JPH10332643A - 疲労き裂の検出方法 - Google Patents
疲労き裂の検出方法Info
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- JPH10332643A JPH10332643A JP14808997A JP14808997A JPH10332643A JP H10332643 A JPH10332643 A JP H10332643A JP 14808997 A JP14808997 A JP 14808997A JP 14808997 A JP14808997 A JP 14808997A JP H10332643 A JPH10332643 A JP H10332643A
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- yoke
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼構造物に発生する疲労き裂を短時間で確実
に検出する方法。 【解決手段】 励磁と検出のコイルを巻いたコの字型ヨ
ーク11、12を互いにヨーク鞍部中央で直交させ、被測定
物20を交流励磁し検出コイルに誘起される起電力から被
測定物20に作用する応力を求める磁歪センサー1 を用
い、磁歪センサー1を被測定物20上で非接触に回転させ
て検出コイルに誘起される起電力波形を式(1) で表し、
最大主応力方向を表すC を求め、両ヨークの開口端11a
、11b 、12a、12b を結んだ平行な2 組の直線のうちの
1 組の直線とC 方向が平行関係を維持するように磁歪セ
ンサー1 をC 方向に走査する疲労き裂の検出方法。V=A+
B ・COS[2 ・( θ-C)]・・(1) 、V は起電力、θは検出
コイルを巻いたヨーク開口端を結ぶ直線と最大主応力方
向のなす角、A 、B 、C はパラメータ。
に検出する方法。 【解決手段】 励磁と検出のコイルを巻いたコの字型ヨ
ーク11、12を互いにヨーク鞍部中央で直交させ、被測定
物20を交流励磁し検出コイルに誘起される起電力から被
測定物20に作用する応力を求める磁歪センサー1 を用
い、磁歪センサー1を被測定物20上で非接触に回転させ
て検出コイルに誘起される起電力波形を式(1) で表し、
最大主応力方向を表すC を求め、両ヨークの開口端11a
、11b 、12a、12b を結んだ平行な2 組の直線のうちの
1 組の直線とC 方向が平行関係を維持するように磁歪セ
ンサー1 をC 方向に走査する疲労き裂の検出方法。V=A+
B ・COS[2 ・( θ-C)]・・(1) 、V は起電力、θは検出
コイルを巻いたヨーク開口端を結ぶ直線と最大主応力方
向のなす角、A 、B 、C はパラメータ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼構造物や機械部
品の表面または表面近傍に発生する疲労き裂を検出する
方法、特に磁歪効果（狭義には逆磁歪効果）によって生
じる磁気異方性を利用して鋼構造物や機械部品に作用し
ている応力を測定する磁歪センサーを用いて検出する方
法に関する。
品の表面または表面近傍に発生する疲労き裂を検出する
方法、特に磁歪効果（狭義には逆磁歪効果）によって生
じる磁気異方性を利用して鋼構造物や機械部品に作用し
ている応力を測定する磁歪センサーを用いて検出する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼構造物や機械部品の表面または表面近
傍に存在するき裂を、工業的な検査の目的で検出する方
法としては、「目視検査」、「浸透探傷試験」、「磁粉
探傷試験」、「渦流探傷試験」などがある。
傍に存在するき裂を、工業的な検査の目的で検出する方
法としては、「目視検査」、「浸透探傷試験」、「磁粉
探傷試験」、「渦流探傷試験」などがある。
【０００３】「目視検査」は、文字通り被測定物の外観
を肉眼で観察し被測定物の表面に開口しているき裂を検
出する方法である。
を肉眼で観察し被測定物の表面に開口しているき裂を検
出する方法である。
