JPH0690169B2 - ひゞ割れの成長を測定する方法 - Google Patents
ひゞ割れの成長を測定する方法Info
- Publication number
- JPH0690169B2 JPH0690169B2 JP2027344A JP2734490A JPH0690169B2 JP H0690169 B2 JPH0690169 B2 JP H0690169B2 JP 2027344 A JP2027344 A JP 2027344A JP 2734490 A JP2734490 A JP 2734490A JP H0690169 B2 JPH0690169 B2 JP H0690169B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crack
- probes
- pair
- sensor
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/20—Investigating the presence of flaws
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
- G01N2203/0062—Crack or flaws
- G01N2203/0066—Propagation of crack
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/026—Specifications of the specimen
- G01N2203/0262—Shape of the specimen
- G01N2203/027—Specimens with holes or notches
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は構造部品の損傷を監視する為に、試料内のひ
ゞ割れの伝搬を測定する方法に関する。
ゞ割れの伝搬を測定する方法に関する。
構造材料は特定の侵食性の使用環境に露出した時、そし
て材料が定常的な又は循環的な応力を受ける場合、材料
がひゞ割れの形で損傷を生ずることが文書によってよく
知られている。こう云う種類の損傷は普通「応力腐食ひ
ゞ割れ」又は「腐食疲労」と云う様な名前で呼ばれてい
る。多くの業界では、運転中の装置で応力腐食ひゞ割れ
が起る可能性と取組まなければならない。特に原子力産
業は、沸騰水形原子炉の様な高温の水が存在する状態
で、構造材料が持続的な又は循環的な応力を受けて動作
するので、この問題にいつも遭遇している。
て材料が定常的な又は循環的な応力を受ける場合、材料
がひゞ割れの形で損傷を生ずることが文書によってよく
知られている。こう云う種類の損傷は普通「応力腐食ひ
ゞ割れ」又は「腐食疲労」と云う様な名前で呼ばれてい
る。多くの業界では、運転中の装置で応力腐食ひゞ割れ
が起る可能性と取組まなければならない。特に原子力産
業は、沸騰水形原子炉の様な高温の水が存在する状態
で、構造材料が持続的な又は循環的な応力を受けて動作
するので、この問題にいつも遭遇している。
少なくともある点では、応力腐食ひゞ割れ又はその他の
応力／環境によって誘起されたひゞ割れ（以下これを包
括的に応力腐食ひゞ割れと呼ぶ）の形の損傷は、部品の
使用寿命が予測し得る様な一様な腐食によって起る損傷
よりも、産業界ではずっと関心が強い。それは、応力腐
食ひゞ割れによる材料の破損は、その予測が何倍も難し
く、一般的には重大な性質のものであるからである。
応力／環境によって誘起されたひゞ割れ（以下これを包
括的に応力腐食ひゞ割れと呼ぶ）の形の損傷は、部品の
使用寿命が予測し得る様な一様な腐食によって起る損傷
よりも、産業界ではずっと関心が強い。それは、応力腐
食ひゞ割れによる材料の破損は、その予測が何倍も難し
く、一般的には重大な性質のものであるからである。
米国特許第4,677,855号には、特定の構造部品の応力腐
食ひゞ割れの開始又はその影響の受け易さを予測しよう
として、業界一般、特に原子力産業が当面する問題が述
べられている。全般的に、構造部品の性能は、予想され
る荷重とこの荷重による応力とに関する情報から、前以
て予測されている。こう云う予測は、使用上の性能を予
測出来る位に正確であるが、環境条件の不確かさと、そ
の為に生ずる応力腐食ひゞ割れに対するその影響との為
に、この性能の寿命を予測するのは門難であることが判
った。
食ひゞ割れの開始又はその影響の受け易さを予測しよう
として、業界一般、特に原子力産業が当面する問題が述
べられている。全般的に、構造部品の性能は、予想され
る荷重とこの荷重による応力とに関する情報から、前以
て予測されている。こう云う予測は、使用上の性能を予
測出来る位に正確であるが、環境条件の不確かさと、そ
の為に生ずる応力腐食ひゞ割れに対するその影響との為
に、この性能の寿命を予測するのは門難であることが判
った。
構造材料の寿命の予測が不確実である１例は、応力腐食
ひゞ割れであり、これは原子力産業で使われるステンレ
ス鋼配管で起ることが判っている。新しい工場の設計
は、こう云う現象を補償しようとしているが、何年も運
転されている工場に於ける損傷を監視し、その程度を見
積って、その寿命を予測し、場合によってはその寿命を
伸ばす助けとすることが望ましい。損傷状態を見積もる
方法は、侵食性の環境の監視に向けられている。沸騰水
形原子炉の場合、水の組成を測定して、比抵抗、電気化
学電位、酸素レベル及び不純物レベルの様な因子を決定
する。こう云う測定は間接的である。工場の運転中、こ
の様な水の組成が構造材料のひゞ割れの成長に対して持
つ影響について直接的な測定はしていない。従って、運
転条件を変えることによって、構造材料の寿命を伸ばす
ことが出来る程度は判っていない。
ひゞ割れであり、これは原子力産業で使われるステンレ
ス鋼配管で起ることが判っている。新しい工場の設計
は、こう云う現象を補償しようとしているが、何年も運
転されている工場に於ける損傷を監視し、その程度を見
積って、その寿命を予測し、場合によってはその寿命を
伸ばす助けとすることが望ましい。損傷状態を見積もる
方法は、侵食性の環境の監視に向けられている。沸騰水
形原子炉の場合、水の組成を測定して、比抵抗、電気化
学電位、酸素レベル及び不純物レベルの様な因子を決定
する。こう云う測定は間接的である。工場の運転中、こ
の様な水の組成が構造材料のひゞ割れの成長に対して持
つ影響について直接的な測定はしていない。従って、運
転条件を変えることによって、構造材料の寿命を伸ばす
ことが出来る程度は判っていない。
その環境から取出した標本に於けるひゞ割れの成長を直
接的に測定する方法が、何年にもわたって発表されてい
る。こう云う方法は、エンジニアリング・マティーリア
ルズ・アドバイザリイ・サービセズ・リミテッド社から
出版されたビーバーズ編「破砕及び疲労の間のひゞ割れ
の長さ及び形の測定」（1980年）に記載されている様な
可視及び電圧降下方法を含めた、種々の監視装置を用い
ている。然し、電圧の測定値をひゞ割れの寸法に関係づ
けるかなり正確な方法を開示することにより、電圧降下
方法を通じて工場の構造部品のひゞ割れの成長を正確に
見積もることが業界で出来る様になったのは、前掲米国
特許に記載された方法が発表されてからであった。
接的に測定する方法が、何年にもわたって発表されてい
る。こう云う方法は、エンジニアリング・マティーリア
ルズ・アドバイザリイ・サービセズ・リミテッド社から
出版されたビーバーズ編「破砕及び疲労の間のひゞ割れ
の長さ及び形の測定」（1980年）に記載されている様な
可視及び電圧降下方法を含めた、種々の監視装置を用い
ている。然し、電圧の測定値をひゞ割れの寸法に関係づ
けるかなり正確な方法を開示することにより、電圧降下
方法を通じて工場の構造部品のひゞ割れの成長を正確に
見積もることが業界で出来る様になったのは、前掲米国
特許に記載された方法が発表されてからであった。
発明の目的 この発明では、使うことの出来る更に正確な方法が最近
判った。この発明の主な目的は、長期間にわたって、そ
の環境内にある構造部品の損傷を測定及び監視する、改
良された、更に正確な方法を提供することである。
判った。この発明の主な目的は、長期間にわたって、そ
の環境内にある構造部品の損傷を測定及び監視する、改
良された、更に正確な方法を提供することである。
この発明の別の目的は、構造部品にひゞ割れを生じさせ
ることによって生ずる瞬時及び累積的な損傷を測定する
更に正確な方法を提供することである。
ることによって生ずる瞬時及び累積的な損傷を測定する
更に正確な方法を提供することである。
この発明の別の目的は、二重片持ちばり（DCB）形状を
持つセンサのひゞ割れの成長を計算する改良された方法
を提供することである。
