JP4623907B2 - 光学ホログラム干渉法による、物体中の残留応力のリアルタイム非破壊測定を行うための方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品［details］、機械ユニットおよびメカニズム、各種物質の非破壊試験のための方法および装置に関し、特に、光学ホログラム干渉法に基づく、残留応力の非破壊測定のための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学ホログラム干渉法は、機械および装置のブロックおよびユニットや溶接継目などにおける内部欠陥の非破壊試験、ならびに、物体が作業負荷［work load］を受けている間の物体の応力や、溶接、鍛造、はんだ付けなどの工業技術プロセスにより生じる残留応力の測定に適している。これらの応用は、海底石油採掘産業や、海運産業や、プロセス産業や、航空産業や、強度が不可欠であり疲労が問題を引き起こすようなあらゆる種類の建造物といった分野に有用である。
【０００３】
ホログラム干渉法により物体における残留応力を測定するための従来技術の例は、「Welding Engineering（溶接技術）」１９８３年、第１２巻、２６〜２８頁に与えられている。この論文は、応力解放のために物体に小さな浅い穴を穿孔することに基づく、残留応力を測定するための典型的な装置および方法、ならびに、穿孔された穴の縁および近傍における物体の表面変位の決定について述べている。この方法の原理は、次のように説明することができる。まず、初期状態にある物体の検査領域のホログラムを記録媒体に記録し現像する。次に、物体に小さい穴を穿孔することにより、物体の検査領域のうちのあるポイントにおける残留応力を解放する。次いで、初期状態における検査領域の現像済み画像を備えた記録媒体と、穴を穿孔した物体の検査領域とを、それぞれ参照ビームと物体ビームによって、同時に照射する。ホログラムに生じる干渉パターンから残留応力の成分が決定される。
【０００４】
この装置とその動作段階を図１〜３に概略的に示す。物体（１０）の領域からのホログラムを形成し記録するための、かつ、物体の検査ポイント（１４）における残留応力解放後にこの領域からのインターフェログラム［interferogram］を形成するための手段は、図１および図３において参照番号（１）を付した光学ブロックとして概略的に示されている。このブロックは、コヒーレント光源（２）と、参照ビーム（５）および物体ビーム（６）を形成するための光学要素（３−４）を備えたホログラム干渉計と、記録媒体（７）とを含む。すべての構成要素は互いに対して剛体的に連結されている。光学ブロックは、さらに、検査すべき領域の上方で、光学ブロックを物体（１０）上に高精度に位置決めするための精密機器［precision device］の感応部［response part］（８）を含む（これに対応する精密機器の受容部（９）は物体（１０）上に固定される）。検査ポイント（１４）に穴を穿孔するための手段は、図２に、機械的ブロック（１１）として概略的に示されている。穴の寸法は、通常、直径１〜３ｍｍであり、深さは直径の１．５〜２．０倍までである。さらに、インターフェログラムの表示観察のための装置（本例ではテレビカメラ（１２）およびディスプレイスクリーン（１３））が設けられる。
【０００５】
本装置の動作は、３段階に分けられる。第１段階は、物体の検査領域からのホログラムの記録である。第２段階は、物体の調査領域（即ち検査領域）の検査ポイントにおける残留応力の解放である。第３段階は、物体の調査領域からのインターフェログラムの形成と調査領域の当該ポイントにおける残留応力の決定である。装置の動作を各段階ごとにみてみよう。
【０００６】
第１段階
まず、精密機器の受容部（９）を物体（１０）の検査領域上に固定する（図１参照）。次いで、精密機器の感応部（８）を受容部（９）に取り付けることにより、光学ブロック（１）を物体（１０）の検査領域上方に設置し、検査領域からのホログラムを記録する。これは次のようにして行なわれる。
【０００７】