【０００４】「浸透探傷試験」は、蛍光または赤色の浸
透液と呼ばれる薬液を被測定物の表面に塗布しき裂内部
に十分浸透させた後、表面に付着している余剰の薬液を
除去し、現像剤を用いてき裂部に浸透した薬液を吸出
し、被測定物表面上にき裂模様として顕出させ肉眼によ
ってき裂を検出する方法である。
透液と呼ばれる薬液を被測定物の表面に塗布しき裂内部
に十分浸透させた後、表面に付着している余剰の薬液を
除去し、現像剤を用いてき裂部に浸透した薬液を吸出
し、被測定物表面上にき裂模様として顕出させ肉眼によ
ってき裂を検出する方法である。
【０００５】「磁粉探傷試験」は、鋼のような強磁性体
の被測定物を外部から磁化しその表面に磁粉を散布する
と、表面または表面近傍にあるき裂から漏洩する磁束に
よりき裂部に磁粉が集中して吸着するので、その磁粉模
様からき裂を検出する方法である。
の被測定物を外部から磁化しその表面に磁粉を散布する
と、表面または表面近傍にあるき裂から漏洩する磁束に
よりき裂部に磁粉が集中して吸着するので、その磁粉模
様からき裂を検出する方法である。
【０００６】「渦流探傷試験」は、導電性の被測定物に
渦電流を発生させ、その渦電流の変化を測定してき裂を
検出する方法である。
渦電流を発生させ、その渦電流の変化を測定してき裂を
検出する方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法では、いずれもき裂検出には熟練した技能と細心
の注意が必要であり、容易にはき裂検出ができない。特
に、巨大な鋼構造物や複雑な形状の機械部品などで組立
施工後に発生する繰り返し荷重による疲労き裂を短時間
で確実に検出することは不可能に近い。
の方法では、いずれもき裂検出には熟練した技能と細心
の注意が必要であり、容易にはき裂検出ができない。特
に、巨大な鋼構造物や複雑な形状の機械部品などで組立
施工後に発生する繰り返し荷重による疲労き裂を短時間
で確実に検出することは不可能に近い。
【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、巨大な鋼構造物や複雑な形状の機械部
品などに発生する疲労き裂を短時間で確実に検出できる
疲労き裂の検出方法を提供することを目的とする。
なされたもので、巨大な鋼構造物や複雑な形状の機械部
品などに発生する疲労き裂を短時間で確実に検出できる
疲労き裂の検出方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は、励磁用コイ
ルを巻いたコの字型のヨークと検出用コイルを巻いたコ
の字型のヨークが互いにヨーク鞍部の中央部で直交する
ように配置され、前記励磁用コイルに交流電流を流して
被測定物を励磁し、前記検出用コイルに誘起される起電
力を測定して前記被測定物に作用している応力を求める
磁歪センサーを用い、前記磁歪センサーを前記被測定物
上で非接触に回転させることによって前記検出用コイル
に誘起される起電力の波形を下記の式（１）で表したと
きのパラメータＣを求め、前記励磁用コイルを巻いたヨ
ークの開口端と前記検出用コイルを巻いたヨークの開口
端を結んだ互いに平行な２組の直線のうちの１組の直線
と、前記パラメータＣから求まる最大主応力方向とが平
行関係を維持するように前記磁歪センサーを前記最大主
応力方向に走査することを特徴とする疲労き裂の検出方
法により解決される。 Ｖ＝Ａ＋Ｂ・COS[２・（θ−Ｃ)]・・・（１） ここで、Ｖは前記検出用コイルに誘起される交流起電力
の整流値、θは前記検出用コイルを巻いたコの字型のヨ
ークの開口端を結ぶ直線と最大主応力方向のなす角、CO
S[２・（θ−Ｃ)]は余弦関数、Ａ、Ｂ、Ｃはパラメータ
である。
ルを巻いたコの字型のヨークと検出用コイルを巻いたコ
の字型のヨークが互いにヨーク鞍部の中央部で直交する
ように配置され、前記励磁用コイルに交流電流を流して
被測定物を励磁し、前記検出用コイルに誘起される起電
力を測定して前記被測定物に作用している応力を求める
磁歪センサーを用い、前記磁歪センサーを前記被測定物
上で非接触に回転させることによって前記検出用コイル
に誘起される起電力の波形を下記の式（１）で表したと
