JPH11264777A - 物体内部残留応力検出方法及びコンピュータ可読媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 物体内部の真の残留応力値の近似値を算出す
ることができる物体内部残留応力検出方法を、提供す
る。 【解決手段】測定値入力部１１は、検査対象物体の表面
における注目点，及びその近傍点でのＸ線測定による残
留応力実測値，及び、注目点を含む領域における素材除
去後の注目点，及び上記近傍点でのＸ線測定による残留
応力実測値の入力を、受け付ける。応力変化量計算部１
２は、上記近傍点での素材除去前における残留応力実測
値と素材除去後における残留応力実測値との差分を算出
する。荷重値設定部１３，有限要素解析部１４及び目的
関数計算部１５は、上記差分に応じた応力を発生させる
ために素材除去面に加えるべき荷重値を算出し、算出し
た荷重を加えたときに注目点に生ずべき応力値を算出す
る。内部応力推定部１６は、算出された応力値に注目点
での残留応力実測値を加算することによって、物体内部
残留応力の近似値を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、素材除去後に現れたの
物体表面を実測して得た応力測定値に基づいて物体内部
の真の残留応力値の近似値を算出するための物体内部残
留応力検出方法及びコンピュータ可読媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】物体表面の残留応力は、Ｘ線測定するこ
とによって実測することができる。また、伝統的手法と
して、ひずみゲージを用いた実測値に基づいて計算する
ことも可能でる。しかしながら、物体内部の残留応力に
関しては、これを直接実測する方法は未だ実現されてい
ない。そのため、従来、物体内部の残留応力を検出する
ためには、物体内部の注目点（測定対象点）が露出する
まで物体表面の素材を除去し、露出した新たな表面の残
留応力をＸ線測定等の方法によって実測していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、素材を
除去してしまうと、除去前において物体内部で有限の値
で釣り合っていた内部力が解放されて零になってしまう
ので、応力の再配分が生じ、物体表面に生じる応力の状
態は除去前の状態とは全く異なったものとなってしま
う。そのため、従来の手法で得られる物体内部残留応力
は、真の値とは全く異なったものでしかなかった。

【０００４】そこで、本発明は、従来における以上の問
題点に鑑み、素材除去によって開放された内部力に因る
応力値の推定値を実測値に加算することによって、物体
内部の真の残留応力値の近似値を算出することができる
物体内部残留応力検出方法及び物体内部残留応力検出プ
ログラムを格納したコンピュータ可読媒体の提供を、課
題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、以下の構成を採用した。即ち、請求項１
記載の物体内部残留応力検出方法は、検査対象物体表面
における注目点の近傍点での第１残留応力を実測する第
１測定段階と、前記検査対象物体における前記注目点を
含むが前記近傍点を含まない領域から素材を除去する素
材除去段階と、この素材の除去によって前記検査対象物
体に形成された素材除去面における前記注目点の直下の
内部注目点での第２残留応力を実測するとともに前記近
傍点での第３残留応力を実測する第２測定段階と、前記
第１残留応力と前記第３残留応力との差分を算出する差
分算出段階と、前記差分に相当する応力を前記近傍点に
発生させるために前記素材除去面に加えるべき荷重値を
推定する荷重値推定段階と、推定された荷重値を前記素
材除去面に加えた時に前記内部注目点に生ずべき応力を
推定する応力推定段階と、推定された応力を前記第２残
留応力に加算する物体内部残留応力算出段階とからなる
ことを、特徴とする。

【０００６】このような方法に従って物体内部応力検出
を実行すれば、第１残留応力値と第３残留応力値との差
分は、検査対象物体からの素材除去によって解放された
内部力に起因する応力に相当すると考えられるので、こ
の差分に相当する応力を近傍点に発生させることができ
る素材除去面への荷重値を推定すれば、この推定された
荷重値は、前記内部力に等しいと考えることができる。
また、この内部力を前記素材除去面に加えた時に内部注
目点に発生する応力値を推定すれば、この推定された応
力は、前記内部力の解放によって失われた応力であると
考えることができる。そこで、この推定された応力を第
２残留応力に加算することによって、真の物体内部残留
応力に極近似した値を推定することができるのである。

【０００７】請求項２記載の物体内部残留応力検出方法
は、請求項１の荷重値推定段階では、前記素材除去面を
含む前記検査対象物体の形状を多数の節点によって示す
数値計算用物体形状モデルにおける前記素材除去面をな
す各節点に任意の荷重値を夫々設定し、荷重値が設定さ
れた数値計算用物体形状モデルに基づいて数値解析を実
行して前記近傍点に生じる残留応力を算出し、算出され
た残留応力と前記差分との差が所定許容値以下であれ
ば、前記数値計算用物体形状モデルに設定された荷重が
前記差分に相当する応力を前記近傍点に発生させるため
に前記素材除去面に加えるべき荷重値であると推定する
ことで、特定したものである。

【０００８】この数値解析としては、有限要素解析や境
界要素解析を用いることができる。請求項３記載の物体
内部残留応力検出方法は、請求項２の荷重推定段階で
は、前記算出された残留応力と前記差分との差が前記所
定許容値を超えていれば、前記数値計算用物体形状モデ
ルにおける前記素材除去面をなす各節点に設定された荷
重値を変更した後に、前記数値解析を再実行すること
で、特定したものである。

【０００９】請求項４記載の物体内部残留応力検出方法
は、請求項３において、数値計算用物体形状モデルにお
ける前記素材除去面をなす各節点に設定された荷重値を
変更する際には、前記算出された残留応力と前記差分と
の差が小さくなるように、感度解析後逐次２次計画法等
により前記荷重値を変更することで、特定したものであ
る。

【００１０】請求項５記載の物体内部残留応力検出方法
は、請求項１において、近傍点を複数個設定すること
で、特定したものである。請求項６記載の物体内部残留
応力検出方法は、請求項２又は３の数値解析が有限要素
解析又は境界要素解析であることで、特定したものであ
る。

【００１１】請求項７記載のコンピュータ可読媒体に格
納された物体内部残留応力検出プログラムは、コンピュ
ータに対して、検査対象物体表面における注目点の近傍
点で実測された第１残留応力を読み込ませ、前記検査対
象物体における前記注目点を含むが前記近傍点を含まな
い領域から素材を除去した後で、前記素材の除去によっ
て前記検査対象物体に形成された素材除去面における前
記注目点の直下の内部注目点で実測された第２残留応力
及び前記近傍点で実測された第３残留応力を読み込ま
せ、前記第１残留応力と前記第３残留応力との差分を算
出させ、前記差分に相当する応力を前記近傍点に発生さ
せるために前記素材除去面に加えるべき荷重値を推定さ
せ、推定された荷重値を前記素材除去面に加えた時に前
記内部注目点に生ずべき応力値を推定させ、推定された
応力を前記第２残留応力に加算させることを特徴とす
る。

