in a dispersion medium together with a dispersant to prepare a slurry. The slurry is solidified by crosslinking and gelation.
(2) The slurry is solidified by chemically bonding an organic dispersion medium having a reactive functional group and a gelling agent. This method is the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-335371 of the present applicant.

なお、本発明に係る歪検出器は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。   It should be noted that the strain detector according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

すなわち、上記の例では、取付部位16の平面形状を円形状としたが、それ以外の形状、例えば複数の円弧で構成してもよい。例えば図10に示すように、歪検出器10の外周の一部を構成する第1円弧40aと、取付部位16の内方を向く第2円弧40bとで構成してもよい。図10では、第1円弧40aの曲率半径を第2円弧40bの曲率半径より小さくした例を示す。   That is, in the above example, the planar shape of the attachment portion 16 is a circular shape, but it may be configured by other shapes, for example, a plurality of arcs. For example, as shown in FIG. 10, the first arc 40 a constituting a part of the outer periphery of the strain detector 10 and the second arc 40 b facing inward of the attachment portion 16 may be used. FIG. 10 shows an example in which the radius of curvature of the first arc 40a is smaller than the radius of curvature of the second arc 40b.

また、上述の例では、平板12の平面形状を三角形状、薄肉部位18の平面形状を六角形状、円形状、三角形状とした例を示したが、その他、図11Aの第1変形例に示すように、平板12の平面形状を円形状、薄肉部位18の平面形状を三角形状としてもよいし、図11Bの第2変形例に示すように、平板12の平面形状を四角形状、薄肉部位18の平面形状を四角形状としてもよい。   In the above-described example, the planar shape of the flat plate 12 is a triangular shape, and the planar shape of the thin portion 18 is a hexagonal shape, a circular shape, or a triangular shape, but the other is shown in the first modified example of FIG. 11A. As described above, the flat shape of the flat plate 12 may be circular, and the flat shape of the thin portion 18 may be triangular, or the flat shape of the flat plate 12 may be quadrangular and the thin portion 18 as shown in the second modification of FIG. 11B. The planar shape may be a quadrangular shape.

また、上述の例では、被検査対象物22に1つの歪検出器10を接着した場合を示したが、被検査対象物22に複数の歪検出器10を例えばタイル状に並べて被検査対象物22にかかった力の方向を検出してもよい。この場合、1つの歪検出器10のみを設置した場合よりも、力の方向を精度よく探知することが可能となる。   In the above-described example, the case where one strain detector 10 is bonded to the inspection target object 22 is shown. However, the plurality of strain detectors 10 are arranged on the inspection target object 22 in a tile shape, for example. The direction of the force applied to 22 may be detected. In this case, the direction of force can be detected with higher accuracy than when only one strain detector 10 is installed.

例えば図12に示すように、2つの歪検出器を互いに1つの辺を対向させて並べるようにしてもよい。図12において、クラック跡を細線Lc(実線)で示し、歪検出器にかかった力のおよその方向を破線Ldで示し、歪検出器にかかった力の主方向を太線Le(実線)で示す。図12では、クラック跡の発生位置によって9つのパターン(a)〜(i)に分類されることを示している。   For example, as shown in FIG. 12, two strain detectors may be arranged with one side facing each other. In FIG. 12, the crack mark is indicated by a thin line Lc (solid line), the approximate direction of the force applied to the strain detector is indicated by a broken line Ld, and the main direction of the force applied to the strain detector is indicated by a thick line Le (solid line). . FIG. 12 shows that the patterns are classified into nine patterns (a) to (i) depending on the occurrence positions of crack marks.

そして、パターン(a)、(b)、(f)及び(i)は、歪検出器にかかった力のおよその方向のみが判明している例を示す。パターン(c)、(d)、(e)、(g)及び(h)は、歪検出器にかかった力の主方向も判明している例を示す。   Patterns (a), (b), (f), and (i) show examples in which only the approximate direction of the force applied to the strain detector is known. Patterns (c), (d), (e), (g) and (h) show examples in which the main direction of the force applied to the strain detector is also known.