持つセンサのひゞ割れの成長を計算する改良された方法
を提供することである。
発明の要約 この発明の上記並びにその他の目的及びそれに伴う利点
が、予め形成されたひゞ割れを持つ固体に、ひゞ割れを
成長させるのに十分な荷重を加えながら、この固体を侵
食性環境内に露出して、固体内のひゞ割れの成長を測定
する方法を提供することによって達成される。固体に電
流を通して、ひゞ割れにわたって電圧降下を作る。この
電圧を少なくとも２対のプローブで測定する。プローブ
の各対の２つの部材は、ひゞ割れの口から同じ既知の距
離の所で、ひゞ割れの両側に配置される。各対で測定さ
れた電圧を、各々のプローブの対のひゞ割れの口からの
距離に対してグラフに描く。ひゞ割れの口からのプロー
ブの対の距離に対して電圧を描いた「最善のはる合せ」
曲線又は直線をこれらの点に通し、それを補外して、電
圧＝０となるこの線の軸とのｘ切片又は距離の切片を求
める。既知の初期ひゞ割れ長さ及びその後のひゞ割れ長
さに伴う、この様にして得られたｘ線切片値を使って、
この発明で開発した式に従って、伝搬するひゞ割れの長
さを計算する。
が、予め形成されたひゞ割れを持つ固体に、ひゞ割れを
成長させるのに十分な荷重を加えながら、この固体を侵
食性環境内に露出して、固体内のひゞ割れの成長を測定
する方法を提供することによって達成される。固体に電
流を通して、ひゞ割れにわたって電圧降下を作る。この
電圧を少なくとも２対のプローブで測定する。プローブ
の各対の２つの部材は、ひゞ割れの口から同じ既知の距
離の所で、ひゞ割れの両側に配置される。各対で測定さ
れた電圧を、各々のプローブの対のひゞ割れの口からの
距離に対してグラフに描く。ひゞ割れの口からのプロー
ブの対の距離に対して電圧を描いた「最善のはる合せ」
曲線又は直線をこれらの点に通し、それを補外して、電
圧＝０となるこの線の軸とのｘ切片又は距離の切片を求
める。既知の初期ひゞ割れ長さ及びその後のひゞ割れ長
さに伴う、この様にして得られたｘ線切片値を使って、
この発明で開発した式に従って、伝搬するひゞ割れの長
さを計算する。
この発明の測定方法を用いて、応力及び侵食性環境に露
出する構造部品で起る損傷を決定し又は推定する助けに
することが出来る。この場合、固体は予め形成されたひ
ゞ割れを持つセンサの形にする。センサを侵食性環境内
に配置し、ひゞ割れの先端には、動作状態で構造部品を
受ける応力強度に相関する様な応力強度を加える。この
代りに、この発明の方法は、種々の環境に於ける材料の
応力腐食ひゞ割れに対する相対的な受け易さを確認及び
予測する為、一般的な材料の研究に用いることが出来
る。
出する構造部品で起る損傷を決定し又は推定する助けに
することが出来る。この場合、固体は予め形成されたひ
ゞ割れを持つセンサの形にする。センサを侵食性環境内
に配置し、ひゞ割れの先端には、動作状態で構造部品を
受ける応力強度に相関する様な応力強度を加える。この
代りに、この発明の方法は、種々の環境に於ける材料の
応力腐食ひゞ割れに対する相対的な受け易さを確認及び
予測する為、一般的な材料の研究に用いることが出来
る。
発明の詳しい説明 この発明は固体内のひゞ割れの成長を測定する改良され
た方法を取上げる。この発明の実施例を従って、応力腐
食ひゞ割れによる、環境内での構造部品の損傷を決定す
ることが出来る。この為、この明細書で「センサ」と呼
ぶ関心のある固体材料内の予め形成されたひゞ割れにわ
たる電位の効果を測定及び監視する。ひゞ割れに対して
垂直に、センサに電流を流すと、ひゞ割れの両側にある
２点の間の電位差は、ひゞ割れの寸法が大きくなるにつ
れて増加する。電位の測定により、ひゞ割れの成長の形
でセンサに累積する損傷と瞬間的な損傷に関する情報が
得られる。
た方法を取上げる。この発明の実施例を従って、応力腐
食ひゞ割れによる、環境内での構造部品の損傷を決定す
ることが出来る。この為、この明細書で「センサ」と呼
ぶ関心のある固体材料内の予め形成されたひゞ割れにわ
たる電位の効果を測定及び監視する。ひゞ割れに対して
垂直に、センサに電流を流すと、ひゞ割れの両側にある
２点の間の電位差は、ひゞ割れの寸法が大きくなるにつ
れて増加する。電位の測定により、ひゞ割れの成長の形
でセンサに累積する損傷と瞬間的な損傷に関する情報が
得られる。
ひゞ割れの成長は、関心のある固体材料、即ちセンサ内
で測定するのが好ましい。この固体は、炭素鋼又は合金
鋼、ニッケル及びニッケルをベースとした合金、チタン
及びその合金、及びオーステナイト・ステンレス鋼、イ
ンコネル（登録商標）等の様な原子力用構造材料の様
に、導電性でなければならない。これは予め形成された
ひゞ割れにわたる電位を測定するのに必要である。この
発明の好ましい実施例では、センサが、関心のある特定
の構造部品の状態を反映する情報を提供する。この目的
の為、このセンサは関心のある構造部品と同じ処理経歴
を持つ同じ材料で製造することが好ましい。センサの寸
法と形は大幅に変えることが出来る。まとまりの良さ、
耐久力、感度、取付けの簡単さ又は融通性を高める為
に、ある寸法及び形が好まれることがある。
で測定するのが好ましい。この固体は、炭素鋼又は合金
鋼、ニッケル及びニッケルをベースとした合金、チタン
及びその合金、及びオーステナイト・ステンレス鋼、イ
ンコネル（登録商標）等の様な原子力用構造材料の様
に、導電性でなければならない。これは予め形成された
ひゞ割れにわたる電位を測定するのに必要である。この
発明の好ましい実施例では、センサが、関心のある特定
の構造部品の状態を反映する情報を提供する。この目的
の為、このセンサは関心のある構造部品と同じ処理経歴
を持つ同じ材料で製造することが好ましい。センサの寸
法と形は大幅に変えることが出来る。まとまりの良さ、
耐久力、感度、取付けの簡単さ又は融通性を高める為
に、ある寸法及び形が好まれることがある。
固体内の予め形成されるひゞ割れは、既知の長さであっ
て、それをこの明細書ではa0と記す。予め形成されたひ
ゞ割れが、電位の測定を行なう場所を定める。従って、
電位の測定を多数の点で行なうのに便利なセンサ上の位
置にひゞ割れを設けることが望ましい。予め形成される
ひゞ割れの寸法及び形は大幅に変えることが出来る。然
し、ひゞ割れはセンサを２つの部分に分離する様な寸法
にすることが出来ない。ひゞ割れは口及び先端を持つも
のと定義する。この明細書では、「ひゞ割れの口」とは
荷重が加えられる点又は作用線と定義する。「ひゞ割れ
の先端」はひゞ割れの先頭の縁である。ひゞ割れの「長
さ」は、この明細書では、ひゞ割れの口からひゞ割れの
先端までの距離と定義する。前に述べた様に、予め形成
されたひゞ割れの初期長さをa0と定める。
て、それをこの明細書ではa0と記す。予め形成されたひ
ゞ割れが、電位の測定を行なう場所を定める。従って、
電位の測定を多数の点で行なうのに便利なセンサ上の位
置にひゞ割れを設けることが望ましい。予め形成される
ひゞ割れの寸法及び形は大幅に変えることが出来る。然
し、ひゞ割れはセンサを２つの部分に分離する様な寸法
にすることが出来ない。ひゞ割れは口及び先端を持つも
のと定義する。この明細書では、「ひゞ割れの口」とは
荷重が加えられる点又は作用線と定義する。「ひゞ割れ
の先端」はひゞ割れの先頭の縁である。ひゞ割れの「長
さ」は、この明細書では、ひゞ割れの口からひゞ割れの
先端までの距離と定義する。前に述べた様に、予め形成
されたひゞ割れの初期長さをa0と定める。
センサの寸法、ひゞ割れの寸法及びひゞ割れの場所は大
幅に変えることが出来るが、センサのひゞ割れが適当な
速度で成長することが出来る様なひゞ割れ先端の応力強
度係数が得られる位の大きさの荷重をひゞ割れに加える
ことが出来る様にするのが好ましい。更に、センサの形
にとって、ひゞ割れに沿った多数の点で電位測定が出来
る様にすることが好ましい。十分な大きさの荷重を便利
に加えることが出来る様な形は、「二重片持ちばり」又
はDCB形状を持つ第１図に示したセンサ10の形である。
この形状は、第１図に図式的に示す様に、２つの平行な
アーム（はり）12,14の１端を結合し、他端を離したも
のと定義する。溝孔又は深い切欠き16がアームを隔てゝ
でおり、この切欠きの底を切欠きの根元18と呼ぶ。予め
形成されるひゞ割れ20が、切欠きの根元にあることが好
ましい。このこじんまりした形により、高い可撓性及び
高い感度が得られる。この形では、実効ひゞ割れ長さが
これらのはりに沿って伸びているから、２つのはり12,1
4に沿った種々の位置で、何個もの測定を行なうことが
出来る。更に、荷重が一定である場合、ひゞ割れ先端に
於ける応力強度係数は、ひゞ割れ先端と荷重を加える点
の間の距離が増加するにつれて増加する。従って、セン
サの長さが長いことにより、低い荷重レベルで閾値のひ
ゞ割れ先端の応力強度が得られる。ひゞ割れを成長させ
