JP3314083B1 - ひずみ解析における発光性脆性コーティング - Google Patents

ひずみ解析における発光性脆性コーティング

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Abstract

【要約】 本発明は、ひずみ感応性コーティング、ひずみ測定装
置、および基材に対するひずみを決定するための方法に
関する。本発明の好ましい態様において、本システム
は、発光性のひずみ感応性コーティングと、基材上の機
械的ひずみのひずみマップを作成するために用いること
のできるひずみ領域マッピングシステムとを含む。本発
明に係る発光性ひずみ感応性コーティングは、好ましく
は、ポリマーを主原料とするコーティング剤であり、一
つまたは複数の発光性化合物を取り込むことができる。
本コーティング剤を塗布して、アルミニウム、スチー
ル、ポリマー、または合成物などの基材上に薄層を作り
出すことができる。そして、コーティング剤から発出す
る発光の一つまたは複数の特性を、基材にかかるひずみ
との関係で変化させることができる。好ましい態様にお
いて、コーティング中の亀裂形状の変化は、コーティン
グから発出する発光を計測することによって、基材にか
かるひずみを測定することができるよう、コーティング
剤から発出する発光の一つまたは複数の特性を変えるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の背景 本発明は、ひずみ測定の分野に関する。本技術による恩
恵を受けることのできる適用例は、複雑な幾何構造物に
かかるひずみの工学的解析、設計解析、および構造物の
非破壊試験などである。したがって、本発明は、自動車
用、航空宇宙用、民生用の構造物、およびスポーツ用品
などその他多くのものに利用することができる。本発明
の具体的態様は、ひずみ感応性コーティング（strain-s
ensitive coating）、ひずみ領域マッピングシステム
（a strain field mapping system）、およびひずみ解
析を行うための方法に関する。本発明の方法および装置
は、全領域ひずみ解析（full-field strain analysis）
の分野において特に有用である。
【０００２】構造解析の分野においては、構造体が受け
ている応力を測定できれば、そのような構造体の設計と
構築を行う上で重要なフィードバックとなりうる。典型
的には、構造体の表面のひずみにより、その構造体が受
けている応力に関する情報が提供される。この情報によ
って、応力を加えられた領域にわたって応力集中を同定
することができ、また、設計および予測法との比較を行
うための一般的な応力マッピングが提供される。現在、
一点法（point method）やフルフィールド法（full-fie
ld methocd）など、このような表面のひずみを測定する
方法がいくつかある。
【０００３】一点法には、電気抵抗ひずみ計方法、電気
工学センサーを用いる方法、および光学的方法などがあ
る。これらの方法では、構造体に応力が加わると、各セ
ンサーまたは階段が一点における表面のひずみを表示す
るように、複数のセンサーを構造体上のさまざまな位置
に貼り付けるか、構造体を横切って階段状にセンサーを
並べる必要がある。構造体全体にわたってひずみを測定
するためには、表面に強い応力がかかる点に多数のセン
サーを置くか、可動性センサーの場合には数多くの段階
が必要である。このように、これらの一点法は煩雑にな
ることがあり、構造体の全表面にかかる応力を測定する
のは困難である。
【０００４】この一点法の限界を克服するために、脆性
コーティング（brittel coating）、光弾性コーティン
グ（photoelastic coating）、モアレ法（moire method
s）、干渉測定法、およびデジタル画像相関法など、数
多くの表面測定技術が開発されている。これらの方法は
それぞれ、一定の応用場面では有用であるが、それらの
有用性を制約するような特徴をもっている。脆性コーテ
ィングは、典型的には、物体にかかる応力の主要方向に
関する優れた定性的情報をもたらす。脆性コーティング
の限界としては、負荷をかけた一個の物体の一部しか試
験できないこと、限られた定量的情報しか提供できない
こと、および、データの自動収集法がないことなどが挙
げられる。光弾性コーティングでは、物体の剪断応力、
および応力の主要方向に関する情報しか提供されず、ま
た、コーティング処理に時間がかかるため、一般的に
は、本体が大きなときに適用すると煩雑になる。モアレ
法は、典型的には、平面的な物体にしか用いることがで
きず、複雑な外面構造には使用されない。ホログラフィ
ー干渉法、電気スペックルパターン干渉法、およびシア
ログラフィー（shearography）などの干渉測定法では、
精巧に振動を隔離する必要があるため、それらの実用性
は大きく制約されている。デジタル画像相関法には、重
要な直線的範囲内で部分試験するために必要な感応性が
ない。
【０００５】したがって、複雑な形状を有する構造物に
かかる全領域のひずみを容易かつ正確に測定できる方法
およびシステムに対する需要がまだ存在している。リア
ルタイムで動的ひずみ測定を、さらに低いひずみレベル
で行うことのできる方法およびシステムが一層好都合で
ある。
【０００６】発明の簡単な概要 本発明は、ひずみ感応性コーティング、ひずみ測定シス
テム、および、基材に対する機械的なひずみを決定する
ための方法に関する。本発明の好ましい態様では、この
システムには、発光性のひずみ感応性コーティングと、
基材上の機械的ひずみのひずみマップを作成するために
用いることのできるひずみ領域マッピングシステムとが
含まれる。
【０００７】本発明に係る発光性ひずみ感応性コーティ
ングは、好ましくは、ポリマーを主原料とする結合コー
ティングを利用する。本コーティングは、一種類以上の
発光性化合物を取り込むことができる。これらの発光性
化合物は、発光源からの光を吸着した後、これらの発光
性化合物から放出される光がコーティングから発出して
検出できるよう、光を放出することができる。具体的な
態様において、一つまたは複数の発光性色素は、結合剤
と一緒に、または、結合剤に添加して取り込まれること
が可能である。好ましい態様では、コーティングの中の
発光性色素は、色素を励起するときに用いる照射の波長
域とは異なったところに中心をもつ波長域で光を放出す
る。具体的な態様において、放出された光は、照射光か
ら赤方偏移したものである。
【０００８】本コーティングは、一つまたは複数のさま
ざまな方法によって、基材に適用することができる。こ
のような方法には、静電塗装による沈着、化学薬品の気
化による沈着、塗装、スピンコーティング、および浸漬
コーティングなどが含まれる。好ましくは、コーティン
グ剤は、金属、ポリマー、セラミック、または合成物な
どの基材上に薄層を作り出すためのエアロゾル技術を用
いて実施できるよう調合することができる。本コーティ
ングを構造体に施した後に硬化処理を行うことができ
る。この硬化処理には、例えば、さまざまな時間、さま
ざまな外部環境に曝露することが含まれうる。
【０００９】好ましい態様では、この硬化処理の間に、
乾燥した湖沼の底状パターン（dry lake-bed pattern）
の亀裂が生じる。続いて、この基材にひずみを与える
と、基材がひずむ結果、亀裂の形状（例えば、亀裂の開
口、亀裂の深さ、亀裂の密度、亀裂の長さ、および/ま
たは亀裂の配向）に変化が生じる。したがって、例え
ば、コーティングから発出する光の一つまたは複数の性
質の変化を調べることによって、亀裂の形状の変化を用
いて、その下にある材料のひずみを調べることができ
る。一例としては、この亀裂形状の変化は、コーティン
グからの全体的な発光強度に影響を与えることがある。
具体的な態様では、コーティングからの発光強度は、そ
の下にある材料のひずみ状態と相関する。全領域という
意味では、発光強度を用いて、構造体や複雑な部品の表
面に関するひずみマップを作成することができる。
【００１０】別の態様においては、硬化処理後に本質的
には亀裂が入らないように、コーティング剤を調合した
り硬化させることができる。この態様では、機械的にひ
ずみを加える過程で亀裂を入れることができる。亀裂の
形状のその他の局面と同じく、亀裂の密度も、基板のひ
ずみの結果変化するようにすることができる。また、例
