JPH05269874A - Ｆｒｐとそのｆｒｐの非破壊検査装置 - Google Patents
Ｆｒｐとそのｆｒｐの非破壊検査装置Info
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- JPH05269874A JPH05269874A JP3351952A JP35195291A JPH05269874A JP H05269874 A JPH05269874 A JP H05269874A JP 3351952 A JP3351952 A JP 3351952A JP 35195291 A JP35195291 A JP 35195291A JP H05269874 A JPH05269874 A JP H05269874A
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- frp
- carbon fiber
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- electrode terminals
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
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- G01N27/20—Investigating the presence of flaws
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ＦＲＰ１０内部に炭素繊維集合体１２を略マ
トリク状に配し、前記各炭素繊維集合体１２の両端部に
電極端子１４を設ける。このＦＲＰ１０の前期状態の各
炭素繊維集合体１２の両端部の電極端子１４間の電気信
号を記憶する記憶手段１０４と、前記ＦＲＰ１０に設け
られた各炭素繊維集合体１２の両端部の電極端子１４間
の電気信号を検出する検出手段１０２と、前記記憶手段
１０４に記憶された電気信号と検出手段１０２によって
検出された電気信号とを比較する比較手段と、比較手段
によって比較された電気信号の値が設定値以上となった
炭素繊維集合体１２が交差するＦＲＰ１０の位置を疲労
度の高い位置と判定する判定手段とよりなる。 【効果】 ＦＲＰ１０の疲労位置を検出することができ
る。
トリク状に配し、前記各炭素繊維集合体１２の両端部に
電極端子１４を設ける。このＦＲＰ１０の前期状態の各
炭素繊維集合体１２の両端部の電極端子１４間の電気信
号を記憶する記憶手段１０４と、前記ＦＲＰ１０に設け
られた各炭素繊維集合体１２の両端部の電極端子１４間
の電気信号を検出する検出手段１０２と、前記記憶手段
１０４に記憶された電気信号と検出手段１０２によって
検出された電気信号とを比較する比較手段と、比較手段
によって比較された電気信号の値が設定値以上となった
炭素繊維集合体１２が交差するＦＲＰ１０の位置を疲労
度の高い位置と判定する判定手段とよりなる。 【効果】 ＦＲＰ１０の疲労位置を検出することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化樹脂（以下、
ＦＲＰという）とそのＦＲＰの非破壊検査装置に関する
ものである。
ＦＲＰという）とそのＦＲＰの非破壊検査装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＦＲＰの材料が疲労したこと
を発見する方法として、種々の方法が提案されている。
特に最近、ＦＲＰに強化材として含まれている炭素繊維
の導電性に着目した検査方法が提案されている。
を発見する方法として、種々の方法が提案されている。
特に最近、ＦＲＰに強化材として含まれている炭素繊維
の導電性に着目した検査方法が提案されている。
【０００３】例えば、通電検査によって断線の有無が検
知される炭素繊維を、予め成形されたＦＲＰ部材の表面
に電気的に独立してかつ密着して装着することにより、
ＦＲＰ部材の疲労破壊を事前に検出する装置がある（特
開昭６０−１５５９４３号、特開昭６０−１５８３４７
号）。
知される炭素繊維を、予め成形されたＦＲＰ部材の表面
に電気的に独立してかつ密着して装着することにより、
ＦＲＰ部材の疲労破壊を事前に検出する装置がある（特
開昭６０−１５５９４３号、特開昭６０−１５８３４７
号）。
【０００４】そして、この装置は、炭素繊維に通電する
ことにより断線を検知し、断線の有無によって材料の疲