【００１２】請求項８記載のコンピュータ可読媒体に格
納された物体内部残留応力検出プログラムは、コンピュ
ータに対して、前記荷重を推定させるために、前記素材
除去面を含む前記検査対象物体の形状を多数の節点によ
って示す数値計算用物体形状モデルを読み込ませ、この
数値計算用物体形状モデルにおける前記素材除去面をな
す各節点に任意の荷重値を夫々設定させ、荷重値が設定
された数値計算用物体形状モデルに基づいて数値解析を
実行させて前記近傍点に生じる残留応力を算出させ、算
出された残留応力と前記差分との差が所定許容値以下で
あれば、前記数値計算用物体形状モデルに設定された荷
重が前記差分に相当する応力を前記近傍点に発生させる
ために前記素材除去面に加えるべき荷重値であると推定
させることで、特定したものである。

【００１３】請求項９記載のコンピュータ可読媒体に格
納された物体内部残留応力検出プログラムは、コンピュ
ータに対して、前記算出された残留応力と前記差分との
差が前記所定許容値を超えていれば、前記数値計算用物
体形状モデルにおける前記素材除去面をなす各節点に設
定された荷重値を変更させた後に、前記数値解析を再実
行させることで、特定したものである。

【００１４】請求項１０記載のコンピュータ可読媒体に
格納された物体内部残留応力検出プログラムは、コンピ
ュータに対して、前記数値計算用物体形状モデルにおけ
る前記素材除去面をなす各節点に設定された荷重値を変
更させる際には、前記算出された残留応力と前記差分と
の差が小さくなるように、感度解析度逐次２次計画法等
により、前記荷重値を変更させることで、特定したもの
である。

【００１５】請求項１１記載のコンピュータ可読媒体に
格納された物体内部残留応力検出プログラムは、コンピ
ュータに対して、前記近傍点を複数個設定させること
で、特定したものである。

【００１６】請求項１２記載の発明は、請求項８又は９
の数値解析が有限要素解析又は境界要素解析であること
で、特定したものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態を説明する。 （物体内部残留応力検出の原理）本実施形態による物体
内部残留応力検出の原理は、素材除去前後における注目
点の近傍点（素材除去される領域外における物体表面上
の点）の応力実測値の変化量に基づき、この変化量と同
量の応力を生じさせるために素材除去面（素材除去によ
って生じた穴の内面）に加えるべき荷重，及び、この荷
重を素材除去面に加えた時に注目点に生じるであろう応
力を有限要素解析によって求め、求めた応力を注目点の
応力実測値に加算することによって物体内部の真の残留
応力の近似値を算出するというものである。以下、この
原理を詳しく説明する。

【００１８】図４乃至図６は、検出の第１ステップを示
す図である。これら各図に示すように、検出の第１ステ
ップでは、従来の手法と同じく、検査対象物体における
注目点ａ₀を含むが近傍点ａ₁〜ａ₄を含まない領域での
素材除去を行うとともに、露出した素材除去面において
注目点ａ₀に生じる残留応力（σ_xi0，σ_yi0，σ_zi0，但
し、ｉは素材除去の回数を示す。即ち、ｉ＝０は図４に
示す素材除去前における実測値を示し、ｉ＝１は図５に
示す１回目の素材除去時における実測値を示し、ｉ＝２
は図６に示す２回目の素材除去時における実測値を示
す）をＸ線測定によって実測する。ここで、検査対象物
体における「注目点ａ₀」とは、素材除去前の物体表面
と平行に設定したｘ−ｙ座標における特定の座標値を有
する全ての点を指す。但し、素材除去前の表面に位置す
る注目点ａ₀を特に「表面注目点」と言い、素材除去後
に素材除去面に露出する注目点ａ₀を特に「内部注目
点」と言うものとする。

【００１９】本実施形態においては、上述したように、
注目点ａ₀でのＸ線測定を行うと同時に、注目点ａ₀の近
傍点ａ₁〜ａ₄に生じる残留応力（σ_xij，σ_yij，
σ_zij，但し、ｊは各近傍点の識別番号を示す）をもＸ
線測定によって実測し、物体表面での残留応力の分布を
調べる。従って、近傍点の数が多ければ多いほど、検出
結果の精度が向上する。

【００２０】素材除去後のＸ線測定を完了すると、その
時点における各近傍点ａ₁〜ａ₄の残留応力実測値（σ
_xij，σ_yij，σ_zij）から素材除去前における残留応力
実測値（σ_x0j，σ_y0j，σ_z0j）を減算して、応力変化
量（Δσ_xij＝σ_xij−σ_x0j，Δσ_yij＝σ_yij−σ_y0j，
Δσ_zij＝σ_zij−σ_z0j）を算出する。その結果、図５
に示す１回目の素材除去時には応力変化量（Δσ_x1j＝
σ_x1j−σ_x0j，Δσ_y1j＝σ _y1j−σ_y0j，Δσ_z1j＝σ
_z1j−σ_z0j）が得られ、図６に示す２回目の素材除去時
には応力変化量（Δσ_x2j＝σ_x2j−σ_x0j，Δσ_y2j＝σ
_y2j−σ_y0j，Δσ_z2j＝σ_z2j−σ_z0j）が得られる。

【００２１】次に実行される検出の第２ステップでは、
検査対象物体の形状を多数の節点で示す数値計算用物体
形状（以下、「計算モデル」という）をコンピュータに
入力し、この計算モデルに対して有限要素解析を実行す
る。

【００２２】この計算モデルを構成するメッシュ（各節
点間を結ぶ線からなる格子）は、各回の素材除去によっ
て形成された素材除去面の形状に沿った形で設定されて
いる。即ち、計算モデルの最上層を構成するメッシュは
平面状に設定されているが、除去される素材に対応する
領域の下方においては、素材除去面の形状通りにメッシ
ュが設定されている。図７は、初期状態の計算モデルか
ら１回目の素材除去により除去される素材に対応するメ
ッシュを除去した状態，即ち、１回目の素材除去によっ
て形成される素材除去面に対応したメッシュが露出した
状態を示している。また、図７における素材除去面に対
応したメッシュの下には、２回目の素材除去によって形
成される素材除去面に対応したメッシュが存在してい
る。このように設定されるメッシュにおける各節点が、
有限要素として有限要素解析の計算に用いられる。

【００２３】有限要素解析では、素材除去の各段階毎
に、除去された素材に対応したメッシュを計算モデルか
ら除去し、除去によって表れた素材除去面上の節点（以
下、「内部作用点」という）の全てに夫々任意の荷重値
（Ｐ_xk，Ｐ_yk，Ｐ_zk，但し、ｋは内部作用点の識別番号
を示す）を作用させ（以下、当該荷重値を「作用点の反
力」ともいう）、これら各作用点の反力に起因して各接
点に生じる応力値を算出する。

