JPS5946503A - クラツク深さ測定方法 - Google Patents
クラツク深さ測定方法Info
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- JPS5946503A JPS5946503A JP15638582A JP15638582A JPS5946503A JP S5946503 A JPS5946503 A JP S5946503A JP 15638582 A JP15638582 A JP 15638582A JP 15638582 A JP15638582 A JP 15638582A JP S5946503 A JPS5946503 A JP S5946503A
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- Japan
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- echo
- tip
- longitudinal wave
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- Pending
Links
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- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、表面に開口したクラックの深さを高精度に測
定する方法に関する。
定する方法に関する。
従来表面開口クラックの非破壊的な測定方法としては、
表面波の伝播時間よシ測定する方法、クラック先端より
の端部エコーを用いて測定する方法などが報告されてい
た。しかし、クラックを廻シ込む表面波にしろ、端部エ
コーにしろ、非常に微弱であるため付随する他のエコー
との判別が難かしく、このような方法が適用できるのは
条件のいい極く一部の場合に限られ、また精度的な点、
測定が面倒な点などにも問題があった。
表面波の伝播時間よシ測定する方法、クラック先端より
の端部エコーを用いて測定する方法などが報告されてい
た。しかし、クラックを廻シ込む表面波にしろ、端部エ
コーにしろ、非常に微弱であるため付随する他のエコー
との判別が難かしく、このような方法が適用できるのは
条件のいい極く一部の場合に限られ、また精度的な点、
測定が面倒な点などにも問題があった。
そとで本発明者らは従来法のかかる欠点を解決し、表面
開口クラックに適用して極めて高精度に、しかも簡単に
クラック深さを直読または記録により測定を可能とする
手段を開発するため種々の検討を行った。その結果表面
に開口したクラックを挾んで両側に超音波縦波送信探触
子および超音波縦波受信探触子を近接配置し超音波パル
スを送受信させた場合、縦波は一番伝播速度が早い波動
モードなるゆえ、受信探触子に受信されるエコーはクラ
ック深さの情報を含んだエコーであり、このエコーの伝
播時間によりクラック深さを測定することが可能である
ことを見い出した。但し、この場合のクラック先端に係
わるエコーは非常に微弱であるため、一般に底面エコー
に対して４０ｄＢ程度感度を上げてやる必要があるが、
かかる高感度においてもこのクラック先端に係わるエコ
ーよりも伝播時間の早いエコーはないので、極めてＳＮ
比の良好な状態での測定が可能であるという新たな知見
を得た。− 即ち本発明はかかる知見によって々されたものであシ、
その要旨とするところは表面開口クラックを挾んで両側
に超音波縦波送信探触子および縦波受信探触子を近接配
置させ、受信探触子に受信されるクラック先端に係わる
エコーの伝播時間よシフラック深さを測定することを特
徴とするクラック深さ測定方法にある。
開口クラックに適用して極めて高精度に、しかも簡単に
クラック深さを直読または記録により測定を可能とする
手段を開発するため種々の検討を行った。その結果表面
に開口したクラックを挾んで両側に超音波縦波送信探触
子および超音波縦波受信探触子を近接配置し超音波パル
スを送受信させた場合、縦波は一番伝播速度が早い波動
モードなるゆえ、受信探触子に受信されるエコーはクラ
