JP2936709B2 - 薄板材の残留応力測定方法および装置 - Google Patents
薄板材の残留応力測定方法および装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、薄板材の表面を溶解剤等を用いて所定深さ
まで除去したときに、残留応力に基づいて前記薄板材に
生じる反り面の曲率半径から前記所定深さでの薄板材の
残留応力を測定する薄板材の残留応力測定方法および装
置に関するものである。
まで除去したときに、残留応力に基づいて前記薄板材に
生じる反り面の曲率半径から前記所定深さでの薄板材の
残留応力を測定する薄板材の残留応力測定方法および装
置に関するものである。
［従来の技術］ 従来により、IC用リードフレームや精密機器等に用い
られるプレス用の薄板材は、その製造工程で圧延等の塑
性加工をしたり、コイル状に巻き取ったりすることによ
り内部に残留応力が発生する場合があり、この測定が必
要となった。
られるプレス用の薄板材は、その製造工程で圧延等の塑
性加工をしたり、コイル状に巻き取ったりすることによ
り内部に残留応力が発生する場合があり、この測定が必
要となった。
このため、製造された薄板材から所定寸法の試料を切
り出し、これの片方の表面を塩化第２鉄溶液で所定深さ
まで溶かすことで残留応力のバランスを崩して試料に反
りを発生させ、その反り面にダイヤルゲージを押し付け
て反り量を測定し、当該深さでの残留応力を求めるとい
ったことが実施されていた。ほかにも、回析Ｘ線によっ
て直接残留応力を測定する方法が知られている。
り出し、これの片方の表面を塩化第２鉄溶液で所定深さ
まで溶かすことで残留応力のバランスを崩して試料に反
りを発生させ、その反り面にダイヤルゲージを押し付け
て反り量を測定し、当該深さでの残留応力を求めるとい
ったことが実施されていた。ほかにも、回析Ｘ線によっ
て直接残留応力を測定する方法が知られている。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、ダイヤルゲージを用いる従来方法では、計
測時の押圧力で反り面が変形してしまい、正確なそり量
が測定できなかった。このため、残留応力を精度よく測
定することができないという問題があった。また、残留
応力測定の自動化が困難であり、計測ポイントの特定や
移動に時間がかかることから、非効率的であるという問
題もあった。
測時の押圧力で反り面が変形してしまい、正確なそり量
が測定できなかった。このため、残留応力を精度よく測
定することができないという問題があった。また、残留
応力測定の自動化が困難であり、計測ポイントの特定や
移動に時間がかかることから、非効率的であるという問
題もあった。
一方、回析Ｘ線を用いる方法では、精度よく残留応力
が測定できる代わりに、装置が高価となるという問題
や、Ｘ線照射をすることからその遮蔽をしなければなら
ないという安全対策上の要件も満たさなければならなか
った。また、深さ方向に残留応力を求めるに当たって
は、表層除去等が必要であるが、表層の除去によって薄
板材が反るため、回析角度を計測するに当たっての装置
の配置や取り扱いが複雑となり、さらには結果の解析に
専門的知識を要するなど操作性にも問題があった。
が測定できる代わりに、装置が高価となるという問題
や、Ｘ線照射をすることからその遮蔽をしなければなら
ないという安全対策上の要件も満たさなければならなか
った。また、深さ方向に残留応力を求めるに当たって
は、表層除去等が必要であるが、表層の除去によって薄
板材が反るため、回析角度を計測するに当たっての装置
の配置や取り扱いが複雑となり、さらには結果の解析に
専門的知識を要するなど操作性にも問題があった。
［発明の目的］ 本発明は、かかる従来の方法における不都合をなく
し、薄板材の残留応力を精度よく測定することができる
と共に、測定の自動化に適し、しかも装置構成が簡単で
高価とならず、高度の専門知識を要求されず、簡単にし
かも安全に残留応力を測定することができる方法および
装置を提供することを目的として完成された。
し、薄板材の残留応力を精度よく測定することができる
と共に、測定の自動化に適し、しかも装置構成が簡単で
高価とならず、高度の専門知識を要求されず、簡単にし
かも安全に残留応力を測定することができる方法および
装置を提供することを目的として完成された。
［課題を解決するための手段］ 本発明においては、 薄板材の表面を溶解剤等を用いて所定深さまで除去し