えば、コーティングから発出する光の一つまたは複数の
性質の変化を測定することによって、亀裂の形状の変化
を用いて、基材のひずみを調べることができる。例え
ば、亀裂の数が増加するにつれて、コーティングから放
出される光の強度を増加させることもできる。さらに、
前述のように、発光の強度を、亀裂の形状と相関させる
こともできる。そして、亀裂形状のパターンを、その下
にある材料のひずみを変えた結果として変化させること
ができる。こうして、コーティングの発光強度を、その
下にある基材のひずみと相関させることができる。この
ようにして、ひずみの状態を、基材の表面にマッピング
することができる。
【００１１】本発明はまた、下にある基板上の機械的な
ひずみ領域のマップを作成するためのひずみ領域マッピ
ングシステムに関連する。ひずみ領域があるために起こ
る、強度などの発光特性の変化を、さまざまな技術によ
って画像化することができる。具体的な態様において、
画像化装置の空間的な解像度は、コーティングの各亀裂
が画像としては見えなくとも、ひずみに関連した平均的
な強度が全領域にわたって見えるように調整することが
できる。そして、本発明の方法は、基材から発出する発
光強度の分布画像を捕捉することができ、その下にある
基材の機械的ひずみ領域のマップへと変換することがで
きる。
【００１２】本発明の好ましい態様において、ひずみ感
応性コーティングによって、下にある基材をコーティン
グした後、取り込まれた発光性化合物が、波長のシフト
した光を放出するように、このひずみ感応性コーティン
グを、さまざまな照射源の一つまたは複数によって照射
することができる。具体的な態様において、本ひずみ感
応性コーティングは、コーティング剤の中の発光性色素
が赤方偏移した光を放出するように、近紫外線または青
色光によって照射することができる。ひずんでいない基
板の発光強度の画像を記録することができる。次に、こ
の基板に機械的なひずみを与えてから、さらに画像を記
録することができる。具体的な態様において、ひずみを
与えていない基板と与えた基板の画像を解析することに
よって、発光強度が解り、基板上の機械的ひずみマップ
というアウトプットが得られる。
【００１３】詳細な説明 本発明は、ひずみ感応性コーティング、ひずみ測定装
置、および、基材に対する機械的なひずみを決定するた
めの方法に関する。本発明の好ましい態様において、こ
のシステムには、発光性のひずみ感応性コーティング
と、基材上の機械的ひずみのひずみマップを作成するた
めのひずみ領域マッピングシステムとが含まれる。本コ
ーティングは、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ(イミ
ド)、ポリ(エステル)、ポリアミン、ポリ(メラミン)、
ポリ(ウレタン)、メラミンホルムアルデヒド、セラミッ
ク、およびガラスなど、何種類かのポリマーまたは非ポ
リマー素材から構成されうる。このようなコーティング
は、金属、有機ポリマー、セラミック、および合成物な
ど、さまざまな基板に塗布することができる。
【００１４】本コーティングには、一種類以上の結合
剤、および一種類以上の発光物質を含ませることができ
る。本発明の好ましい態様において、発光性のあるひず
み感応性コーティングは、ポリマーを主原料とするコー
ティングで、一種類以上の発光性化合物を取り込んでい
るものである。本発明のコーティングで利用することの
できる発光性化合物の例には、ローダミンB、ポリ(フェ
ニレンビニレン)、およびシアニンなどの複合有機色素
（conjugated organic dye）がある。例えば、一種類以
上の発光性色素を、コーティングを製造するために用い
るポリマーの中に拡散および/または溶解させることが
できる。これらの発光性色素が一つの波長の光源による
照射を受けると、色素分子が、光源からの光を吸収し
て、異なった波長で光を放出することができる。具体的
な態様では、近紫外線または青色光の光源で照射したと
き、取り込まれた発光性色素は、赤方偏移光を放出す
る。
【００１５】本発明の具体的な態様において、0.450 g
のERL 4206エポキシ樹脂、0.010 gのエポン826（Epon 8
26)エポキシ樹脂、0.540 gのHY 918硬化剤、0.006 gの4
-(ジメチルアミノ)ピリジン、および0.003 gのペリレン
を試験管の中で混合して、発光ひずみ感応性コーティン
グを製造することができる。この混合液を約3時間放置
してから、例えば、エアブラシを用いて基板に塗布する
ことができる。コーティングを施してから、50℃で12時
間硬化させることができる。
【００１６】本発明の別の特定の態様において、0.3 g
のローダミンB発光性化合物を、100 gのメラミンホルム
アルデヒド樹脂、4.0 gのp-トルエンスルホンアミド、
0.7 gの塩化アンモニウム、150 mlの水、および150 ml
のエタノールの溶液からできている結合剤の中に拡散さ
せる。好ましくは、約100 gの樹脂に可塑剤p-トルエン
スルホンアミドを約3〜7グラム、また、触媒の塩化アン
モニウム、約0.5から2グラムを加えて、もろくなりすぎ
ることなくコーティングが速やかに硬化できるようにす
べきである。水とエタノールの比率は、好ましくは、約
7:3から3:7までであり、より好ましくは、約1:1であ
る。この混合液を、塗装用の仕切の中で塗装用スプレー
を用いて、砂吹き機で磨いた構造部品に塗布することが
できる。そして、この部品を、43℃で約17時間、相対湿
度約10〜20%で硬化させると、亀裂を無作為な乾いた湖
の底状（random dry lake bed pattern）にすることが
できる。
【００１７】本発明の別の特定の態様において、0.3 g
のローダミンB発光性化合物を、100 gのメラミンホルム
アルデヒド樹脂、4.0 gのp-トルエンスルホンアミド、
0.7 gの塩化アンモニウム、150 mlの水、および150 ml
のエタノールの溶液からできている結合剤の中に拡散さ
せる。この混合液を、エアブラシを用いて、砂吹き機で
磨いた構造部品に塗布することができる。そして、この
部品を、約42℃で約10時間おいてから、約2時間かけて
約42℃から約25℃まで温度を次第に下げてゆくという温
度プログラムを用いて、相対湿度約10〜20%で硬化させ
ることができる。この結果できるコーティングには本質
的に亀裂がなく、半透明の外観を有しうる。
【００１８】本発明に従って、ひずみ感応性コーティン
グを製造するために用いることのできる素材のその他の
例には、ポリ-(メチルメタクリル酸-コ-ブチルメタクリ
ル酸)、ポリ(メラミン-ホルムアルデヒド)、ポリウレタ
ン、および有機-無機ハイブリッドのゾル-ゲルが含まれ
る。本発明に従って用いることのできる発光性色素の例
には、1,5,15,20-テトラフェニルポルフィリン亜鉛(I
I)、トランス-4-[4-(ジメチルアミノ)スチリル]-1-ヨウ
化メチルピリジニウム（trans-4-[4-(dimetyl amino)st
yryl]-1-methylpyridinium iodide）、トランス-トラン
ス-1,4,-[ビス-3,4,5-(トリメトキシスチリル)]ベンゼ
ン、および、トリス-(4,7-ジフェニル-1,10-フェナント
ロリン)-二塩化ルテニウム(II)（tris-(4,7-diphenyl-
1,10-phenanthroline)-ruthenium（II）dichloride）な
どが含まれる。
【００１９】本コーティング剤を塗布する前に基材表面
を調製しておくと、コーティングの性能を向上させるこ
とができる。特に、基材の表面をざらざらにしておく
と、硬化したコーティングにおいて核形成部位の形成を
助長すると考えられている。このような核形成部位は、
硬化および/または硬化したコーティングにおける亀裂
の生成に役立つ。また、基板の表面をざらざらにする
と、コーティングが表面に接着するのを促進する。さら
に、表面をざらざらにすると、コーティングが、本質的
に角度依存的に発光するようになる。このような粗面化
は、砂吹き機による研磨、紙ヤスリ、および化学薬品に
よるエッチングなど、さまざまな作用によって行うこと
ができる。粗面化によって亀裂がより小さくなるため、
均一な亀裂濃度、例えば、１mm当たり約10個の亀裂を、
再現性をもって生じさせることができる。化学的脱脂溶
媒も、コーティングを塗布する前に、基板の表面に用い