ック深さの情報を含んだエコーであり、このエコーの伝
播時間によりクラック深さを測定することが可能である
ことを見い出した。但し、この場合のクラック先端に係
わるエコーは非常に微弱であるため、一般に底面エコー
に対して４０ｄＢ程度感度を上げてやる必要があるが、
かかる高感度においてもこのクラック先端に係わるエコ
ーよりも伝播時間の早いエコーはないので、極めてＳＮ
比の良好な状態での測定が可能であるという新たな知見
を得た。− 即ち本発明はかかる知見によって々されたものであシ、
その要旨とするところは表面開口クラックを挾んで両側
に超音波縦波送信探触子および縦波受信探触子を近接配
置させ、受信探触子に受信されるクラック先端に係わる
エコーの伝播時間よシフラック深さを測定することを特
徴とするクラック深さ測定方法にある。
以下本発明の内容を図面を用いて詳述する。第１図は本
発明の測定原理を示す図である。試験材６に存在する表
面開口クラック５を挾んで両側に超音波縦波探触子１お
よび２を対向配置させ、縦波探触子１より縦波パルス３
を送信させるとあたかもクラック５の先端を音源とした
ごときエコーすなわちクラック先端に係わるエコー４を
生じ、このエコーは縦波探触子２によシ受信される。第
２図はこの場合のＡスコープ図形を示すもので、横軸は
時間経過を、縦軸はエコー振幅を表す。第２図で試験片
の表面位置７からクラック先端拠係わるエコー８寸での
間では、クラック面に遮断されてエコーは生じないので
、クラック先端に係わるエコーを明瞭に観測することが
できる。なお、クラックの密着度が強くクラック面を通
過する成分を生じ、クラック先端に係わるエコーが明瞭
に識別できない場合は、若干の応力を付加して密着度を
弱めることで測定可能となる。
発明の測定原理を示す図である。試験材６に存在する表
面開口クラック５を挾んで両側に超音波縦波探触子１お
よび２を対向配置させ、縦波探触子１より縦波パルス３
を送信させるとあたかもクラック５の先端を音源とした
ごときエコーすなわちクラック先端に係わるエコー４を
生じ、このエコーは縦波探触子２によシ受信される。第
２図はこの場合のＡスコープ図形を示すもので、横軸は
時間経過を、縦軸はエコー振幅を表す。第２図で試験片
の表面位置７からクラック先端拠係わるエコー８寸での
間では、クラック面に遮断されてエコーは生じないので
、クラック先端に係わるエコーを明瞭に観測することが
できる。なお、クラックの密着度が強くクラック面を通
過する成分を生じ、クラック先端に係わるエコーが明瞭
に識別できない場合は、若干の応力を付加して密着度を
弱めることで測定可能となる。
第２図中のＷは試験片の表面位置７からクラ。
り先端に係わるエコー８までの超音波の伝播時間すなわ
ちビー・ム路程を示すもので、このビーム路程は試験材
中の縦波の音速に依存するため、あらかじめ深さ既知の
機械加ニスリットなどによシ校正しておくことにより、
ビーム路程を直読してクラック深さを直接読み取ること
ができる。
ちビー・ム路程を示すもので、このビーム路程は試験材
中の縦波の音速に依存するため、あらかじめ深さ既知の
機械加ニスリットなどによシ校正しておくことにより、
ビーム路程を直読してクラック深さを直接読み取ること
ができる。
以上、本発明にＡスコープ法を用いてクラック深さをア
ナログ測定する例を説明したが、デジタル測定も可能で
ある。すなわち、デジタル式超音波厚み計のうち、二探
触子法で用いられている測定原理を応用すればよく、試
験材表面よりクラック先端に係わるエコーまでの時間を
クロックパルスでカウントしデジタル表示すればよい。
ナログ測定する例を説明したが、デジタル測定も可能で
ある。すなわち、デジタル式超音波厚み計のうち、二探
触子法で用いられている測定原理を応用すればよく、試
験材表面よりクラック先端に係わるエコーまでの時間を
クロックパルスでカウントしデジタル表示すればよい。
また記録のためのアナログ出力を得る手段としては、時
間を三角波を使ってアナログ電圧に変換して出力する手
段外どがある。
間を三角波を使ってアナログ電圧に変換して出力する手
段外どがある。
次に実施例により本発明方法の効果を更に具体的に説明
する。まず第３図は除荷した疲労試駆片の破面先端のプ
