JPH08145813A - 応力センサーの貼り付け方法 - Google Patents
応力センサーの貼り付け方法Info
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- JPH08145813A JPH08145813A JP28935994A JP28935994A JPH08145813A JP H08145813 A JPH08145813 A JP H08145813A JP 28935994 A JP28935994 A JP 28935994A JP 28935994 A JP28935994 A JP 28935994A JP H08145813 A JPH08145813 A JP H08145813A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被測定物に貼り付けた応力センサーの、高い
耐候性を確保する。 【構成】 応力センサーの片面に接着剤を塗布する工
程、接着剤塗布後の応力センサーを被測定物に押さえ付
けて該接着剤を応力センサーの周囲にはみ出させること
によって接着厚みＤを１μｍ〜４００μｍにする工程、
さらに０℃〜２００℃ではみ出した接着剤および接着面
の接着剤を硬化させる工程を特徴とし、さらに、応力セ
ンサーの厚みをＣ，接着厚みをＤ，はみ出した接着剤の
厚みをＨ，Ｈの垂直方向に測定したはみ出し距離をＬと
した場合、０．５ｍｍ≦Ｌ≦１０ｍｍ，Ｄ＜Ｈである。
耐候性を確保する。 【構成】 応力センサーの片面に接着剤を塗布する工
程、接着剤塗布後の応力センサーを被測定物に押さえ付
けて該接着剤を応力センサーの周囲にはみ出させること
によって接着厚みＤを１μｍ〜４００μｍにする工程、
さらに０℃〜２００℃ではみ出した接着剤および接着面
の接着剤を硬化させる工程を特徴とし、さらに、応力セ
ンサーの厚みをＣ，接着厚みをＤ，はみ出した接着剤の
厚みをＨ，Ｈの垂直方向に測定したはみ出し距離をＬと
した場合、０．５ｍｍ≦Ｌ≦１０ｍｍ，Ｄ＜Ｈである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定物に負荷されて
いる応力を非破壊的に検出するために、金属材料からな
る応力センサーを被測定物へ貼り付ける方法に関する。
いる応力を非破壊的に検出するために、金属材料からな
る応力センサーを被測定物へ貼り付ける方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】建築物，鉄道レール，橋梁等を構成する
構造材料には、風力や温度の変化や自重等により局所的
に圧縮や引っ張りの応力が発生する。この応力が限界値
を超えると、構造材料の破損や湾曲が発生し、建築物の
倒壊や列車の脱線等の人命に関わる災害につながる場合
が多い。このために、自然環境から受ける変化を考慮し
た構造設計及び施工が行われているが、これらに加え
て、構造材料に発生している応力を測定し、それを管理
することによって安全性を確保する試みが行われ、一部
においては実用化している。
構造材料には、風力や温度の変化や自重等により局所的
に圧縮や引っ張りの応力が発生する。この応力が限界値
を超えると、構造材料の破損や湾曲が発生し、建築物の
倒壊や列車の脱線等の人命に関わる災害につながる場合
が多い。このために、自然環境から受ける変化を考慮し
た構造設計及び施工が行われているが、これらに加え
て、構造材料に発生している応力を測定し、それを管理
することによって安全性を確保する試みが行われ、一部
においては実用化している。
【０００３】従来から、構造物へ金属製で板状の応力セ
ンサーを貼り付けて、応力センサーに生じる歪みについ
て、磁気信号の変化あるいは電気抵抗の変化を測定し、
構造物に負荷されている応力を見積もる方法が開発され
ている。その中でも、磁気的な方法や超音波を用いる方
法は非接触にて応力測定ができるので、オンライン測定
への応用が期待されている。
ンサーを貼り付けて、応力センサーに生じる歪みについ
て、磁気信号の変化あるいは電気抵抗の変化を測定し、
構造物に負荷されている応力を見積もる方法が開発され
ている。その中でも、磁気的な方法や超音波を用いる方
法は非接触にて応力測定ができるので、オンライン測定
への応用が期待されている。
【０００４】例えば、被測定物が非磁性体である場合、
あるいは、強磁性体であっても磁気信号が応力負荷に対
して変化しない場合には、被測定物表面に応力センサー
板を貼り付け、そこから得られる磁気信号から応力を測
定することができる。例えば、米国特許第３，４２７，
８７２号明細書には、被測定物が非磁性体である場合に
強磁性体板を貼り付け、そこから得られる磁気信号の一
つであるバルクハウゼン信号から被測定物に負荷される
応力を測定する方法が開示されている。また本発明者ら
は、応力センサーとして用いる強磁性体板に、鉄鋼材料
からなり、そこから発生するバルクハウゼン信号が温度
変化に影響されない応力センサーを開発した(特願平６