コヒーレント光源（２）からのビームをマイクロレンズ（３）により拡大する。拡大ビームの一部はミラー（４）により記録媒体（７）に向けて反射される。この部分は通常、参照ビーム（５）と呼ばれる。拡大ビームの他部は物体の検査領域（１４）に当たり、そこから記録媒体（７）に向けて反射される。この部分は物体ビーム（６）と呼ばれる。物体ビームが参照ビームと出会うと干渉が生じ、物体の調査領域のホログラム画像が形成される。この画像は記録媒体（７）により記録され現像される。
【０００８】
ホログラム画像の現像ののち、調査領域のホログラムを再生［restore］することができる（すなわち、物体の検査領域から散乱された光波は、記録媒体（７）の背後で再生される）。この目的のため、参照ビーム（５）を用いて記録媒体（７）（現像済みホログラム画像を含む）を照射することが必要である。
【０００９】
光学的構成［scheme］は、物体の表面の法線方向変位［normal displacements］に対して最大感度を有するように定められる。
【００１０】
調査領域のホログラム画像記録を終了したのち、光学ブロック（１）を物体表面から取り外す。
【００１１】
第２段階
機械的ブロック（１１）を物体の調査領域上に設置し（図２参照）、これを用いて、物体（１０）の検査ポイント（１４）に小さな浅い穴を穿孔する。調査領域の表面は、穴縁近くの残留応力解放により、この穴の近傍で変形し、穴縁における表面変位の法線成分［normal component］が測定される。
【００１２】
第３段階
まず、精密機器（８，９）を用いることにより、光学ブロック（１）を、第１段階の測定時に存在していた元の位置に、極めて高精度に再設置する（図３参照）。位置決め誤差は一波長未満でなければならない。次いで、参照ビーム（５）による記録媒体（初期状態における物体の調査領域の現像済みホログラム画像を備えている）の照射と、物体ビーム（６）による、穴を穿孔した調査領域の照射が、同時に行なわれる。
【００１３】
したがって、物体の検査領域から散乱した２つの光波が記録媒体（７）の背後に同時に存在することになる。そのうちの一方は、初期状態における（穴を穿孔する前の）物体の調査領域により散乱された光波に相当し、他方は、穴を穿孔した物体の調査領域により散乱された光波に相当する。これらの光波の干渉の結果、調査領域のインターフェログラム（１５）が形成され（図３参照）、これを、例えばテレビカメラ（１２）を用いて観察し適当な手段（１３）により表示することができる。このインターフェログラムから、穴縁における表面変位の法線成分を決定することができる。任意の方向、例えば、X軸に沿った方向において、穴縁における表面変位の法線成分（W_ｘ）は、干渉縞の本数（Ｎ）（選択された方向において観察された）に、波長（Ｌ）の１／２を乗じ、物体ビーム（６）の入射角の正弦で割って得られる数値に等しい。残留応力は、穴縁における変位の法線成分の測定値を用いて計算することができる。これは次のようにして行なうことができる。
【００１４】
例えばアルミ板の溶接継目の場合、主残留応力Ｑ_ｘｘ、Ｑ_ｙｙは、それぞれ、溶接継目に平行な方向および直交した方向に向けられ、干渉パターンは、ディスプレイスクリーン（１３）上に概略的に示された互いに直交する２組のローブ（１５）からなる（図３参照）。この場合、主応力Ｑ_ｘｘおよびＱ_ｙｙは、実験的に測定された穴縁における表面変位の法線成分Ｗ_ｘおよびＷ_ｙを用い、穿孔された穴の深さ（ｈ_ｓ）がその半径（ｒ_ｓ）以下であると仮定して、単純化された理論式（１）および（２）から決定される。
【００１５】
【数１】

ここで、Ｗ_１ｘ、Ｗ_２ｘは、まずＸ軸方向に（Ｗ_１ｘを決定する際に）、次いでＹ軸方向に（Ｗ_２ｘを決定する際に）加えられる単位値［unity values］の応力に対する、Ｘ軸に沿った、穴縁における表面変位の法線成分に等しいパラメータである。これは、調査される物質についての単位［unity］応力下でのｒ_ｓとｈ_ｓの比に対するＷ_２ｘ、Ｗ_１ｘの理論的依存度［theoretical dependencies］から得られる。ＥおよびＥ_ＡＬは、それぞれ、調査される物質とアルミニウムの弾性係数である。
【００１６】
しかしながら、残留応力を決定するための上述の方法および装置は、重大な欠点を有する。
【００１７】
１）残留応力を検査すべき物体に穴を穿孔することが必要である。すなわち、この方法は破壊試験であり、種々の物体や用途には受け入れられないことが明白である。
【００１８】