労を検出するものである。
ことにより断線を検知し、断線の有無によって材料の疲
労を検出するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような装置であると、炭素繊維が、断線するまでその疲
労状態が不明であるとともに、ＦＲＰにかかる負荷の高
い部位に所定の配列方向に炭素繊維を正確に配置する必
要がある。
ような装置であると、炭素繊維が、断線するまでその疲
労状態が不明であるとともに、ＦＲＰにかかる負荷の高
い部位に所定の配列方向に炭素繊維を正確に配置する必
要がある。
【０００６】
【発明の目的】そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、
ＦＲＰの疲労状態を予めかつ正確に把握できるＦＲＰお
よびその非破壊検査装置を提供するものである。
ＦＲＰの疲労状態を予めかつ正確に把握できるＦＲＰお
よびその非破壊検査装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のＦＲ
Ｐは、ＦＲＰ内部に炭素繊維集合体を略マトリク状に配
し、前記各炭素繊維集合体の両端部に電極端子を設けた
ものである。
Ｐは、ＦＲＰ内部に炭素繊維集合体を略マトリク状に配
し、前記各炭素繊維集合体の両端部に電極端子を設けた
ものである。
【０００８】本発明の請求項２のＦＲＰの非破壊検査装
置は、請求項１記載のＦＲＰにおいて、前記ＦＲＰの前
期状態の各炭素繊維集合体の両端部の電極端子間の電気
信号を記憶する記憶手段と、前記ＦＲＰに設けられた各
炭素繊維集合体の両端部の電極端子間の電気信号を検出
する検出手段と、前記記憶手段に記憶された電気信号と
検出手段によって検出された電気信号とを比較する比較
手段と、比較手段によって比較された電気信号の値が設
定値以上となった炭素繊維集合体が交差するＦＲＰの位
置を疲労度の高い位置と判定する判定手段とよりなるも
のである。
置は、請求項１記載のＦＲＰにおいて、前記ＦＲＰの前
期状態の各炭素繊維集合体の両端部の電極端子間の電気
信号を記憶する記憶手段と、前記ＦＲＰに設けられた各
炭素繊維集合体の両端部の電極端子間の電気信号を検出
する検出手段と、前記記憶手段に記憶された電気信号と
検出手段によって検出された電気信号とを比較する比較
手段と、比較手段によって比較された電気信号の値が設
定値以上となった炭素繊維集合体が交差するＦＲＰの位
置を疲労度の高い位置と判定する判定手段とよりなるも
のである。
【０００９】
【作 用】上記構成のＦＲＰとその非破壊検査装置であ
ると、まず、ＦＲＰ内部にほぼマトリックス状に配され
た炭素繊維集合体の両端部の電極端子間の電気信号をそ
れぞれ測定手段によって測定する。
ると、まず、ＦＲＰ内部にほぼマトリックス状に配され
た炭素繊維集合体の両端部の電極端子間の電気信号をそ
れぞれ測定手段によって測定する。
【００１０】測定手段によって測定した測定値と記憶手
段に記憶されたＦＲＰの前期状態の各炭素繊維集合体の
電気信号を比較手段によって比較する。なお、本願にお
ける前期状態とは、例えば、使用前のＦＲＰの状態、も
しくは、この測定前よりも１回前の定期検査におけるＦ
ＲＰの状態をいう。
段に記憶されたＦＲＰの前期状態の各炭素繊維集合体の
電気信号を比較手段によって比較する。なお、本願にお
ける前期状態とは、例えば、使用前のＦＲＰの状態、も
しくは、この測定前よりも１回前の定期検査におけるＦ
ＲＰの状態をいう。
【００１１】そして、この比較手段によって比較された
電気信号の値が予め設定された設定値以上である場合に
は、この設定値以上である炭素繊維集合体が交差するＦ
ＲＰの位置を判定手段が疲労度の高い位置と判定する。
電気信号の値が予め設定された設定値以上である場合に
は、この設定値以上である炭素繊維集合体が交差するＦ
ＲＰの位置を判定手段が疲労度の高い位置と判定する。
【００１２】すなわち、炭素繊維は断線しないまでも屈
曲等によってひずむと、そのひずみが大きくなればなる
ほど炭素繊維の電気抵抗が大きくなる性質を利用したも
のである。特に本願の場合には、前期状態の炭素繊維と
比較することにより、この変化がより確実に把握するこ
とができる。
曲等によってひずむと、そのひずみが大きくなればなる
ほど炭素繊維の電気抵抗が大きくなる性質を利用したも
のである。特に本願の場合には、前期状態の炭素繊維と
比較することにより、この変化がより確実に把握するこ
とができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１４】図１は、本実施例のＦＲＰ１０の縦断面図
であり、図２は、ＦＲＰ１０の平面図である。この実施
例の場合には、飛行機の翼にＦＲＰを使用した場合を例
示している。
であり、図２は、ＦＲＰ１０の平面図である。この実施
例の場合には、飛行機の翼にＦＲＰを使用した場合を例
示している。
【００１５】略板状に形成されたＦＲＰ１０の内部に、
炭素繊維集合体１２がマトリックス状に配されている。
炭素繊維集合体１２がマトリックス状に配されている。
【００１６】ＦＲＰ１０の製造方法としては、例えば、
熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂等の樹脂１３内部に同
一方向に炭素繊維集合体１２を配したプリプレグを積層
して、この積層する場合に各プリプレグに含まれている
炭素繊維１２がほぼ直交するように配するのが好ましい
製造方法である。この方法であると、マトリックス状に
配された炭素繊維集合体１２間の電気的な独立性が保た
れる。なお、炭素繊維集合体１２と樹脂１３とを電気的
に独立させておくのがより好ましい。
熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂等の樹脂１３内部に同
一方向に炭素繊維集合体１２を配したプリプレグを積層
して、この積層する場合に各プリプレグに含まれている
炭素繊維１２がほぼ直交するように配するのが好ましい
製造方法である。この方法であると、マトリックス状に
配された炭素繊維集合体１２間の電気的な独立性が保た
れる。なお、炭素繊維集合体１２と樹脂１３とを電気的
に独立させておくのがより好ましい。
【００１７】ＦＲＰ１０の内部にある炭素繊維集合体１
２の両端にそれぞれ電極端子１４，１４を設ける。これ
により、１本の炭素繊維集合体１２間の抵抗値を計るこ
とができる。
２の両端にそれぞれ電極端子１４，１４を設ける。これ
により、１本の炭素繊維集合体１２間の抵抗値を計るこ
とができる。
【００１８】次に、ＦＲＰ１０の疲労状態を検査する検
査装置について説明する。
査装置について説明する。
【００１９】ＦＲＰ１０に設けられたマトリックス状の
炭素繊維集合体１２にそれぞれ、図２に示すように、そ
の位置関係を把握できるよう符号を設定しておく。図２
の場合には、横方向に設けられた炭素繊維集合体１２に
は、ａ〜ｄの符号が配され、縦方向に配された炭素繊維
集合体１２には、Ａ〜Ｊの符号が配されている。これに
より、ＦＲＰ１０の位置を特定することができる。例え
ば、ＦＲＰ１０のほぼ中央部の位置Ｙ点を示す場合に
は、座標位置（Ｅ，ｃ）で表現できる。以下、この符号
を座標符号という。
炭素繊維集合体１２にそれぞれ、図２に示すように、そ
の位置関係を把握できるよう符号を設定しておく。図２
の場合には、横方向に設けられた炭素繊維集合体１２に
は、ａ〜ｄの符号が配され、縦方向に配された炭素繊維
集合体１２には、Ａ〜Ｊの符号が配されている。これに
より、ＦＲＰ１０の位置を特定することができる。例え
ば、ＦＲＰ１０のほぼ中央部の位置Ｙ点を示す場合に
は、座標位置（Ｅ，ｃ）で表現できる。以下、この符号
を座標符号という。
【００２０】次に、図３に基づいて、非破壊検査装置１
００の構成を説明する。
００の構成を説明する。
【００２１】符号１０２は、抵抗値を測定できる測定装
置である。この測定装置は、各炭素繊維集合体１２間の
抵抗値を測定できる。
置である。この測定装置は、各炭素繊維集合体１２間の
抵抗値を測定できる。
【００２２】符号１０４は、測定装置１０２によって測
定された抵抗値を、各炭素繊維集合体１２毎に記憶する
記憶装置である。
定された抵抗値を、各炭素繊維集合体１２毎に記憶する
記憶装置である。
【００２３】符号１０６は、マイクロコンピュータであ
って、記憶装置１０４に記憶された各炭素繊維集合体１
２の抵抗値と、新たに測定装置１０２によって測定され
た各炭素繊維集合体１２の抵抗値を比較する。そして、
この比較値と予め設定された設定値と比較し、この比較
した値が設定値以上である場合に、その炭素繊維集合体
１２の座標符号を表示装置１０８に表示するものであ
る。
って、記憶装置１０４に記憶された各炭素繊維集合体１
２の抵抗値と、新たに測定装置１０２によって測定され
た各炭素繊維集合体１２の抵抗値を比較する。そして、
この比較値と予め設定された設定値と比較し、この比較