−０７０３６６号)。この応力センサーは測定信号に温
度による補正を加える必要がないので、熱応力等の測定
を簡便に行うために大変有効である。
あるいは、強磁性体であっても磁気信号が応力負荷に対
して変化しない場合には、被測定物表面に応力センサー
板を貼り付け、そこから得られる磁気信号から応力を測
定することができる。例えば、米国特許第３，４２７，
８７２号明細書には、被測定物が非磁性体である場合に
強磁性体板を貼り付け、そこから得られる磁気信号の一
つであるバルクハウゼン信号から被測定物に負荷される
応力を測定する方法が開示されている。また本発明者ら
は、応力センサーとして用いる強磁性体板に、鉄鋼材料
からなり、そこから発生するバルクハウゼン信号が温度
変化に影響されない応力センサーを開発した(特願平６
−０７０３６６号)。この応力センサーは測定信号に温
度による補正を加える必要がないので、熱応力等の測定
を簡便に行うために大変有効である。
【０００５】さて、上記の様に応力の測定に応力センサ
ーを用いる場合には、応力センサーを被測定物に貼り付
ける技術が必要となる。この技術の重要な要件は、屋外
における応力測定を可能にするために、降雨や高温高湿
条件下においても接着部の強度が劣化しないことであ
る。
ーを用いる場合には、応力センサーを被測定物に貼り付
ける技術が必要となる。この技術の重要な要件は、屋外
における応力測定を可能にするために、降雨や高温高湿
条件下においても接着部の強度が劣化しないことであ
る。
【０００６】金属製の応力センサー板を構造物へ貼り付
ける方法としては、スポット放電溶接法が容易に貼り付
けられる方法として挙げられる。しかしながらこの方法
で貼り付けた場合には、応力センサーと被測定物表面の
間にはわずかな隙間が生じるので降雨等の条件下では隙
間に水分が侵入し易い。このために溶接接点部が腐食さ
れ易く、さらに腐食が進むと応力負荷時には接点部が破
壊される。したがって、屋外で用いる場合には、隙間に
水分が侵入できないようにコーティング等の処理が必要
となる。
ける方法としては、スポット放電溶接法が容易に貼り付
けられる方法として挙げられる。しかしながらこの方法
で貼り付けた場合には、応力センサーと被測定物表面の
間にはわずかな隙間が生じるので降雨等の条件下では隙
間に水分が侵入し易い。このために溶接接点部が腐食さ
れ易く、さらに腐食が進むと応力負荷時には接点部が破
壊される。したがって、屋外で用いる場合には、隙間に
水分が侵入できないようにコーティング等の処理が必要
となる。
【０００７】また、電気抵抗の変化から歪みを測定する
歪みゲージを被測定物へ貼り付ける場合においても、高
温高湿条件下では接着界面での剥離が極めて発生しやす
いため、ワックスやゴム系の防湿材で歪みゲージ全体を
履い、防水処理を施して対処している。
歪みゲージを被測定物へ貼り付ける場合においても、高
温高湿条件下では接着界面での剥離が極めて発生しやす
いため、ワックスやゴム系の防湿材で歪みゲージ全体を
履い、防水処理を施して対処している。
【０００８】以上述べたように、センサーを単に被測定
物へ貼り付けただけで接着部の強度劣化を防止できる方
法は従来はなかった。
物へ貼り付けただけで接着部の強度劣化を防止できる方
法は従来はなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、金属
製の応力センサーを被測定物へ貼り付け、屋外にて使用
する場合、従来では接着部の耐候性を確保するためにコ
ーティング等の処理が必要とされている。本発明では、
屋外においてもコーティング等の処理を施すことなく高
い耐候性を確保できる応力センサーの貼り付け方法を提
供することが課題である。
製の応力センサーを被測定物へ貼り付け、屋外にて使用
する場合、従来では接着部の耐候性を確保するためにコ
ーティング等の処理が必要とされている。本発明では、
屋外においてもコーティング等の処理を施すことなく高
い耐候性を確保できる応力センサーの貼り付け方法を提
供することが課題である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、下記の通りである：１．応力測定を行うために、
接着剤を用いて金属製で板状の応力センサーを被測定物
に貼り付ける方法において、該応力センサーの片面に接
着剤を塗布する工程、接着剤塗布後の応力センサーを被
測定物に押さえ付けて該接着剤を応力センサーの周囲に
はみ出させて接着厚みを１μｍ〜４００μｍにする工
程、さらに０℃〜２００℃ではみ出した接着剤および接
着面の接着剤を硬化させる工程を特徴とする応力センサ
ーの貼り付け方法；２．応力測定を行うために、接着剤
を用いて金属製で板状の応力センサーを被測定物に貼り
付ける方法において、被測定物表面に接着剤を塗布する
工程、塗布した接着剤の上へ該応力センサーの片面を押
さえ付けて該接着剤を応力センサーの周囲にはみ出させ
て接着厚みを１μｍ〜４００μｍにする工程、さらに０