２）穴を穿孔する前に物体の調査領域からホログラム干渉計を備えた光学ブロックを取り外し、極めて高精度に元の位置に再設置することが必要である。一方では、このことは、測定のための消費時間をかなり増大させ、したがって、残留応力の評価をリアルタイムスケールで行なうことができない。そして他方では、このことは、物体の調査領域上に光学ブロックを位置決めするための、極めて精細に調整される精密機器の使用を必要とする。
【００１９】
上述の欠点を排除する試みは、Pecherskyに付与された米国特許５４３２５９５号に記載された残留応力測定装置においてなされている。この装置とその動作段階は、図４〜６に概略的に示されている。これらの図から、この装置は上述した装置（図１〜３）と同様な光学ブロックを有することがわかる。しかし、機械的ブロックは、赤外線（ＩＲ）のパルス源（１６）と、物体上の選択された検査ポイントにＩＲパルスを導くためのミラー（１７）に置換されている。
【００２０】
この装置の動作は、やはり、３段階、すなわち、物体の検査領域からのホログラムの記録（図４参照）と、その次の、検査ポイントにおける残留応力の解放（図５参照）と、最後の、調査領域からのインターフェログラムの形成（図６）からなる。ここでは、残留応力の解放は、検査ポイントが可塑状態への物質遷移温度に達するまで、ＩＲパルスを検査ポイントに放射して検査ポイントを加熱することにより達成される。このことは、先に述べた方法とは異なり、第１段階のホログラム記録と第３段階におけるホログラム記録の間に、ホログラムブロック（１）を取り除く必要をなくし、したがって、検査ポイントのＩＲ照射を実行したのちほぼ瞬時に、すなわち、リアルタイムスケールで、検査領域のインターフェログラムが得られる。
【００２１】
しかしながら、この装置と方法も、以下に述べる重大な欠点を有する。
【００２２】
１）ＩＲパルスの領域上のエネルギー分布が矩形から逸脱することにより、ＩＲパルスで照射される物体の検査ポイントから熱放散が起こることと相俟って、残留応力解放が起きるスポットの境界がぼやけることになる。このことは、表面変位の法線成分の測定の結果から残留応力を量的に評価するために式（１）および（２）を用いることができなくなることを意味する。さらに、このことは、表面変位の法線方向成分の測定から残留応力の量的決定を引き続き行なうための分析式を得ることを難しくし、決定された残留応力を物体の特定のポイントに割り当てることを困難にする。
【００２３】
２）残留応力が解放される可塑状態への遷移温度まで検査ポイントを加熱するため、加熱されたスポットの外側に局在する残留応力の作用が、加熱スポットの近傍においてのみならず、スポット自体の内部においても、物体の表面を変形させる。これは、この装置が、等式（１）および（２）において与えられる分析式の使用を許さないという上述の結論をさらに確認するものである。というのは、これらの等式は、応力解放が、鮮明な境界をもつスポット内で起き、応力が解放された区域内に変形が起きないことを想定しているからである。さらに、残留応力の量的決定のための新たな分析式を得るという問題は、応力解放区域の境界の決定における不確実性と、応力解放区域において物質が可塑状態へ遷移することと、応力解放区域の変形により、非常に複雑である。このことにより、この装置はせいぜい残留応力を発見［reveal］するためにのみ用い得るものであることが推定される。
【００２４】
３）照射されたスポットにおいて、ＩＲパルスにより遷移温度まで加熱する間に構造的な変化が生じ、新たな応力を生み出す。この新たな応力は、残留応力解放区域の外側に局在する残留応力とともに、照射領域とその周辺部を変形させる。したがって、照射スポット外側の垂直変位成分の分布から、残留応力を量的に決定することだけでなく、主残留応力の方向を決定することさえも、不可能となる。例えば、溶接継目と既に述べた残留応力決定装置の場合、干渉パターン（１５）（図３参照）のローブの方向は、主残留応力の方向に対応する。ところが、いま述べている装置においては、干渉パターン（溶接継目の残留応力解放区域のまわりの）は、非常に複雑であって図３に示したものとは完全に異なり、主残留応力の方向を決定することは、実際のところ不可能である。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主な目的は、ホログラム干渉法により物質内の残留応力を非破壊的にリアルタイムで決定するための装置および方法であって、上記欠点を解消した装置および方法を提供することである。