【００２４】次に、有限要素解析によって算出された各
接点の応力値から、各近傍点ａ₁〜ａ₄に対応する節点に
生じる応力値（σ'_xj，σ'_yj，σ'_zj）を抽出する。そ
して、各近傍点ａ₁〜ａ₄毎に、抽出された各応力値
（σ'_xj，σ'_yj，σ'_zj）とその素材除去の段階におけ
る応力変化量（Δσ_xij，Δσ_yij，Δσ_zij）との差分
の二乗和を計算し、各近傍点ａ₁〜ａ₄について算出され
た各二乗和の総和を計算する。即ち、下記目的関数を計
算する。そして、目的関数の値（FUNK）が所定の許容値
以下であるか否かをチェックする。

【００２５】

【数１】

【００２６】そして、目的関数の値（FUNK）が所定許容
値を超えていれば、感度解析後最適化逐次二次計画法に
より、この目的関数の値（FUNK）を小さくすることがで
きる各作用点の反力の値（Ｐ_xk，Ｐ_yk，Ｐ_zk）を求め、
求めた各作用点の反力の値（Ｐ _xk，Ｐ_yk，Ｐ_zk）に基づ
いて有限要素解析を再実行する。

【００２７】このようにして、目的関数の値（FUNK）を
小さくする様追い込んでいった結果、目的関数の値（FU
NK）が所定許容値以下になった場合、その時点での有限
要素解析に用いられた各作用点の反力の値（Ｐ_xk，
Ｐ_yk，Ｐ_zk）は、その段階の素材除去によって解放され
た内部力に相当すると考えることができ、その時点での
有限要素解析によって算出された各接点の応力値は、当
該内部力の解放に因る残留応力実測値の減少分に相当す
ると考えられる。そこで、有限要素解析によって内部注
目点ａ₀について算出された応力値（σ'_x0，σ'_y0，σ'
_z0）とその素材除去の段階における当該内部注目点ａ₀
の残留応力実測値（σ_xi0，σ_yi0，σ_zi0）とを加算
し、加算結果（σ_xi＝σ_xi0＋σ'_x0，σ_yi＝σ_yi0＋σ'
_y0，σ_zi＝σ_zi0＋σ'_z0）を、その段階において素材除
去された深さにおける内部注目点ａ₀での物体内部残留
応力値の推定値とする。

【００２８】このようにして各素材除去段階における注
目点ａ₀の内部残留応力（の近似値）を検出すると、物
体の深さ方向における残留応力分布を知ることができる
のである。 （物体内部応力計算用コンピュータ）次に、以上に説明
した物体内部残留応力検出原理に従って物体内部残留応
力を計算する物体内部残留応力計算用コンピュータの構
成を説明する。図１のブロック図に示すように、この物
体内部応力計算用コンピュータは、物体内部残留応力計
算プログラムを格納したフロッピーディスクＦＤから当
該物体内部残留応力計算プログラムを読み出して実行す
るパーソナルコンピュータである。具体的には、物体内
部残留応力計算用コンピュータは、互いにバスＢによっ
て接続されたＣＰＵ１，ＲＡＭ２，ディスクドライブ
３，キーボード４，バスコントローラ５，及びＶＲＡＭ
６と、このＶＲＡＭ６に接続されたディスプレイ７とか
ら、構成されている。

【００２９】これらのうち、バスコントローラ５は、バ
スＢの状態を管理する装置である。キーボード４は、Ｃ
ＰＵ１に対する各種コマンドを入力するためにオペレー
タによって操作される装置である。

【００３０】ディスプレイ７は、ＣＰＵ１から指示され
た各種の情報を表示するための表示装置である。ＶＲＡ
Ｍ６は、ディスプレイ７によって表示されるべき情報が
書き込まれる画像メモリである。

【００３１】ディスクドライブ３は、ＣＰＵ１からの指
示に基づき、コンピュータ可読媒体であるフロッピーデ
ィスクＦＤにアクセスして、このフロッピーディスクＦ
Ｄに格納されている物体内部残留応力計算プログラムを
読み出す装置である。

【００３２】ＲＡＭ２は、ＣＰＵ１の作業領域が展開さ
れる主記憶装置であり、フロッピーディスクＦＤから読
み出された物体内部残留応力計算プログラムが、ＣＰＵ
１による処理に備えてページングされる。なお、このＲ
ＡＭ２内には、ＣＰＵ１が物体内部残留応力計算プログ
ラムを実行することにより、測定値保持部２１，応力変
化量保持部２２，及び、計算モデル保持部２３が、形成
される。

【００３３】コンピュータであるＣＰＵ１は、物体内部
残留応力計算用コンピュータ全体の制御を行う中央処理
装置であり、プロッピーディスクＦＤから読み込んだ物
体内部残留応力計算プログラムを実行することによっ
て、素材除去をしつつ検出対象物体をＸ線測定して得た
残留応力実測値（σ_xij，σ_yij，σ_zij）に基づいて、
物体内部における残留応力分布を検出する。なお、物体
内部残留応力計算プログラムを読み込んだＣＰＵ１は、
図１に示すように、測定値入力部１１，応力変化量計算
部１２，荷重値設定部１３，有限要素解析部１４，目的
関数計算部１５，及び内部応力推定部１６の各機能を、
生じる。

【００３４】これらのうち、測定値入力部１１は、オペ
レータに対して残留応力実測又は／及び素材除去及び実
測値の入力を促す表示をディスプレイ７上で行うととも
に、これに応じてオペレータがキーボード４を介して入
力した残留応力実測値の各方向成分を、各変数σ_xij，
σ_yij，σ_zijに代入して、ＲＡＭ２内の測定値保持部２
１に格納する。

【００３５】応力変化量計算部１２は、測定値保持部２
１に格納されている各近傍点ａ₁〜ａ₄の素材除去前にお
ける残留応力実測値の各方向成分（σ_x0j，σ_y0j，σ
_z0j）及び素材除去後における残留応力実測値の各方向
成分（σ_xij，σ_yij，σ_zij）に基づいて応力変化量の
各方向成分（Δσ_xij，Δσ_yij，Δσ_zij）を計算し、
算出した応力変化量の各方向成分（Δσ_xij，Δσ_yij，
Δσ_zij）を応力変化量保持部２２に格納する。