℃〜２００℃ではみ出した接着剤および接着面の接着剤
を硬化させる工程を特徴とする応力センサーの貼り付け
方法；３．応力センサーの厚みをＣ、接着厚みをＤ、は
み出した接着剤の厚みをＨ、Ｈと垂直方向に測定したは
み出し距離をＬとした場合、 Ｄ＜Ｈ≦， ０．５ｍｍ≦Ｌ≦１０ｍｍ であることを特徴とする上記１．又は２．の、応力セン
サーの貼り付け方法。
ろは、下記の通りである：１．応力測定を行うために、
接着剤を用いて金属製で板状の応力センサーを被測定物
に貼り付ける方法において、該応力センサーの片面に接
着剤を塗布する工程、接着剤塗布後の応力センサーを被
測定物に押さえ付けて該接着剤を応力センサーの周囲に
はみ出させて接着厚みを１μｍ〜４００μｍにする工
程、さらに０℃〜２００℃ではみ出した接着剤および接
着面の接着剤を硬化させる工程を特徴とする応力センサ
ーの貼り付け方法；２．応力測定を行うために、接着剤
を用いて金属製で板状の応力センサーを被測定物に貼り
付ける方法において、被測定物表面に接着剤を塗布する
工程、塗布した接着剤の上へ該応力センサーの片面を押
さえ付けて該接着剤を応力センサーの周囲にはみ出させ
て接着厚みを１μｍ〜４００μｍにする工程、さらに０
℃〜２００℃ではみ出した接着剤および接着面の接着剤
を硬化させる工程を特徴とする応力センサーの貼り付け
方法；３．応力センサーの厚みをＣ、接着厚みをＤ、は
み出した接着剤の厚みをＨ、Ｈと垂直方向に測定したは
み出し距離をＬとした場合、 Ｄ＜Ｈ≦， ０．５ｍｍ≦Ｌ≦１０ｍｍ であることを特徴とする上記１．又は２．の、応力セン
サーの貼り付け方法。
【００１１】
【作用】本発明は応力を測定するために、金属材料から
なる応力センサーを接着剤にて構造物へ貼り付ける方法
に関するものである。例えば以下に、磁気的な手法を用
いて応力測定を行う場合に、応力センサーを被測定物へ
貼り付ける方法について述べる。
なる応力センサーを接着剤にて構造物へ貼り付ける方法
に関するものである。例えば以下に、磁気的な手法を用
いて応力測定を行う場合に、応力センサーを被測定物へ
貼り付ける方法について述べる。
【００１２】貼り付けた応力センサーは応力負荷時に被
測定物と同様に歪み、その結果、その歪みに応じて変化
する磁気信号の変化から負荷応力を測定することができ
る。ここで被測定物に負荷される応力に対する磁気信号
の検量線を予め用意し、応力測定時には得られる磁気信
号と検量線を比較することによって被測定物に負荷され
る応力が決定できる。
測定物と同様に歪み、その結果、その歪みに応じて変化
する磁気信号の変化から負荷応力を測定することができ
る。ここで被測定物に負荷される応力に対する磁気信号
の検量線を予め用意し、応力測定時には得られる磁気信
号と検量線を比較することによって被測定物に負荷され
る応力が決定できる。
【００１３】貼り付けた応力センサーから磁気信号を得
るためには磁気ヘッドを用いる。磁気ヘッドは励磁ヘッ
ドと検出ヘッドから構成され、励磁ヘッドにより応力セ
ンサーを交流励磁し、検出ヘッドにより応力センサーか
ら発生する磁気信号を検出する。応力測定には、磁気信
号から求められる保磁力や透磁率等の磁気特性や、検出
される磁気信号のうち高周波成分であるバルクハウゼン
信号を用いることができる。
るためには磁気ヘッドを用いる。磁気ヘッドは励磁ヘッ
ドと検出ヘッドから構成され、励磁ヘッドにより応力セ
ンサーを交流励磁し、検出ヘッドにより応力センサーか
ら発生する磁気信号を検出する。応力測定には、磁気信
号から求められる保磁力や透磁率等の磁気特性や、検出
される磁気信号のうち高周波成分であるバルクハウゼン
信号を用いることができる。
【００１４】以下、接着剤を用いた応力センサーの被測
定物への貼り付け方法を述べる。
定物への貼り付け方法を述べる。
【００１５】応力センサーの形状は板状であり、厚み方
向に垂直な片側の裏面を接着面とする。片側の裏面を全
面で接着することによって、正確な歪みの伝達性、十分
な接着強度が得られる。応力センサーの厚みは２０μｍ
以上５ｍｍ以下が望ましい。２０μｍ未満の場合には得
られる磁気信号の強度が低くなり、精度の高い応力測定
ができなくなる。５ｍｍを超えると接着部が応力負荷に
対して破壊しやすくなり、実用的な応力測定のダイナミ
ックレンジが得られなくなる。また、応力センサーの厚
みに垂直方向の表面の面積は該センサー１枚当たり０．
５ｍｍ2以上１００００ｍｍ2以下が望ましい。面積が
０．５ｍｍ2未満であると検出できる磁気信号の強度が
低く、測定精度が落ちる。また１００００ｍｍ2を超え
ると、構造物の局所的な応力分布を求めることができな
くなる。
向に垂直な片側の裏面を接着面とする。片側の裏面を全
面で接着することによって、正確な歪みの伝達性、十分
な接着強度が得られる。応力センサーの厚みは２０μｍ
以上５ｍｍ以下が望ましい。２０μｍ未満の場合には得
られる磁気信号の強度が低くなり、精度の高い応力測定
ができなくなる。５ｍｍを超えると接着部が応力負荷に
対して破壊しやすくなり、実用的な応力測定のダイナミ