【００２６】
本発明のさらなる目的は、ホログラム干渉法により物質内の残留応力の非破壊リアルタイム測定を行なうための装置および方法であって、物体の、鮮明な境界をもつ区域における応力解放を可能とした装置および方法を提供することである。
【００２７】
本発明のさらなる目的は、ホログラム干渉法により物質内の残留応力の非破壊リアルタイム測定を行なうための装置および方法であって、等式（１）および（２）に与えられる単純な式を用いて残留応力を計算することを可能とした装置および方法を提供することである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、添付のクレームおよび以下の説明に開示される装置および方法により達成することができる。
【００２９】
本発明の目的は、物体の検査領域のうちのある区域（検査ポイント）に、残留応力の「転位」解放を受けさせることにより、達成される。これを達成するための好ましい方法は、物体の検査ポイントを大電流電気パルスに晒すことである。なぜなら、これにより残留応力の非常に高速な解放が可能となり、光学ブロックを移動させる必要がなくなるからである。電気パルスを受けている間に、方向性をもって移動する電子から転位位置［dislocations］へのエネルギー移動が生じ、この現象ならびに検査領域（電子流が通過する）の衝突圧縮［percussion compression］の磁気−力学的効果［magneto-dynamical effect］は、転位の方向性運動と残留応力の解放を導く。残留応力の解放は、このように、物質の可塑状態への遷移を生じることなく行なわれ、鮮明な境界をもつ区域において行なうことができる。すなわち、従来技術で述べた光学ブロックと同様な光学ブロックであって、ただし、物体の表面の検査ポイントにおいて電気パルスを送出することにより残留応力を解放するための装置をさらに備えた光学ブロックを用いれば、上記装置および方法の欠点を避けることができる。さらに、等式（１）および（２）に与えられる分析式、ならびに、応力解放区域の境界における表面変位の法線成分の実験的決定の結果を用いることにより、残留応力の算出における世界的に集積された経験を利用することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図７〜９を参照して、本発明をより詳細に説明する。本発明装置の光学的構成ならびにブロック図は、図７に示され、この図から、本装置は光学ブロック（１）および残留応力の「転位」解放のための電子ブロックからなることがわかる。光学ブロック（１）は、物体の領域からのホログラムの形成と記録のため、ならびに、残留応力の解放後に上記領域のインターフェログラムを形成するために用いられる。これは、コヒーレント光源（２）と、参照ビーム（５）および物体ビーム（６）を形成するための光学要素（３−４）を備えたホログラム干渉計と、記録媒体（７）からなる。光学ブロック（１）内のすべての構成要素は、互いに剛体的に連結されている。光学ブロックは、さらに、物体（１０）上の位置決めおよび固定のための装置（８）を含んでいる。残留応力の「転位」解放のための電子ブロックは、物体のある領域（検査領域）内の残留応力の非破壊的解放を行なうためのものである。電子ブロックは、大電流矩形パルス（パルスパラメータは次の範囲：振幅２〜１０ｋＡ、持続時間０．００５〜０．２秒、反復周波数０．１〜１００Ｈｚ）を送出できる発生器（１８）と、発生器に接続されたクランプ装置（１９）を備えた電流供給電極を有する。電流供給電極の基部は、半径１．５〜５ｍｍの半球として構成される。電流供給電極とクランプ装置はいずれも光学ブロック（１）内に構造的に配置される。
【００３１】
残留応力の非破壊測定を行なうための本発明方法は、従来の方法と同様に、３つの段階に分けられる。すなわち、初期状態における物体の検査領域のホログラム画像の記録と、検査領域の小区域における残留応力の解放と、検査領域からのインターフェログラムの形成である。インターフェログラムは、残留応力を解放した区域の境界における表面変位の法線成分を決定するために用いることができ、この法線成分は、解放された残留応力を算出するために用いることができる。
