JPH09101255A - 接合継手分析法 - Google Patents
接合継手分析法Info
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- JPH09101255A JPH09101255A JP8176619A JP17661996A JPH09101255A JP H09101255 A JPH09101255 A JP H09101255A JP 8176619 A JP8176619 A JP 8176619A JP 17661996 A JP17661996 A JP 17661996A JP H09101255 A JPH09101255 A JP H09101255A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/08—Testing mechanical properties
- G01M11/083—Testing mechanical properties by using an optical fiber in contact with the device under test [DUT]
- G01M11/086—Details about the embedment of the optical fiber within the DUT
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/04—Measuring adhesive force between materials, e.g. of sealing tape, of coating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0025—Shearing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容易で低コストな接合継手分析手段を提供す
る。 【解決手段】 本発明にかかる接合継手分析法は、接合
継手の近くに変換手段を配置し、接合された材料と接着
剤との間の負荷変移特性を表すパラメータを、加えた負
荷に応じて記録できるように接合継手に対して変換手段
を配置し、接合継手の組立後に、基準負荷を加えた下で
の接合された材料と接着剤との間の負荷変移特性を表す
基準パラメータを記録し、続けて、点検の負荷を加えた
下での接合された材料と接着剤との間の負荷変移特性を
表すパラメータを記録し、基準パラメータと前記続けて
得られたパラメータとを比較して接合の完全性を測定す
ることを特徴とする。
る。 【解決手段】 本発明にかかる接合継手分析法は、接合
継手の近くに変換手段を配置し、接合された材料と接着
剤との間の負荷変移特性を表すパラメータを、加えた負
荷に応じて記録できるように接合継手に対して変換手段
を配置し、接合継手の組立後に、基準負荷を加えた下で
の接合された材料と接着剤との間の負荷変移特性を表す
基準パラメータを記録し、続けて、点検の負荷を加えた
下での接合された材料と接着剤との間の負荷変移特性を
表すパラメータを記録し、基準パラメータと前記続けて
得られたパラメータとを比較して接合の完全性を測定す
ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、接合継手の構造的
特徴を試験及び監視する分野、そして、特にそのような
接合継手における接着材のボンドラインの完全性を評価
し定量化する方法に関するものである。
特徴を試験及び監視する分野、そして、特にそのような
接合継手における接着材のボンドラインの完全性を評価
し定量化する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】負荷支持継手の構造上の完全性の試験と
監視の両方あるいは一方は、技術調査の最も重要な分野
の一つである。使用中に、構造的継手がどのように行わ
れているかを理解することは、技術者が、そのような構
造の強度を最大にすると同時に重量を最小にするように
構造設計にみがきをかけ調整することができる。構造的
接着剤の出現と混合材料の使用は、航空宇宙等の産業界
において、構造的材料の利用に、大変革をもたらし、構
造的分野において利用できる材料及び接着剤の数は著し
く増加している。このような技術の使用は、接合部を外
から視覚的に確認するもの（例えばボルトあるいはリベ
ットヘッドの突出）がないため接合継手の検査性に関し
て問題が伴っており、そのため、このような組立体の完