たときに、残留応力に基づいて前記薄板材に生じる反り
面の曲率半径から前記所定深さでの薄板材の残留応力を
測定する薄板材の残留応力測定方法において、 レーザや渦電流や超音波等を用いて非接触状態で目標
物までの距離を計測する装置によって、該装置から薄板
材の反り面までの距離を計測し、該計測結果から前記反
り面の曲率半径を求めることを特徴とする構成を採用し
て、前記目的を達成する薄板材の残留応力測定方法を完
成した。
たときに、残留応力に基づいて前記薄板材に生じる反り
面の曲率半径から前記所定深さでの薄板材の残留応力を
測定する薄板材の残留応力測定方法において、 レーザや渦電流や超音波等を用いて非接触状態で目標
物までの距離を計測する装置によって、該装置から薄板
材の反り面までの距離を計測し、該計測結果から前記反
り面の曲率半径を求めることを特徴とする構成を採用し
て、前記目的を達成する薄板材の残留応力測定方法を完
成した。
また、 薄板材の表面を溶解剤等を用いて所定深さまで除去し
たときに、残留応力に基づいて前記薄板材に生じる反り
面の曲率半径から前記所定深さでの薄板材の残留応力を
測定する薄板材の残留応力測定装置であって、 薄板材を載置する載置手段と、 該載置手段の上方に配設されたレーザや渦電流や超音
波等を用いて非接触状態で目標物までの距離を計測する
非接触式距離計測手段と、 該非接触式距離計測手段と前記載置手段との水平方向
の相対位置関係を変更する相対位置変更手段と、 該相対位置変更手段により前記非接触式距離計測手段
と前記載置手段との水平方向の相対位置関係を変更しつ
つ前記非接触式距離計測手段にて計測された薄板材の反
り面までの距離に基づいて、該反り面の曲率半径を演算
する曲率半径演算手段と、 該演算された曲率半径に基づいて前記所定深さでの薄
板材の残留応力を演算する残留応力演算手段と を備えることを特徴とする構成を採用して前記目的を達
成する薄板材の残留応力測定装置を完成した。
たときに、残留応力に基づいて前記薄板材に生じる反り
面の曲率半径から前記所定深さでの薄板材の残留応力を
測定する薄板材の残留応力測定装置であって、 薄板材を載置する載置手段と、 該載置手段の上方に配設されたレーザや渦電流や超音
波等を用いて非接触状態で目標物までの距離を計測する
非接触式距離計測手段と、 該非接触式距離計測手段と前記載置手段との水平方向
の相対位置関係を変更する相対位置変更手段と、 該相対位置変更手段により前記非接触式距離計測手段
と前記載置手段との水平方向の相対位置関係を変更しつ
つ前記非接触式距離計測手段にて計測された薄板材の反
り面までの距離に基づいて、該反り面の曲率半径を演算
する曲率半径演算手段と、 該演算された曲率半径に基づいて前記所定深さでの薄
板材の残留応力を演算する残留応力演算手段と を備えることを特徴とする構成を採用して前記目的を達
成する薄板材の残留応力測定装置を完成した。
［作用］ 本発明の方法および装置の作用を説明するに当り、薄
板材の表面を溶解剤等を用いて所定深さまで除去したと
きに、残留応力に基づいて薄板材に生じる反り面の曲率
半径から所定深さでの薄板材の残留応力を測定すること
ができる物理的根拠について第４図および以下の演算式
に基づいて説明する。なお、図中点線で示したのが表層
除去前の残留応力分布であり、実線で示したのが表層除
去後の残留応力分布である。また、一点鎖線で示したの
が表層除去後に曲げを起こさないと仮定したときの応力
分布である。なお、図中二点鎖線は表層除去前の薄板材
の表面である。
板材の表面を溶解剤等を用いて所定深さまで除去したと
きに、残留応力に基づいて薄板材に生じる反り面の曲率
半径から所定深さでの薄板材の残留応力を測定すること
ができる物理的根拠について第４図および以下の演算式
に基づいて説明する。なお、図中点線で示したのが表層
除去前の残留応力分布であり、実線で示したのが表層除
去後の残留応力分布である。また、一点鎖線で示したの
が表層除去後に曲げを起こさないと仮定したときの応力
分布である。なお、図中二点鎖線は表層除去前の薄板材
の表面である。
板厚ｈの薄板材の表面から深さａの位置での残留応力
σは、表面から深さａの表層を除去されたときの表層除
去後の表面に作用する残留応力（以下、表層残存分応力
という）σａと、この表層除去により板材の長手方向の
力が除かれることに基づき解放された残留応力（以下、
長手方向力除去分応力という）σｃと、表層除去による
曲げモーメントに関する平衡条件に基づき解放された残
留応力（以下、曲げ除去分応力という）σｂとの総和と