きのパラメータＣを求め、前記励磁用コイルを巻いたヨ
ークの開口端と前記検出用コイルを巻いたヨークの開口
端を結んだ互いに平行な２組の直線のうちの１組の直線
と、前記パラメータＣから求まる最大主応力方向とが平
行関係を維持するように前記磁歪センサーを前記最大主
応力方向に走査することを特徴とする疲労き裂の検出方
法により解決される。 Ｖ＝Ａ＋Ｂ・COS[２・（θ−Ｃ)]・・・（１） ここで、Ｖは前記検出用コイルに誘起される交流起電力
の整流値、θは前記検出用コイルを巻いたコの字型のヨ
ークの開口端を結ぶ直線と最大主応力方向のなす角、CO
S[２・（θ−Ｃ)]は余弦関数、Ａ、Ｂ、Ｃはパラメータ
である。
【００１０】鉄鋼材料などの強磁性体に作用している応
力を測定する方法として、磁歪効果、すなわち応力によ
って磁気的性質が変化する現象を利用した応力測定方法
がある。なかでも、磁歪効果によって生じる磁気異方性
を利用する応力測定方法は、鋼構造物や機械部品に作用
している応力を非破壊で、しかも比較的簡便に測定でき
る方法として、特開昭６２ー１２１３２５号公報、実開
平１ー１３５３３８号公報、特開平７ー１１０２７０号
公報あるいは文献１〔境等：土木学会第５０回年次学術
講演会予稿集、Ｐ６６２〜６６３（１９９５．９）〕な
どに紹介されている。
力を測定する方法として、磁歪効果、すなわち応力によ
って磁気的性質が変化する現象を利用した応力測定方法
がある。なかでも、磁歪効果によって生じる磁気異方性
を利用する応力測定方法は、鋼構造物や機械部品に作用
している応力を非破壊で、しかも比較的簡便に測定でき
る方法として、特開昭６２ー１２１３２５号公報、実開
平１ー１３５３３８号公報、特開平７ー１１０２７０号
公報あるいは文献１〔境等：土木学会第５０回年次学術
講演会予稿集、Ｐ６６２〜６６３（１９９５．９）〕な
どに紹介されている。
【００１１】図６に、磁歪効果によって生じる磁気異方
性を利用する応力測定方法の一例を示す。
性を利用する応力測定方法の一例を示す。
【００１２】この方法では、励磁用コイルを巻いたコの
字型のヨーク１１と検出用コイルを巻いたコの字型のヨ
ーク１２と励磁のための交流電源１３と被測定物２０を
流れる磁束を検出すための電圧計１４から構成され、ヨ
ーク１１とヨーク１２が互いにヨーク鞍部の中央部で直
交するように配置された磁歪センサー１を用い、次のよ
うな原理で応力が測定される。
字型のヨーク１１と検出用コイルを巻いたコの字型のヨ
ーク１２と励磁のための交流電源１３と被測定物２０を
流れる磁束を検出すための電圧計１４から構成され、ヨ
ーク１１とヨーク１２が互いにヨーク鞍部の中央部で直
交するように配置された磁歪センサー１を用い、次のよ
うな原理で応力が測定される。
【００１３】いま、被測定物２０のＸ軸方向に引張応力
σX が作用すると、磁性材料である被測定物２０のＸ、
Ｙ軸方向の透磁率μX 、μY には、磁歪効果により下記
の式（２）の関係、すなわち磁気異方性が生じる。 μX ＞μY ・・・（２）
σX が作用すると、磁性材料である被測定物２０のＸ、
Ｙ軸方向の透磁率μX 、μY には、磁歪効果により下記
の式（２）の関係、すなわち磁気異方性が生じる。 μX ＞μY ・・・（２）
【００１４】このような状態にある被測定物２０に磁歪
センサー１を接近させ、この磁歪センサー１のヨーク１
１に巻かれた励磁用コイルに交流電源１３より交流電流
を流して被測定物２０を励磁すると、ヨーク１１の開口
端１１ａから出た磁束の大部分は直接ヨーク１１の開口
端１１ｂへ向かうが、被測定物２０には引張応力σXに
より式（２）のような磁気異方性が生じているため、磁
束の一部はヨーク１２を経由してヨーク１１の開口端１
１ｂへ流れる。そのため、ヨーク１２に巻かれた検出用
コイルに取付けられた電圧計１４には下記の式（３）に
示す波形の起電力Ｖが誘起される。 Ｖ＝Ｍ0 ・（μX −μY ）・COS[２・（θ−π／４)]・・・（３） ここで、Ｖは検出用コイルに誘起される交流起電力の整
流値、Ｍ0 は励磁条件、コイルの条件、被測定物２０の
磁気的特性などにより定まる定数、COS[２・（θ−π／