ることができる。
【００２０】本コーティング剤は、例えば、エアロゾル
技術、静電塗装による沈着、および化学薬品の気化によ
る沈着などの噴霧技術、および/または、塗装、スピン
コーティング、および浸漬コーティングなどの非噴霧技
術によって、基材に塗布することができる。計測の感度
を最適なものにするには、コーティングの厚さは、好ま
しくは約60〜120ミクロン、より好ましくは約80〜100ミ
クロンである。エアロゾル塗布を利用するときには、適
当な厚さにするために、各回約7〜10ミクロンのコーテ
ィング塗布を何回か繰り返すこともできる。
【００２１】構造体にコーティングを塗布し、適当な硬
化処理を行った後、基材に機械的ひずみを加える前に、
結合剤が予備的に一連の亀裂を開始するようにしてもよ
いし、本質的には亀裂のない表面をもたせることもでき
る。亀裂の形状パターンは、基材の表面に加わる機械的
なひずみに相関して変化する。亀裂の形状とは、亀裂密
度、亀裂の開口、亀裂の深さ、亀裂の幅、亀裂の表面の
肌理、亀裂の方向、および/または亀裂の長さを含む。
加えた負荷に相関して起こりうる変化として、一種類以
上の亀裂形状の変化が起こりうる。
【００２２】本コーティング剤を塗布して硬化させる
と、コーティングを励起源によって照射することができ
る。具体的な態様では、コーティング剤の中の一種類以
上の色素が励起照射を吸収して、励起照射光とは異なる
波長の光を再放出する。励起源には、例えば、連続また
は短時間の光、干渉性または非干渉性の光、偏光性また
は非偏光性の光、濾光または非濾光などが挙げられる。
【００２３】基板にかかるひずみを変化させると、コー
ティングの亀裂の形状に変化が起き、偏光状態、強度、
スペクトル位置、バンドの形、および発光の減衰時間な
ど、発光性コーティングから発出する光の多様な性質の
一つまたは複数に影響を与えることがある。基板のひず
みと、コーティングから発光する光の性質の一つ以上と
の間の関係を比較することによって、このコーティング
を基材のひずみを定量的に測定するために用いることが
できる。
【００２４】基板にかかるひずみ領域を変化させると、
コーティングの亀裂の形状に変化が起きて、コーティン
グから発出する照射光の割合に直接影響することがあ
る。その結果、コーティングから発出する光の照射強度
が、その下にある基材にかかる機械的なひずみと相関す
ることになる。具体的な態様において、本コーティング
剤から放出される発光強度は、構造物に機械的なひずみ
が加わるにつれて増加するようにすることもできる。例
えば、可視光強度が、基材の表面にかかかる機械的なひ
ずみにほぼ直線的に比例するようにもできる。このよう
に、発光強度分布を用いて、下にある基板上の機械的な
ひずみ領域マップを作成することができる。
【００２５】コーティングの亀裂の形状が変化した結果
として、コーティングから放出される発光の強度が増加
するのは、少なくとも部分的には、亀裂によって、コー
ティング剤中の発光性化合物によって放出される光が、
コーティングの表面を離脱できるからである。一般的に
は、例えば、一種類以上の色素などの発光性化合物によ
って放出される光の一部は、内部的に反射されると、コ
ーティングのポリマー/空気の界面に戻ることになる。
コーティングの亀裂は、この内部反射の一部を遮って、
発光の方向を変え、かつ/または、光を散乱させて、発
光がフィルムから離脱し、それによってフィルムから発
出するようにさせる。また、亀裂は、コーティングに入
る励起照射量、励起照射の吸収、および/または、この
吸収の位置にも影響を与えることがある。
【００２６】具体的な態様において、本コーティング剤
から発出される発光強度と基材にかかるひずみとの関係
から、基材に2種類の主要なひずみを平面内に加えた場
合に関する情報が提供される。張力とねじり力を組み合
わせて試験した円柱形の試料に関して、この関係を図4
に示す。そして、さまざまな技術の一つによって、この
主要なひずみの分離を行うことができる。例えば、電気
抵抗ひずみ計を用いて主要なひずみの一つを測定するこ
とができ、この2つの主要なひずみを加えたものから引
き算をする（substrating）ことによって、もう一つの
主要なひずみを計算することができる。具体的な態様に
おいて、本コーティング剤は、光弾性特性を有しうる。
したがって、当技術分野において知られているように、
照射源、および2種類の主要な平面内ひずみの引き算に
関する情報をもたらす測定を可能にする画像化装置の前
に偏光プリズムと4分の1波長板を置くことができる。2
種類の主要な平面内ひずみを加えたとき、2種類の主要
な平面内ひずみを引き算したときに得られる情報を組み
合わせると、各々の主要なひずみを測定することができ
る。好ましくは、各々の主要なひずみを全領域について
測定することができる。
【００２７】好ましい態様において、本発明は、下にあ
る基板に加えられた機械的なひずみ領域のマップを作成
するためのひずみ領域マッピング装置を含んでいる。本
コーティングから発出される光を受けると、本測定装置
は、偏光状態、強度、スペクトル位置、バンドの形、お
よび発光の減衰時間など、受け取った光のさまざまな特
徴のうちの一つまたは複数の特徴を計測することができ
る。したがって、基板にかかるひずみと、本コーティン
グから発出される光との間の相関関係を利用して、本コ
ーティングから発出される光を受け取って、光の特徴を
一つ以上計測してから、基板にかかったひずみを測定す
ることができる。例えば、1）目視による観察、2）銀塩
フィルム技術を用いた静止写真、3）アナログビデオ写
真、および1）研究用CCDカメラを用いたデジタル写真な
ど、さまざまな方法の一つ以上によって、機械的なひず
みによる発光強度の変化を画像化することができる。ま
た、画像化処理の過程で、画像を向上させるためのフィ
ルターまたはその他の装置（偏光プリズムと4分の1波長
板、およびディフューザーなど）を用いることもでき
る。赤色光を放出する色素を本コーティング剤に取り込
んでいるという具体的な実施例においては、カメラの前
の赤色フィルターを用いて、励起照射を避けることがで
きる。各場合ごとに、各亀裂が画像中に見えないよう、
むしろ、コーティングから放出される平均的な発光強度
が領域全体にわたって見えるよう、可視装置の空間的解
像度を調節することができる。
【００２８】一つまたは複数のさまざまな方法を使用し
て、コーティングから発出する発光の特定の性質が、基
材にかかるひずみによって、どのように変化するかを測
定することができる。例えば、試料が基材に適用される
ときコーティング剤が該試料に塗布されるように、試料
を基材の上にテープで貼り付けることができ、同じよう
に硬化させることができる。そして、ひずみとともに発
光がどのように変化するかについて試料を試験すること
ができる。これらの結果を用いて、試料上のコーティン
グについて、したがって、基材上のコーティングについ
て測定を行うことができる。この他の技術としては、ひ
ずみ計など、基材上の一点にかかるひずみを測定するた
めの何らかの手段を設置することが含まれる。そして、
コーティングを測定するために、ひずみ計の読み取り値
を、このひずみ計付近のコーティングからの発光と比較
することができる。別法として、またはこの他の較正方
法とともに、サンプルの棒を、基材に対するのと同じよ
うにしてコーティングおよび硬化してから、特別の較正
設定条件で測定を行うことができる。
【００２９】別の態様において、図1を参照すると、本
発明に係るひずみ感応性コーティングの光-ひずみ反応
を測定するためのシステム1が示されている。システム1
は、機械的なひずみ誘導装置3（張力負荷）に搭載され
た、ひずみ感応性コーティング剤でコーティングしたア
ルミニウム試料（長さ12インチ×幅0.5インチ×厚さ0.0
16インチ）を使用する。装置3を誘導すると、3000マイ
クロストレインまでの張力をかけることができる。そし
て、例えば、150 Wキセノン・アーク燈5から発生する単
色の光によって、0.25 mmモノクロメーター7を通して、
コーティングされた試料を照射することができる。例え
ば空間的な不均一性および/または偏光によって起き
る、アーティファクトを軽減させるために集積球9を用
いて、コーティングされた試料からの発光を集めること
ができる。そして、ホウケイ酸ガラスファイバー束15を
介して集積球に結合している0.5 mモノクロメーター13