ックレンジが得られなくなる。また、応力センサーの厚
みに垂直方向の表面の面積は該センサー１枚当たり０．
５ｍｍ2以上１００００ｍｍ2以下が望ましい。面積が
０．５ｍｍ2未満であると検出できる磁気信号の強度が
低く、測定精度が落ちる。また１００００ｍｍ2を超え
ると、構造物の局所的な応力分布を求めることができな
くなる。
【００１６】応力センサーの貼り付けに用いる接着剤に
は、無機系，有機系，金属系等のいずれかの接着剤を用
いる。その中でも、特に有機系樹脂を用いることが望ま
しく、例えばエポキシ系，ポリエステル系，フェノール
系，ポリイミド系樹脂を用いることが望ましい。これら
の有機系樹脂を用いて接着することによって−１００℃
〜２００℃の温度領域で、正確な歪みの伝達性，優れた
疲労特性および高い接着強度が得られる。またこれらの
接着剤の中でも、接着剤の硬化後のせん断強度が２０ｋ
ｇ／ｃｍ2以上であることが望ましい。２０ｋｇ／ｃｍ2
未満であると、接着部が小さな歪みで破壊しやすく、測
定できる応力測定のダイナミックレンジが著しく低下す
るからである。
は、無機系，有機系，金属系等のいずれかの接着剤を用
いる。その中でも、特に有機系樹脂を用いることが望ま
しく、例えばエポキシ系，ポリエステル系，フェノール
系，ポリイミド系樹脂を用いることが望ましい。これら
の有機系樹脂を用いて接着することによって−１００℃
〜２００℃の温度領域で、正確な歪みの伝達性，優れた
疲労特性および高い接着強度が得られる。またこれらの
接着剤の中でも、接着剤の硬化後のせん断強度が２０ｋ
ｇ／ｃｍ2以上であることが望ましい。２０ｋｇ／ｃｍ2
未満であると、接着部が小さな歪みで破壊しやすく、測
定できる応力測定のダイナミックレンジが著しく低下す
るからである。
【００１７】本発明の方法では、接着後にコーティング
等の処理を行わなくても接着部の耐候性を上げるため
に、応力センサーの接着後に応力センサーの外形に比べ
て、接着剤がはみ出すように接着することを特徴として
いる。以下接着剤をはみ出させて接着させる方法につい
て述べる。
等の処理を行わなくても接着部の耐候性を上げるため
に、応力センサーの接着後に応力センサーの外形に比べ
て、接着剤がはみ出すように接着することを特徴として
いる。以下接着剤をはみ出させて接着させる方法につい
て述べる。
【００１８】接着剤を塗布する工程は、予め応力センサ
ーの片面に接着剤を塗布する方法、もしくは、応力セン
サーを接着すべき被測定物面に接着剤を塗布する方法に
よって行う。ここでは、後述するように接着剤が応力セ
ンサーの接着面からはみ出すのに十分な接着剤の量を塗
布する必要がある。また、予め被測定物表面に接着剤を
塗布する方法でも、同様に接着剤が応力センサーの接着
面からはみ出すのに十分な接着剤の量を塗布するか、も
しくは応力センサーの外形に比べて広い領域に接着剤を
塗布すれば、はみ出しによる効果と同等の効果が得られ
る。
ーの片面に接着剤を塗布する方法、もしくは、応力セン
サーを接着すべき被測定物面に接着剤を塗布する方法に
よって行う。ここでは、後述するように接着剤が応力セ
ンサーの接着面からはみ出すのに十分な接着剤の量を塗
布する必要がある。また、予め被測定物表面に接着剤を
塗布する方法でも、同様に接着剤が応力センサーの接着
面からはみ出すのに十分な接着剤の量を塗布するか、も
しくは応力センサーの外形に比べて広い領域に接着剤を
塗布すれば、はみ出しによる効果と同等の効果が得られ
る。
【００１９】該応力センサーを被測定物表面に貼り付け
る工程では、応力センサーを被測定物に押さえつけて、
接着剤をはみ出させることによって接着厚みを１μｍ〜
４００μｍにしなければならない。接着厚みについて
は、１μｍ未満の場合には十分な接着強度が得られず、
４００μｍを超えると被測定物の歪みが正確に伝わらな
くなるのでその範囲を１μｍ〜４００μｍに限定した。
る工程では、応力センサーを被測定物に押さえつけて、
接着剤をはみ出させることによって接着厚みを１μｍ〜
４００μｍにしなければならない。接着厚みについて
は、１μｍ未満の場合には十分な接着強度が得られず、
４００μｍを超えると被測定物の歪みが正確に伝わらな
くなるのでその範囲を１μｍ〜４００μｍに限定した。
【００２０】接着剤を応力センサーの外形に比べてはみ
出させるのは、接着部の耐候性を確保するためである。
この方法により、接着界面への水分、有毒ガスなどの侵
入が防止できるので、その部分の腐食が生じ難くなり、
引いては長期間湿潤条件下においても歪みの正確な伝達
性が確保できる。
出させるのは、接着部の耐候性を確保するためである。
この方法により、接着界面への水分、有毒ガスなどの侵
入が防止できるので、その部分の腐食が生じ難くなり、
引いては長期間湿潤条件下においても歪みの正確な伝達
性が確保できる。
【００２１】ここで応力センサーの厚みをＣ，接着厚み
をＤ，はみ出した接着剤の厚みをＨとすると、ＨはＤ超
に限定される。ここでＣは板状の応力センサーの厚みで