４)]は余弦関数、θはヨーク１２の開口端１２ａと１２
ｂを結ぶ直線とＸ軸のなす角である。
センサー１を接近させ、この磁歪センサー１のヨーク１
１に巻かれた励磁用コイルに交流電源１３より交流電流
を流して被測定物２０を励磁すると、ヨーク１１の開口
端１１ａから出た磁束の大部分は直接ヨーク１１の開口
端１１ｂへ向かうが、被測定物２０には引張応力σXに
より式（２）のような磁気異方性が生じているため、磁
束の一部はヨーク１２を経由してヨーク１１の開口端１
１ｂへ流れる。そのため、ヨーク１２に巻かれた検出用
コイルに取付けられた電圧計１４には下記の式（３）に
示す波形の起電力Ｖが誘起される。 Ｖ＝Ｍ0 ・（μX −μY ）・COS[２・（θ−π／４)]・・・（３） ここで、Ｖは検出用コイルに誘起される交流起電力の整
流値、Ｍ0 は励磁条件、コイルの条件、被測定物２０の
磁気的特性などにより定まる定数、COS[２・（θ−π／
４)]は余弦関数、θはヨーク１２の開口端１２ａと１２
ｂを結ぶ直線とＸ軸のなす角である。
【００１５】透磁率の差（μX −μY ）は応力の差（σ
X −σY ）に比例するので、式（３）は下記の式（４）
のように書換えできる。 Ｖ＝Ｍ・（σX −σY ）・COS[２・（θ−π／４)]・・・（４） ここで、Ｍは励磁条件、コイルの条件、被測定物２０の
磁気的特性などにより定まる定数である。
X −σY ）に比例するので、式（３）は下記の式（４）
のように書換えできる。 Ｖ＝Ｍ・（σX −σY ）・COS[２・（θ−π／４)]・・・（４） ここで、Ｍは励磁条件、コイルの条件、被測定物２０の
磁気的特性などにより定まる定数である。
【００１６】式（４）より、Ｖを測定することにより被
測定物２０に作用している応力を求めることができる。
測定物２０に作用している応力を求めることができる。
【００１７】上記磁歪センサーを鋼構造物や機械部品の
ような被測定物上で走査すると、被測定物の表面または
表面近傍に存在するき裂のような欠陥部では応力の不連
続や磁束の流れの乱れが生じるため、磁歪センサーで測
定される起電力Ｖに不連続点が現れる。したがって、こ
の起電力Ｖの不連続点を検出することにより欠陥の検出
が可能となるが、磁歪センサーを被測定物上でランダム
に走査して表面またはその近傍に存在する欠陥を検出す
ることは、上述した従来の「磁粉探傷試験」などと同様
に容易でない。
ような被測定物上で走査すると、被測定物の表面または
表面近傍に存在するき裂のような欠陥部では応力の不連
続や磁束の流れの乱れが生じるため、磁歪センサーで測
定される起電力Ｖに不連続点が現れる。したがって、こ
の起電力Ｖの不連続点を検出することにより欠陥の検出
が可能となるが、磁歪センサーを被測定物上でランダム
に走査して表面またはその近傍に存在する欠陥を検出す
ることは、上述した従来の「磁粉探傷試験」などと同様
に容易でない。
【００１８】しかし、鋼構造物や機械部品などで発生す
るほとんどの疲労き裂は、構造的な不連続部などによる
高い引張応力が作用する個所、いわゆる応力集中個所に
おいて発生し、またその伝播の方向は材料力学的な最大
主応力方向と直角な方向である。したがって、最大主応
力方向がわかれば、磁歪センサーの走査をその方向に限
定できるので、より短時間に疲労き裂を検出できること
になる。
るほとんどの疲労き裂は、構造的な不連続部などによる
高い引張応力が作用する個所、いわゆる応力集中個所に
おいて発生し、またその伝播の方向は材料力学的な最大
主応力方向と直角な方向である。したがって、最大主応
力方向がわかれば、磁歪センサーの走査をその方向に限
定できるので、より短時間に疲労き裂を検出できること
になる。
【００１９】一般に、鋼構造物や機械部品などの最大主
応力方向を推定するのは容易でないが、上記磁歪センサ
ーを用いて以下のようにすれば最大主応力方向を簡単に
求めることができる。
応力方向を推定するのは容易でないが、上記磁歪センサ
ーを用いて以下のようにすれば最大主応力方向を簡単に
求めることができる。
【００２０】上記の式（４）は上記の式（１）に書き直
せるので、パラメータＣを求めれば最大主応力方向を知