全性を確保するため、代わりに高価な方法を利用しなけ
ればならなかった。
監視の両方あるいは一方は、技術調査の最も重要な分野
の一つである。使用中に、構造的継手がどのように行わ
れているかを理解することは、技術者が、そのような構
造の強度を最大にすると同時に重量を最小にするように
構造設計にみがきをかけ調整することができる。構造的
接着剤の出現と混合材料の使用は、航空宇宙等の産業界
において、構造的材料の利用に、大変革をもたらし、構
造的分野において利用できる材料及び接着剤の数は著し
く増加している。このような技術の使用は、接合部を外
から視覚的に確認するもの（例えばボルトあるいはリベ
ットヘッドの突出）がないため接合継手の検査性に関し
て問題が伴っており、そのため、このような組立体の完
全性を確保するため、代わりに高価な方法を利用しなけ
ればならなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】構造的な健全さを監視
する検査の多くの方法が提案されているが、機械的継手
特性を弱めてしまう方法の原理では、増加した局部的な
歪みや転位を固定することにある。このような技術は継
手の全体性を低下させる可能性があり、技術的変換器の
状態によって、増加された歪みや転位の範囲を示すのみ
である。接合された構造的継手の検査に従来利用されて
きた方法としては、非破壊検査non-destructive test
(NDT)技術が利用され、この技術では、必然的に走査装
置が必要であるので、有効に操作するためには、相当の
時間と労力が必要である。接合継手の検査が必要なと
き、即座にＮＤＴスキャンヘッドを容易に導入できない
という問題が生じ、その結果、周辺構造体の部分にコス
トをかけて分解する必要がでてくる。
する検査の多くの方法が提案されているが、機械的継手
特性を弱めてしまう方法の原理では、増加した局部的な
歪みや転位を固定することにある。このような技術は継
手の全体性を低下させる可能性があり、技術的変換器の
状態によって、増加された歪みや転位の範囲を示すのみ
である。接合された構造的継手の検査に従来利用されて
きた方法としては、非破壊検査non-destructive test
(NDT)技術が利用され、この技術では、必然的に走査装
置が必要であるので、有効に操作するためには、相当の
時間と労力が必要である。接合継手の検査が必要なと
き、即座にＮＤＴスキャンヘッドを容易に導入できない
という問題が生じ、その結果、周辺構造体の部分にコス
トをかけて分解する必要がでてくる。
【０００４】本発明は、接合継手を介する負荷の通過あ
るいは移動の特徴を探知可能とするセンサ手段を利用し
て、視覚検査のためのアクセスされ得るような継手を必
要とせず、接着構造継手を完全に分析する方法を提案す
るものである。さらに、接着ラインを完全に分析する方
法は、継手特性を”組み立てる”独自の方法で、計測さ
れた継手特性の比較を利用する。
るいは移動の特徴を探知可能とするセンサ手段を利用し
て、視覚検査のためのアクセスされ得るような継手を必
要とせず、接着構造継手を完全に分析する方法を提案す
るものである。さらに、接着ラインを完全に分析する方
法は、継手特性を”組み立てる”独自の方法で、計測さ
れた継手特性の比較を利用する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、接合継手の近
くに変換手段を配置し、接合された材料と接着剤との間
の負荷変移特性を表すパラメータを、加えた負荷に応じ
て記録できるように接合継手に対して変換手段を配置
し、接合継手の組立後に、基準負荷を加えた下での接合
された材料と接着剤との間の負荷変移特性を表す基準パ
ラメータを記録し、続けて、点検の負荷を加えた下での
接合された材料と接着剤との間の負荷変移特性を表すパ
ラメータを記録し、基準パラメータと前記続けて得られ
たパラメータとを比較して接合の完全性を測定すること
を特徴とする接合構造継手の負荷の下での完全性を分析
する方法を提供するものである。
くに変換手段を配置し、接合された材料と接着剤との間
の負荷変移特性を表すパラメータを、加えた負荷に応じ
て記録できるように接合継手に対して変換手段を配置
し、接合継手の組立後に、基準負荷を加えた下での接合
された材料と接着剤との間の負荷変移特性を表す基準パ
ラメータを記録し、続けて、点検の負荷を加えた下での
接合された材料と接着剤との間の負荷変移特性を表すパ
ラメータを記録し、基準パラメータと前記続けて得られ