して捉えられる。
σは、表面から深さａの表層を除去されたときの表層除
去後の表面に作用する残留応力（以下、表層残存分応力
という）σａと、この表層除去により板材の長手方向の
力が除かれることに基づき解放された残留応力（以下、
長手方向力除去分応力という）σｃと、表層除去による
曲げモーメントに関する平衡条件に基づき解放された残
留応力（以下、曲げ除去分応力という）σｂとの総和と
して捉えられる。
σ＝σａ＋σｂ＋σｃ ・・・（１） まず、表層残存分応力σａの求め方を示す。
いま、深さａの位置からさらに薄層daが除去されたと
すると、この除去される薄層daに存在する残留応力の存
在による単位幅当りの曲げモーメントM1は次式で表され
る。
すると、この除去される薄層daに存在する残留応力の存
在による単位幅当りの曲げモーメントM1は次式で表され
る。
M1＝σａ・da・（ｈ−ａ）/2 ・・・（２） 一方、薄層daを除去した後の薄板材に作用する曲げモ
ーメントM2は、そのときの薄板材の反り面の曲率の変化
量ｄ（1/ρ）を用いて次式で表される。
ーメントM2は、そのときの薄板材の反り面の曲率の変化
量ｄ（1/ρ）を用いて次式で表される。
M2＝Ｅ・Ｉ・ｄ（1/ρ） ・・・（３） ここで、単位幅についての断面二次モーメントＩは、
Ｉ＝（ｈ−ａ）3/12となるから、（３）式は次の様に変
形することができる。
Ｉ＝（ｈ−ａ）3/12となるから、（３）式は次の様に変
形することができる。
M2＝Ｅ・｛（ｈ−ａ）3/12｝・ｄ（1/ρ） ・・・
（４） そして、M1＝M2でなければならないから、表層残存分
応力σａは、次式で表されることになる。
（４） そして、M1＝M2でなければならないから、表層残存分
応力σａは、次式で表されることになる。
一方、長手方向力除去分応力σｃは、断面内で一様で
あると仮定すると、次の釣合式が成立する。
あると仮定すると、次の釣合式が成立する。
∫σda＋σｃ・（ｈ−ａ）＝０ ・・・（６） よって、 σｃ＝−｛1/（ｈ−ａ）｝∫σda ・・・（７） となる。
さらに、曲げ除去分応力σｂは、薄板材の残った部分
に曲げを起こさせるモーメントＭと釣り合う。
に曲げを起こさせるモーメントＭと釣り合う。
従って、 となるから、 と導かれる。
以上の結果、残留応力σは、 と表される。
なお、（10）式の右辺第３項は、∫σdaを含んでいる
が、数段階に深さａと曲率半径ρとを計測して、逐次近
似法を適用すれば、残留応力σを算出することができ
る。深さａは、元々の板厚ｈと、溶解剤により薄板材表
面を除去したあとの残存板厚（ｈ−ａ）とから簡単に特
定することができる。従って、薄板材の所定深さａでの
残留応力σは、薄板材の反り面の曲率半径を求めれば算
出することができるのである。
が、数段階に深さａと曲率半径ρとを計測して、逐次近
似法を適用すれば、残留応力σを算出することができ
る。深さａは、元々の板厚ｈと、溶解剤により薄板材表
面を除去したあとの残存板厚（ｈ−ａ）とから簡単に特
定することができる。従って、薄板材の所定深さａでの
残留応力σは、薄板材の反り面の曲率半径を求めれば算
出することができるのである。
以上の様に、所定深さでの薄板材の残留応力を測定す
るに当たっては、薄板材の表面を塩化第２鉄の様な溶解
剤等を用いて所定深さまで除去したときに、残留応力に
基づいて前記薄板材に生じる反り面の曲率半径を求めれ
ばよい。本発明の方法においては、レーザや渦電流や超
音波等を用いて非接触状態で目標物までの距離を計測す
る装置によって、装置から薄板材の反り面までの距離を
計測して反り面の湾曲状態を特定し、この計測結果から
反り面の曲率半径を求めることとしたから、薄板材に外
力が加わることがなく、ダイヤルゲージによる場合の様
な反り面の変形に基づく計測誤差が生じない。また、距
離を計測するだけであるから、装置の取り扱いや設定等
も極めて簡単であり、解析も容易である。そして、Ｘ線
遮蔽に見られる様な安全対策や、極端な遠隔操作を要求
されたりしない。
るに当たっては、薄板材の表面を塩化第２鉄の様な溶解
剤等を用いて所定深さまで除去したときに、残留応力に
基づいて前記薄板材に生じる反り面の曲率半径を求めれ
ばよい。本発明の方法においては、レーザや渦電流や超
音波等を用いて非接触状態で目標物までの距離を計測す
る装置によって、装置から薄板材の反り面までの距離を
計測して反り面の湾曲状態を特定し、この計測結果から
反り面の曲率半径を求めることとしたから、薄板材に外
力が加わることがなく、ダイヤルゲージによる場合の様