ることができる。実際には、磁歪センサーを被測定物か
ら一定の距離（リフトオフと呼ぶ）離して回転させて、
すなわちθを変えて、磁歪センサーの検出用コイルに誘
起される起電力の波形を求め、この波形を式（１）に回
帰してパラメータＣが求められる。
せるので、パラメータＣを求めれば最大主応力方向を知
ることができる。実際には、磁歪センサーを被測定物か
ら一定の距離（リフトオフと呼ぶ）離して回転させて、
すなわちθを変えて、磁歪センサーの検出用コイルに誘
起される起電力の波形を求め、この波形を式（１）に回
帰してパラメータＣが求められる。
【００２１】上記したように、このようにして求めた最
大主応力方向に磁歪センサーを走査すればより簡単にき
裂を検出できるが、磁歪センサーでより高い起電力の得
られる条件で行う方がより確実にき裂を検出できる。そ
れには、上記磁歪センサーの励磁用コイルを巻いたヨー
クの開口端と前記検出用コイルを巻いたヨークの開口端
を結んだ互いに平行な２組の直線のうちの１組の直線を
パラメータＣから求めた最大主応力方向に平行となるよ
うにした後、この平行関係を維持しながら磁歪センサー
を最大主応力方向に走査すれば、常に最大の起電力の得
られる条件にすることができる。なぜならば、最大主応
力方向すなわち磁化容易方向に、励磁用コイルを巻いた
ヨークの開口端と検出用コイルを巻いたヨークの開口端
を結んだ直線を向ければ、磁気抵抗が最も小さくなるの
で最大の磁束が検出用コイルを巻いたヨークに流れ込む
からである。
大主応力方向に磁歪センサーを走査すればより簡単にき
裂を検出できるが、磁歪センサーでより高い起電力の得
られる条件で行う方がより確実にき裂を検出できる。そ
れには、上記磁歪センサーの励磁用コイルを巻いたヨー
クの開口端と前記検出用コイルを巻いたヨークの開口端
を結んだ互いに平行な２組の直線のうちの１組の直線を
パラメータＣから求めた最大主応力方向に平行となるよ
うにした後、この平行関係を維持しながら磁歪センサー
を最大主応力方向に走査すれば、常に最大の起電力の得
られる条件にすることができる。なぜならば、最大主応
力方向すなわち磁化容易方向に、励磁用コイルを巻いた
ヨークの開口端と検出用コイルを巻いたヨークの開口端
を結んだ直線を向ければ、磁気抵抗が最も小さくなるの
で最大の磁束が検出用コイルを巻いたヨークに流れ込む
からである。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１に、本発明方法の実施の形態
を示すフロー図を示す。
を示すフロー図を示す。
【００２３】最初に、標準、例えば１ｍｍのリフトオフ
で図６に示す磁歪センサーを被測定物上に設定する（Ｓ
１）。次に、磁歪センサーを回転させ起電力を測定し
（Ｓ２）、起電力の波形を求めて上記の式（１）に回帰
してパラメータＣを求め、被測定物の最大主応力方向を
決定する（Ｓ３）。そして、磁歪センサーの両ヨークの
開口端を結んで得られる互いに平行な２組の直線のうち
の１組の直線を最大主応力方向に平行となるように磁歪
センサーを回転させる（Ｓ４）。その後、この平行関係
を維持しながら磁歪センサーを最大主応力方向に走査し
て起電力Ｖを連続的に測定し（Ｓ５）、起電力Ｖの不連
続点を求めれば疲労き裂を検出できる。
で図６に示す磁歪センサーを被測定物上に設定する（Ｓ
１）。次に、磁歪センサーを回転させ起電力を測定し
（Ｓ２）、起電力の波形を求めて上記の式（１）に回帰
してパラメータＣを求め、被測定物の最大主応力方向を
決定する（Ｓ３）。そして、磁歪センサーの両ヨークの
開口端を結んで得られる互いに平行な２組の直線のうち
の１組の直線を最大主応力方向に平行となるように磁歪
センサーを回転させる（Ｓ４）。その後、この平行関係
を維持しながら磁歪センサーを最大主応力方向に走査し
て起電力Ｖを連続的に測定し（Ｓ５）、起電力Ｖの不連
続点を求めれば疲労き裂を検出できる。
【００２４】実際には、被測定物の表面には疲労き裂以
外の欠陥も存在し、それによる起電力の不連続も生じる
ので、予めしきい値、例えば被測定物の破断応力に相当
する起電力Ｖｍａｘを求めておき、その値を超えた場合
に疲労き裂の存在を判定する方がより正確に疲労き裂の