たパラメータとを比較して接合の完全性を測定すること
を特徴とする接合構造継手の負荷の下での完全性を分析
する方法を提供するものである。
【０００６】
【実施例】本発明は、以下の図面を参照して、実施例を
通して説明される。図１は、典型的な構造的に接着され
た継手の概略図である。図２は、図１で示された典型的
な接着継手の典型的な歪みと負荷分布を示すグラフであ
る。図３は、継手組立体のセンサ手段の導入部を備えた
図１の継手の概略図である。
通して説明される。図１は、典型的な構造的に接着され
た継手の概略図である。図２は、図１で示された典型的
な接着継手の典型的な歪みと負荷分布を示すグラフであ
る。図３は、継手組立体のセンサ手段の導入部を備えた
図１の継手の概略図である。
【０００７】図１において、構造用接着重ね継手１は組
立状態で示され、接着剤６の層で接着された２つの部品
２、４を有する。構造用接着剤６の厚さは(t)で示さ
れ、典型的には、0.1〜0.2mmである。座標軸８は、典型
的負荷量(p)１０と共に図２を参照するために示した。
図２は、座標軸８を参照し、方向(p)における負荷１０
がかかる接着された重ね継手１の長さ(y)に対して典型
的な歪みと負荷(∈,ｐ)分布を示す。ｘ＝０のとき、グ
ラフでは、歪みと負荷はゼロ点１２を示す。負荷が増え
ると、相対的に硬い接着剤６を引き寄せるので、歪みま
たは負荷はピーク点１４まで急速に増加し、その後、接
着ラインの長さに沿ってｘが増加するので、次第に中心
線１６の最小値まで下がる。例の継手の機械的対称のた
め、ボンドライン６の端部に対応して、歪みと負荷は、
増加し、再びゼロ点２０に達する前に、ｘ位置はもう一
つのピーク点１８まで増加する。図３は、ボンドライン
６にはめ込まれた光ファイバを有する接着された構造用
重ね継手１を示す。ファイバ２６と変換手段２８は両方
あるいは一方が取り付けられ、負荷(p)１０を適用する
ため、変換手段２８は測定手段に対応可能であり、記録
可能な出力の構成を製造し、ボンドライン６の断面を横
切る負荷移動と分布を示すように、配置される。典型的
な断面は図２に示される。変換器２８／ファイバ２６
は、処理／記録／表示手段３０に接続され、手段３０
は、負荷(p)１０に応答してファイバ／変換器２８の出
力処理が可能である。この方法における分析は、製造評
価の基でボンドラインの接着剤の特定の負荷移動特性の
記録が可能なので、ファイバ６を横切る負荷と歪みの両
方または一方の記録を容易にする。
立状態で示され、接着剤６の層で接着された２つの部品
２、４を有する。構造用接着剤６の厚さは(t)で示さ
れ、典型的には、0.1〜0.2mmである。座標軸８は、典型
的負荷量(p)１０と共に図２を参照するために示した。
図２は、座標軸８を参照し、方向(p)における負荷１０
がかかる接着された重ね継手１の長さ(y)に対して典型
的な歪みと負荷(∈,ｐ)分布を示す。ｘ＝０のとき、グ
ラフでは、歪みと負荷はゼロ点１２を示す。負荷が増え
ると、相対的に硬い接着剤６を引き寄せるので、歪みま
たは負荷はピーク点１４まで急速に増加し、その後、接
着ラインの長さに沿ってｘが増加するので、次第に中心
線１６の最小値まで下がる。例の継手の機械的対称のた
め、ボンドライン６の端部に対応して、歪みと負荷は、
増加し、再びゼロ点２０に達する前に、ｘ位置はもう一
つのピーク点１８まで増加する。図３は、ボンドライン
６にはめ込まれた光ファイバを有する接着された構造用
重ね継手１を示す。ファイバ２６と変換手段２８は両方
あるいは一方が取り付けられ、負荷(p)１０を適用する
ため、変換手段２８は測定手段に対応可能であり、記録
可能な出力の構成を製造し、ボンドライン６の断面を横
切る負荷移動と分布を示すように、配置される。典型的
な断面は図２に示される。変換器２８／ファイバ２６
は、処理／記録／表示手段３０に接続され、手段３０
は、負荷(p)１０に応答してファイバ／変換器２８の出
力処理が可能である。この方法における分析は、製造評
価の基でボンドラインの接着剤の特定の負荷移動特性の
記録が可能なので、ファイバ６を横切る負荷と歪みの両
方または一方の記録を容易にする。
【０００８】使用において、接着性構造用継手は、継手
の構造全体の評価の一定、不変あるいは周期的な検査を
行うことを要求され、ファイバ／変換手段２８が接着剤
に埋め込まれあるいは取り付けられ、また処理／記録／
表示手段３０を接続されるものである。１度組み立てら
れると、継手には負荷がかかり、特定負荷移動断面が記
録される（図２参照）。歪みあるいは負荷(yb)の最大値