した値が設定値以上である場合に、その炭素繊維集合体
１２の座標符号を表示装置１０８に表示するものであ
る。
【００２４】次に、この非破壊検査装置１００を使用し
た検査状態を、図４のフローチャートに基づいて説明す
る。
た検査状態を、図４のフローチャートに基づいて説明す
る。
【００２５】ステップ１において、ＦＲＰ１０の使用前
の各炭素繊維１２間の抵抗値ｒ（Ｘ，Ｘ´）及びｒ
（ｘ，ｘ´）をあらかじめ測定する。図２の場合には、
ｒ（Ａ，Ａ´）からｒ（Ｊ，Ｊ´）の各炭素繊維１２間
の抵抗値及びｒ（ａ，ａ´）からｒ（ｄ，ｄ´）の各炭
素繊維１２間の抵抗値を測定する。そして、ステップ２
に進む。
の各炭素繊維１２間の抵抗値ｒ（Ｘ，Ｘ´）及びｒ
（ｘ，ｘ´）をあらかじめ測定する。図２の場合には、
ｒ（Ａ，Ａ´）からｒ（Ｊ，Ｊ´）の各炭素繊維１２間
の抵抗値及びｒ（ａ，ａ´）からｒ（ｄ，ｄ´）の各炭
素繊維１２間の抵抗値を測定する。そして、ステップ２
に進む。
【００２６】ステップ２において、炭素繊維１２毎にそ
の測定値ｒ（Ｘ，Ｘ´）及びｒ（ｘ，ｘ´）を記憶して
ステップ３に進む。
の測定値ｒ（Ｘ，Ｘ´）及びｒ（ｘ，ｘ´）を記憶して
ステップ３に進む。
【００２７】ステップ３においては、ある程度使用され
たＦＲＰ１０の定期検査等における縦方向の炭素繊維１
２間の抵抗値Ｒ（Ｘ，Ｘ´）を測定する。図２の場合に
は、Ｒ（Ａ，Ａ´）からＲ（Ｊ，Ｊ´）の各炭素繊維１
２間の抵抗値及びＲ（ａ，ａ´）からＲ（ｄ，ｄ´）の
各炭素繊維１２間の抵抗値を測定する。この測定したＲ
（Ｘ，Ｘ´）と、予め測定して記憶した測定値ｒ（Ｘ，
Ｘ´）とをそれぞれ比較する。Ｒ（Ｘ，Ｘ´）−ｒ
（Ｘ，Ｘ´）の値が設定値α以上になった場合には、ス
テップ４に進み、そうでない場合にはステップ５に進
む。
たＦＲＰ１０の定期検査等における縦方向の炭素繊維１
２間の抵抗値Ｒ（Ｘ，Ｘ´）を測定する。図２の場合に
は、Ｒ（Ａ，Ａ´）からＲ（Ｊ，Ｊ´）の各炭素繊維１
２間の抵抗値及びＲ（ａ，ａ´）からＲ（ｄ，ｄ´）の
各炭素繊維１２間の抵抗値を測定する。この測定したＲ
（Ｘ，Ｘ´）と、予め測定して記憶した測定値ｒ（Ｘ，
Ｘ´）とをそれぞれ比較する。Ｒ（Ｘ，Ｘ´）−ｒ
（Ｘ，Ｘ´）の値が設定値α以上になった場合には、ス
テップ４に進み、そうでない場合にはステップ５に進
む。
【００２８】ステップ４において、その設定値α以上に
なった炭素繊維１２の縦方向の座標符号（Ｘ，Ｘ´）を
記憶する。そして、ステップ５に進む。
なった炭素繊維１２の縦方向の座標符号（Ｘ，Ｘ´）を
記憶する。そして、ステップ５に進む。
【００２９】ステップ５においては、横方向の炭素繊維
１２の測定した抵抗値Ｒ（ｘ，ｘ´）と、予め測定して
記憶した抵抗値ｒ（ｘ，ｘ´）とを比較する。Ｒ（ｘ，
ｘ´）−ｒ（ｘ，ｘ´）の値が設定値β以上である場合
にはステップ６に進み、そうでない場合にはステップ７
に進む。
１２の測定した抵抗値Ｒ（ｘ，ｘ´）と、予め測定して
記憶した抵抗値ｒ（ｘ，ｘ´）とを比較する。Ｒ（ｘ，
ｘ´）−ｒ（ｘ，ｘ´）の値が設定値β以上である場合
にはステップ６に進み、そうでない場合にはステップ７
に進む。
【００３０】ステップ６において、設定値β以上になっ
た横方向の炭素繊維１２の座標符号（ｘ，ｘ´）を記憶
する。そしてステップ７に進む。
た横方向の炭素繊維１２の座標符号（ｘ，ｘ´）を記憶
する。そしてステップ７に進む。
【００３１】ステップ７において、記憶した縦方向の座
標符号（Ｘ，Ｘ´）と横方向の座標符号（ｘ，ｘ´）と
が交わる座標位置（Ｘ，ｘ）を、疲労箇所として表示装
置１０８で表示する。
標符号（Ｘ，Ｘ´）と横方向の座標符号（ｘ，ｘ´）と
が交わる座標位置（Ｘ，ｘ）を、疲労箇所として表示装
置１０８で表示する。
【００３２】以上により、ＦＲＰ１０の疲労個所を容易
に設定することができる。
に設定することができる。
【００３３】また、設定値と、記憶された抵抗値と測定
値との間の差が大きければ大きいほど疲労度が高いた
め、この差を表示してもよい。この場合には、疲労した
位置だけでなく、疲労度のチェックも一目で判別でき
る。
値との間の差が大きければ大きいほど疲労度が高いた
め、この差を表示してもよい。この場合には、疲労した
位置だけでなく、疲労度のチェックも一目で判別でき
る。
【００３４】なお、本発明の非破壊検査装置の検査対象
としては、板状のものが好適であり、特に飛行機の翼や
建築資材の壁面や床等に好適である。
としては、板状のものが好適であり、特に飛行機の翼や