検出を行える（Ｓ６）。
外の欠陥も存在し、それによる起電力の不連続も生じる
ので、予めしきい値、例えば被測定物の破断応力に相当
する起電力Ｖｍａｘを求めておき、その値を超えた場合
に疲労き裂の存在を判定する方がより正確に疲労き裂の
検出を行える（Ｓ６）。
【００２５】
【実施例】図２に、鋼構造物のＴ字型継手部をシミュレ
ートした試験体の斜視図を示す。
ートした試験体の斜視図を示す。
【００２６】鋼製の下板２に鋼製の縦板３が隅肉溶接さ
れおり、鋼製の下板２には疲労き裂を想定して隅肉溶接
部４の回し溶接部５より縦板３の板面に垂直な方向に幅
０．２ｍｍ、深さ３ｍｍ、長さ５０ｍｍのスリット状欠
陥６が設けられている。実際の鋼構造物のＴ字型継手部
に見られるこのような構造の部位では、溶接による残留
応力によってＸ方向に強い引張応力が存在しており、こ
のようなところに外部よりＸ方向に周期的な応力が作用
すると、金属疲労によりスリット状欠陥６のような疲労
き裂が回し溶接部５よりＹ方向に発生する。
れおり、鋼製の下板２には疲労き裂を想定して隅肉溶接
部４の回し溶接部５より縦板３の板面に垂直な方向に幅
０．２ｍｍ、深さ３ｍｍ、長さ５０ｍｍのスリット状欠
陥６が設けられている。実際の鋼構造物のＴ字型継手部
に見られるこのような構造の部位では、溶接による残留
応力によってＸ方向に強い引張応力が存在しており、こ
のようなところに外部よりＸ方向に周期的な応力が作用
すると、金属疲労によりスリット状欠陥６のような疲労
き裂が回し溶接部５よりＹ方向に発生する。
【００２７】本発明法によりこの試験体上のスリット状
欠陥６を検出するために、まず鋼製の下板２のスリット
状欠陥６のない場所で、図６に示した磁歪センサーをリ
フトオフ１ｍｍで回転させ、磁歪センサーで測定される
起電力の波形を求めた。
欠陥６を検出するために、まず鋼製の下板２のスリット
状欠陥６のない場所で、図６に示した磁歪センサーをリ
フトオフ１ｍｍで回転させ、磁歪センサーで測定される
起電力の波形を求めた。
【００２８】図３に、磁歪センサーを回転させた時に得
られる起電力の波形を示す。図には、起電力の波形を上
記（１）式に回帰したときのパラメータＡ、Ｂ、Ｃの値
も示してある。
られる起電力の波形を示す。図には、起電力の波形を上
記（１）式に回帰したときのパラメータＡ、Ｂ、Ｃの値
も示してある。
【００２９】最大主応力方向を示すパラメータＣは８．
３°であり、最大主応力方向がＸ方向にあることがわか
る。
３°であり、最大主応力方向がＸ方向にあることがわか
る。
【００３０】次に、磁歪センサーの両ヨークの開口端を
結んで得られる互いに平行な２組の直線のうちの１組の
直線を最大主応力方向に平行となるように磁歪センサー
を回転させた後、この平行関係を維持しながら磁歪セン
サーをパラメータＣから求めた最大主応力方向にスリッ
ト状欠陥６を通過するように１０ｍｍ／ｓで走査しなが
ら連続的に起電力を測定した。
結んで得られる互いに平行な２組の直線のうちの１組の
直線を最大主応力方向に平行となるように磁歪センサー
を回転させた後、この平行関係を維持しながら磁歪セン
サーをパラメータＣから求めた最大主応力方向にスリッ
ト状欠陥６を通過するように１０ｍｍ／ｓで走査しなが
ら連続的に起電力を測定した。
【００３１】図４に、本発明法により磁歪センサーを走
査したときの起電力と時間の関係を示す。
査したときの起電力と時間の関係を示す。
【００３２】スリット状欠陥６部で、不連続で大きな起
電力が測定されることがわかる。本発明法でない磁歪セ
ンサーの両ヨークの開口端を結んで得られる互いに平行
な２組の直線のうちの１組の直線を最大主応力方向に４
５°傾けて磁歪センサーを最大主応力方向に走査した場
合についても、同様な測定を行った。
電力が測定されることがわかる。本発明法でない磁歪セ
ンサーの両ヨークの開口端を結んで得られる互いに平行
な２組の直線のうちの１組の直線を最大主応力方向に４
５°傾けて磁歪センサーを最大主応力方向に走査した場
合についても、同様な測定を行った。
【００３３】図５に、本発明法でない方法で磁歪センサ
ーを走査したときの起電力と時間の関係を示す。