るのに十分な荷重は、単に２つのはり12,14の間にくさ
び24を配置することによって得られる。
幅に変えることが出来るが、センサのひゞ割れが適当な
速度で成長することが出来る様なひゞ割れ先端の応力強
度係数が得られる位の大きさの荷重をひゞ割れに加える
ことが出来る様にするのが好ましい。更に、センサの形
にとって、ひゞ割れに沿った多数の点で電位測定が出来
る様にすることが好ましい。十分な大きさの荷重を便利
に加えることが出来る様な形は、「二重片持ちばり」又
はDCB形状を持つ第１図に示したセンサ10の形である。
この形状は、第１図に図式的に示す様に、２つの平行な
アーム（はり）12,14の１端を結合し、他端を離したも
のと定義する。溝孔又は深い切欠き16がアームを隔てゝ
でおり、この切欠きの底を切欠きの根元18と呼ぶ。予め
形成されるひゞ割れ20が、切欠きの根元にあることが好
ましい。このこじんまりした形により、高い可撓性及び
高い感度が得られる。この形では、実効ひゞ割れ長さが
これらのはりに沿って伸びているから、２つのはり12,1
4に沿った種々の位置で、何個もの測定を行なうことが
出来る。更に、荷重が一定である場合、ひゞ割れ先端に
於ける応力強度係数は、ひゞ割れ先端と荷重を加える点
の間の距離が増加するにつれて増加する。従って、セン
サの長さが長いことにより、低い荷重レベルで閾値のひ
ゞ割れ先端の応力強度が得られる。ひゞ割れを成長させ
るのに十分な荷重は、単に２つのはり12,14の間にくさ
び24を配置することによって得られる。
固体に於ける尖ったひゞ割れの先端に於ける応力レベル
は応力強度係数によって特徴づけられる。予め形成した
ひゞ割れが成長する為には、ひゞ割れの先端に最低の又
は閾値の応力強度係数がかゝらなければならない。米国
特許第4,677,855号には、特定の形状を持つセンサに対
する応力強度係数をどの様に決定するかゞ説明されてい
る。更にこの米国特許には、構造部品に於ける破損を予
測すると共にひゞ割れの成長を監視する為に、こう云う
センサを使うことが包括的に述べられている。
は応力強度係数によって特徴づけられる。予め形成した
ひゞ割れが成長する為には、ひゞ割れの先端に最低の又
は閾値の応力強度係数がかゝらなければならない。米国
特許第4,677,855号には、特定の形状を持つセンサに対
する応力強度係数をどの様に決定するかゞ説明されてい
る。更にこの米国特許には、構造部品に於ける破損を予
測すると共にひゞ割れの成長を監視する為に、こう云う
センサを使うことが包括的に述べられている。
侵食性の環境に於ける応力腐食ひゞ割れを監視する為に
は、積極的な荷重又は一定の変位をセンサに加えなけれ
ばならない。予め形成されたひゞ割れを成長させる為に
一定の変位を加える手段は、切欠きの中に押込んでひゞ
割れを拡げる前述のくさび24であってもよい。ひゞ割れ
を拡げるかすがい、ボルト又は同様な手段の様な、この
他の手段も適している。一定の変位を加える手段は、導
電性でない材料で構成しなければならないし、この材料
がセンサ材料と釣合う熱膨張係数を持つことが好まし
い。こうすると、温度が変化する時、ひゞ割れ先端に於
ける応力強度係数を略一定に保つ助けになる。センサを
侵食性環境内に配置する場合、一定の変位を加える為に
利用する材料が、この侵食性環境に対して抵抗力を持つ
ことが不可欠である。
は、積極的な荷重又は一定の変位をセンサに加えなけれ
ばならない。予め形成されたひゞ割れを成長させる為に
一定の変位を加える手段は、切欠きの中に押込んでひゞ
割れを拡げる前述のくさび24であってもよい。ひゞ割れ
を拡げるかすがい、ボルト又は同様な手段の様な、この
他の手段も適している。一定の変位を加える手段は、導
電性でない材料で構成しなければならないし、この材料
がセンサ材料と釣合う熱膨張係数を持つことが好まし
い。こうすると、温度が変化する時、ひゞ割れ先端に於
ける応力強度係数を略一定に保つ助けになる。センサを
侵食性環境内に配置する場合、一定の変位を加える為に
利用する材料が、この侵食性環境に対して抵抗力を持つ
ことが不可欠である。
この発明の好ましい実施例では、予め形成されたひゞ割
れをもつセンサが侵食性環境内に配置される。この明細
書で云う「侵食性環境」と云う言葉は、センサを構成す
る材料の属性となる環境を云う。この属性は、予め形成
されたひゞ割れの成長を強めるのに十分な大きさであ
る。構造部品の損傷を監視する時、センサは構造部品と
同じ環境内に配置される。その時センサは、構造部品と
同じ変化しつゝある環境条件の作用を受ける。センサを
こう云う環境内に支持する為に普通の方法及び装置を使
うことが出来る。
れをもつセンサが侵食性環境内に配置される。この明細
書で云う「侵食性環境」と云う言葉は、センサを構成す
る材料の属性となる環境を云う。この属性は、予め形成
されたひゞ割れの成長を強めるのに十分な大きさであ
る。構造部品の損傷を監視する時、センサは構造部品と
同じ環境内に配置される。その時センサは、構造部品と
同じ変化しつゝある環境条件の作用を受ける。センサを
こう云う環境内に支持する為に普通の方法及び装置を使
うことが出来る。
この発明のひゞ割れの成長は、はり12,14に沿って配置
された対のプローブの間の電位又は電圧を測定し、ひゞ
割れ長さを計算するのに、初期パラメータと共にこの様
な測定された電圧を使うことによって監視することが好
ましい。更に計算されたひゞ割れ長さは、ひゞ割れ成長
速度を見積もる為に、時間の関数としてグラフに描くこ
とが有利である。
された対のプローブの間の電位又は電圧を測定し、ひゞ
割れ長さを計算するのに、初期パラメータと共にこの様
な測定された電圧を使うことによって監視することが好
ましい。更に計算されたひゞ割れ長さは、ひゞ割れ成長
速度を見積もる為に、時間の関数としてグラフに描くこ
とが有利である。
何対ものプローブによってひゞ割れにわたる電圧を測定
する。この過程を実施するには、少なくとも２対のプロ
ーブが必要である。然し、ひゞ割れの成長を正確に測定
する為に、少なくとも３対のプローブ26a,26b,28a,28b,
30a,30bを使うことが好ましい。各対のプローブは、第
１図にX1，X2，X3として示した、ひゞ割れの口からの異
なる距離の所に配置されている。各対の２つの部材は、
ひゞ割れの平面から好ましくは同じ距離の所で、ひゞ割
れの両側に配置する。各対の２つの部材は、ひゞ割れの
口からも等距離である。即ち、センサに電流を供給する
導線32から同じ距離の所にある。米国特許第4,677,855
号には、この発明に使うのに適したプローブの配置の少
なくとも１例が示されている。
する。この過程を実施するには、少なくとも２対のプロ
ーブが必要である。然し、ひゞ割れの成長を正確に測定
する為に、少なくとも３対のプローブ26a,26b,28a,28b,
30a,30bを使うことが好ましい。各対のプローブは、第
１図にX1，X2，X3として示した、ひゞ割れの口からの異
なる距離の所に配置されている。各対の２つの部材は、
ひゞ割れの平面から好ましくは同じ距離の所で、ひゞ割
れの両側に配置する。各対の２つの部材は、ひゞ割れの
口からも等距離である。即ち、センサに電流を供給する
導線32から同じ距離の所にある。米国特許第4,677,855
号には、この発明に使うのに適したプローブの配置の少
なくとも１例が示されている。
予め形成されたひゞ割れにわたる電位差は、導電材料に
ある１対のプローブの間の電圧を受取ることが出来る普
通の手段によって検出することが出来る。プローブは単
純な接点、ねじ、溶着部等であってよく、ワイヤ、ケー
ブル、母線等の様な導電性の導線をセンサに固定する。
こう云う導電性の導線は、電圧計又はアナログ・ディジ
タル変換器の様な電圧測定装置に対して電気的なコンダ
クタンスを持てる様な形でセンサに固定される。
ある１対のプローブの間の電圧を受取ることが出来る普
通の手段によって検出することが出来る。プローブは単
純な接点、ねじ、溶着部等であってよく、ワイヤ、ケー
ブル、母線等の様な導電性の導線をセンサに固定する。
こう云う導電性の導線は、電圧計又はアナログ・ディジ
タル変換器の様な電圧測定装置に対して電気的なコンダ
クタンスを持てる様な形でセンサに固定される。
前に述べた様に、好ましい形のセンサでは、センサ10が
二重片持ちばりの形状である。予め形成されたひゞ割れ
20が二重片持ちばりの切欠きの根元18にある。側面の溝
34が、はりの互いに向い合った部分で、両方のはり12,1
4に設けられている。側面の溝は、はりの向い合う部分
の厚さを薄くし、予め形成されたひゞ割れが設けられる
領域の厚さを減少している。センサは圧力継手100によ
って侵食性環境内に支持される。溝形102が溝形（又は
孔）200に対する出入口となる。溝形200は、プローブの