な反り面の変形に基づく計測誤差が生じない。また、距
離を計測するだけであるから、装置の取り扱いや設定等
も極めて簡単であり、解析も容易である。そして、Ｘ線
遮蔽に見られる様な安全対策や、極端な遠隔操作を要求
されたりしない。
また、本発明の残留応力測定装置においては、反り面
を有する薄板材を載置手段に載置し、相対位置変更手段
にて非接触式距離計測手段と載置手段との水平方向の相
対位置関係を変更しつつ、非接触式距離計測手段にて計
測された薄板材の反り面までの距離に基づいて、曲率半
径演算手段が反り面謁の曲率半径を演算する。そして、
こうして演算された曲率半径に基づいて、残留応力演算
手段が、例えば（10）式に基づく逐次近似演算を実行す
ることで、所定深さでの薄板材の残留応力を演算する。
なお、演算に当たっては、（10）式に限らず、実験式や
経験式、あるいは逐次近似が不要となる様に変形した近
似式等を用いてもよいことは勿論である。
を有する薄板材を載置手段に載置し、相対位置変更手段
にて非接触式距離計測手段と載置手段との水平方向の相
対位置関係を変更しつつ、非接触式距離計測手段にて計
測された薄板材の反り面までの距離に基づいて、曲率半
径演算手段が反り面謁の曲率半径を演算する。そして、
こうして演算された曲率半径に基づいて、残留応力演算
手段が、例えば（10）式に基づく逐次近似演算を実行す
ることで、所定深さでの薄板材の残留応力を演算する。
なお、演算に当たっては、（10）式に限らず、実験式や
経験式、あるいは逐次近似が不要となる様に変形した近
似式等を用いてもよいことは勿論である。
この装置は、相対位置を変更しつつ反り面の曲率半径
を求めるものであるから、薄板材の反り面までの距離を
連続的に計測するのに適しており、反り面の曲率半径を
精度よく求めることができる。
を求めるものであるから、薄板材の反り面までの距離を
連続的に計測するのに適しており、反り面の曲率半径を
精度よく求めることができる。
［実施例］ 次に、本発明を一層明らかにするために、本発明を適
用した実施例について説明する。
用した実施例について説明する。
実施例の残留応力測定装置は、第１図に示す様に、薄
板材から切り出した試料３を載置するXYテーブル５と、
このXYテーブル５の上方に所定距離をおいて配設された
レーザ変位計７と、このレーザ変位計７によりXYテーブ
ル５上の試料３からの反射波として検出されたアナログ
信号をデジタル信号に変換するA/D変換器９と、このA/D
変換器９からのデジタル信号を取り込んで試料の反り面
の曲率半径を演算するパーソナルコンピュータ11とを備
えている。なお、パーソナルコンピュータ11は、XYテー
ブル５の駆動制御およびレーザ変位計７のレーザ光出力
制御も司っている。
板材から切り出した試料３を載置するXYテーブル５と、
このXYテーブル５の上方に所定距離をおいて配設された
レーザ変位計７と、このレーザ変位計７によりXYテーブ
ル５上の試料３からの反射波として検出されたアナログ
信号をデジタル信号に変換するA/D変換器９と、このA/D
変換器９からのデジタル信号を取り込んで試料の反り面
の曲率半径を演算するパーソナルコンピュータ11とを備
えている。なお、パーソナルコンピュータ11は、XYテー
ブル５の駆動制御およびレーザ変位計７のレーザ光出力
制御も司っている。
次に、この残留応力測定装置１により薄板材の所定深
さａでの残留応力σを測定する手順を説明する。
さａでの残留応力σを測定する手順を説明する。
まず、薄板材から切り出した試料３の表層を深さａだ
け除去する。この除去には、従来のダイヤルゲージによ
る場合と同様に、塩化第２鉄溶液を用いる。こうして表
層を除去した試料３をXYテーブル５上に、下に凸の状態
で載置する。
け除去する。この除去には、従来のダイヤルゲージによ
る場合と同様に、塩化第２鉄溶液を用いる。こうして表
層を除去した試料３をXYテーブル５上に、下に凸の状態
で載置する。
次に、パーソナルコンピュータ11によるXYテーブル５
の駆動制御と、レーザ変位計７のレーザ光出力制御を開
始する。具体的には、レーザ変位計７からのレーザ光照
射を開始すると共に、XYテーブルをまずＸ軸方向に所定
速度で移動開始するのである。この結果、レーザ光の周
波数の関係から、この移動方向に所定間隔でのレーザ反
射波が検出され、これがA/D変換器９を経てデジタル信
号に変換されてパーソナルコンピュータ11に取り込まれ
る。パーソナルコンピュータ11では、この取り込んだデ