の上に取り付けられた、光子を計測する光子増幅管11か
らなる光学装置によって発光強度を検出することができ
る。コンピュータシステムは、試料に加えられたひずみ
のレベルを、例えばひずみ計によってサンプリングし
て、同時に記録することができ、また、コーティングか
らの相対的な発光強度を記録することもできる。
【００３０】本発明の別の態様において、ひずみ感応性
コーティングの光-ひずみ反応は、長さ5インチ、厚さ0.
25インチ、幅0.75インチのスチール製の棒の試料を試験
して測定することができる。このスチール製の棒は、4
点折り曲げ取り付け器の中に載せることができる。内部
の2つの負荷接触面の間にある、試料の頂面には、純粋
に軸方向に負荷がかかっている。底面では、較正目的
で、電気抵抗ひずみ計を用いた。試料は、頂面をひずみ
感応性コーティング剤でコーティングしてから、前記し
た較正条件で試料を試験する。
【００３１】物体のひずみマップを作成するために用い
られるシステムの特定の態様を図3に概略的に示す。図
示した装置は、本コーティング剤でコーティングされた
試料にひずみを与えるための装置17を含んでいる。ま
た、図3に示したシステムは、タングステン製の50 Wハ
ロゲンランプ19、ランプと試料との間に設置された400
nm干渉フィルター21、レンズの上に600 nm干渉フィルタ
ー25を備える14ビットCCDカメラ23、および、画像を向
上させるソフトウェアを実行するディスクトップコンピ
ュータシステム27も含んでいる。典型的な試験では、コ
ーティングから放出される発光の強度を、機械的なひず
みを加える前にカメラで画像化して、画像Rを作成す
る。次に、この物体にひずみを与えて第二の画像を撮
り、画像Sを作成する。そして、次のアルゴリズムを適
用して、ひずみマップを作成する： ［ひずみマップ］＝K*f([画像S]/[画像R]) ここで、［ひずみマップ］、［画像S］および［画像R］
は、デジタル画像データを含むマトリクスであり、f(v)
はスムージング関数（smoothing function）であり、且
つKは較正関数である。特異的な態様において、Kはほぼ
直線である。
【００３２】以下は、本発明を実施するための手順を具
体的に示す実施例である。これらの実施例を制限的なも
のと解すべきではない。
【００３３】実施例1 本実施例では、本発明に係る具体的なひずみ感応性コー
ティングを説明する。用いた結合剤および発光性素材
は、それぞれ、メラミンホルムアルデヒドとローダミン
Bである。図5は、このようなコーティング剤でコーティ
ングされた一連の試料に関する測定結果を示している。
プロットは、4点折り曲げ試料にかかるマイクロストレ
インに対する強度の相対的変化を示している。このプロ
ットは、コーティングの反応がほぼ直線的であり、明ら
かな閾値もなく、高度な再現性があることを示してい
る。コーティングの強度を、0から1900マイクロストレ
インまで約7%ずつ変化させた。
【００３４】実施例2 本実施例では、複雑な形状をもつ構造物に対する、本発
明の実施について説明する。この実施は、本発明の好ま
しい態様と合致する。構造物は、道路での負荷状態にあ
たる負荷をかけられた自動車のアクセルである。図6
は、構造物の有限要素解析（FEA）と、本発明を用いて
得られた結果との比較を示す。良好な相関関係が見られ
た。
【００３５】本明細書に記載されている実施例および態
様は、例示のためのものに過ぎず、これらを鑑みて、さ
まざまな改変や変更が当業者には想起されるであろう
が、それらもまた本出願の精神および見解、ならびに添
付の特許請求の範囲に含まれるものであることを理解す
べきである。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 図1は、本発明に係るひずみ感応性コーティ
ングの光-ひずみ反応を較正するためのシステムを示
す。
【図２】 図2Aおよび2Bは、加えた機械的ひずみ対時間
（図2B）と、ひずみ感応性コーティングの発光強度％対
時間の変化（図2A）との関係を、シグナル平均化と図1
で示したシステムを用いて同時に記録したものとして示
している。
【図３】 図3は、ひずみ感応性コーティングによって
コーティングした物体のひずみマップを作成するために
用いることのできるシステムを示している。
【図４】 図4は、張力および/またはねじり力をかけた
円柱形の試料に関する主要なひずみの合計に対して、コ
ーティングから放出された発光強度比をプロットしたも
のである。
【図５】 図5は、軸方向ひずみと、放出される光強度
の割合の変化との関係を見ることによって、軸方向のひ
ずみ試料に関する典型的な較正結果を示している。
【図６】 図6は、自動車のアクセルの、本発明により
得られたひずみマップと有限要素ひずみマップとによる
4点折り曲げ試験（bending test）を図示したものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ワン イェンシェン アメリカ合衆国 フロリダ州 ゲインズ ビル アパートメント ７ エヌ． ダ ブリュー． 17ス ストリート 303 (72)発明者 ハブナー ジェームス アメリカ合衆国 フロリダ州 ゲインズ ビル エス． ダブリュー． 97ス ド ライブ 3922 (72)発明者 ジェンキンス デイビッド アメリカ合衆国 フロリダ州 ゲインズ ビル エヌ． ダブリュー． 49ス ア ベニュー 14122 (72)発明者 エル−ラタル ウィッサム アメリカ合衆国 ミシガン州 ステアリ ング ハイツ モリアー ストリート 39706 (72)発明者 ブレナン アンソニー ビー. アメリカ合衆国 フロリダ州 ゲインズ ビル エヌ． ダブリュー． 37ス プ レイス 3959 (72)発明者 ヘ リュウ アメリカ合衆国 フロリダ州 ゲインズ ビル アパートメント ９ コリー ビ レッジ 289 (72)発明者 シェン イェブリン アメリカ合衆国 フロリダ州 ゲインズ ビル ＃1705 エス． ダブリュー． アーチャー ロード 2337 (72)発明者 キャロル ブルース アメリカ合衆国 フロリダ州 ニューベ リー エス． ダブリュー． 180ス ストリート 4004 (56)参考文献 特開 平７−306101（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−19692（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−189035（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−39534（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−263970（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−344388（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−201912（ＪＰ，Ａ) 米国特許3995157（ＵＳ，Ａ) 米国特許3924455（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/16 - 11/20 G01L 1/00

Claims (46)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基材に発光性コーティング剤を塗布する
    段階、 該コーティング剤を硬化させる段階、 該コーティング剤を励起照射によって照射する段階、お
    よび 基材のひずみを測定するために、該コーティング剤から
    発出する発光の一つまたは複数の特性を測定する段階を
    含む方法において、少なくとも部分的に、基材にかかる
    ひずみの量と、該コーティングにおける亀裂の形状との
    間に関係があるために、該コーティング剤から発出する
    発光の一つまたは複数の特性が、基材にかかるひずみに
    相関している方法。
  2. 【請求項２】 コーティング剤から発出する発光の一つ
    または複数の特性が、偏光状態、強度、スペクトル位
    置、バンドの形、および発光の減衰時間からなる群より
    選択される、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項３】 コーティング剤を硬化する段階の間に、