対に取付けられた導電性導線、好ましくはセンサに直流
電圧を供給する導電性導線の通過になる。反転する直流
電流が点32で供給され、ひゞ割れの実効的な初期長さを
線a0で示してある。プローブの対26a,26b,28a,28b,30a,
30bが、ひゞ割れにわたる電圧を検出する。くさび24が
ひゞ割れ20に静止荷重を加え、所望のひゞ割れ先端の応
力強度係数を持たせる。
二重片持ちばりの形状である。予め形成されたひゞ割れ
20が二重片持ちばりの切欠きの根元18にある。側面の溝
34が、はりの互いに向い合った部分で、両方のはり12,1
4に設けられている。側面の溝は、はりの向い合う部分
の厚さを薄くし、予め形成されたひゞ割れが設けられる
領域の厚さを減少している。センサは圧力継手100によ
って侵食性環境内に支持される。溝形102が溝形（又は
孔）200に対する出入口となる。溝形200は、プローブの
対に取付けられた導電性導線、好ましくはセンサに直流
電圧を供給する導電性導線の通過になる。反転する直流
電流が点32で供給され、ひゞ割れの実効的な初期長さを
線a0で示してある。プローブの対26a,26b,28a,28b,30a,
30bが、ひゞ割れにわたる電圧を検出する。くさび24が
ひゞ割れ20に静止荷重を加え、所望のひゞ割れ先端の応
力強度係数を持たせる。
プローブの間の電位差の値を連続的に測定することが好
ましい。然し、電位差を間欠的に測定して差支えなく、
ひゞ割れの成長に関する役立つ情報が得られる。ひゞ割
れの長さ及び成長を最終的に決定し易くする為、電位差
は出来るだけ正確に測定することが望ましい。米国特許
第4,677,855号には、電位差の正確な測定を行なう為の
方式が詳しく記載されており、その方式がこの発明で使
うのにも適している。この他の測定方式も、使える位の
精度があると判ることがある。
ましい。然し、電位差を間欠的に測定して差支えなく、
ひゞ割れの成長に関する役立つ情報が得られる。ひゞ割
れの長さ及び成長を最終的に決定し易くする為、電位差
は出来るだけ正確に測定することが望ましい。米国特許
第4,677,855号には、電位差の正確な測定を行なう為の
方式が詳しく記載されており、その方式がこの発明で使
うのにも適している。この他の測定方式も、使える位の
精度があると判ることがある。
第２図のグラフに図式的に示す様に、各対のプローブの
間の測定された電圧は、最小自乗曲線のはめ合せを実施
することにより、又は点を通る直線を近似するこの他の
手段により、ひゞ割れの口からのプローブの深さ又は測
定された距離(X1,X2,X3)に対してグラフに描くことが出
来る。第２図に示す様なこの線又は曲線が、センサに加
えられた電流、センサの感度及びセンサの形状の関数と
して変化する。ひゞ割れの成長の計算で、測定された距
離の関数としての電位のグラフで何よりも重要なのは、
ｘ切片値X0である。切片値X0は、電位又は電圧Ｖがゼロ
に等しくなる（Ｖ＝０）所である。
間の測定された電圧は、最小自乗曲線のはめ合せを実施
することにより、又は点を通る直線を近似するこの他の
手段により、ひゞ割れの口からのプローブの深さ又は測
定された距離(X1,X2,X3)に対してグラフに描くことが出
来る。第２図に示す様なこの線又は曲線が、センサに加
えられた電流、センサの感度及びセンサの形状の関数と
して変化する。ひゞ割れの成長の計算で、測定された距
離の関数としての電位のグラフで何よりも重要なのは、
ｘ切片値X0である。切片値X0は、電位又は電圧Ｖがゼロ
に等しくなる（Ｖ＝０）所である。
特定の１対のプローブの間で測定された電圧が、ひゞ割
れ長さが増加するにつれて増加するから、曲線が移動
し、荷重を加えた時にひゞ割れ長さａが増加するのにつ
れて、ｘ切片値が更に変化する。ｘ切片X0は合計ひゞ割
れ長さａ、即ちアーム又ははりの長さに出発時（予め形
成された）のひゞ割れと伝搬する疲労によるひゞ割れ長
さとを加えたものゝ関数として変化する。この関数X
0（ａ）は一般的に線形関数として表わすことが出来
る。
れ長さが増加するにつれて増加するから、曲線が移動
し、荷重を加えた時にひゞ割れ長さａが増加するのにつ
れて、ｘ切片値が更に変化する。ｘ切片X0は合計ひゞ割
れ長さａ、即ちアーム又ははりの長さに出発時（予め形
成された）のひゞ割れと伝搬する疲労によるひゞ割れ長
さとを加えたものゝ関数として変化する。この関数X
0（ａ）は一般的に線形関数として表わすことが出来
る。
X0＝Na＋Ｄ （１） こゝでＮ及びＤは定数であり、X0が特定の合計ひゞ割れ
長さ（ａ）に対する電位対測定距離曲線のｘ切片値であ
る。この式から導き出した関連するひゞ割れ長さ及びｘ
切片値を例えばa0、(X0)0；ai、(X0)iと表わすが、一般
的にai、(X0)iで表わす。
長さ（ａ）に対する電位対測定距離曲線のｘ切片値であ
る。この式から導き出した関連するひゞ割れ長さ及びｘ
切片値を例えばa0、(X0)0；ai、(X0)iと表わすが、一般
的にai、(X0)iで表わす。
この発明の方法によって得られる改良を説明する為の出
発点として、米国特許第4,677,855号に記載された方法
を簡単に説明して、それと比較する。この米国特許で、
ひゞ割れが試料の中を伝搬する時のひゞ割れの長さ（奥
行）を計算するのに使われる式は、次の形である。
発点として、米国特許第4,677,855号に記載された方法
を簡単に説明して、それと比較する。この米国特許で、
ひゞ割れが試料の中を伝搬する時のひゞ割れの長さ（奥
行）を計算するのに使われる式は、次の形である。
この式で、a0は初期ひゞ割れ長さを表わし、I0は電位対
測定距離曲線のグラフの関連するｘ切片値（この発明の
(X0)0に相当する）を表わし、I2は、ひゞ割れが最初に
測定されたひゞ割れ長さa0から未だ測定されていないひ
ゞ割れa2に伝搬した時の、測定された距離の関数として
の電位の測定値から導き出されたｘ切片値を表わす。
測定距離曲線のグラフの関連するｘ切片値（この発明の
(X0)0に相当する）を表わし、I2は、ひゞ割れが最初に
測定されたひゞ割れ長さa0から未だ測定されていないひ
ゞ割れa2に伝搬した時の、測定された距離の関数として
の電位の測定値から導き出されたｘ切片値を表わす。
式（２）は前に示した線形の式（１）を用いて導き出さ
れるが、式（１）の定数Ｄがゼロに等しい（Ｄ＝０）と
仮定している。式（２）はその後のひゞ割れ長さaiを計
算するのにかなりの精度を持つ方法であるが、この発明
が生まれるきっかけとなった最近の研究では、既知のパ
ラメータからaiの値を計算する改良された、更に正確な
方法が開発された。この発明と関連して行われた実験
で、式（１）の定数Ｄはあらゆる場合にゼロではなく、
従って、伝搬するひゞ割れの長さaiの計算に式（２）を
使うと、多くの場合に不正確な結果になることが示され
た。
れるが、式（１）の定数Ｄがゼロに等しい（Ｄ＝０）と
仮定している。式（２）はその後のひゞ割れ長さaiを計
算するのにかなりの精度を持つ方法であるが、この発明
が生まれるきっかけとなった最近の研究では、既知のパ
ラメータからaiの値を計算する改良された、更に正確な
方法が開発された。この発明と関連して行われた実験
で、式（１）の定数Ｄはあらゆる場合にゼロではなく、
従って、伝搬するひゞ割れの長さaiの計算に式（２）を
使うと、多くの場合に不正確な結果になることが示され
た。
この発明では、定数Ｄをゼロに等しいと仮定することが
出来ないと判ったのであるが、ひゞ割れ長さaiを計算す
る為の式は、式（１）から次の様に導き出すことが出来
ることが判った。
出来ないと判ったのであるが、ひゞ割れ長さaiを計算す
る為の式は、式（１）から次の様に導き出すことが出来
ることが判った。
(X0)0−Na0＝Ｄ＝(X0)i−Nai （３） これをaiについて解くと 然し、式（４）は、Ｎが予め決定されていないセンサで
は、使うことが出来ない。Ｎが判っていない場合、ひゞ
割れ長さa0の初期の直接的な測定の他に、ひゞ割れ長さ
a1の２番目の直接的な測定を行ない、プローブの電位又
は電圧の測定値から、関連するｘ切片値(X0)1を決定す
ることが出来る。こう云う値を式（４）のai及び(x0)i
に代入する。その式をＮについて解くと次の様になる。
は、使うことが出来ない。Ｎが判っていない場合、ひゞ
割れ長さa0の初期の直接的な測定の他に、ひゞ割れ長さ
a1の２番目の直接的な測定を行ない、プローブの電位又
は電圧の測定値から、関連するｘ切片値(X0)1を決定す
ることが出来る。こう云う値を式（４）のai及び(x0)i
に代入する。その式をＮについて解くと次の様になる。
即ち、 このＮの式を式（４）に代入すると、aiを計算する為の
この発明による更に正確な式が得られる。
この発明による更に正確な式が得られる。
書換えると、 ひゞ割れの測定を開始する前に、Ｎを決定することが出