ある。ＨがＤ以下の場合には接着界面に水分、あるいは
有毒ガスなどが侵入し易くなる。したがって、ＨはＤ超
に限定した。
をＤ，はみ出した接着剤の厚みをＨとすると、ＨはＤ超
に限定される。ここでＣは板状の応力センサーの厚みで
ある。ＨがＤ以下の場合には接着界面に水分、あるいは
有毒ガスなどが侵入し易くなる。したがって、ＨはＤ超
に限定した。
【００２２】Ｈの垂直方向に測定した接着剤のはみ出し
距離をＬとすると、Ｌは０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に
限定している。０．５ｍｍ未満の場合には接着界面に水
分もしくは有毒ガスが侵入し易く、湿潤条件では長期間
歪みの高い伝達性を確保できない。１０ｍｍを超えると
防水効果は飽和する。したがって、はみ出し距離Ｌは
０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に限定した。
距離をＬとすると、Ｌは０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に
限定している。０．５ｍｍ未満の場合には接着界面に水
分もしくは有毒ガスが侵入し易く、湿潤条件では長期間
歪みの高い伝達性を確保できない。１０ｍｍを超えると
防水効果は飽和する。したがって、はみ出し距離Ｌは
０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に限定した。
【００２３】はみ出した接着剤および接着面の接着剤を
０℃〜２００℃の温度条件下に暴露し硬化させる。ここ
で、被測定物の温度を容易に上げることができない場合
があるので、その場合には室温硬化型の接着剤を用いる
ことが望ましい。
０℃〜２００℃の温度条件下に暴露し硬化させる。ここ
で、被測定物の温度を容易に上げることができない場合
があるので、その場合には室温硬化型の接着剤を用いる
ことが望ましい。
【００２４】以上に述べた本発明は、応力の測定手法に
超音波法，Ｘ線回折法，歪みゲージ法を用いる場合にも
有効であり、この方法を用いることによって応力センサ
ーの接着部の耐候性をコーティング等の処理を行わなく
ても実用上十分に高くすることができる。以下、実施例
に基づき本発明の詳細について説明する。
超音波法，Ｘ線回折法，歪みゲージ法を用いる場合にも
有効であり、この方法を用いることによって応力センサ
ーの接着部の耐候性をコーティング等の処理を行わなく
ても実用上十分に高くすることができる。以下、実施例
に基づき本発明の詳細について説明する。
【００２５】
〔実施例１〕本発明の応力センサーの貼り付け方法に
て、鉄鋼材料からなる応力センサーを鉄構造物への貼り
付け、接着部の耐候性について調べた。実験で用いた応
力センサーは、セメンタイトを球状に析出させた組織を
持つ０．７％Ｃの炭素鋼材であり、磁気ヘッドで得られ
るバルクハウゼン信号が負荷応力に対して直線的に変化
するものである。応力センサーの形状は板状であり、そ
の寸法は４５ｍｍ×２５ｍｍであり、厚みＣは０．２ｍ
ｍである。貼り付けられる母材には、４００ｍｍ×１０
０ｍｍ×１５ｍｍの鋼材を用意した。応力センサーの貼
り付けは母材の４００ｍｍ×１００ｍｍの面に行い、応
力センサーの、厚み方向に垂直な４５ｍｍ×２５ｍｍの
面が、母材の貼り付け面と平行になるようにし、応力セ
ンサーの長手方向が母材の長手方向に一致するように貼
り付けた。
て、鉄鋼材料からなる応力センサーを鉄構造物への貼り
付け、接着部の耐候性について調べた。実験で用いた応
力センサーは、セメンタイトを球状に析出させた組織を
持つ０．７％Ｃの炭素鋼材であり、磁気ヘッドで得られ
るバルクハウゼン信号が負荷応力に対して直線的に変化
するものである。応力センサーの形状は板状であり、そ
の寸法は４５ｍｍ×２５ｍｍであり、厚みＣは０．２ｍ
ｍである。貼り付けられる母材には、４００ｍｍ×１０
０ｍｍ×１５ｍｍの鋼材を用意した。応力センサーの貼
り付けは母材の４００ｍｍ×１００ｍｍの面に行い、応
力センサーの、厚み方向に垂直な４５ｍｍ×２５ｍｍの
面が、母材の貼り付け面と平行になるようにし、応力セ
ンサーの長手方向が母材の長手方向に一致するように貼
り付けた。
【００２６】まず、本発明の応力センサーの貼り付け方
法に基づき、２種類の条件によって応力センサーを貼り
付けた。用いた接着剤はエポキシ系の樹脂接着剤であ
り、室温硬化型のものである。
法に基づき、２種類の条件によって応力センサーを貼り
付けた。用いた接着剤はエポキシ系の樹脂接着剤であ
り、室温硬化型のものである。
【００２７】貼り付けは、予め応力センサーの片面に適
量の接着剤を塗布して、被測定物表面に押さえつける方
法で行った。押さえつける圧力は１ｋｇ／ｃｍ2とし、
接着厚みＤが４０μｍになるようにした。また、はみ出
した接着剤の厚みＨは０．１ｍｍであり、はみ出した距
離Ｌがそれぞれ１ｍｍおよび３ｍｍとなるようにした。
貼り付けた後、室温で４時間かけて硬化させた。
量の接着剤を塗布して、被測定物表面に押さえつける方