【００３２】
第１段階（図７参照）は、上述の従来技術による方法の第１段階と多くの点で同様であり、ここではこれ以上説明しない。残留応力解放前に物体の検査領域のホログラム画像が記録媒体（７）に保存されること、光学ブロック（１）がクランプ装置を備えた電流供給電極（１９）を有し、この電極がその上方位置に上昇した状態にあることがわかっていればよい。
【００３３】
第２の段階は、残留応力の解放である。この段階（図８参照）において、クランプ装置を備えた電流供給電極（１９）を、物体の検査ポイントと電極のあいだに接点が形成されるまで下降させる。次に、検査ポイントの小区域（０．５〜１ｍｍ）内の残留応力を解放するために、この接点を介して電流パルスを送る。その後、クランプ装置（１９）を備えた電流供給電極をその上方位置に上昇させる。
【００３４】
第３段階（図９参照）において、記録媒体（初期状態における物体の検査領域の現像済みホログラム画像を含む）を参照ビーム（５）で、物体（残留応力の解放後）の検査領域を物体ビーム（６）で、同時に照射することにより、物体の検査領域からのインターフェログラムが形成される。このように、記録媒体（７）の背後には２つの光波が同時に存在することになる。そのうちの一方は、残留応力解放に先立って物体の検査領域により散乱された光波に対応し、他方は、残留応力の解放後に検査領域により散乱された光波に対応する。物体の検査領域のインターフェログラムが、これら２つの光波の干渉の結果として形成される。このインターフェログラムは、例えばテレビカメラ（１２）により記録され、検査のためにディスプレイ（１３）に送られる。
【００３５】
一例として、図１０に、残留応力を解放した、２つの平面アルミニウム板の間の溶接接合部の調査領域のインターフェログラムの写真を示す。インターフェログラムは、残留応力を解放した区域の境界における表面変位の法線成分を決定するために用いられる。選択された方向において、残留応力を解放した区域の境界における表面変位の法線成分は、干渉縞（選択した方向において観察される）の本数に波長の１／２を乗じ、物体ビーム（６）の入射角の正弦で割って得られる数値に等しい。残留応力は、上記法線成分と等式（１）および（２）に与えられる分析式を用いることにより算出される。
【００３６】
インターフェログラムを得たのち、参照ビーム（５）の進路に光学楔を徐々に導入し、参照ビーム（５）の光学長さを増加させることにより、この装置を、さらに、残留応力を解放した区域の縁における表面変位の垂直成分の符号を決定するために用いることができる。そのときに、インターフェログラムにおける干渉縞の本数が選択された方向において増加するならば、このことは、表面変位の垂直成分の負の符号に対応する（表面変位は凹）。したがって、干渉縞の本数が減少するならば、このことは、表面変位の垂直成分の正の符号に対応する（表面変位は凸）。
【００３７】
ここで、第２段階の終了と、電流供給電極をその上方位置に上昇させた直後に始まる第３段階の開始を区別することは、実際のところ不可能である。さらに、第１段階における記録媒体内のホログラム画像の現像は非常に高速であり、５ミリ秒以下のレベルである（本件出願人の対応ノールウェー出願第１９９９５２７３号を参照）。すなわち、残留応力を決定するための総消費時間は、約０．１秒であり（光学ブロックを物体に固定することは含まない）、非常に高速であるため、リアルタイム測定とみなすことができる。このように、本発明による装置および方法によれば、固体の物体における残留応力を、その作業負荷中に、リアルタイムで観察することが可能である。
【００３８】
実施例
平面アルミニウム板間の溶接継目における残留応力を測定した。ヘリウム−ネオンレーザ（出力５ｍＷ）によりコヒーレント光線を与えた。本件出願人のノールウェー出願第１９９９５２７３号に記載されたアモルファス分子半導体ＡＭＳ膜に基づく記録媒体を用いた。ＡＭＳ膜は、エポキシプロピルカルバゾールと、５ｗｔ％ブチルグリシジルエーテルからなる共重合体９２ｗｔ％に、９−（４−ドデシル−オキシフェニル−１，３−セレナチオール−２−イリデン）−２，５，７−トリニトロフルオレン−４−カルボキシレート５ｗｔ％と、およびヘキサデシル−２，７−ジニトロ−ジチアノメチレンフルオレン−４−カルボキシレート３ｗｔ％をドープしたものからなる。