【００３６】荷重値設定部１３は、ＲＡＭ２内の計算モ
デル保持部２３に保持されている計算モデルの各内部作
用点に夫々上記荷重値（Ｐ_xk，Ｐ_yk，Ｐ_zk）を設定す
る。このとき、荷重値設定部１３は、初期においては荷
重値（Ｐ_xk，Ｐ_yk，Ｐ_zk）を任意に設定する。それ以降
は、目的関数計算部１５における処理の結果に基づいて
上記感度解析後の最適化逐次２次計画法を実行し、これ
によって求められた荷重値（Ｐ_xk，Ｐ_yk，Ｐ_zk）を計算
モデルの各内部作用点に設定する。

【００３７】有限要素解析部１４は、計算モデル保持部
２３に保持されている計算モデルに基づいて上述した有
限要素解析を行い、各接点に生じる応力値を算出し、算
出した各応力値を目的関数計算部１５に通知する。

【００３８】目的関数計算部１５は、有限要素解析部１
４から通知された各応力値から各近傍点ａ₁〜ａ₄に対応
した各節点に生じる応力値（σ'_xj，σ'_yj，σ'_zj）を
抽出するとともに、応力変化量保持部２２に保持されて
いる各近傍点ａ₁〜ａ₄の応力変化量（Δσ_xij，Δ
σ_yij，Δσ_zij）を読み出し、これらに基づいて上記目
的関数を計算する。そして、目的関数の値（FUNK）が所
定許容値を超えていれば、荷重値設定部１３に対して新
たな荷重値（Ｐ_xk，Ｐ_yk，Ｐ_zk）の設定を指示し、目的
関数の値（FUNK）が所定許容値以下となっていれば、有
限要素解析部１４から通知された各応力値から内部注目
点ａ₀に対応した節点に生じる応力値（σ'_x0，σ'_y0，
σ'_z0）を抽出して、内部応力推定部１６に通知する。

【００３９】内部応力推定部１６は、目的関数計算部１
５から通知された応力値の各方向成分（σ'_x0，σ'_y0，
σ'_z0）に測定値保持部２１に保持されている内部注目
点ａ₀の物体内部残留応力実測値の各方向成分（σ_xi0，
σ_yi0，σ_zi0）を加算することによって、注目点ａ₀の
内部残留応力の推定値（σ_xi，σ_yi，σ_zi）を計算し、
これをディスプレイ７上に表示する。 （プログラムの内容）次に、フロッピーディスクＦＤか
ら物体内部残留応力算出プログラムを読み込んだＣＰＵ
１が実行する処理の流れを、図２及び図３に基づいて説
明する。

【００４０】ＣＰＵ１１は、キーボード１４を介して操
作者によってスタートコマンドが入力されると、図２の
「スタート」位置から物体内部残留応力算出プログラム
の実行を開始する。

【００４１】スタート後最初のＳ０１では、ＣＰＵ１
は、素材除去の回数を示す変数ｉを初期化して“０”と
設定する。次のＳ０２では、ＣＰＵ１は、検査対象物体
の表面注目点ａ₀の残留応力の実測を促す旨をディスプ
レイ７上に表示するとともに、この表示に応じてキーボ
ード４を介して入力された残留応力実測値の各方向成分
を各変数σ_x00，σ_y00，σ _z00に代入する。

【００４２】次のＳ０３では、ＣＰＵ１は、検査対象物
体の表面における各近傍点ａ₁〜ａ₄の残留応力（第１残
留応力）の実測を促す旨をディスプレイ７上に表示する
とともに、この表示に応じてキーボードを介して入力さ
れた近傍点ａ₁の残留応力実測値の各方向成分を各変数
σ_x01，σ_y01，σ_z01に、近傍点ａ₂の残留応力実測値の
各方向成分を各変数σ_x02，σ_y02，σ_z02に、近傍点ａ₃
の残留応力実測値の各方向成分を各変数σ_x03，σ_y03，
σ_z03に、近傍点ａ₄の残留応力実測値の各方向成分を各
変数σ_x04，σ_y04，σ_z04に、夫々代入する（第１測定
段階に相当）。

【００４３】次に、ＣＰＵ１は、素材除去の各段階にお
ける応力変化量（Δσ_xij，Δσ_yij，Δσ_zij）を得る
ために、Ｓ０４乃至Ｓ０９のループ処理を実行する。こ
のループ処理に入って最初のＳ０４では、ＣＰＵ１は、
検査対象物体における注目点ａ₀を含むが各近傍点ａ₁〜
ａ₄を含まない領域の素材を規定量（深さ）だけ除去す
る様促す旨を、ディスプレイ７上に表示する（素材除去
段階に相当）。

【００４４】次のＳ０５では、ＣＰＵ１は、変数ｉを一
つインクリメントする。次のＳ０６では、ＣＰＵ１は、
検査対象物体の素材除去面における内部注目点ａ₀の残
留応力（第２残留応力）の測定を促す旨をディスプレイ
７上に表示するとともに、この表示に応じてキーボード
４を介して入力された残留応力実測値の各方向成分を各
変数σ_xi0，σ_yi0，σ_zi0に代入する。

【００４５】次のＳ０７では、ＣＰＵ１は、検査対象物
体の表面における各近傍点ａ₁〜ａ₄の残留応力（第３残
留応力）の実測を促す旨をディスプレイ７上に表示する
とともに、この表示に応じてキーボードを介して入力さ
れた近傍点ａ₁の残留応力実測値を各変数σ_xi1，
σ_yi1，σ_zi1に、近傍点ａ₂の残留応力実測値の各方向
成分を各変数σ_xi2，σ_yi2，σ_zi2に、近傍点ａ₃の残留
応力実測値の各方向成分を各変数σ_xi3，σ_yi3，σ_zi3
に、近傍点ａ₄の残留応力実測値の各方向成分を各変数
σ_xi4，σ_yi4，σ_zi4に、夫々代入する。以上のＳ０６
及びＳ０７が第２測定段階に相当する。

【００４６】次のＳ０８では、ＣＰＵ１は、各変数に対
して以下の差分算出演算を実行し、各近傍点ａ₁〜ａ₄の
応力変化量の各方向成分を示す各変数（Δσ_xij，Δσ
_yij，Δσ_zij）に代入する（差分算出段階に相当）。

【００４７】

【数２】 Δσ_xi1＝σ_xi1−σ_x01，Δσ_yi1＝σ_yi1−σ_y01，Δσ_zi1＝σ_zi1−σ_z01 Δσ_xi2＝σ_xi2−σ_x02，Δσ_yi2＝σ_yi2−σ_y02，Δσ_zi2＝σ_zi2−σ_z02 Δσ_xi3＝σ_xi3−σ_x03，Δσ_yi3＝σ_yi3−σ_y03，Δσ_zi3＝σ_zi3−σ_z03 Δσ_xi4＝σ_xi4−σ_x04，Δσ_yi4＝σ_yi4−σ_y04，Δσ_zi4＝σ_zi4−σ_z04 次のＳ０９では、ＣＰＵ１は、検査対象物体からの素材
除去が目的とする深さまで達したか否かを、現時点での
変数ｉの値に基づいてチェックする。そして、未だ検査
対象物体からの素材除去が目的とする深さまで達してい
ない場合には、ＣＰＵ１は、処理をＳ０４に戻す。これ
に対して検査対象物体からの素材除去が目的とする深さ
まで達している場合には、ＣＰＵ１は、処理をＳ１０に
進める。