ジタル信号に基づいて、反り面の各計測点までの変位を
演算する。
の駆動制御と、レーザ変位計７のレーザ光出力制御を開
始する。具体的には、レーザ変位計７からのレーザ光照
射を開始すると共に、XYテーブルをまずＸ軸方向に所定
速度で移動開始するのである。この結果、レーザ光の周
波数の関係から、この移動方向に所定間隔でのレーザ反
射波が検出され、これがA/D変換器９を経てデジタル信
号に変換されてパーソナルコンピュータ11に取り込まれ
る。パーソナルコンピュータ11では、この取り込んだデ
ジタル信号に基づいて、反り面の各計測点までの変位を
演算する。
このとき、計測はＸ方向一直線に沿って実施し、100
程度の計測点での変位が算出される。そして、この算出
結果からノイズ等の影響を除去するため、異常な値をカ
ットして試料３の反り量を算出し、これからＸ方向曲率
半径ρｘを求める。
程度の計測点での変位が算出される。そして、この算出
結果からノイズ等の影響を除去するため、異常な値をカ
ットして試料３の反り量を算出し、これからＸ方向曲率
半径ρｘを求める。
同様に、XYテーブル５をＹ方向に移動させつつ変位計
測を行ない、Ｙ方向曲率半径ρｙを演算する。
測を行ない、Ｙ方向曲率半径ρｙを演算する。
これらを、除去深さａを段階的に変えつつ板厚中央ま
で複数回実施する。
で複数回実施する。
そして、これら曲率半径ρx,ρｙに基づいて、（10）
式による逐次近似を実施して各深さａでのＸ方向残留応
力σx,Y方向残留応力σｙを演算する。
式による逐次近似を実施して各深さａでのＸ方向残留応
力σx,Y方向残留応力σｙを演算する。
実際に、長尺のFe−42Ni製リードフレーム材から長さ
＝150mm,幅＝30〜70mm,板厚＝0.1〜0.3mmの試料を切り
出し、塩化第２鉄にて深さ0.025mmの表層除去を行な
い、XYテーブル５の移動速度を調整することで、長さ方
向（Ｙ方向）について各100点の変位を計測した結果か
らパーソナルコンピュータ11にて演算した反り量と表層
除去厚さとの関係を、第２図に示す様に、３次式で近似
した。
＝150mm,幅＝30〜70mm,板厚＝0.1〜0.3mmの試料を切り
出し、塩化第２鉄にて深さ0.025mmの表層除去を行な
い、XYテーブル５の移動速度を調整することで、長さ方
向（Ｙ方向）について各100点の変位を計測した結果か
らパーソナルコンピュータ11にて演算した反り量と表層
除去厚さとの関係を、第２図に示す様に、３次式で近似
した。
こうして求めた反り量と表層からの深さとの関係か
ら、逐次近似演算によって最終的に求めた深さ方向の残
留応力分布の一例を第３図に示す。
ら、逐次近似演算によって最終的に求めた深さ方向の残
留応力分布の一例を第３図に示す。
以上の様に、実施例によれば、レーザ変位計７を用い
て非接触で試料３の反り面の変位分布を求めているか
ら、ダイヤルゲージを用いた従来の手法における様な反
り面への外力が加わらず、正確な反り面の曲率半径を求
めることができ、残留応力を精度よく演算することがで
きる。また、非接触であるから、変位計測中に試料３の
載置位置もずれたりしないから、位置ずれ防止のための
試料固定等の面倒な取り扱いを必要としない。
て非接触で試料３の反り面の変位分布を求めているか
ら、ダイヤルゲージを用いた従来の手法における様な反
り面への外力が加わらず、正確な反り面の曲率半径を求
めることができ、残留応力を精度よく演算することがで
きる。また、非接触であるから、変位計測中に試料３の
載置位置もずれたりしないから、位置ずれ防止のための
試料固定等の面倒な取り扱いを必要としない。
しかも、レーザ光は、Ｘ線の様な人体への蓄積の問題
がないから安全であり、Ｘ線遮蔽に見られる様な安全確
保のための要件も極めて少ないものとなっている。
がないから安全であり、Ｘ線遮蔽に見られる様な安全確
保のための要件も極めて少ないものとなっている。
また、XYテーブル５をパーソナルコンピュータ11によ
り駆動制御しているから、レーザ変位計による計測ライ
ンが精度よく一直線となり、この点でも正確な曲率半径
を求める上で有利となっている。
り駆動制御しているから、レーザ変位計による計測ライ
ンが精度よく一直線となり、この点でも正確な曲率半径
を求める上で有利となっている。
さらに、XYテーブル５をコンピュータ制御で駆動すこ
ともそうであるが、レーザ変位計７という試料３に対し
て外力を加えずに反り面の変位分布を計測し得る手段を
採用したことにより、最初に試料３を適切な位置に載置
しさえすれば、後の処理は自動化することができる。