    亀裂がコーティングに定着する、請求項1記載の方法。
  4. 【請求項４】 基材がひずみを受けたときに、コーティ
    ングの中に亀裂が生じる、請求項1記載の方法。
  5. 【請求項５】 コーティング剤を塗布する段階の前に、
    コーティング剤を塗布すべき基材表面を粗面化する段階
    をさらに含む、請求項3記載の方法。
  6. 【請求項６】 基材表面を粗面化する段階が、砂吹き機
    による研磨、紙ヤスリ、および化学薬品によるエッチン
    グからなる群より選択される一つまたは複数の技術を含
    む、請求項5記載の方法。
  7. 【請求項７】 発光性コーティング剤が、結合剤と、少
    なくとも一つの発光性化合物とを含む、請求項1記載の
    方法。
  8. 【請求項８】 少なくとも一つの発光性化合物が少なく
    とも一つの発光性色素を含み、少なくとも一つの発光性
    色素が結合剤の中に拡散されている、請求項7記載の方
    法。
  9. 【請求項９】 少なくとも一つの発光性色素の少なくと
    も一つが、第一の波長の励起発光を吸収して、第二の波
    長の光を再放出する、請求項8記載の方法。
  10. 【請求項１０】 少なくとも一つの発光性色素の少なく
    とも一つの別の色素が、温度変化、発光領域の変化、圧
    力変化、および湿度変化からなる群より選択される一つ
    または複数の干渉を補償する、請求項9記載の方法。
  11. 【請求項１１】 基材にかかるひずみが変化するにつれ
    て、亀裂の形状が変化するために、亀裂の形状の変化に
    よって、コーティング剤から発出する発光の一つまたは
    複数の特性に変化が生じ、コーティング剤から発出する
    発光の一つまたは複数の該特性が、基材にかかるひずみ
    と相関するため、コーティング剤から発出する発光の一
    つまたは複数の該特性を計測することによって、基材に
    かかるひずみを測定することができる、請求項1記載の
    方法。
  12. 【請求項１２】 亀裂の形状の変化が、亀裂の幾何的構
    造、亀裂の幅、亀裂の密度、亀裂の方向、亀裂の表面の
    肌理、亀裂の深さ、および亀裂の開口からなる群の一つ
    または複数の変化を含む、請求項11記載の方法。
  13. 【請求項１３】 コーティング剤から発出する発光の強
    度が、基材にかかるひずみの関数である、請求項11記載
    の方法。
  14. 【請求項１４】 コーティング剤から発出する発光の強
    度が、基材にかかるひずみにほぼ直線的に相関してい
    る、請求項11記載の方法。
  15. 【請求項１５】 較正用コーティング剤を較正用基板に
    塗布する段階、該較正用コーティング剤を硬化する段
    階、該較正用コーティングを励起照射によって照射する
    段階、較正用基板に複数の較正用のひずみを加えて、該
    較正用ひずみのそれぞれを較正用基板に加えながら、該
    較正用コーティング剤から発出する発光の一つまたは複
    数の特性を較正する段階、および、ひずみ計測用装置に
    よって該複数の較正用ひずみのそれぞれを計測する段階
    を含む、請求項11記載の方法において、該較正用ひずみ
    のそれぞれを基板に加えた時に該コーティング剤から発
    出する発光の一つまたは複数の該特性の計測値を、該コ
    ーティングを較正するために使用する方法。
  16. 【請求項１６】 コーティングを較正することにより、
    下記のアルゴリズムを適用することによってひずみマッ
    プを作成できるように、コーティング剤に関する較正関
    数Kが得られる、請求項15記載の方法： ［ひずみマップ］＝K*f([画像S]/[画像R]) ここで、［ひずみマップ］、［画像S］および［画像R］
    は、デジタル画像データを含むマトリクスであり、f(v)
    は、スムージング関数（smoothing function）であり、
    ［画像R］は、基材にひずみを加えていない時にコーテ
    ィング剤から発出する発光の一つまたは複数の該特性の
    画像に基づいており、且つ［画像S］は、基材にひずみ
    を加えた時にコーティング剤から発出する発光の一つま
    たは複数の該特性の画像に基づいている。
  17. 【請求項１７】 基材に発光性コーティング剤を塗布す
    る段階が、エアロゾル技術、静電塗装による沈着、化学
    薬品の気化による沈着、塗装、スピンコーティング、お
    よび浸漬コーティングからなる群より選択される技術の
    一つ以上を使用することを含む、請求項1記載の方法。
  18. 【請求項１８】 基材が、金属、ポリマー、セラミッ
    ク、および合成物からなる群より選択される、請求項1
    記載の方法。
  19. 【請求項１９】 励起照射光が近紫外線から青色光であ
    る、請求項1記載の方法。
  20. 【請求項２０】 発光が、励起照射光に対して赤方偏移
    する、請求項19記載の方法。
  21. 【請求項２１】 基材の全領域ひずみマップを作出す
    る、請求項1記載の方法。
  22. 【請求項２２】 硬化処理過程で、乾燥した湖沼の底状
    パターン（dry lakebed pattern）の亀裂が形成され
    る、請求項3記載の方法。
  23. 【請求項２３】 個々の亀裂が見えないような空間解像
    度を有する計測システムによって、コーティング剤から
    発出する発光の一つまたは複数の特性が測定される、請
    求項2記載の方法。
  24. 【請求項２４】 基材にかかるひずみが時間とともにど
    のように変化するかを示すために、励起照射によってコ
    ーティング剤を照射する段階、および該コーティング剤
    から発出する発光の一つまたは複数の特性を計測する段
    階を繰り返し行う、請求項1記載の方法。
  25. 【請求項２５】 基材にかかるひずみの測定された値か
    ら、基材における第一と第二の主要なひずみを足した値
    が提供される、請求項1記載の方法において、第一と第
    二の主要なひずみの合計から第一の主要なひずみを引き
    算することによって、第二の主要なひずみを計算するこ
    とができるように、該第一の主要なひずみを決定する段
    階をさらに含む方法。
  26. 【請求項２６】 電気抵抗ひずみ計によって、第一の主
    要なひずみが測定される、請求項25記載の方法。
  27. 【請求項２７】 基材にかかるひずみの測定された値か
    ら、基材における第一と第二の主要なひずみを足した値
    が提供される、請求項25記載の方法において、コーティ
    ング剤が、第一と第二の主要なひずみの両方を決定する
    ために、第一と第二の主要なひずみの引き算の値を得る
    ことができ、且つ第一と第二の主要なひずみを加えた値
    と組み合わせることもできるような光弾性特性を有する
    方法。
  28. 【請求項２８】 下記の手段を含むひずみ領域マッピン
    グシステム： 基材上の発光性コーティング剤を照射するための手段に
    おいて、少なくとも部分的に、基材にかかるひずみの量
    と、該コーティングにおける亀裂の形状との関係によ
    り、該コーティング剤によって放出される光の一つまた
    は複数の特性が基材にかかるひずみに相関している手
    段、および 該コーティング剤によって放出される光の一つまたは複
    数の特性を測定するための手段において、該コーティン
    グ剤よって放出される光の一つまたは複数の特性の測定
    値から、基材にかかるひずみに関する情報が提供される
    手段。
  29. 【請求項２９】 コーティング剤から発出する発光の一
    つまたは複数の特性が、偏光状態、強度、スペクトル位
    置、バンドの形状、および発光の減衰時間からなる群よ
    り選択される、請求項28記載のひずみ領域マッピングシ
    ステム。
  30. 【請求項３０】 コーティング剤を硬化する間に、亀裂
    がコーティングに定着する、請求項28記載のひずみ領域
    マッピングシステム。
  31. 【請求項３１】 基材がひずみを受けたときに、コーテ