ーを走査したときの起電力と時間の関係を示す。
【００３４】このように、両ヨークの開口端を結んで得
られる互いに平行な２組の直線のうちの１組の直線を最
大主応力方向に４５°傾けると、図４に示した平行の場
合に比べ、スリット状欠陥６部で測定される起電力が著
しく減少していることがわかる。このように起電力が低
いと、実際の鋼構造物の表面に存在する疲労き裂以外の
欠陥により測定される起電力と識別できなくなり、疲労
き裂を確実に検出することができなくなる。
られる互いに平行な２組の直線のうちの１組の直線を最
大主応力方向に４５°傾けると、図４に示した平行の場
合に比べ、スリット状欠陥６部で測定される起電力が著
しく減少していることがわかる。このように起電力が低
いと、実際の鋼構造物の表面に存在する疲労き裂以外の
欠陥により測定される起電力と識別できなくなり、疲労
き裂を確実に検出することができなくなる。
【００３５】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、巨大な鋼構造物や複雑な形状の機械部品など
に発生する疲労き裂を短時間で確実に検出できる疲労き
裂の検出方法を提供できる。
いるので、巨大な鋼構造物や複雑な形状の機械部品など
に発生する疲労き裂を短時間で確実に検出できる疲労き
裂の検出方法を提供できる。
【図１】本発明方法の実施の形態を示すフロー図であ
る。
る。
【図２】鋼構造物のＴ字型継手部をシミュレートした試
験体の斜視図である。
験体の斜視図である。
【図３】磁歪センサーを回転させた時に得られる起電力
の波形を示す図である。
の波形を示す図である。
【図４】本発明法により磁歪センサーを走査したときの
起電力と時間の関係を示す図である。
起電力と時間の関係を示す図である。
【図５】本発明法でない方法で磁歪センサーを走査した
ときの起電力と時間の関係を示す図である。
ときの起電力と時間の関係を示す図である。
【図６】磁歪効果によって生じる磁気異方性を利用する
応力測定方法の１例を示す図である。
応力測定方法の１例を示す図である。
１ 磁歪センサー ２ 鋼製の下板 ３ 鋼製の縦板 ４ 隅肉溶接部 ５ 回し溶接部 ６ スリット状欠陥 １１ 励磁用コイルを巻いたコの字型のヨーク １１ａ ヨーク１１の開口端 １１ｂ ヨーク１１の開口端 １２ 検出用コイルを巻いたコの字型のヨーク １２ａ ヨーク１２の開口端 １２ｂ ヨーク１２の開口端 １３ 交流電源 １４ 電圧計 ２０ 被測定物 ３０ 磁束の流れる方向
Claims (1)
- 【請求項１】 励磁用コイルを巻いたコの字型のヨーク
と検出用コイルを巻いたコの字型のヨークが互いにヨー
ク鞍部の中央部で直交するように配置され、前記励磁用
コイルに交流電流を流して被測定物を励磁し、前記検出
用コイルに誘起される起電力を測定して前記被測定物に
作用している応力を求める磁歪センサーを用い、前記磁
歪センサーを前記被測定物上で非接触に回転させること
によって前記検出用コイルに誘起される起電力の波形を
下記の式（１）で表したときのパラメータＣを求め、前
記励磁用コイルを巻いたヨークの開口端と前記検出用コ
イルを巻いたヨークの開口端を結んだ互いに平行な２組
の直線のうちの１組の直線と、前記パラメータＣから求
まる最大主応力方向とが平行関係を維持するように前記
磁歪センサーを前記最大主応力方向に走査することを特
徴とする疲労き裂の検出方法。 Ｖ＝Ａ＋Ｂ・COS[２・（θ−Ｃ)]・・・（１） ここで、Ｖは前記検出用コイルに誘起される交流起電力
の整流値、θは前記検出用コイルを巻いたコの字型のヨ
ークの開口端を結ぶ直線と最大主応力方向のなす角、CO
S[２・（θ−Ｃ)]は余弦関数、Ａ、Ｂ、Ｃはパラメータ