法で行った。押さえつける圧力は１ｋｇ／ｃｍ2とし、
接着厚みＤが４０μｍになるようにした。また、はみ出
した接着剤の厚みＨは０．１ｍｍであり、はみ出した距
離Ｌがそれぞれ１ｍｍおよび３ｍｍとなるようにした。
貼り付けた後、室温で４時間かけて硬化させた。
【００２８】比較のために、次の貼り付け方法にて試験
材を用意した。前述のエポキシ系の樹脂接着剤を応力セ
ンサーの片面に塗布し、１ｋｇ／ｃｍ2の圧力で被測定
物表面に貼り付けた。ここで、接着厚みＤが４０μｍに
なるようにし、応力センサーの外形に対して接着剤がは
み出さないようにした。硬化は室温で行った。
材を用意した。前述のエポキシ系の樹脂接着剤を応力セ
ンサーの片面に塗布し、１ｋｇ／ｃｍ2の圧力で被測定
物表面に貼り付けた。ここで、接着厚みＤが４０μｍに
なるようにし、応力センサーの外形に対して接着剤がは
み出さないようにした。硬化は室温で行った。
【００２９】次に耐候性の評価のために行った各試験方
法について説明する。試験材を降雨，高温高湿条件下に
暴露し、暴露試験前と暴露試験後の接着部の歪みの伝達
性と疲労特性を比較した。暴露試験は試験槽の中で行
い、暴露試験の条件は降雨（水道水，４０℃）×１５mi
n→熱風乾燥（７０℃）×８０min→湿潤（４０℃，９５
％ＲＨ）×６０min→熱風乾燥（７０℃）×６０minを１
サイクルとし、これを２００サイクル繰り返えすもので
ある。
法について説明する。試験材を降雨，高温高湿条件下に
暴露し、暴露試験前と暴露試験後の接着部の歪みの伝達
性と疲労特性を比較した。暴露試験は試験槽の中で行
い、暴露試験の条件は降雨（水道水，４０℃）×１５mi
n→熱風乾燥（７０℃）×８０min→湿潤（４０℃，９５
％ＲＨ）×６０min→熱風乾燥（７０℃）×６０minを１
サイクルとし、これを２００サイクル繰り返えすもので
ある。
【００３０】歪みの伝達特性については、母材の歪みが
応力センサーへ正確に伝達されなくなる限界の応力値を
調べて、その応力範囲で表した。すなわち、母材に圧縮
および引っ張り応力を負荷し、歪みゲージを用いて母材
の歪みと応力センサーの歪みを比較する試験を行った。
ここで応力は母材の長手方向へ負荷する。
応力センサーへ正確に伝達されなくなる限界の応力値を
調べて、その応力範囲で表した。すなわち、母材に圧縮
および引っ張り応力を負荷し、歪みゲージを用いて母材
の歪みと応力センサーの歪みを比較する試験を行った。
ここで応力は母材の長手方向へ負荷する。
【００３１】疲労試験は母材に繰り返し応力を負荷し、
母材の歪みが応力センサーへ伝達されなくなる回数を調
べることにより行った。母材に繰り返し負荷される応力
は±１０ｋｇ／ｍｍ2であり、母材の長手方向へ負荷さ
せた。
母材の歪みが応力センサーへ伝達されなくなる回数を調
べることにより行った。母材に繰り返し負荷される応力
は±１０ｋｇ／ｍｍ2であり、母材の長手方向へ負荷さ
せた。
【００３２】表１に応力センサーの貼り付け条件をまと
め、表２に耐候性について調べた結果を示す。
め、表２に耐候性について調べた結果を示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】発明例１，２に示したように、本発明の方
法で貼り付けた接着部の耐候性が優れていることがわか
る。
法で貼り付けた接着部の耐候性が優れていることがわか
る。
【００３６】他方、比較例１で示したように、接着剤で
応力センサーを貼り付けても、接着剤のはみ出しが無い
場合には、高温高湿条件化への暴露試験後には接着部分
の疲労特性が著しく低下する。
応力センサーを貼り付けても、接着剤のはみ出しが無い
場合には、高温高湿条件化への暴露試験後には接着部分
の疲労特性が著しく低下する。
【００３７】本発明の方法で貼り付けた応力センサーに
て、バルクハウゼン信号を用いて応力測定を行ったが、
上記の暴露試験後でも精度良く応力が測定できた。他
方、Ｘ線回析法による結晶格子定数変化や超音波法によ
る音速変化によっても応力測定が可能であった。
て、バルクハウゼン信号を用いて応力測定を行ったが、
上記の暴露試験後でも精度良く応力が測定できた。他
方、Ｘ線回析法による結晶格子定数変化や超音波法によ
る音速変化によっても応力測定が可能であった。
【００３８】以上の結果より、本発明の応力センサーの
貼り付け方法を用いることによって、高い耐候性を確保
できることがわかった。
貼り付け方法を用いることによって、高い耐候性を確保
できることがわかった。
【００３９】〔実施例２〕鉄鋼材料からなる応力センサ
ーを用いて、はみ出す接着剤の厚みを変化させて実験を
行った。実験で用いた応力センサーは実施例１で用いた
素材と同じものであり、寸法は３５ｍｍ×１０ｍｍ×
０．５ｍｍである。貼り付けられる母材には、４００ｍ
ｍ×１００ｍｍ×１５ｍｍの鋼材を用意した。また接着
剤には室温硬化型のエポキシ樹脂接着剤を用いた。応力
センサーの貼り付けは母材の４００ｍｍ×１００ｍｍの
面に行い、それぞれの貼り付け方法では、応力センサー