建築資材の壁面や床等に好適である。
【００３５】
【発明の効果】本発明のＦＲＰおよびその非破壊検査装
置であると、炭素繊維集合体をマトリクス状に配してＦ
ＲＰでの位置を特定可能にし、屈曲等によって導電率
（抵抗率）が変化した炭素繊維集合体を検出手段によっ
て検出し、この検出したデータと疲労していない状態の
ＦＲＰのデータとを比較手段によって比較することによ
って、疲労個所の位置を容易に検出することができる。
置であると、炭素繊維集合体をマトリクス状に配してＦ
ＲＰでの位置を特定可能にし、屈曲等によって導電率
（抵抗率）が変化した炭素繊維集合体を検出手段によっ
て検出し、この検出したデータと疲労していない状態の
ＦＲＰのデータとを比較手段によって比較することによ
って、疲労個所の位置を容易に検出することができる。
【図１】ＦＲＰの縦断面図である。
【図２】ＦＲＰの平面から見た状態の説明図である。
【図３】非破壊検査装置のブロック図である。
【図４】非破壊検査装置のフローチャートである。
【符号の説明】 １０……ＦＲＰ １２……炭素繊維 １３……熱硬化性樹脂 １４……電極端子 １００……非破壊検査装置 １０２……測定装置 １０４……記憶装置 １０６……マイクロコンピュータ １０８……表示装置
Claims (3)
- 【請求項１】ＦＲＰ内部に炭素繊維集合体を略マトリク
状に配し、 前記各炭素繊維集合体の両端部に電極端子を設けたこと
を特徴とするＦＲＰ。 - 【請求項２】請求項１記載のＦＲＰにおいて、 前記ＦＲＰの前期状態の各炭素繊維集合体の両端部の電
極端子間の電気信号を記憶する記憶手段と、 前記ＦＲＰに設けられた各炭素繊維集合体の両端部の電
極端子間の電気信号を検出する検出手段と、 前記記憶手段に記憶された電気信号と検出手段によって
検出された電気信号とを比較する比較手段と、 比較手段によって比較された電気信号の値が設定値以上
となった炭素繊維集合体が交差するＦＲＰの位置を疲労
度の高い位置と判定する判定手段とよりなることを特徴
とするＦＲＰの非破壊検査装置。 - 【請求項３】請求項１記載のＦＲＰにおいて、 前記ＦＲＰの使用前の各炭素繊維集合体の両端部の電極
端子間の電気信号を記憶する記憶手段と、 前記ＦＲＰに設けられた各炭素繊維集合体の両端部の電
極端子間の電気信号を検出する検出手段と、 前記記憶手段に記憶された電気信号と検出手段によって
検出された電気信号とを比較する比較手段と、 比較手段によって比較された炭素繊維集合体の電気信号
の値と、この炭素繊維集合体と交差する炭素繊維集合体
の電気信号の値とを演算処理する演算手段と、 演算手段により演算された値を２次元的に再現してＦＲ
Ｐの位置を疲労度の高い位置と判定する判定手段とより
なることを特徴とするＦＲＰの非破壊検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3351952A JPH07102621B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | Ｆｒｐとそのｆｒｐの非破壊検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3351952A JPH07102621B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | Ｆｒｐとそのｆｒｐの非破壊検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05269874A true JPH05269874A (ja) | 1993-10-19 |
| JPH07102621B2 JPH07102621B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=18420752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3351952A Expired - Lifetime JPH07102621B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | Ｆｒｐとそのｆｒｐの非破壊検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07102621B2 (ja) |
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