    ィングの中に亀裂が生じる、請求項28記載のひずみ領域
    マッピングシステム。
  32. 【請求項３２】 発光性コーティング剤が、結合剤と、
    少なくとも一つの発光性化合物とを含む、請求項28記載
    のひずみ領域マッピングシステム。
  33. 【請求項３３】 少なくとも一つの発光性化合物が少な
    くとも一つの発光性色素を含み、該少なくとも一つの発
    光性色素が結合剤の中に拡散されている、請求項32記載
    のひずみ領域マッピングシステム。
  34. 【請求項３４】 少なくとも一つの発光性色素のうちの
    少なくとも一つが、温度変化、発光領域の変化、圧力変
    化、および湿度変化からなる群より選択される一つまた
    は複数の干渉を補償する、請求項33記載のひずみ領域マ
    ッピングシステム。
  35. 【請求項３５】 基材にかかるひずみが変化するにつれ
    て亀裂の形状が変化し、その結果亀裂の形状の変化によ
    って、コーティング剤から発出する発光の一つ以上の特
    性に変化が生じ、コーティング剤から発出する発光の一
    つ以上の該特性が、基材にかかるひずみと相関してお
    り、その結果コーティング剤から発出する発光の一つ以
    上の該特性を計測することによって、基材にかかるひず
    みを測定することができる、請求項30記載のひずみ領域
    マッピングシステム。
  36. 【請求項３６】 一つ以上の特性の一つが、コーティン
    グ剤から発出する発光の強度である、請求項35記載のひ
    ずみ領域マッピングシステム。
  37. 【請求項３７】 亀裂の形状の変化が、亀裂の幾何的構
    造、亀裂の幅、亀裂の密度、亀裂の方向、亀裂の表面の
    肌理、亀裂の深さ、および亀裂の開口からなる群の一つ
    または複数の変化を含む、請求項36記載のひずみ領域マ
    ッピングシステム。
  38. 【請求項３８】 コーティング剤から発出する発光の強
    度が、基材にかかるひずみの関数である、請求項36記載
    のひずみ領域マッピングシステム。
  39. 【請求項３９】 コーティング剤から発出する発光強度
    の変化が、基材にかかるひずみにおける変化の関数であ
    る、請求項36記載のひずみ領域マッピングシステム。
  40. 【請求項４０】 励起照射光が近紫外線から青色光であ
    る、請求項28記載の方法。
  41. 【請求項４１】 結合剤と、少なくとも一つの発光性化
    合物とを含む発光性コーティング剤において、該コーテ
    ィング剤を励起照射によって照射したとき、少なくとも
    一つの該発光性化合物が、第一の波長をもつ励起照射光
    を吸収して、コーティング剤から発出しうる第二の波長
    をもつ光を再放出するように、該コーティング剤を基材
    に塗布することができ、少なくとも部分的に、基材にか
    かるひずみと該コーティングにおける亀裂の形状との間
    に関係があるために、該コーティング剤によって放出さ
    れる光の一つまたは複数の特性が、基材にかかるひずみ
    に相関している発光性コーティング剤。
  42. 【請求項４２】 ポリ(メチルメタクリル酸)、ポリ(イ
    ミド)、ポリ(エステル)、ポリアミン、ポリ(メラミ
    ン)、ポリ(ウレタン)、メラミンホルムアルデヒド、セ
    ラミック、およびガラス、ポリ-(メチルメタクリル酸-
    コ-ブチルメタクリル酸)、ポリ(メラミン-ホルムアルデ
    ヒド)、ポリウレタン、および有機-無機ハイブリッドの
    ゾル-ゲルからなる群の一つまたは複数を含む、請求項4
    1記載の発光性コーティング剤。
  43. 【請求項４３】 少なくとも一つの発光性化合物が、複
    合有機色素（conjugated organic dye）、ポリ(フェニ
    レンビニレン)、シアニン、1,5,15,20-テトラフェニル
    ポルフィリン亜鉛(II)、トランス-4-[4-(ジメチルアミ
    ノ)スチリル]-1-ヨウ化メチルピリジニウム（trans-4-
    [4-(dimetylamino)styryl]-1-methylpyridinium iodid
    e）、トランス,トランス-1,4,-[ビス-3,4,5-(トリメト
    キシスチリル)]ベンゼン、およびトリス-(4,7-ジフェニ
    ル-1,10-フェナントロリン)-二塩化ルテニウム(II)（tr
    is-(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)-ruthenium（I
    I）dichloride）からなる群より選択される、請求項41
    記載の発光性コーティング剤。
  44. 【請求項４４】 コーティング剤が、約0.450 gのERL 4
    206エポキシ樹脂、約0.010 gのエポン826（Epon 826)エ
    ポキシ樹脂、約0.540 gのHY 918硬化剤、約0.006 gの4-
    (ジメチルアミノ)ピリジン、および約0.003 gのペリレ
    ンを混合して製造される、請求項41記載の発光性コーテ
    ィング剤。
  45. 【請求項４５】 約100グラムの樹脂に対して約3〜7グ
    ラムの可塑剤、約0.5から2グラムの触媒という比率で可
    塑剤と触媒とが添加されている樹脂から構成される結合
    剤の中に発光性色素を拡散させることによってコーティ
    ング剤が製造される、請求項41記載の発光性コーティン
    グ剤。
  46. 【請求項４６】 ローダミンBが発光性色素として使用
    され、p-トルエンスルホンアミドが可塑剤として使用さ
    れ、塩化アンモニウムが触媒として使用され、メラミン
    ホルムアルデヒドが樹脂として使用される、請求項45記
    載の発光性コーティング剤。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111325718A (zh) * 2020-01-23 2020-06-23 深圳大学 应变模态分析方法及相关装置
JPWO2020246462A1 (ja) * 2019-06-06 2020-12-10
JPWO2020246461A1 (ja) * 2019-06-06 2020-12-10
JPWO2020246460A1 (ja) * 2019-06-06 2020-12-10
JP2021162525A (ja) * 2020-04-02 2021-10-11 株式会社島津製作所 応力発光測定方法および応力発光測定装置

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6650405B2 (en) * 2000-05-31 2003-11-18 Duhane Lam Method for detecting stress and strain
MXPA01012613A (es) * 2000-12-07 2003-08-20 Visteon Global Tech Inc Metodo para calibrar un modelo matematico.
US6538725B2 (en) * 2001-01-22 2003-03-25 General Electric Company Method for determination of structural defects of coatings
US6707038B2 (en) 2001-02-14 2004-03-16 Picoliter Inc. Method and system using acoustic ejection for selective fluid deposition on a nonuniform sample surface
US6855925B2 (en) 2001-02-14 2005-02-15 Picoliter Inc. Methods, devices, and systems using acoustic ejection for depositing fluid droplets on a sample surface for analysis
US6474173B2 (en) * 2001-02-21 2002-11-05 Lockheed Martin Corporation Pressure sensitive paint system control