の３５ｍｍ×１０ｍｍの面が母材の貼り付け面と平行に
なるようにし、応力センサーの長手方向が母材の長手方
向に一致するように貼り付けた。
ーを用いて、はみ出す接着剤の厚みを変化させて実験を
行った。実験で用いた応力センサーは実施例１で用いた
素材と同じものであり、寸法は３５ｍｍ×１０ｍｍ×
０．５ｍｍである。貼り付けられる母材には、４００ｍ
ｍ×１００ｍｍ×１５ｍｍの鋼材を用意した。また接着
剤には室温硬化型のエポキシ樹脂接着剤を用いた。応力
センサーの貼り付けは母材の４００ｍｍ×１００ｍｍの
面に行い、それぞれの貼り付け方法では、応力センサー
の３５ｍｍ×１０ｍｍの面が母材の貼り付け面と平行に
なるようにし、応力センサーの長手方向が母材の長手方
向に一致するように貼り付けた。
【００４０】接着剤の塗布は被測定物の表面に予め行
い、その上から応力センサーを押さえ付けた。この時の
圧力は０．６ｋｇ／ｃｍ2であり、接着層の厚みが６０
μｍとなるようにした。はみ出した接着剤の距離は３ｍ
ｍであり、厚みがそれぞれ０．０５ｍｍ、０．２ｍｍ、
０．５ｍｍである３水準の試験材を用意した。ここで厚
みが０．０５ｍｍの場合は本発明の範囲に入っていな
い。
い、その上から応力センサーを押さえ付けた。この時の
圧力は０．６ｋｇ／ｃｍ2であり、接着層の厚みが６０
μｍとなるようにした。はみ出した接着剤の距離は３ｍ
ｍであり、厚みがそれぞれ０．０５ｍｍ、０．２ｍｍ、
０．５ｍｍである３水準の試験材を用意した。ここで厚
みが０．０５ｍｍの場合は本発明の範囲に入っていな
い。
【００４１】これらの試験材を用いて、実施例１と同様
な方法によって、接着部の耐候性を調べた。表３に応力
センサーの貼り付け条件を示し、表４にはそれぞれの貼
り付け法による接着部の耐候性を示した。
な方法によって、接着部の耐候性を調べた。表３に応力
センサーの貼り付け条件を示し、表４にはそれぞれの貼
り付け法による接着部の耐候性を示した。
【００４２】
【表３】
【００４３】
【表４】
【００４４】発明例１，２に示したように、はみ出した
接着剤の厚みが本発明範囲内にあれば、優れた耐候性を
有する接着部を実現できることがわかる。他方、比較例
１に示したように、はみ出した接着剤の厚みが接着厚み
より小さい場合には耐候性が低い。
接着剤の厚みが本発明範囲内にあれば、優れた耐候性を
有する接着部を実現できることがわかる。他方、比較例
１に示したように、はみ出した接着剤の厚みが接着厚み
より小さい場合には耐候性が低い。
【００４５】以上の結果より、本発明の応力センサーの
貼り付け方法を用いることによって、接着部の優れた耐
候性を実現できる応力センサーの貼り付けが可能となる
ことがわかる。
貼り付け方法を用いることによって、接着部の優れた耐
候性を実現できる応力センサーの貼り付けが可能となる
ことがわかる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によって、高い接着部の耐候性を
確保可能である金属製の応力センサーの貼り付け方法を
提供できる。このことは、屋外において応力測定を行う
場合に従来では必要としていたコーティング等の処理を
省略できることを示している。その結果、建築物や鉄道
等を構成する構造材料の安全管理がより効率的かつ容易
に行えるようになる。
確保可能である金属製の応力センサーの貼り付け方法を
提供できる。このことは、屋外において応力測定を行う
場合に従来では必要としていたコーティング等の処理を
省略できることを示している。その結果、建築物や鉄道
等を構成する構造材料の安全管理がより効率的かつ容易
に行えるようになる。
【００４７】
Claims (3)
- 【請求項１】 応力測定を行うために、接着剤を用いて
金属製で板状の応力センサーを被測定物に貼り付ける方
法において、 該応力センサーの片面に接着剤を塗布する工程、接着剤
塗布後の応力センサーを被測定物に押さえ付けて該接着
剤を応力センサーの周囲にはみ出させて接着厚みを１μ
ｍ〜４００μｍにする工程、さらに０℃〜２００℃では
み出した接着剤および接着面の接着剤を硬化させる工程
を特徴とする応力センサーの貼り付け方法。 - 【請求項２】 応力測定を行うために、接着剤を用いて
金属製で板状の応力センサーを被測定物に貼り付ける方
法において、 被測定物表面に接着剤を塗布する工程、塗布した接着剤
の上へ該応力センサーの片面を押さえ付けて該接着剤を
応力センサーの周囲にはみ出させて接着厚みを１μｍ〜
４００μｍにする工程、さらに０℃〜２００℃ではみ出
した接着剤および接着面の接着剤を硬化させる工程を特
徴とする応力センサーの貼り付け方法。 - 【請求項３】 応力センサーの厚みをＣ、接着厚みを
Ｄ、はみ出した接着剤の厚みをＨ、Ｈと垂直方向に測定
したはみ出し距離をＬとした場合、 Ｄ＜Ｈ， ０．５ｍｍ≦Ｌ≦１０ｍｍ であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の応