【００３９】
溶接継目の検査領域のホログラムの記録および現像ののち、残留応力の解放を行なった。この目的のため、持続時間０．１５秒で振幅２ｋＡの電流パルスを、電流供給電極と物体の検査領域との接点を介して通過させた。
【００４０】
応力解放区域を含む溶接継目の調査領域からのインターフェログラムの画像を図１０に示す。図からわかるように、このインターフェログラムは、溶接継目に沿った（Ｘ軸）、および、溶接継目を横切る（Ｙ軸）、主応力の方向を示す互いに直交する２組のローブを含む。干渉パターンの中央には、直径１．４ｍｍの、縞のないスポットがあり、これは、残留応力を解放した区域に対応する。残留応力解放区域の境界上の表面変位の垂直成分を、図１０に示す干渉パターンを用いて、Ｘ軸およびＹ軸との交差ポイントにおいて決定した。主応力は、分析式（１）および（２）により算出され、Ｑ_ｘｘ＝−１０．５７２、Ｑ_ｙｙ＝２．２４１ｋＰ／ｍｍ^２であった。
【００４１】
これらの結果を、従来の技術による同じ溶接部上での測定値を用いてチェックした。これらは、図１０に示すものと同様な干渉パターンを与えた。新たに得られた干渉パターンから決定された主応力の方向は、図１０に示すものとよく一致し、測定された主応力はわずか２０％だけ異なっていた。統計は同じ結果を導いた。本発明装置と従来技術を用いて平面アルミニウム板の溶接継目における残留応力の反復測定を行なったところ、測定された残留応力間の平均偏差は同じく２０％であった。
【００４２】
以上、本発明を、実施例を用い「ブロック」としての概略図示により説明したが、本発明の主な範囲は、物体の、鮮明な境界をもつ領域における残留応力の非破壊的解放を達成するために電気パルスを用い、光学ブロックを取り外し再配置する必要をなくしたという一般的概念である。もちろん、検査ポイントに電極を供給し回収するには数多くの方法があり、また、光学ブロックに各構成要素を配置するにはさまざまな方法がある。さらに、物体の検査領域の表面に上述したパラメータの電気パルスを供給するための方法も、他にいくつかある。これらの代替物は、当業者には明らかであり、本発明の主な範囲に含まれるものとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術による、光学ホログラム干渉法により物体内の残留張力［tension］の決定を行なうための装置の光学的構成ならびにブロック図を示す。この図は、初期状態における物体の検査領域のホログラム画像を記録する、決定プロセスの第１段階を示す。
【図２】 従来技術による、光学ホログラム干渉法により物体内の残留張力の決定を行なうための装置の機械的ブロックのブロック図を示す。この図は、残留応力を解放するために物体の検査ポイントに穴を穿孔する、決定プロセスの第２段階を示す。
【図３】 従来技術による、光学ホログラム干渉法により物体内の残留張力の決定を行なうための装置の機械的ブロックのブロック図を示す。この図は、物体の検査領域のインターフェログラムを得る、決定プロセスの第３段階を示す。
【図４】 米国特許第５４３２５９５号による、光学ホログラム干渉法により物体内の残留張力の決定を行なうための装置の光学的構成ならびにブロック図を示す。この図は、決定プロセスの第１段階を示す。
【図５】 米国特許第５４３２５９５号による、光学ホログラム干渉法により物体内の残留張力の決定を行なうための装置の光学的構成ならびにブロック図を示す。この図は、決定プロセスの第２段階を示す。
【図６】 米国特許第５４３２５９５号による、光学ホログラム干渉法により物体内の残留張力の決定を行なうための装置の光学的構成ならびにブロック図を示す。この図は、決定プロセスの第３段階を示す。
【図７】 本発明による、光学ホログラム干渉法により物体内の残留張力の非破壊的決定を行なうための装置の光学的構成ならびにブロック図を示す。この図は、物体の検査領域の参照ホログラム画像を記録する、決定プロセスの第１段階を示す。
【図８】 本発明による、光学ホログラム干渉法により物体内の残留張力の非破壊的決定を行なうための装置の光学的構成ならびにブロック図を示す。この図は、物体の検査ポイントにおける残留応力を非破壊的に解放する、決定プロセスの第２段階を示す。