と継手６中央の最小負荷(ya)のパラメータは記録され、
２つのパラメータの割合が計算される。さらに、２つの
ピーク間に生成される負荷分布曲線の形は、分析され、
曲線の相関関係と標準偏差は、‘平滑’に関わるパラメ
ータあるいはボンドラインを移動する負荷の変化割合を
計量することで生成される。また、ｘ面に最大値と最小
値の位置が置かれ、層間剥離材料／ボンドライン間剥離
と接着隙間あるいはストレス集中のような現象のため
に、継手とボンドラインの機械特性における変化が表示
される。このように初めから‘組立体に’パラメータ備
えておくと、使用中び継手全体の表示は、一定または周
期的な継手の負荷の移動断面特性の記録と、初期の‘組
立体’の値と供に、新たに記録された割合と曲線データ
の比較とで構成する。ボンドライン全体は、最大／最小
の割合と曲線パラメータとの相違を‘組立体’の値と比
較することによって、この革新的な技術を評価され得
る。
の構造全体の評価の一定、不変あるいは周期的な検査を
行うことを要求され、ファイバ／変換手段２８が接着剤
に埋め込まれあるいは取り付けられ、また処理／記録／
表示手段３０を接続されるものである。１度組み立てら
れると、継手には負荷がかかり、特定負荷移動断面が記
録される（図２参照）。歪みあるいは負荷(yb)の最大値
と継手６中央の最小負荷(ya)のパラメータは記録され、
２つのパラメータの割合が計算される。さらに、２つの
ピーク間に生成される負荷分布曲線の形は、分析され、
曲線の相関関係と標準偏差は、‘平滑’に関わるパラメ
ータあるいはボンドラインを移動する負荷の変化割合を
計量することで生成される。また、ｘ面に最大値と最小
値の位置が置かれ、層間剥離材料／ボンドライン間剥離
と接着隙間あるいはストレス集中のような現象のため
に、継手とボンドラインの機械特性における変化が表示
される。このように初めから‘組立体に’パラメータ備
えておくと、使用中び継手全体の表示は、一定または周
期的な継手の負荷の移動断面特性の記録と、初期の‘組
立体’の値と供に、新たに記録された割合と曲線データ
の比較とで構成する。ボンドライン全体は、最大／最小
の割合と曲線パラメータとの相違を‘組立体’の値と比
較することによって、この革新的な技術を評価され得
る。
【０００９】本発明は、独自の‘組立’状態の同じ継手
のモデルに対して、接着材料と継手される構造部品との
固有の負荷移動特性と比較することによって、接着継手
の性能と負荷移動全体を技術者が監視することを可能と
するものである。このため、この方法は、既知である初
期データは信頼されず、特定の材料の負荷移動特性のモ
デルが事前には必要なく、時間によって負荷移動が下降
するのを監視する継手のような初期特性を利用する。異
なる材料の計測されたパラメータの変化の許容値制限
は、構造用接着剤の領域構造試験によって評価され、特
定の分野での要求を満たすためにこのような許容値が生
じるので、この新しい分析方法が適用される。本発明
は、産業界において、航空宇宙、機械工学、民間自動車
工業を含む多くの構造用接着剤を用いる分野に適用さ
れ、この分野で必要とされる全ての接着継手の繰り返し
監視形態を満たすものである。
のモデルに対して、接着材料と継手される構造部品との
固有の負荷移動特性と比較することによって、接着継手
の性能と負荷移動全体を技術者が監視することを可能と
するものである。このため、この方法は、既知である初
期データは信頼されず、特定の材料の負荷移動特性のモ
デルが事前には必要なく、時間によって負荷移動が下降
するのを監視する継手のような初期特性を利用する。異
なる材料の計測されたパラメータの変化の許容値制限
は、構造用接着剤の領域構造試験によって評価され、特
定の分野での要求を満たすためにこのような許容値が生
じるので、この新しい分析方法が適用される。本発明
は、産業界において、航空宇宙、機械工学、民間自動車
工業を含む多くの構造用接着剤を用いる分野に適用さ
れ、この分野で必要とされる全ての接着継手の繰り返し
監視形態を満たすものである。
【００１０】ファイバ／変換器手段は、一連の点歪みの
計測手段を形成し、また、代替的には、光ファイバ技術
は全体をまたエッチングされた格子を利用することによ
って適用される。このような光ファイバ格子技術におい
て、ボンドライン材料の転位と歪み特性は、負荷のかか
る組立体に固定された格子の歪みを明確し、光時間領域
反射計のような方法を組み合わせ、本発明によって継手
分析に必要な負荷移動パラメータを計測し記録され得