【００４８】Ｓ１０では、ＣＰＵ１は、フロッピーディ
スク３から計算モデルを読み出して、計算モデル保持部
２３に格納する。次のＳ１１では、ＣＰＵ１は、変数ｉ
を“１”に設定し直す。

【００４９】次に、ＣＰＵ１は、計算モデル上で素材
（メッシュ）の除去を行いつつ内部応力値の近似値を算
出するために、Ｓ１２乃至Ｓ２２のループ処理を実行す
る。このループ処理に入って最初のＳ１２では、ＣＰＵ
１は、計算モデル上で規定量の素材（メッシュ）の除去
を行い、現在の露出面下に存する素材除去面のメッシュ
を露出させる。

【００５０】次のＳ１３では、ＣＰＵ１は、計算モデル
の素材除去面に位置する各内部作用点に、夫々、任意の
荷重値（Ｐ_xk，Ｐ_yk，Ｐ_zk）を設定する。次に、ＣＰＵ
１は、各近傍点ａ₁〜ａ₄の応力変化量に近似した応力値
を発生させる荷重値を推定するために、Ｓ１４乃至Ｓ１
７のサブループ処理を実行する（荷重値推定段階に相
当）。このサブループ処理に入って最初のＳ１４では、
ＣＰＵ１は、Ｓ１３（又はＳ１８）にて設定された各荷
重値（Ｐ_xk，Ｐ_yk，Ｐ_zk）を作用させた場合における各
節点（内部注目点ａ₀及び各近傍点ａ₁〜ａ₄）の応力値
（の各方向成分）を、有限要素解析によって算出する。

【００５１】次のＳ１５では、ＣＰＵ１は、Ｓ１４にて
算出した各応力値の各方向成分から、各近傍点ａ₁〜ａ₄
に対応する節点に生じる応力値の各方向成分（σ'_xj，
σ'_yj，σ'_zj）を抽出する。

【００５２】次のＳ１６では、ＣＰＵ１は、Ｓ１５にて
抽出した各応力値の各方向成分（σ'_xj，σ'_yj，
σ'_zj），及び、Ｓ０８にて算出した各変数（Δσ_xij，
Δσ_yij，Δσ_zij）のうちサブインデックスｉが現時点
での変数ｉと一致するものに基づいて、上記目的関数の
値（FUNK）を算出する。

【００５３】次のＳ１７では、ＣＰＵ１は、Ｓ１６にて
算出された目的関数の値（FUNK）が所定の許容値以下で
あるか否かをチェックする。そして、未だ目的関数の値
（FUNK）が所定の許容値を超えている場合には、ＣＰＵ
１は、処理をＳ１８に進める。 Ｓ１８では、ＣＰＵ１
は、感度解析後最適化逐次２次計画法によって新たな荷
重値（Ｐ_xk，Ｐ_yk，Ｐ_zk）を求め、求めた荷重値
（Ｐ_xk，Ｐ_yk，Ｐ_zk）を、計算モデルの素材除去面に位
置する各内部作用点に夫々設定する。このＳ１８の完了
後、ＣＰＵ１は、処理をＳ１４に戻す。

【００５４】これに対して、以上のＳ１４乃至Ｓ１８の
サブループ処理を繰り返した結果、目的関数の値（FUN
K）が所定の許容値以下であるとＳ１７にて判定した場
合には、ＣＰＵ１は、処理をＳ１９に進める。

【００５５】Ｓ１９では、ＣＰＵ１は、直前に実行され
たＳ１４にて算出した各応力値の各方向成分から、内部
注目点ａ₀に生じる応力値の各方向成分（σ'_x0，
σ'_y0，σ' _z0）を抽出する（応力推定段階に相当）。

【００５６】次のＳ２０では、ＣＰＵ１は、Ｓ０６にて
入力した各変数（σ_xi0，σ_yi0，σ _zi0）のうちサブイ
ンデックスｉが現時点での変数ｉと一致するものを抽出
する。そして、抽出した各変数（σ_xi0，σ_yi0，
σ_zi0）とＳ１９にて抽出した応力値の各方向成分（σ'
_x0，σ'_y0，σ'_z0）に対して以下の演算を実行し、上記
規定量のｉ倍の深さにおける内部注目点ａ₀の内部残留
応力値の各方向成分の推定値（σ_xi，σ_yi，σ_zi）を算
出する（物体内部残留応力算出段階に相当）。

【００５７】

【数３】σ_xi＝σ_xi0＋σ'_x0 σ_yi＝σ_yi0＋σ'_y0 σ_zi＝σ_zi0＋σ'_z0 次のＳ２１では、ＣＰＵ１は、計算モデルからの素材除
去が目的とする深さまで達したか否かを、現時点での変
数ｉの値に基づいてチェックする。そして、未だ計算モ
デルからの素材除去が目的とする深さまで達していない
場合には、ＣＰＵ１は、Ｓ２２にて変数ｉをインクリメ
ントした後に、処理をＳ１２に戻す。これに対して計算
モデルからの素材除去が目的とする深さまで達している
場合には、ＣＰＵ１は、この物体内部残留応力検出処理
を終了する。 （物体内部残留応力検出のシュミレーション例）次に、
本実施形態による物体内部残留応力検出の精度を検証す
るために行ったシュミレーション例を説明する。このシ
ュミレーション例では、上記第２ステップ（Ｓ１０〜Ｓ
２２）の計算に用いる計算モデルの他に、検査対象物体
の形状を示す計算モデルを用意する。そして、この計算
モデルに対して有限要素解析による弾塑性計算を実行し
て荷重除荷後の残留応力分布を求め、この残留応力分布
における注目節点に相当する上下方向に並んだ要素の残
留応力を真の物体内部残留応力とするとともに、注目節
点に相当する要素の側面に沿って上方から順次切断（要
素解放）する過程における残量応力分布の変化を求め
る。図８には、このシュミレーションに用いられた計算
モデルＭの形状（注目要素の側面に沿って若干切断［素
材除去］した状態）及び寸法が、斜視図として示されて
いる。この計算モデルＭの両端下面に接している二つの
三角柱Ｆ，Ｆは、荷重の負荷時における支点の位置を示
している。また、計算モデルＭの上面に接している矢印
は、荷重の負荷時における作用点の位置を示している。
即ち、この計算モデルＭは４点曲げモデルである。な
お、図８における網掛け部分は、荷重除荷後における有
限要素解析による計算に用いられる１／４モデルＭ’を
示す。図９は、この１／４モデルＭ’を構成する各要素
の大きさ及び各要素に付された番号を、側面図として示
す図である。この図９に示される各要素の中心は、上記
第２ステップ（Ｓ１０〜Ｓ２２）に用いられる計算モデ
ルの節点の位置に相当している。なお、図９に示す各要
素のうち、要素１，２０，３９，５８，７７は注目点ａ
₀に対応する要素（注目要素）であり、要素１，３，５
は各近傍点ａ₁〜ａ₄に対応する要素である。