である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14808997A JP3317190B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 疲労き裂の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14808997A JP3317190B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 疲労き裂の検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10332643A true JPH10332643A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3317190B2 JP3317190B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=15445000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14808997A Expired - Fee Related JP3317190B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 疲労き裂の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3317190B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003315173A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 渦電流を利用した渦流探傷機による加工品の残留応力の検出方法 |
| CN100414292C (zh) * | 2005-10-10 | 2008-08-27 | 中国石油天然气集团公司 | 铁磁材料裂纹的金属磁记忆检测方法 |
| CN103439029A (zh) * | 2013-09-11 | 2013-12-11 | 南京工业大学 | 一种钢结构残余应力检测dic系统可调固定支架 |
| CN108051502A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-18 | 华中科技大学 | 一种缆索疲劳损伤的检测方法 |
| CN108896649A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-11-27 | 南京航空航天大学 | 基于电磁超声对铁磁性材料屈服强度的估计方法 |
-
1997
- 1997-06-05 JP JP14808997A patent/JP3317190B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003315173A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 渦電流を利用した渦流探傷機による加工品の残留応力の検出方法 |
| CN100414292C (zh) * | 2005-10-10 | 2008-08-27 | 中国石油天然气集团公司 | 铁磁材料裂纹的金属磁记忆检测方法 |
| CN103439029A (zh) * | 2013-09-11 | 2013-12-11 | 南京工业大学 | 一种钢结构残余应力检测dic系统可调固定支架 |
| CN108051502A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-18 | 华中科技大学 | 一种缆索疲劳损伤的检测方法 |
| CN108896649A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-11-27 | 南京航空航天大学 | 基于电磁超声对铁磁性材料屈服强度的估计方法 |
| CN108896649B (zh) * | 2018-04-28 | 2021-05-07 | 南京航空航天大学 | 基于电磁超声对铁磁性材料屈服强度的估计方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3317190B2 (ja) | 2002-08-26 |
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