ともそうであるが、レーザ変位計７という試料３に対し
て外力を加えずに反り面の変位分布を計測し得る手段を
採用したことにより、最初に試料３を適切な位置に載置
しさえすれば、後の処理は自動化することができる。
この様に、本実施例によれば、従来の方法における不
都合をなくし、薄板材の残留応力を精度よく測定するこ
とができると共に、測定の自動化に適し、しかも装置構
成が簡単で高価とならず、高度の専門知識を要求され
ず、簡単にしかも安全に残留応力を測定することができ
る。
都合をなくし、薄板材の残留応力を精度よく測定するこ
とができると共に、測定の自動化に適し、しかも装置構
成が簡単で高価とならず、高度の専門知識を要求され
ず、簡単にしかも安全に残留応力を測定することができ
る。
なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲内で種々なる態様にて実
現することができることはいうまでもない。
く、その要旨を逸脱しない範囲内で種々なる態様にて実
現することができることはいうまでもない。
例えば、レーザ変位計以外にも、渦電流変位計や超音
波変位計等を用いても、全く同様に構成でき、同様の優
れた作用・効果を奏する。これは、これら三者に限ると
いう意味ではなく、目的物と非接触で変位（距離）を測
定できるものであれば何でもよいということである。
波変位計等を用いても、全く同様に構成でき、同様の優
れた作用・効果を奏する。これは、これら三者に限ると
いう意味ではなく、目的物と非接触で変位（距離）を測
定できるものであれば何でもよいということである。
また、実施例ではXYテーブルを移動させたが、変位計
側を移動させる構成であっても構わない。
側を移動させる構成であっても構わない。
加えて、試料は上に凸に載置しても構わない。
［発明の効果］ 本発明の方法および装置によれば、薄板材の残留応力
を精度よく測定することができると共に、測定の自動化
に適し、しかも装置構成が簡単で高価とならず、解析に
高度の専門知識を要求されず、簡単にしかも安全に誤差
のない残留応力を測定することができる。
を精度よく測定することができると共に、測定の自動化
に適し、しかも装置構成が簡単で高価とならず、解析に
高度の専門知識を要求されず、簡単にしかも安全に誤差
のない残留応力を測定することができる。
そして、従来のダイヤルゲージによる測定方法・装置
に比較して、試料のずれ防止等も簡単であり、変位の計
測時間が短くてよい上に、多数の点について測定でき、
準備作業を含めた測定作業全体の工数を節減することが
できる。
に比較して、試料のずれ防止等も簡単であり、変位の計
測時間が短くてよい上に、多数の点について測定でき、
準備作業を含めた測定作業全体の工数を節減することが
できる。
第１図は実施例の残留応力測定装置の構成を示すブロッ
ク図、第２図は反り量と表層除去厚さとの関係を示す計
測例のグラフ、第３図は最終的に求められた残留応力分
布の様子を例示する説明図、第４図は反り面の曲率半径
から残留応力を求める物理適根拠を説明する際に用いた
説明図である。 １……残留応力測定装置、３……試料 ５……XYテーブル、７……レーザ変位計 ９……A/D変換器 11……パーソナルコンピュータ ａ……除去深さ、ｈ……板厚
ク図、第２図は反り量と表層除去厚さとの関係を示す計
測例のグラフ、第３図は最終的に求められた残留応力分
布の様子を例示する説明図、第４図は反り面の曲率半径
から残留応力を求める物理適根拠を説明する際に用いた
説明図である。 １……残留応力測定装置、３……試料 ５……XYテーブル、７……レーザ変位計 ９……A/D変換器 11……パーソナルコンピュータ ａ……除去深さ、ｈ……板厚
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01L 1/00 G01B 21/20
Claims (2)
- 【請求項１】薄板材の表面を溶解剤等を用いて所定深さ
まで除去したときに、残留応力に基づいて前記薄板材に
生じる反り面の曲率半径から前記所定深さでの薄板材の
残留応力を測定する薄板材の残留応力測定方法におい
て、 レーザや渦電流や超音波等を用いて非接触状態で目標物
までの距離を計測する装置によって、該装置から薄板材
の反り面までの距離を計測し、該計測結果から前記反り
面の曲率半径を求めることを特徴とする薄板材の残留応
力測定方法。 - 【請求項２】薄板材の表面を溶解剤等を用いて所定深さ
まで除去したときに、残留応力に基づいて前記薄板材に