【００５８】この計算モデルＭに対して、図１０に示す
グラフの通りに荷重条件を変化させつつ有限要素解析を
行い、荷重除荷後における残留応力の分布をシュミレー
トした。図１１の（１）欄は、この有限要素解析によっ
てシュミレートされた荷重除荷後における残留応力の分
布を示す。このうち要素１の残留応力は、表面注目点ａ
₀の残留応力実測値として用いられる。また、要素２０
の残留応力は注目点下０．５ｍｍの内部残留応力の真の
値として用いられ、要素３９の残留応力は注目点下１．
５ｍｍの内部残留応力の真の値として用いられ、要素５
８の残留応力は注目点下２．５ｍｍの内部残留応力の真
の値として用いられ、要素７７の残留応力は注目点下
３．５ｍｍの内部残留応力の真の値として用いられる。
また、要素１，３，５の残留応力は、物体表面における
各近傍点ａ₁〜ａ₃の残留応力実測値として用いられる
（この例では、表面注目点ａ₀とこれに隣接する近傍点
ａ₁〜ａ ₃とが非常に近接している状態を想定しているの
で、要素１の残留応力は表面注目点ａ₀の残留応力実測
値として用いられるとともに近傍点ａ₁〜ａ₃の残留応力
実測値としても用いられる。）。

【００５９】次に、計算モデルＭにおける要素１の左側
面を表面から１ｍｍ切断（側方に対する拘束を１点解
放，表面注目点ａ₀を含む領域を０．５ｍｍ素材除去す
ることに相当）した時の残留応力分布の変化を有限要素
解析によりシュミレートした。図１１の（２）欄は、こ
の変化後における残留応力の分布を示す。このうち要素
２０の残留応力は、素材除去面における内部注目点ａ₀
の残留応力実測値として用いられる。また、要素１，
３，５の残留応力は、物体表面における各近傍点ａ ₁〜
ａ₃の残留応力実測値として用いられる。また、図１１
の（１）−（２）欄は、各近傍点ａ₁〜ａ₃の応力変化量
を示す。この（１）−（２）欄に示された各応力変化量
に基づいて上記第２ステップ（Ｓ１０〜Ｓ２２）の計算
を行って注目点下０．５ｍｍの物体内部残留応力を推定
した推定値は、図１２（ａ）のグラフにプロットした通
りである。また、図１１の（１）欄における要素１，
３，５の残留応力及び図１２（ａ）に示す物体内部残留
応力の推定値に基づいて推測した検査対象物体内部の残
留応力分布を、図１２（ｂ）のグラフに示す。

【００６０】次に、計算モデルＭにおける要素１の左側
面を表面から２ｍｍ切断（側方に対する拘束を２点解
放，表面注目点ａ₀を含む領域を１．５ｍｍ素材除去す
ることに相当）した時の残留応力分布の変化を有限要素
解析によりシュミレートした。図１１の（３）欄は、こ
の変化後における残留応力の分布を示す。このうち要素
３９の残留応力は、素材除去面における内部注目点ａ₀
の残留応力実測値として用いられる。また、要素１，
３，５の残留応力は、物体表面における各近傍点ａ ₁〜
ａ₃の残留応力実測値として用いられる。また、図１１
の（１）−（３）欄は、各近傍点ａ₁〜ａ₃の応力変化量
を示す。この（１）−（３）欄に示された各応力変化量
に基づいて上記第２ステップ（Ｓ１０〜Ｓ２２）の計算
を行って注目点下０．５ｍｍの物体内部残留応力を推定
した推定値は、図１３（ａ）のグラフにプロットした通
りである。また、図１１の（１）欄における要素１，
３，５の残留応力及び図１３（ａ）に示す物体内部残留
応力の推定値に基づいて推測した検査対象物体内部の残
留応力分布を、図１３（ｂ）のグラフに示す。

【００６１】次に、計算モデルＭにおける要素１の左側
面を表面から３ｍｍ切断（側方に対する拘束を３点解
放，表面注目点ａ₀を含む領域を２．５ｍｍ素材除去す
ることに相当）した時の残留応力分布の変化を有限要素
解析によりシュミレートした。図１１の（４）欄は、こ
の変化後における残留応力の分布を示す。このうち要素
５８の残留応力は、素材除去面における内部注目点ａ₀
の残留応力実測値として用いられる。また、要素１，
３，５の残留応力は、物体表面における各近傍点ａ ₁〜
ａ₃の残留応力実測値として用いられる。また、図１１
の（１）−（４）欄は、各近傍点ａ₁〜ａ₃の応力変化量
を示す。この（１）−（４）欄に示された各応力変化量
に基づいて上記第２ステップ（Ｓ１０〜Ｓ２２）の計算
を行って注目点下２．５ｍｍの物体内部残留応力を推定
した推定値は、図１４（ａ）のグラフにプロットした通
りである。また、図１１の（１）欄における要素１，
３，５の残留応力及び図１４（ａ）に示す物体内部残留
応力の推定値に基づいて推測した検査対象物体内部の残
留応力分布を、図１４（ｂ）のグラフに示す。

【００６２】次に、計算モデルＭにおける要素１の左側
面を表面から４ｍｍ切断（側方に対する拘束を４点解
放，表面注目点ａ₀を含む領域を３．５ｍｍ素材除去す
ることに相当）した時の残留応力分布の変化を有限要素
解析によりシュミレートした。図１１の（５）欄は、こ
の変化後における残留応力の分布を示す。このうち要素
５８の残留応力は、素材除去面における内部注目点ａ₀
の残留応力実測値として用いられる。また、要素１，
３，５の残留応力は、物体表面における各近傍点ａ ₁〜
ａ₃の残留応力実測値として用いられる。また、図１１
の（１）−（５）欄は、各近傍点ａ₁〜ａ₃の応力変化量
を示す。この（１）−（５）欄に示された各応力変化量
に基づいて上記第２ステップ（Ｓ１０〜Ｓ２２）の計算
を行って注目点下３．５ｍｍの物体内部残留応力を推定
した推定値は、図１５（ａ）のグラフにプロットした通
りである。また、図１１の（１）欄における要素１，
３，５の残留応力及び図１５（ａ）に示す物体内部残留
応力の推定値に基づいて推測した検査対象物体内部の残
留応力分布を、図１５（ｂ）のグラフに示す。