US6985214B2 (en) * 2001-10-09 2006-01-10 Purdue Research Foundation Method and apparatus for enhancing visualization of mechanical stress
US6943869B2 (en) * 2002-10-04 2005-09-13 Resesarch Foundation, Inc. Method and apparatus for measuring strain using a luminescent photoelastic coating
DE102004023536B4 (de) * 2003-07-24 2007-12-27 Eisenmann Anlagenbau Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Aushärtung einer aus einem Material, das unter elektromagnetischer Strahlung aushärtet, insbesondere aus einem UV-Lack oder aus einem thermisch aushärtenden Lack, bestehenden Beschichtung eines Gegenstandes
WO2005015102A2 (de) * 2003-07-24 2005-02-17 Eisenmann Maschinenbau Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur aushärtung einer aus einem material, das unter elektromagnetischer strahlung aushärtet, insbesondere aus einem uv-lack oder aus einem thermisch aushärtenden lack, bestehenden beschichtung eines gegenstandes
WO2005045385A2 (en) * 2003-11-05 2005-05-19 Innovative Scientific Solutions, Inc. Method for determining a surface contact force
WO2005084393A2 (en) * 2004-03-05 2005-09-15 The Regents Of The University Of California Glass-modified stress waves for separation of ultra thin films and nanoelectronics device fabrication
US20060142985A1 (en) * 2004-11-22 2006-06-29 O'donnell Paul Modelling system
US20060192177A1 (en) * 2005-02-25 2006-08-31 Leishan Chen Essentially thickness independent single layer photoelastic coating
JP5093478B2 (ja) * 2005-08-03 2012-12-12 独立行政法人産業技術総合研究所 応力解析用の被測定物、該被測定物に塗膜層を形成するための塗布液及び応力発光構造体
US7622163B2 (en) * 2006-07-31 2009-11-24 E.I. Du Pont De Nemours And Company Method for identifying articles and process for maintaining security
US8291589B2 (en) * 2007-08-08 2012-10-23 United Technologies Corporation Method for establishing a location of an elevated stress region
JP5151747B2 (ja) * 2008-05-13 2013-02-27 東洋紡株式会社 温度時間経歴を表示する流通履歴表示ラベル
US8610883B2 (en) * 2008-06-16 2013-12-17 Duhane Lam Photoelastic layer with integrated polarizer
US8287488B2 (en) 2009-12-08 2012-10-16 Roche Diagnostics Operations, Inc. Holographic occlusion detection system for infusion pumps
JP5480681B2 (ja) * 2010-03-15 2014-04-23 株式会社共和電業 物理量可視化システムおよび物理量可視化方法
RU2454663C1 (ru) * 2010-11-30 2012-06-27 Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук Способ создания хрупкого покрытия на поверхности изделий из светостабилизированного полиэтилена
US9085052B1 (en) 2011-05-05 2015-07-21 The Boeing Company Structural repair having optical witness and method of monitoring repair performance
US8720278B1 (en) 2011-05-05 2014-05-13 The Boeing Company Method of detecting inconsistencies in composite structures and stress sensitive coatings used therein
US20130082191A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Stress-sensitive material and methods for using same
US8919621B2 (en) 2011-12-16 2014-12-30 Magna International Inc. Aerodynamic underbody spare tire cover
DE102012107037B3 (de) * 2012-08-01 2014-02-06 Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, dieses vertreten durch den Präsidenten der BAM, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Anrissdetektion und Rissüberwachung mittels Lumineszenz
US9311566B2 (en) 2012-08-03 2016-04-12 George Mason Research Foundation, Inc. Method and system for direct strain imaging
CN102901718B (zh) * 2012-09-05 2014-10-15 华东理工大学 一种表征涂层垂直表面的开裂状态的方法
US9612190B2 (en) 2013-01-23 2017-04-04 The Boeing Company Bond evaluation using piezochromic fluorescence
KR101430172B1 (ko) * 2013-04-18 2014-08-14 한국유지관리 주식회사 구조물 상태 감지용 센싱필름 및 이를 이용한 구조물 상태 센싱방법
RU2539106C1 (ru) * 2013-06-11 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ) Способ диагностирования состояния конструкции