力センサーの貼り付け方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06289359A JP3121507B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 応力センサーの貼り付け方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06289359A JP3121507B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 応力センサーの貼り付け方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145813A true JPH08145813A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3121507B2 JP3121507B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=17742190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06289359A Expired - Lifetime JP3121507B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 応力センサーの貼り付け方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3121507B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011085598A (ja) * | 2010-12-24 | 2011-04-28 | Ktec System:Kk | センサの取り付け方法 |
| CN114485538A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-05-13 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 一种提高pbx结构件应变测量准确性的方法 |
-
1994
- 1994-11-24 JP JP06289359A patent/JP3121507B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011085598A (ja) * | 2010-12-24 | 2011-04-28 | Ktec System:Kk | センサの取り付け方法 |
| CN114485538A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-05-13 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 一种提高pbx结构件应变测量准确性的方法 |
| CN114485538B (zh) * | 2021-12-13 | 2023-08-22 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 一种提高pbx结构件应变测量准确性的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3121507B2 (ja) | 2001-01-09 |
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| Teller et al. | Recent advances in the application of leaky lamb waves to the nondestructive evaluation of adhesive bonds: Journal of adhesion, vol. 30, No. 1–4, pp. 243–261 (1989) | |
| Dickstein et al. | Ultrasonic characterization of thin adhesive bonds: Symposium on nondestructive monitoring of materials properties, Boston, Massachusetts (United States), 28–30 Nov. 1988. pp. 349–355. Edited by J. Holbrook and J. Bussiere, MRS (1989) | |
| Nakaso et al. | Evaluation of adhesion of films by V (z) curve method: Japanase journal of applied physics, vol. 28-1, pp. 263–265 (1989) |
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