生じる反り面の曲率半径から前記所定深さでの薄板材の
残留応力を測定する薄板材の残留応力測定装置であっ
て、 薄板材を載置する載置手段と、 該載置手段の上方に配設されたレーザや渦電流や超音波
等を用いて非接触状態で目標物までの距離を計測する非
接触式距離計測手段と、 該非接触式距離計測手段と前記載置手段との水平方向の
相対位置関係を変更する相対位置変更手段と、 該相対位置変更手段により前記非接触式距離計測手段と
前記載置手段との水平方向の相対位置関係を変更しつつ
前記非接触式距離計測手段にて計測された薄板材の反り
面までの距離に基づいて、該反り面の曲率半径を演算す
る曲率半径演算手段と、 該演算された曲率半径に基づいて前記所定深さでの薄板
材の残留応力を演算する残留応力演算手段と を備えることを特徴とする薄板材の残留応力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33103490A JP2936709B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 薄板材の残留応力測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33103490A JP2936709B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 薄板材の残留応力測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198823A JPH04198823A (ja) | 1992-07-20 |
| JP2936709B2 true JP2936709B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=18239091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33103490A Expired - Lifetime JP2936709B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 薄板材の残留応力測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2936709B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004532984A (ja) * | 2001-05-25 | 2004-10-28 | カリフォルニア インスティテュート オブ テクノロジー | 体積力の作用を含む、積層及びグレーデッド型の構造体の大変形と応力の測定 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6127871B2 (ja) * | 2013-09-27 | 2017-05-17 | 住友金属鉱山株式会社 | 二層めっき基板の最大反り量の評価方法 |
| CN104535226B (zh) * | 2014-12-26 | 2017-03-22 | 丁士鹏 | 板材制品残余应力的测试方法 |
| JP6072166B1 (ja) * | 2015-08-11 | 2017-02-01 | 有限会社サクセス | 表面変質層深さ測定方法、半導体ウエハ研削方法、及び、半導体ウエハ製造方法 |
| CN111157157B (zh) * | 2019-09-09 | 2021-12-10 | 河钢股份有限公司 | 一种冷轧板残余应力预测和测量方法 |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP33103490A patent/JP2936709B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004532984A (ja) * | 2001-05-25 | 2004-10-28 | カリフォルニア インスティテュート オブ テクノロジー | 体積力の作用を含む、積層及びグレーデッド型の構造体の大変形と応力の測定 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04198823A (ja) | 1992-07-20 |
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