【００６３】以上のシュミレーションの結果をまとめた
のが図１６のグラフである。このグラフにおける実線
は、検査対象物体内部の真の残留応力（図１１の(１)欄
に記載された要素１，２０，３９，５８，７７の残留応
力）を示し、破線は従来の物体内部残留応力検出手法に
従って測定した残留応力（図１１の(２)欄に記載された
要素２０の残留応力，(３)欄に記載された要素３９の残
留応力，(４)欄に記載された要素５８の残留応力，(５)
欄に記載された要素５８の残留応力）を示し、一点鎖線
は本実施形態による物体内部残留応力検出手法によって
推定した残留応力の近似値（図１２(ａ)に示した注目点
下０．５ｍｍの物体内部残留応力推定値，図１３(ａ)に
示した注目点下１．５ｍｍの物体内部残留応力推定値，
図１４(ａ)に示した注目点下２．５ｍｍの物体内部残留
応力推定値，図１５(ａ)に示した注目点下３．５ｍｍの
物体内部残留応力推定値）を示す。この図１６から明ら
かなように、本実施形態の物体内部残留応力検出手法に
よれば、従来における物体内部残留応力検出手法より
も、真の物体内部残留応力値に近似した値が得られる事
が解る。 （実施例）次に、本実施形態の物体内部残留応力検出手
法を用いて実際の物体の内部残留応力の測定を行った実
施例の結果を、説明する。

【００６４】本実施例では、図１７に示す寸法を有する
試験片Ｐ（即ち、図８に示す計算モデルと同形状に形成
した材質Ｓ４５Ｃの角柱）を用意した。そして、試験に
先立ち、加工に起因する初期残留応力を除去するため
に、７００°Ｃで１時間真空焼き鈍し、その後、炉冷し
た。

【００６５】試験においては、先ず、上述したシュミレ
ーション例と同様に、試験片Ｐを４点曲げで１６ton荷
重した後に除荷することにより、残留応力を発生させ
た。そして、図１７中の円で囲んだ部分の拡大図である
図１８に示すように、試験片Ｐの上面中央に設定した表
面注目点α，及び、その隣接点β，γ，δにおいて、残
留応力をＸ線測定によって実測した。なお、表面注目点
αから各隣接点β，γ，δまでの距離は、βまでが１ｍ
ｍであり、γまでが５ｍｍであり、δまでが９ｍｍであ
る。また、この試験片Ｐは長尺の棒状であるので、同一
断面の同一高さ位置においては、均一に残留応力が発生
する。そこで、検出片Ｐの側面上の注目点α₁と同一断
面に沿った３点ε，ζ，ηにおいてＸ線測定を行い、検
出目標とする真の残留応力の実測値を得た。なお、試験
片Ｐの上面から各点ε，ζ，ηまでの距離は、εまでが
１ｍｍであり、ζまでが２ｍｍであり、ηまでが３ｍｍ
である。図２０のグラフに、表面注目点α（α₁），及
び各点ε，ζ，ηでの残留応力実測値（絶対値）をプロ
ットした。

【００６６】次に、表面注目点αを含むが近傍点β〜δ
を含まない領域において２ｍｍの深さに達するまで素材
除去を行い、素材除去面における内部注目点α’，及
び、各隣接点β，γ，δにおいて、残留応力をＸ線測定
によって実測した。このときの内部注目点α’での実測
値は、従来の物体内部残留応力検出手法による検出値そ
のものであり、図２０において、その絶対値を“α₂”
としてプロットした。

【００６７】次に、各隣接点β，γ，δでの素材除去前
における実測値と素材除去後における実測値とに基づい
て、各隣接点β，γ，δでの素材除去前後における応力
変化量を算出した。そして、算出された応力変化量に基
づき上述した第２ステップの計算を実行して、深さ２ｍ
ｍにおける内部残留応力の推定値を得た。この推定値
（絶対値）を図２０において“α₃”としてプロットし
た。また、この“α₃”に基づいて推定した内部残留応
力の分布を破線により示した。

【００６８】図２０に示す本実施例の結果から明らかな
ように、本実施形態による物体内部残留応力検出方法に
よれば、真の物体内部残留応力に極く近似した推定値を
得ることができる。

【００６９】なお、本実施形態においては、図３のＳ１
４において各節点の応力値を有限要素解析によって計算
していたが、これに代えて境界要素解析によって計算し
ても良い。

【００７０】

【発明の効果】以上のように構成された本発明の物体内
部残留応力検出方法及びコンピュータ可読媒体に格納さ
れた物体内部残留応力プログラムによれば、素材除去に
起因する注目点の近傍点における応力変化量に基づいて
素材除去によって開放された内部力を推定し、推定され
た内部力に因る応力値を実測値に加算することによっ
て、物体内部の真の残留応力値の近似値を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態による物体内部残留応力算
出用コンピュータの回路構成を示すブロック図

【図２】 図２のＣＰＵが物体内部残留応力算出プログ
ラムに従って実行する処理の内容を示すフローチャート

【図３】 図２のＣＰＵが物体内部残留応力算出プログ
ラムに従って実行する処理の内容を示すフローチャート

【図４】 素材除去前の検査対象物体表面におけるＸ線
測定点を示す図

【図５】 一回目の素材除去後におけるＸ線測定点を示
す図

【図６】 二回目の素材除去後におけるＸ線測定点を示
す図

【図７】 計算モデルの構造を示す図

【図８】 本発明の実施形態を実証するシュミレーショ
ンに用いられる計算モデルを示す図

【図９】 図８の計算モデル中の１／４モデルを構成す
る各要素を示す図

【図１０】 図８の計算モデルに対する荷重条件を示す
グラフ

【図１１】 シュミレーションによって得られた各応力
値を示す表

【図１２】 １ｍｍ切断時における応力変化量に基づく
物体内部残留応力の推定値を示すグラフ（ａ），及び推
測された応力分布を示すグラフ（ｂ）

【図１３】 ２ｍｍ切断時における応力変化量に基づく
物体内部残留応力の推定値を示すグラフ（ａ），及び推
測された応力分布を示すグラフ（ｂ）

【図１４】 ３ｍｍ切断時における応力変化量に基づく
物体内部残留応力の推定値を示すグラフ（ａ），及び推
測された応力分布を示すグラフ（ｂ）

【図１５】 ４ｍｍ切断時における応力変化量に基づく
物体内部残留応力の推定値を示すグラフ（ａ），及び推
測された応力分布を示すグラフ（ｂ）

【図１６】 各推定値を真の残留応力値及び従来手法に
よって検出される残留応力値と比較したグラフ

【図１７】 本発明の実施形態による物体内部残留応力
検出の実施例に用いられた試験片の形状を示す斜視図

【図１８】 図１７の試験片における素材除去前におけ
るＸ線測定位置を示す部分拡大図

【図１９】 図１７の試験片における素材除去後におけ
るＸ線測定位置を示す部分拡大図

【図２０】 本実施例による検出結果を真の残留応力値
及び従来手法によって検出される残留応力値と比較した
グラフ

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ ＲＡＭ ３ ディスクドライブ １１ 測定値入力部 １２ 応力変化量計算部 １３ 荷重値設定部 １４ 有限要素解析部 １５ 目的関数計算部 １６ 内部応力推定部 ２１ 測定値保持部 ２２ 応力変化量保持部 ２３ 計算モデル保持部 ＦＤ フロッピーディスク