来る場合、式（４）を使うことが出来、これによって２
番目のひゞ割れ測定値a1を求める必要がなくなるので、
方法が簡単になる。
来る場合、式（４）を使うことが出来、これによって２
番目のひゞ割れ測定値a1を求める必要がなくなるので、
方法が簡単になる。
ディジタル・コンピュータによって、切片値を計算する
と共に、これらの値に対する関数を計算して、ひゞ割れ
の長さに対応するデータを求めることが出来る。このデ
ータは可視記録装置の様な普通の手段又は音響警報信号
によってユーザに伝達することが出来る。このデータは
自動制御機構に連絡するか、並びに／又は後で解析して
解釈する為に記憶することが出来る。何れにせよ、この
発明の方法のある工程を説明する時に「近似」、「補
外」等と云う時、方法のある工程又は全ての工程を実施
する為に、コンピュータを用いることが出来ることを承
知されたい。
と共に、これらの値に対する関数を計算して、ひゞ割れ
の長さに対応するデータを求めることが出来る。このデ
ータは可視記録装置の様な普通の手段又は音響警報信号
によってユーザに伝達することが出来る。このデータは
自動制御機構に連絡するか、並びに／又は後で解析して
解釈する為に記憶することが出来る。何れにせよ、この
発明の方法のある工程を説明する時に「近似」、「補
外」等と云う時、方法のある工程又は全ての工程を実施
する為に、コンピュータを用いることが出来ることを承
知されたい。
次にこの発明の実施例を説明する為に、例を述べる。こ
の発明の範囲がこゝで説明する実施例に制限されないこ
とを承知されたい。
の発明の範囲がこゝで説明する実施例に制限されないこ
とを承知されたい。
例 この発明の方法の精度が改善されることを実証する例と
して、DCBセンサを用い、第３図に示す様な１組の曲線
を作成した。第３図は、ひゞ割れの口からの対のプロー
ブの距離Xi（例えば第１図参照）の関数として測定され
た電位又は電圧を示す。この特定の例では７対のプロー
ブを用いた。DCBセンサでは、電気加工を用いて出発時
の切欠きを長くした。Ｖ(Xi)を測定し、ひゞ割れを新し
いひゞ割れ長さまで伝搬させ、新しい１組の測定値Ｖ(X
i)を求めた。計算による値を実測値と比較する為に、各
々の測定期間でひゞ割れ長さの直接的な光学測定も行な
った。
して、DCBセンサを用い、第３図に示す様な１組の曲線
を作成した。第３図は、ひゞ割れの口からの対のプロー
ブの距離Xi（例えば第１図参照）の関数として測定され
た電位又は電圧を示す。この特定の例では７対のプロー
ブを用いた。DCBセンサでは、電気加工を用いて出発時
の切欠きを長くした。Ｖ(Xi)を測定し、ひゞ割れを新し
いひゞ割れ長さまで伝搬させ、新しい１組の測定値Ｖ(X
i)を求めた。計算による値を実測値と比較する為に、各
々の測定期間でひゞ割れ長さの直接的な光学測定も行な
った。
７対のプローブはひゞ割れの口から2.0乃至3.5吋の範囲
の距離に等間隔に置いた。得られた電位又は電圧データ
をグラフにとり、各々の新しいひゞ割れ長さaiに関連す
るデータ点を最小自乗のはめ合せに掛けて、電圧ＶをＶ
＝０及びXi＝(X0)iに補外した。表Ｉは、この実験で直
接的に（光学的に）測定された関連するひゞ割れ長さai
と並べて得られた値(X0)iを示している。
の距離に等間隔に置いた。得られた電位又は電圧データ
をグラフにとり、各々の新しいひゞ割れ長さaiに関連す
るデータ点を最小自乗のはめ合せに掛けて、電圧ＶをＶ
＝０及びXi＝(X0)iに補外した。表Ｉは、この実験で直
接的に（光学的に）測定された関連するひゞ割れ長さai
と並べて得られた値(X0)iを示している。
第４図は表Ｉに示したデータであるが測定されたひゞ割
れ長さの関数として描いたｘ切片値のグラフである。一
般式（１）に対する定数Ｎ及びＤの値を、この特定の例
のセンサに対するこのグラフから求めることが出来る。
Ｎはデータ点にはめ合せた線の勾配であり、Ｄはｙ切片
値（即ちａ＝０）である。従って、Ｄが０に等しくな
く、今の場合は、Ｄ＝0.3137であることが判る。更に、
この線の勾配Ｎは1.0001、即ち、大体Ｎ＝１である。
れ長さの関数として描いたｘ切片値のグラフである。一
般式（１）に対する定数Ｎ及びＤの値を、この特定の例
のセンサに対するこのグラフから求めることが出来る。
Ｎはデータ点にはめ合せた線の勾配であり、Ｄはｙ切片
値（即ちａ＝０）である。従って、Ｄが０に等しくな
く、今の場合は、Ｄ＝0.3137であることが判る。更に、
この線の勾配Ｎは1.0001、即ち、大体Ｎ＝１である。
第５図は、この発明の方法によって、並びに米国特許第
4,677,855号に開示された式、即ち前に掲げた式（２）
を用いて、その後のひゞ割れ長さaiを計算する方法の精
度を、この例の直接的に測定されたひゞ割れ長さaiと比
較したグラフである。この特定の例では、Ｎは１に等し
いと判断されたが、この発明の方法による点のグラフ
は、より一般的な式（７）及び（８）ではなく、式
（４）を用いて一層容易に計算することが出来る。Ｎ＝
１の時、式（４）は次の様になる。
4,677,855号に開示された式、即ち前に掲げた式（２）
を用いて、その後のひゞ割れ長さaiを計算する方法の精
度を、この例の直接的に測定されたひゞ割れ長さaiと比
較したグラフである。この特定の例では、Ｎは１に等し
いと判断されたが、この発明の方法による点のグラフ
は、より一般的な式（７）及び（８）ではなく、式
（４）を用いて一層容易に計算することが出来る。Ｎ＝
１の時、式（４）は次の様になる。
ai＝a0＋(X0)i−(X0)0 下記の表IIは、比較し易くする為、第５図に示したデー
タ点を示している。
タ点を示している。
即ち、この発明の方法によって計算されたひゞ割れ長さ
と実際に測定されたひゞ割れ長さとの間の一層厳密な相
関性が達成されたことが、第５図及び表IIから理解され
よう。
と実際に測定されたひゞ割れ長さとの間の一層厳密な相
関性が達成されたことが、第５図及び表IIから理解され
よう。
当業者であれば、この発明の範囲を逸脱せずに、上に述
べた実施例を変更することが出来ることが理解されよ
う。従って、この発明の範囲は特許請求の範囲によって
定められるものであって、その範囲内にこう云う変更が
含まれることを承知されたい。
べた実施例を変更することが出来ることが理解されよ
う。従って、この発明の範囲は特許請求の範囲によって
定められるものであって、その範囲内にこう云う変更が
含まれることを承知されたい。
第１図はこの発明の方法に使うことが出来る様な種類の
センサの１例として、二重片持ちばりの形状を持つセン
サの略図、 第２図は電位Ｖとこの電位を測定する位置Xiの間の関係
を示す見本としてのグラフ、 第３図は、ひゞ割れの口からの、電位を測定する位置又
は距離の関数としての測定された電位Ｖの例を示すグラ
フであり、ひゞ割れ長さの増加がその関係に示す影響を
示し、各々の曲線は異なるひゞ割れ長さａの結果を表わ
す。 第４図は測定されたひゞ割れ長さａの関数として第３図
に示すｘ切片（電位Ｖ対測定位置Xi）の変化を示すグラ
フ、 第５図は、従来の米国特許に記載された方法によって
「計算」されたひゞ割れ長さと比較して、この発明の方
法を用いて計算されたひゞ割れ長さａ及び実測のひゞ割
れ長さａの間の関係を示すグラフである。 主な符号の説明 12,14:はり 20:予め形成したひゞ割れ 24:くさび 26,28,30:プローブの対
センサの１例として、二重片持ちばりの形状を持つセン
サの略図、 第２図は電位Ｖとこの電位を測定する位置Xiの間の関係
を示す見本としてのグラフ、 第３図は、ひゞ割れの口からの、電位を測定する位置又
は距離の関数としての測定された電位Ｖの例を示すグラ
フであり、ひゞ割れ長さの増加がその関係に示す影響を
示し、各々の曲線は異なるひゞ割れ長さａの結果を表わ
す。 第４図は測定されたひゞ割れ長さａの関数として第３図
に示すｘ切片（電位Ｖ対測定位置Xi）の変化を示すグラ
フ、 第５図は、従来の米国特許に記載された方法によって
「計算」されたひゞ割れ長さと比較して、この発明の方
法を用いて計算されたひゞ割れ長さａ及び実測のひゞ割
れ長さａの間の関係を示すグラフである。 主な符号の説明 12,14:はり 20:予め形成したひゞ割れ 24:くさび 26,28,30:プローブの対
Claims (15)
- 【請求項１】予め形成したひゞ割れとひゞ割れの口を持
つ固体の中でのひゞ割れの成長を測定する方法に於て、 該固体に電流を印加して該固体内に電位の場を作り、 初期ひゞ割れ長さ(a0)の第１回の測定を行ない、 ひゞ割れの長さに沿って、前記ひゞ割れの口から予定の
距離の所に配置した少なくとも２対のプローブを用い
て、ひゞ割れにわたる第１組の電位(V0)を測定し、プロ
ーブの各対からの２つのプローブが、ひゞ割れの口から