WO2015038594A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-19 The University Of Akron Mechanoluminescence paint sensor for stress and crack visualizations
US20150125681A1 (en) * 2013-11-06 2015-05-07 United Technologies Corporation High Temperature Imaging Media for Digital Image Correlation
TW201539018A (zh) * 2014-02-10 2015-10-16 Univ Singapore 用於偵測位移之設備及方法
US10768128B2 (en) 2014-07-22 2020-09-08 The Boeing Company Systems and methods of monitoring a thermal protection system
RU2645431C1 (ru) * 2016-12-02 2018-02-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Способ обнаружения ударных повреждений конструкции
JP6654159B2 (ja) * 2017-01-24 2020-02-26 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング 歪み量算出装置、歪み量算出方法及び歪み量算出プログラム
JP6651480B2 (ja) * 2017-03-27 2020-02-19 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング 測定システム、測定方法及び測定プログラム
JP2018163083A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング 歪み測定装置、歪み測定方法及び歪み測定プログラム
US10228237B2 (en) * 2017-07-12 2019-03-12 The Boeing Company Non-destructive optical method for determining minimum bond strength and proving bond efficacy
RU2666162C1 (ru) * 2017-11-21 2018-09-06 Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" Способ создания механолюминесцентных сенсоров для визуализации и регистрации механических воздействий
CN108007352B (zh) * 2018-01-05 2024-03-15 洛阳理工学院 基于数字散斑相关技术的足部受力测量装置
JP6470863B1 (ja) * 2018-08-30 2019-02-13 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング 応力発光計測装置及び応力発光計測方法
JP6499363B1 (ja) * 2018-08-31 2019-04-10 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング 応力発光計測装置及び応力発光計測方法
JP6470864B1 (ja) * 2018-08-31 2019-02-13 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング 応力発光計測装置及び応力発光計測方法
JP2020085446A (ja) * 2018-11-14 2020-06-04 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング 応力発光量推定検出方法
JPWO2020226109A1 (ja) * 2019-05-09 2021-12-09 株式会社島津製作所 応力測定方法及びシステム、並びに応力測定用プログラム
US11386544B2 (en) * 2019-10-30 2022-07-12 Toyota Motor Engineeeing & Manufacturing North America, Inc. Visualizing and modeling thermomechanical stress using photoluminescence
CN116625993B (zh) * 2023-07-25 2023-10-24 北京理工大学 一种热力耦合作用下的复合材料激光反射率测量方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2294897A (en) * 1938-11-07 1942-09-08 Magnaflux Corp Method of determining strain concentration in rigid articles
US2325116A (en) * 1940-08-03 1943-07-27 Magnaflux Corp Method of determining the strain concentration in rigid articles
US3406122A (en) * 1966-01-28 1968-10-15 Gen Motors Corp Coating composition
CA946475A (en) 1970-02-16 1974-04-30 Samuel P. Chambers Indicating coatings
US3995157A (en) 1975-02-18 1976-11-30 General Electric Company Surface flaw detection
JP3237810B2 (ja) * 1994-03-18 2001-12-10 株式会社豊田中央研究所 応力検出方法
US5817945A (en) * 1996-04-15 1998-10-06 Mcdonnell Douglas System and method of determining strain
US6072568A (en) * 1997-03-03 2000-06-06 Howmet Research Corporation Thermal barrier coating stress measurement

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020246462A1 (ja) * 2019-06-06 2020-12-10
JPWO2020246461A1 (ja) * 2019-06-06 2020-12-10
JPWO2020246460A1 (ja) * 2019-06-06 2020-12-10
JP7054123B2 (ja) 2019-06-06 2022-04-13 国立研究開発法人産業技術総合研究所 ひずみ計測装置及びひずみ計測方法
JP7054124B2 (ja) 2019-06-06 2022-04-13 国立研究開発法人産業技術総合研究所 ひずみ計測装置及びひずみ計測方法
JP7054125B2 (ja) 2019-06-06 2022-04-13 国立研究開発法人産業技術総合研究所 応力発光計測装置及び応力発光計測方法
CN111325718A (zh) * 2020-01-23 2020-06-23 深圳大学 应变模态分析方法及相关装置
JP2021162525A (ja) * 2020-04-02 2021-10-11 株式会社島津製作所 応力発光測定方法および応力発光測定装置
JP7334664B2 (ja) 2020-04-02 2023-08-29 株式会社島津製作所 応力発光測定方法および応力発光測定装置

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