JPH04335132A - き裂先端の開口変位量測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は弾塑性破壊強度及びき裂
進展試験に於けるき裂材のき裂先端の開口変位量を直接
且つ自動的に計測する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のき裂先端の開口変位量δの計測法
は、図４に示すように試供体の口元にクリップゲージを
取り付けてその開口量Ｖを計測し、δを規定の算出式に
より求めていた。

【０００３】き裂先端の開口変位量δ（ＣＴＯＤ）は直
接実験によって計測することが難しいので、曲げ荷重に
より全面降伏している試供体では、図４のようにき裂の
口元の面変位量Ｖを計測し、モデルが剛体変形するとし
て求められる。この時、各種試供体（ＣＴ、３点曲げ、
表面・貫通き裂）に対し規定の計算式を使用する。この
計算式には回転係数ｒを導入しているが、ｒは実験的な
キャリブレーション、つまりナイフエッジの開口量Ｖか
ら試験片を除荷したのち切断し、き裂先端の開口変位量
δを光学的に測定できるようにする方法と理論的な計算
により求められる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】き裂先端の開口変位量
δは微小量のため直接測定するのが難しく、従来は供試
体の口元の開口量Ｖを計測し外挿してδを求めていたが
、この時の算出式中の回転係数と呼ばれるｒが変位によ
って違いが生じ、それによって計算誤差が大きくなり、
良い精度で算出できない。又、データ測定や整理時にお
いて、自動化されていないため、かなりの時間がかかる
ことが多い。

【０００５】この発明は、従来のものがもつ以上のよう
な問題点を解消させ、き裂先端の開口変位量δの直接且
つ正確な測定法とレーザ利用による高精度な測定法とを
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このことを達成させるた
めに、この発明は次のような構成としている。き裂先端
の様子を高速画像認識装置で拡大撮影し、その映像を画
像処理にかけてき裂先端の開口部を取り出し開口変位量
を算出する。

【０００７】この出力をコンピュータに送り、あらかじ
め組み込んだソフトにより荷重−き裂先端の開口変位量
の関係、き裂進展速度ｄａ／ｄｎとき裂先端の開口変位
量の変動幅ΔＣＴＯＤの関係等を導けるようにする。 又、他の方法として、レーザ変位計を用いた方法がある
。これはレーザの直進性と一点集中性とをうまく利用し
ているため、高精度な測定が期待できる。

【０００８】

【作用】き裂が１ｍｍ進むとき裂先端の開口変位量δは
１０−２ｍｍ程しかならず、き裂先端部を拡大すること
によって測定するのに充分な条件が得られる。連続的に
撮影していくことにより、最終破壊に至るまでのき裂進
展挙動を捕えることができる。レーザ変位計を用いた方
法ではレーザの直進性や一点集中性により、測定点に確
実に当てることができ高精度な測定が期待できる。

【０００９】

【実施例】この発明の実施例を、図面を参照しながら説
明する。 第１実施例

【００１０】この発明の第１実施例を図１を参照しなが
ら説明する。第１実施例は、３点曲げ供試体を用いた破
壊強度試験を例としている。この供試体はすでに試験機
に取り付けてあり、いつでも試験開始可能な状態にある
とする。

【００１１】今、き裂先端付近を撮影するため、拡大可
能なカメラ４を設置する。カメラ位置は、供試体が破壊
に至るまでのき裂進展挙動を撮ることができるような所
に設置する。このカメラで撮らえた映像を用いて画像処
理を行なう。すなわち、き裂先端の開口の様子のみ取り
出せるようにし、倍率、形状、解像度等からき裂先端の
開口変位量を割り出してコンピュータに入力する。あら
かじめ組み込んだ計算ソフトにより、即座に破壊強度評
価に関するデータが出力できるようにする。 第２実施例 この発明の第２実施例を図２を参照しながら説明する。 第２実施例は第１実施例と同様の試験を例としている。

【００１２】供試体の両端から少し離れた位置に高精度
レーザ変位計を設置する。この変位計は厚み、面振れ、
高さ等が測定可能な多機能コントローラである。この２
台の変位計をき裂の進展とともに移動させながら測定す
る。この出力結果は、サブコントローラ１１、ホストコ
ントローラ１０を介して開口変位量δとして出力される
ようにする。そして最終的にＲＳ−２３２Ｃを通してコ
ンピュータに送り、破壊強度評価に関するデータとして
出力する。 第３実施例 この発明の第３実施例を図３を参照しながら説明する。 第３実施例は第１実施例と同様の試験を例としている。

【００１３】３点曲げ供試体のき裂をはさんでひずみゲ
ージを取り付けた治具（図３）をはんだ付け等で固定す
る。この治具にはき裂先端の開口変位量δの読み取りセ
ンサが付いている。これはひずみゲージに供試体の上部
から順に番号を付け、き裂先端の開口変位を供試体の下
部に一番近いところで変化したひずみゲージの変位とし
て認識させ、δとして出力させるセンサである。このセ
ンサの出力をＲＳ−２３２Ｃを通してコンピュータに送
り、破壊強度評価を行なう。

【００１４】

【発明の効果】（１）き裂先端の開口変位量δが直接測
定でき、従来の方法に比べて測定誤差や計算誤差が小さ
く精度向上が期待できる。 （２）自動計測化したことにより、測定やデータの整理
にあまり時間がかからない。 （３）市販のレーザ変位計や高速画像認識装置を利用す
ることができる。 （４）現在の試験研究にすぐに利用でき、破壊強度及び
き裂進展解析法のレベルアップにつながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る測定法の流れ図。

【図２】本発明の第２実施例に係る測定法の概略図。

【図３】本発明の第３実施例に係る測定法の平面図。

【図４】従来の測定法を示す平面図。

【符号の説明】

１…治具、２…試供体、３…荷重、４…カメラ、５…パ
ソコン、６…プリンタ、７…高精度レーザ変位計、８…
荷重Ｐ、９…移動速度Ｖ、１０…ホストコントローラ、
１１…サブコントローラ、１２…開口変位量δ読み取り
センサ、１３…ひずみゲージ、１４…クリップゲージ、
１５…抵抗線ひずみ計、１６…き裂、１７…治具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　破壊強度試験において、試供体のき裂
   先端付近を高倍率で拡大できるような装置で撮影し、そ
   の映像を画像処理にかけるか或いはレーザ変位計を用い
   てき裂先端の開口変位量δを算出し、その結果をコンピ
   ュータによって整理し、破壊強度評価を行なうことを特
   徴とする破壊強度評価方法。