同等の距離の所で、ひゞ割れの両側に配置されており、 前記ひゞ割れの口からの少なくとも２対のプローブの予
定の距離の関数として測定された前記第１組の電位(V0)
のグラフから、電位Ｖ＝０となる前記初期ひゞ割れ長さ
(a0)に伴う切片値(X0)0を補外し、 この後のひゞ割れ長さ(a1)の測定を行ない、 前記ひゞ割れの口から予定の距離の所に配置された少な
くとも２対のプローブを用いて、ひゞ割れにわたる第２
組の電位(V1)を測定し、 前記ひゞ割れの口からの前記対のプローブの予定の距離
の関数として測定された前記第２組の電位(V1)のグラフ
から、電位Ｖ＝０となる前記ひゞ割れ長さ(a1)に伴う切
片値(X0)1を補外し、 前記ひゞ割れの口から予定の距離の所に配置された少な
くとも２対のプローブを用いて、この後のひゞ割れ長さ
(a1)に関連する前記ひゞ割れにわたるその後の１組の電
位(V1)を測定し、 前記ひゞ割れの口からの対のプローブの距離の関数とし
て測定されたこの後の１組の電位(Vi)のグラフから、電
位Ｖ＝０となる前記その後のひゞ割れ長さ(ai)に伴う切
片値(X0)iを補外し、次の式 に従って前記その後のひゞ割れ長さ(ai)を計算する工程
を含む方法。 - 【請求項２】前記ひゞ割れを成長させるのに十分な荷重
をひゞ割れに加える請求項１記載の方法。 - 【請求項３】前記固体が二重片持ちばりを持つセンサで
構成されている請求項２記載の方法。 - 【請求項４】予め形成されたひゞ割れを持つ二重片持ち
ばりセンサのひゞ割れ長さを決定する方法に於て、 初期ひゞ割れ長さa0を測定し、 前記センサに電流を加えて該センサ内に電位の場を作
り、 該センサに少なくとも２対のプローブを配置し、プロー
ブの各対からの２つのプローブは、前記ひゞ割れの口か
ら同じ距離の所で前記予め形成されたひゞ割れの両側に
配置されており、 前記少なくとも２対のプローブを用いて前記予め形成さ
れたひゞ割れにわたる電圧（Ｖ）を測定し、 前記ひゞ割れの口からの前記対のプローブのｘ軸上にと
った距離に対して描いた、前記対のプローブの間の測定
された電圧（Ｖ）の曲線を近似し、 前記初期ひゞ割れ長さa0に伴うＶ＝０となるｘ切片値を
求める為に前記曲線を補外し、 一層のひゞ割れ長さa1を測定し、 少なくとも２対のプローブを用いて前記ひゞ割れにわた
る電圧を測定し、 前記ひゞ割れの口からの前記対のプローブのｘ軸にとっ
た距離に対して描いた前記対のプローブにわたって測定
された電圧（Ｖ）を用いて曲線を近似し、 前記ひゞ割れ長さa1に伴うＶ＝０となるｘ切片値(X0)1
を求める為に前記曲線を補外し、 少なくとも２対のプローブを用いて、前記ひゞ割れにわ
たるその後の電圧（Ｖ）を測定し、 前記ひゞ割れの口からの前記対のプローブのｘ軸上にと
った距離に対して描いた、前記対のプローブにわたって
その後の測定された電圧（Ｖ）を用いて、その後の曲線
を近似し、 その後の直線関数を補外して、Ｖ＝０となるその後のｘ
切片値(X0)iを求め、 次の式 を用いて前記ｘ切片値(X0)iに伴うその後のひゞ割れ長
さ(ai)を計算する工程を含む方法。 - 【請求項５】前記曲線の近似が最小自乗はめ合せ計算を
用いて行なわれる請求項４記載の方法。 - 【請求項６】電圧を測定する為に、前記ひゞ割れにわた
って３対乃至７対のプローブが配置される請求項５記載
の方法。 - 【請求項７】予め形成されたひゞ割れを持つセンサ内の
ひゞ割れの成長を監視する方法に於て、 初期ひゞ割れ長さa0を測定し、 該センサに電流を加えて該センサ内に電位の場を作り、 前記センサに少なくとも２対のプローブを配置し、プロ
ーブの各対からの２つのプローブがひゞ割れの口から同
じ距離の所で前記予め形成されたひゞ割れの両側に配置
され、 前記少なくとも２対のプローブを用いて、前記予め形成
されたひゞ割れにわたる第１組の電圧（Ｖ）を測定し、 前記ひゞ割れの口からの前記対のプローブのｘ軸上にと
った距離に対して描いた対のプローブにわたる前記第１
組の測定された電圧（Ｖ）を用いて直線関数を近似し、 該直線関数を補外して、前記初期ひゞ割れ長さa0に伴う
Ｖ＝０となるｘ切片値(X0)0を求め、 その後のひゞ割れ長さa1を測定し、 少なくとも２対のプローブを用いて、前記ひゞ割れにわ
たる第２組の電圧を測定し、 ひゞ割れの口からの前記対のプローブのｘ軸上にとった
距離に対して描いた前記対のプローブにわたる前記第２
組の測定された電圧（Ｖ）を用いて直線関数を近似し、 該直線関数を補外して、前記ひゞ割れ長さa1に伴うＶ＝
０となるｘ切片値(X0)1を求め、 前記少なくとも２つのプローブを用いて、前記ひゞ割れ
にわたる電圧を監視して、測定された電圧の変化を決定
し、 ひゞ割れの口からの前記対のプローブのｘ軸上にとった
距離に対して描いた少なくとも２対のプローブにわたっ
て測定された電圧の直線関数を近似することによって、
その後のｘ切片値 (X0)iを求め、該直線関数をＶ＝０となるｘ軸に補外
し、 次の式 を用いてｘ切片値(X0)iに伴うその後のひゞ割れ長さai
を計算する工程を含む方法。 - 【請求項８】前記センサが二重片持ちばりセンサである
請求項７記載の方法。 - 【請求項９】前記センサが動作環境に露出していて、監
視されるひゞ割れの成長を利用して、該環境内で動作す
る装置の部品のひゞ割れの成長による損傷を推定する請
求項８記載の方法。 - 【請求項１０】前記センサが装置の部品と同じ組成であ
る請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】前記センサに荷重を加えて、前記装置の
部品が受ける予想応力強度係数と大体等しいひゞ割れ先
端応力強度係数を求める請求項10記載の方法。 - 【請求項１２】予め形成されたひゞ割れを持つと共に、
少なくとも２対のプローブを持っていて、プローブの各
対の２つのプローブが、ひゞ割れの口から同じ距離の所
で前記予め形成されたひゞ割れの両側に配置されている
様なセンサのひゞ割れ長さを決定するのに、前記ひゞ割
れの口からの対のプローブの距離の関数として描いた、
前記対のプローブによって測定された電圧曲線の勾配Ｎ
が判っている時に、このひゞ割れ長さを決定する方法に
於て、 初期ひゞ割れ長さa0を測定し、 前記センサに電流を加えて該センサ内に電位の場を作
り、 前記少なくとも２対のプローブを用いて、前記予め形成
されたひゞ割れにわたる電圧（Ｖ）を測定し、 前記ひゞ割れの口からの対のプローブのｘ軸上にとった
距離に対して描いた前記対のプローブの間の測定された
電圧（Ｖ）を用いて、直線関数を近似し、 該直線関数を補外して、前記初期ひゞ割れ長さa0に伴う
Ｖ＝０となるｘ切片値(X0)0を求め、 少なくとも２対のプローブを用いて前記ひゞ割れにわた
るその後の電圧を測定し、 ひゞ割れの口からの前記対のプローブのｘ軸上にとった
距離に対して描いた、対のプローブにわたって測定され
た電圧（Ｖ）を用いて直線関数を近似することによっ
て、その後のｘ切片値 (X0)iを求め、該直線関数をｘ軸に補外してＶ＝０とな
るｘ切片値(X0)iを求め、 次の式 を用いて、前記値(X0)iに伴うその後のひゞ割れ長さai
を計算する工程を含む方法。 - 【請求項１３】ひゞ割れを成長させるのに十分な荷重を
ひゞ割れに加える請求項12記載の方法。 - 【請求項１４】勾配Ｎが略１に等しい請求項13記載の方
法。 - 【請求項１５】センサが二重片持ちばり形状である請求
項14記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/308,291 US4924708A (en) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | Method for calculating crack lengths of conductive sensors |
| US308,291 | 1989-02-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02259555A JPH02259555A (ja) | 1990-10-22 |
| JPH0690169B2 true JPH0690169B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=23193371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2027344A Expired - Lifetime JPH0690169B2 (ja) | 1989-02-09 | 1990-02-08 | ひゞ割れの成長を測定する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4924708A (ja) |