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年４月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 敏 愛媛県新居浜市惣開町５番２号住友重機械 工業株式会社新居浜製造所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象物体表面における注目点の近傍点
   での第１残留応力を実測する第１測定段階と、 前記検査対象物体における前記注目点を含むが前記近傍
   点を含まない領域から素材を除去する素材除去段階と、 この素材の除去によって前記検査対象物体に形成された
   素材除去面における前記注目点の直下の内部注目点での
   第２残留応力を実測するとともに前記近傍点での第３残
   留応力を実測する第２測定段階と、 前記第１残留応力と前記第３残留応力との差分を算出す
   る差分算出段階と、 前記差分に相当する応力を前記近傍点に発生させるため
   に前記素材除去面に加えるべき荷重値を推定する荷重値
   推定段階と、 推定された荷重値を前記素材除去面に加えた時に前記内
   部注目点に生ずべき応力を推定する応力推定段階と、 推定された応力を前記第２残留応力に加算する物体内部
   残留応力算出段階とからなることを特徴とする物体内部
   残留応力検出方法。
2. 【請求項２】前記荷重値推定段階では、 前記素材除去面を含む前記検査対象物体の形状を多数の
   節点によって示す数値計算用物体形状モデルにおける前
   記素材除去面をなす各節点に任意の荷重値を夫々設定
   し、 荷重値が設定された数値計算用物体形状モデルに基づい
   て数値解析を実行して前記近傍点に生じる残留応力を算
   出し、 算出された残留応力と前記差分との差が所定許容値以下
   であれば、前記数値計算用物体形状モデルに設定された
   荷重が、前記差分に相当する応力を前記近傍点に発生さ
   せるために前記素材除去面に加えるべき荷重値であると
   推定することを特徴とする請求項１記載の物体内部残留
   応力検出方法。
3. 【請求項３】前記荷重推定段階では、前記算出された残
   留応力と前記差分との差が前記所定許容値を超えていれ
   ば、前記数値計算用物体形状モデルにおける前記素材除
   去面をなす各節点に設定された荷重値を変更した後に、
   前記数値解析を再実行することを特徴とする請求項２記
   載の物体内部残留応力検出方法。
4. 【請求項４】前記数値計算用物体形状モデルにおける前
   記素材除去面をなす各節点に設定された荷重値を変更す
   る際には、前記算出された残留応力と前記差分との差が
   小さくなるように、前記荷重値を感度解析後逐次２次計
   画方等により変更することを特徴とする請求項３記載の
   物体内部残留応力検出方法。
5. 【請求項５】前記近傍点を複数個設定することを特徴と
   する請求項１記載の物体内部残留応力検出方法。
6. 【請求項６】前記数値解析は有限要素解析又は境界要素
   解析であることを特徴とする請求項２又は３記載の物体
   内部残留応力検出方法。
7. 【請求項７】コンピュータに対して、 検査対象物体表面における注目点の近傍点で実測された
   第１残留応力を読み込ませ、 前記検査対象物体における前記注目点を含むが前記近傍
   点を含まない領域から素材を除去した後で、前記素材の
   除去によって前記検査対象物体に形成された素材除去面
   における前記注目点の直下の内部注目点で実測された第
   ２残留応力及び前記近傍点で実測された第３残留応力を
   読み込ませ、 前記第１残留応力と前記第３残留応力との差分を算出さ
   せ、 前記差分に相当する応力を前記近傍点に発生させるため
   に前記素材除去面に加えるべき荷重値を推定させ、 推定された荷重値を前記素材除去面に加えた時に前記内
   部注目点に生ずべき応力を推定させ、 推定された応力を前記第２残留応力に加算させる物体内
   部残留応力検出プログラムを格納したコンピュータ可読
   媒体。
8. 【請求項８】前記物体内部残留応力検出プログラムは、
   前記コンピュータに対して、 前記荷重を推定させるために、 前記素材除去面を含む前記検査対象物体の形状を多数の
   節点によって示す数値計算用物体形状モデルを読み込ま
   せ、 この数値計算用物体形状モデルにおける前記素材除去面
   をなす各節点に任意の荷重値を夫々設定させ、 荷重値が設定された数値計算用物体形状モデルに基づい
   て数値解析を実行させて前記近傍点に生じる残留応力を
   算出させ、 算出された残留応力と前記差分との差が所定許容値以下
   であれば、前記数値計算用物体形状モデルに設定された
   荷重が、前記差分に相当する応力を前記近傍点に発生さ
   せるために前記素材除去面に加えるべき荷重値であると
   推定させることを特徴とする請求項７記載のコンピュー
   タ可読媒体。
9. 【請求項９】前記物体内部残留応力検出プログラムは、
   前記コンピュータに対して、 前記算出された残留応力と前記差分との差が前記所定許
   容値を超えていれば、前記数値計算用物体形状モデルに
   おける前記素材除去面をなす各節点に設定された荷重値
   を変更させた後に、前記数値解析を再実行させることを
   特徴とする請求項８記載のコンピュータ可読媒体。
10. 【請求項１０】前記物体内部残留応力検出プログラム
    は、前記コンピュータに対して、 前記数値計算用物体形状モデルにおける前記素材除去面
    をなす各節点に設定された荷重値を変更させる際には、
    前記算出された残留応力と前記差分との差が小さくなる
    ように、感度解析後逐次２次計画法等により前記荷重値
    を変更させることを特徴とする請求項９記載のコンピュ
    ータ可読媒体。
11. 【請求項１１】前記物体内部残留応力検出プログラム
    は、前記コンピュータに対して、 前記近傍点を複数個設定させることを特徴とする請求項
    ７記載の物体内部残留応力検出方法。
12. 【請求項１２】前記数値解析は有限要素解析又は境界要
    素解析であることを特徴とする請求項８又は９記載のコ
    ンピュータ可読媒体