る。また、必要とされるボンドラインのデータを得る別
の方法は、光学、電気あるいは圧電技術を用い、材料、
電気あるいは光特性の変化を測定することによって得ら
れ、記録可能出力または信号を生じ、本発明の適用を満
たす必要パラメータを生成する処理を行うものである。
計測手段を形成し、また、代替的には、光ファイバ技術
は全体をまたエッチングされた格子を利用することによ
って適用される。このような光ファイバ格子技術におい
て、ボンドライン材料の転位と歪み特性は、負荷のかか
る組立体に固定された格子の歪みを明確し、光時間領域
反射計のような方法を組み合わせ、本発明によって継手
分析に必要な負荷移動パラメータを計測し記録され得
る。また、必要とされるボンドラインのデータを得る別
の方法は、光学、電気あるいは圧電技術を用い、材料、
電気あるいは光特性の変化を測定することによって得ら
れ、記録可能出力または信号を生じ、本発明の適用を満
たす必要パラメータを生成する処理を行うものである。
【図１】典型的な構造的に接着された継手の概略図であ
る。
る。
【図２】図１で示された典型的な接着継手の典型的な歪
みと負荷分布を示すグラフである。
みと負荷分布を示すグラフである。
【図３】継手組立体のセンサ手段の導入部を備えた図１
の継手の概略図である。
の継手の概略図である。
１・・・・・・継手組立体 ２・・・・・・（接着）部品 ４・・・・・・（接着）部品 ６・・・・・・接着剤／ボンドライン ８・・・・・・座標軸 ２６・・・・・・ファイバ ２８・・・・・・変換手段 ３０・・・・・・処理／記録／表示手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドリユー ステイーブン ボール イギリス国．ハンプシヤー・ジイユー14・ ６ワイユー．フアーンバーロウ，フアーン バーロウ・エアロスペース・センター，ハ ートフオード・ハウス（番地なし）ミリタ リー・エアークラフト・デイビイジヨン, ブリテツシユ・エアロスペース・デフエン ス・リミテツド内
Claims (1)
- 【請求項１】 接合継手の近くに変換手段を配置し、 接合された材料と接着剤との間の負荷変移特性を表すパ
ラメータを、加えた負荷に応じて記録できるように接合
継手に対して変換手段を配置し、 前記接合継手の組立後に、基準負荷を加えた下での接合
された材料と接着剤との間の負荷変移特性を表す基準パ
ラメータを記録し、 続けて、点検の負荷を加えた下での接合された材料と接
着剤との間の負荷変移特性を表すパラメータを記録し、 前記基準パラメータと前記続けて得られたパラメータと
を比較して接合の完全性を測定することを特徴とする接
合構造継手の負荷の下での完全性を分析する方法
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9513928:3 | 1995-07-07 | ||
| GBGB9513928.3A GB9513928D0 (en) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | Bonded joint analysis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09101255A true JPH09101255A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=10777324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8176619A Pending JPH09101255A (ja) | 1995-07-07 | 1996-07-05 | 接合継手分析法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5841034A (ja) |
| EP (1) | EP0757238B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09101255A (ja) |
| DE (1) | DE69623549T2 (ja) |
| ES (1) | ES2179163T3 (ja) |
| GB (1) | GB9513928D0 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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