1つの歪検出器のみでは、歪検出器にかかった力の主方向として、3つの方向を検出することができる。これに対して、2つの歪検出器を並べた例では、図12からもわかるように、歪検出器にかかった力の主方向として、4つの方向を検出することができる。   With only one strain detector, three directions can be detected as main directions of the force applied to the strain detector. On the other hand, in the example in which two strain detectors are arranged, as can be seen from FIG. 12, four directions can be detected as main directions of the force applied to the strain detector.

10…歪検出器 10a…1つの辺
12…平板 12a…表面
12b…裏面(一方の主面) 14…角部
16…取付部位 18…薄肉部位
20…応力集中部 22…被検査対象物
24a…第1湾曲面 24b…第2湾曲面
26…鋼材 26a…鋼材の上面
32a…第1固定面 32b…第2固定面
34a…第1変位面 34b…第2変位面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Strain detector 10a ... One edge | side 12 ... Flat plate 12a ... Front surface 12b ... Back surface (one main surface) 14 ... Corner | angular part 16 ... Attachment part 18 ... Thin-walled part 20 ... Stress concentration part 22 ... Test object 24a ... 1st curved surface 24b ... 2nd curved surface 26 ... Steel material 26a ... Upper surface 32a of steel material ... 1st fixed surface 32b ... 2nd fixed surface 34a ... 1st displacement surface 34b ... 2nd displacement surface

Claims (9)

平板と、
前記平板の一方の主面のうち、複数の角部に設けられた複数の取付部位と、
前記平板の中央部に設けられ、平面形状が幾何学形状の薄肉部位と、
前記平板の各辺に対応した複数の応力集中部とを有することを特徴とする歪検出器。
A flat plate,
Among the one main surface of the flat plate, a plurality of attachment sites provided at a plurality of corners,
Provided in the central part of the flat plate, and the planar shape is a thin-walled portion having a geometric shape;
A strain detector comprising a plurality of stress concentration portions corresponding to each side of the flat plate.
請求項1記載の歪検出器において、
前記応力集中部は角部を有することを特徴とする歪検出器。
The strain detector of claim 1, wherein
The strain detector, wherein the stress concentration part has a corner part.
請求項1又は2記載の歪検出器において、
前記応力集中部の幅が5mm以下であることを特徴とする歪検出器。
The strain detector according to claim 1 or 2,
A strain detector, wherein the stress concentration portion has a width of 5 mm or less.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の歪検出器において、
前記平板の主面と前記薄肉部位との境界部分に湾曲面を有することを特徴とする歪検出器。
The strain detector according to any one of claims 1 to 3,
A strain detector comprising a curved surface at a boundary portion between the main surface of the flat plate and the thin portion.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の歪検出器において、
前記取付部位は、円形状の台座を一体に有することを特徴とする歪検出器。
In the distortion detector according to any one of claims 1 to 4,
The attachment part has a circular pedestal integrally, and is a strain detector.
請求項5記載の歪検出器において、
前記平板の一方の主面と前記取付部位との境界部分に湾曲面を有することを特徴とする歪検出器。
The strain detector of claim 5, wherein
A strain detector having a curved surface at a boundary portion between one main surface of the flat plate and the attachment site.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の歪検出器において、
前記薄肉部位の厚みが0.03mm以上であり、0.45mm以下、又は前記平板の厚みの40%以下であることを特徴とする歪検出器。
In the distortion detector according to any one of claims 1 to 6,
The thickness of the thin part is 0.03 mm or more, 0.45 mm or less, or 40% or less of the thickness of the flat plate.
請求項1〜7のいずれか1項に記載の歪検出器において、
前記幾何学形状は、正三角形状、正方形状、正五角形状、正六角形状、正九角形状、正十角形状、正十一角形状、円形状のいずれかであることを特徴とする歪検出器。
The strain detector according to any one of claims 1 to 7,
The geometric shape is any one of a regular triangle, a square, a regular pentagon, a regular hexagon, a regular nine, a regular decagon, a regular eleven, and a circle. Detector.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の歪検出器において、
前記平板、前記取付部位及び薄肉部位の材質がジルコニアであることを特徴とする歪検出器。
In the distortion detector according to any one of claims 1 to 8,
The strain detector is characterized in that the flat plate, the attachment part and the thin part are made of zirconia.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114486514A (en) * 2021-12-10 2022-05-13 中船澄西(泰州)装备科技有限公司 Strain strengthening detection device for low-temperature liquid tank container barrel
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