【図９】 本発明による、光学ホログラム干渉法により物体内の残留張力の非破壊的決定を行なうための装置の光学的構成ならびにブロック図を示す。この図は、物体の検査領域のインターフェログラムを得る、決定プロセスの第３段階を示す。
【図１０】 本発明により、残留応力の非破壊的解放を行なった平面アルミニウム板の溶接接合部について得られたインターフェログラムの例を示す。

Claims (8)

1. リアルタイム光学ホログラム干渉法により物体の検査領域中の残留応力を測定するための方法であって、まず始めに前記物体の検査領域のホログラムをその初期状態において記録し、次いで、前記検査領域の小区域において残留応力を解放し、その後、前記検査領域のインターフェログラムを形成して、前記インターフェログラムから、残留応力を解放した小区域の境界上のポイントにおける表面変位の法線成分を決定し、前記法線成分を用いて下記理論式（１）および（２）により解放された残留応力を算出する方法であって、
   前記理論式は、
   

   

   （但し、Ｗ_ｘ及びＷ_ｙは、前記小区域の縁における表面変位の法線成分（測定値）、Ｗ_１ｘ、Ｗ_２ｘは、単位応力に対する前記小区域の縁におけるＸ軸に沿う表面変位の法線成分に等しいパラメータであり、前記単位応力は、Ｗ１ｘを決定する際には、ｘ軸方向に与えられ、他方、Ｗ２ｘを決定する際には、ｙ軸方向に加えられるものであり、更に、ｒｓは前記小区域の半径、ｒ１は調査される材料毎に予め定められた単位半径、及び、ＥおよびＥ_ＡＬは、それぞれ、調査される材料とアルミニウムの弾性係数である。）で表され、
   前記残留応力の解放は、前記物体の前記検査領域の前記小区域における表面を、大電流電気パルスに晒すことにより行なわれることを特徴とする方法。
2. 前記大電流電気パルスは、矩形であり、パルス振幅２〜１０ｋＡ、パルス持続時間０．００５〜０.２秒、反復周波数０．１〜１００Ｈｚの範囲のパルスパラメータを有することを特徴とする請求項１の方法。
3. 物体がアルミニウムの場合には、前記大電流電気パルスは振幅２ｋＡで持続時間０．１５秒であることを特徴とする請求項２の方法。
4. 光学ホログラム干渉法を用いて物体の検査領域における残留応力のリアルタイム非破壊測定を行なうための装置であって、コヒーレント光源（２）とホログラム干渉計と記録媒体（７）とを含む光学ブロック（１）と、前記物体の前記検査領域の小区域における残留応力を解放するためのブロックと、前記物体に前記光学ブロックを固定するための手段とを備えた装置において、前記残留応力を解放するための前記ブロックは、前記光学ブロックに一体化された電子装置（１８，１９）であり、前記電子装置は上方回収位置と下降位置の間で移動可能であり、前記下降位置において前記物体の前記検査領域との電気的接触を形成し、これにより前記検査領域の小区域（１４）において前記物体の表面に大電流の電気パルスを送出するように構成され、前記光学ブロックは、前記残留応力の開放前後の光学ホログラム干渉を記録し、記録結果を用いて前記物体の検査領域における残留応力を非破壊測定することを特徴とする装置。
5. 前記物体の検査表面に接触する前記電子装置の一部は、
   半径が１．５〜５ｍｍの範囲にある半球として形づくられたことを特徴とする請求項４の装置。
6. 前記残留応力を解放する前記ブロックは、
   大電流矩形パルスの発生器と、
   前記発生器に電気的に接続されたクランプ装置を備えた電流供給電極とを備え、前記電流供給電極は、前記供給電極と前記物体の前記検査領域における表面との接点を介して大電流矩形電気パルスを通過させ、残留応力の転位解放を行なうことを特徴とする請求項５の装置。
7. 前記発生器に接続された前記電流供給電極は、パルス振幅２〜１０ｋＡ、パルス持続時間０．００５〜０．２秒、反復周波数０．１〜１００Ｈｚの範囲のパラメータで、前記物体の前記検査領域の表面に矩形の大電流電気パルスを与えることができることを特徴とする請求項６の装置。
8. 表面変位の法線成分の符号を決定するために、参照ビーム通路の途中に光学楔を導入するための手段を備えたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の装置。

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