| EP (1) | EP0382532B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0690169B2 (ja) |
| DE (1) | DE69008211T2 (ja) |
| ES (1) | ES2051468T3 (ja) |
| FI (1) | FI96994C (ja) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5171517A (en) * | 1990-12-10 | 1992-12-15 | General Electric Company | Method for monitoring corrosion on a member in a nuclear reactor core |
| US5122330A (en) * | 1990-12-10 | 1992-06-16 | General Electric Company | Sensor for monitoring corrosion on a member in a nuclear reactor core |
| US5417116A (en) * | 1992-05-13 | 1995-05-23 | Electric Power Research Institute, Inc. | Active stress specimen using an electromagnet and belleville washer |
| JP3230840B2 (ja) * | 1992-06-10 | 2001-11-19 | 株式会社日立製作所 | 腐食環境センサー及び腐食環境制御装置 |
| US5349869A (en) * | 1993-04-05 | 1994-09-27 | General Electric Company | Welded nickel alloy double-cantilever beam crack growth sensor and method for its fabrication |
| US5386442A (en) * | 1993-06-25 | 1995-01-31 | General Electric Company | Method and apparatus for controlling the load on double cantilever beam sensors |
| US5369675A (en) * | 1993-06-25 | 1994-11-29 | General Electric Company | Remote load activating mechanisms |
| JP2840728B2 (ja) * | 1993-10-06 | 1998-12-24 | 工業技術院長 | 構造用材料のクラック検知方法 |
| FR2725789B1 (fr) * | 1994-10-12 | 1997-01-03 | Snecma | Dispositif et procede de mesure simultanee de l'etendue et de la temperature d'une fissure a la surface d'un corps solide electriquement conducteur |
| US5861559A (en) * | 1997-10-17 | 1999-01-19 | General Electric Company | Double cantilever beam crack growth sensor |
| US7949545B1 (en) | 2004-05-03 | 2011-05-24 | The Medical RecordBank, Inc. | Method and apparatus for providing a centralized medical record system |
| US7185545B2 (en) * | 2004-12-29 | 2007-03-06 | General Electric Company | Instrumentation and method for monitoring change in electric potential to detect crack growth |
| US7519487B2 (en) * | 2006-03-06 | 2009-04-14 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | System and method for depth determination of cracks in conducting structures |
| US8181541B2 (en) * | 2010-05-14 | 2012-05-22 | Bertec Corporation | Low profile transducer with high moment capacity |
| US10765936B2 (en) | 2013-10-05 | 2020-09-08 | Bertec Limited | Force measurement system |
| US9032817B2 (en) | 2013-10-05 | 2015-05-19 | Bertec Limited | Low profile load transducer |
| US11054325B2 (en) | 2013-10-05 | 2021-07-06 | Bertec Limited | Force measurement system |
| US10527508B2 (en) | 2013-10-05 | 2020-01-07 | Bertec Limited | Force measurement system and a method of calibrating the same |
| US11604106B2 (en) | 2013-10-05 | 2023-03-14 | Bertec Limited | Force measurement assembly |
| US10126186B2 (en) | 2013-10-05 | 2018-11-13 | Bertec Limited | Load transducer system configured to correct for measurement errors in the output forces and/or moments of the system |
| US9778119B2 (en) | 2013-10-05 | 2017-10-03 | Bertec Limited | Load transducer and force measurement assembly using the same |
| US11262258B2 (en) | 2013-10-05 | 2022-03-01 | Bertec Limited | Force measurement system |
| US9404823B1 (en) | 2013-10-05 | 2016-08-02 | Bertec Limited | Load transducer and force measurement assembly using the same |
| CN105067439A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-18 | 中国特种设备检测研究院 | 一种裂纹尖端应变场传感器及其测量方法 |
| US9513200B1 (en) * | 2015-11-04 | 2016-12-06 | Rolls-Royce Corporation | Determination of a threshold crack length |
| US10377118B2 (en) * | 2016-12-05 | 2019-08-13 | The Boeing Company | Preparing laminate materials for testing |
| WO2019038733A1 (en) | 2017-08-25 | 2019-02-28 | 3M Innovative Properties Company | TEMPERATURE-CORRECTED CONTROL DATA TO CHECK THE STRUCTURAL INTEGRITY OF MATERIALS |
| CN110261294B (zh) * | 2019-06-04 | 2022-04-19 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种模拟深海环境下裂纹区金属腐蚀电化学试验装置 |
| US11850078B1 (en) | 2020-01-04 | 2023-12-26 | Bertec Corporation | Force measurement system |
| CN112254862A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-22 | 苏州大学 | 基于裂纹传感的压电式多维传感器 |
| CN114216590B (zh) * | 2021-11-24 | 2023-01-13 | 吉林大学 | 一种仿蝎子狭缝压力传感器及其制造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4003246A (en) * | 1975-08-08 | 1977-01-18 | Mts Systems Corporation | Specimen crack stress intensity control loop for test device |
| US4149406A (en) * | 1977-10-31 | 1979-04-17 | Russenberger Max E | Method and apparatus for determining the time dependency of the length of a fissure in a test specimen during a fracture test |
| US4452087A (en) * | 1982-04-05 | 1984-06-05 | Antonio Nicholas F D | Pipeline monitoring system |
| US4535629A (en) * | 1984-03-16 | 1985-08-20 | Chamberlain Manufacturing Corporation | Method and apparatus for structural monitoring with acoustic emission and using pattern recognition |
| DE3513005A1 (de) * | 1985-04-11 | 1986-10-16 | Igor Serafimovič Žukovskij Moskovskaja oblast' Jablonskij | Verfahren zur bestimmung von rissparametern und einrichtung fuer dessen durchfuehrung |
| US4677855A (en) * | 1985-12-19 | 1987-07-07 | Electric Power Research Institute, Inc. | Method for measuring damage to structural components |
-
1989
- 1989-02-09 US US07/308,291 patent/US4924708A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-27 FI FI896280A patent/FI96994C/fi not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-02-08 EP EP90301344A patent/EP0382532B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-08 ES ES90301344T patent/ES2051468T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-08 JP JP2027344A patent/JPH0690169B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-08 DE DE69008211T patent/DE69008211T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69008211D1 (de) | 1994-05-26 |
| ES2051468T3 (es) | 1994-06-16 |
| EP0382532A1 (en) | 1990-08-16 |
| FI896280A0 (fi) | 1989-12-27 |
| EP0382532B1 (en) | 1994-04-20 |
| JPH02259555A (ja) | 1990-10-22 |
| US4924708A (en) | 1990-05-15 |
| DE69008211T2 (de) | 1994-09-29 |
| FI96994C (fi) | 1996-09-25 |
| FI96994B (fi) | 1996-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0690169B2 (ja) | ひゞ割れの成長を測定する方法 | |
| US6280603B1 (en) | Electrochemical noise technique for corrosion | |
| US7686938B2 (en) | Quantitative, real time measurements of localized corrosion events | |
| Chen et al. | Electrochemical emission spectroscopy for monitoring uniform and localized corrosion | |
| EP0228014B1 (en) | A method for measuring damage to structural components | |
| US8506777B2 (en) | Localized corrosion monitoring device for limited conductivity fluids | |
| RU2323410C2 (ru) | Мониторинг толщины стенки | |
| Si et al. | Potential difference methods for measuring crack growth: A review | |
| US7713405B2 (en) | Quantitative transient analysis of localized corrosion | |
| JPH0621783B2 (ja) | 機械部品の疲労・余寿命評価法 | |
| Law et al. | Galvanostatic pulse measurements of passive and active reinforcing steel in concrete | |
| JP2627925B2 (ja) | 金属材料の余寿命評価法 | |
| JPH1019826A (ja) | 金属材質の腐食測定装置 | |
| Ghajarieh et al. | Simplified NDE of multiple cracks by means of the potential drop technique | |
| Lai et al. | Measurement of crack-profiles using AC field measurement method | |
| Pulle | Crack length measurement: Analysis of the electropotential method using a finite element method | |
| Baby et al. | Application of NDE techniques for damage measurements in IMI-834 titanium alloy under monotonic loading conditions | |
| Riedle et al. | A method for measuring compliances and crack length by strain gauge and 3D finite element calculation | |
| de Enaminari Nedistructive | Potential drop techniques | |
| JPH08254498A (ja) | 耐熱低合金鋼の疲労損傷評価法 | |
| JPH09281091A (ja) | 耐熱材料の劣化度推定方法 |