ロフィルを本発明による方法を用いて測定した測定例で
アシ、材質は５Ｍ５０Ｂ鋼材で、パルセータ−を用い繰
返し三点曲げ加工によシ疲労クラックを作製した幅３０
雪長さ４０期の試験片に周波数５ＭＨｚ％振動子径５鱈
φのミニチュア縦波垂直探触子２個を用いて試験片の幅
方向２．５１毎にクラック深さを測定した。第３図にお
いて本発明による方式を用いた実測値は白丸で示し、破
断後読取顕微鏡によって測定したクラック先端のプロフ
ィルを実線で示した。本発明による方式を適用すること
によシフラック先端法さが±０．１簡の精度で測定され
た。
する。まず第３図は除荷した疲労試駆片の破面先端のプ
ロフィルを本発明による方法を用いて測定した測定例で
アシ、材質は５Ｍ５０Ｂ鋼材で、パルセータ−を用い繰
返し三点曲げ加工によシ疲労クラックを作製した幅３０
雪長さ４０期の試験片に周波数５ＭＨｚ％振動子径５鱈
φのミニチュア縦波垂直探触子２個を用いて試験片の幅
方向２．５１毎にクラック深さを測定した。第３図にお
いて本発明による方式を用いた実測値は白丸で示し、破
断後読取顕微鏡によって測定したクラック先端のプロフ
ィルを実線で示した。本発明による方式を適用すること
によシフラック先端法さが±０．１簡の精度で測定され
た。
また、第５図は本発明方法を疲労試験におけるクラック
進展のモニターに適用した例である。（ｂ）は（、）の
クラック５部の概略断面図である。試験片９はＷＴ８０
高張力鋼材でｔｌ ４５ｍ＋ Ｘ ｔ２６０ｗｍ Ｘ
Ｌ３００ ｍ 、探触子は同じく周波数５ＭＨｚ、振動
子径５１０Ｉφのミニチュア縦波垂直探触子１．２の２
個を用いた。これらの探触子１，２は試験片９の中央に
加工した長さｄ＝２５ｍの予開ロクラック５の中央部に
同クラック５を挾んで対向配置させ、固定し、パルセー
タ−を用い間隔Ｇ＝２４０ｍの支点１０により支えられ
た繰返し三点曲げ加工によ勺疲労クラックを進展させ、
試験片中央部における疲労クラ、りの進展量をモニター
し、その結果を繰返し数との関係で第４図に示した。同
図に見られるようにクラックの進展が正確にモニター測
定された。
進展のモニターに適用した例である。（ｂ）は（、）の
クラック５部の概略断面図である。試験片９はＷＴ８０
高張力鋼材でｔｌ ４５ｍ＋ Ｘ ｔ２６０ｗｍ Ｘ
Ｌ３００ ｍ 、探触子は同じく周波数５ＭＨｚ、振動
子径５１０Ｉφのミニチュア縦波垂直探触子１．２の２
個を用いた。これらの探触子１，２は試験片９の中央に
加工した長さｄ＝２５ｍの予開ロクラック５の中央部に
同クラック５を挾んで対向配置させ、固定し、パルセー
タ−を用い間隔Ｇ＝２４０ｍの支点１０により支えられ
た繰返し三点曲げ加工によ勺疲労クラックを進展させ、
試験片中央部における疲労クラ、りの進展量をモニター
し、その結果を繰返し数との関係で第４図に示した。同
図に見られるようにクラックの進展が正確にモニター測
定された。
このように本発明方法を用いれば表面開口クラックの深
さを静的のみならず動的にも極めて精度よく測定するこ
とが可能であり、破壊研究、安全性評価等への貢献する
ところは極めて犬なるものがある。
さを静的のみならず動的にも極めて精度よく測定するこ
とが可能であり、破壊研究、安全性評価等への貢献する
ところは極めて犬なるものがある。
第１図は本発明方法の測定原理を説明する図、第２図は
本発明方法を適用した場合のＡスコープ図形を示す図、
第３図は本発明方法を適用して疲労試験片のクラック深
さの幅方向分布を測定した測定例を示す図、第４図は本
発明方法を用いて疲労試験におけるクラック進展のモニ
ターを行った適用例を示す図、第５図は第４図における
クラック進展のモニター実験に用いた試験片と探触子お
よび三点曲げ支点の配置を示す図である。 １．２：超音波縦波探触子、 ３ ：縦波パルス、 ４．８：クラック先端に係わるエコー、５ ：表面開
口クラック、 ６ ：試験材、 ７ ：試験片の表面位置、 Ｗ ：ビーム路程、 ９ ：試験片、 １０：支点、 出願人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔Ｉ＞１
１（＼Ｖ呵ｒＪ Ｅ ε
本発明方法を適用した場合のＡスコープ図形を示す図、
第３図は本発明方法を適用して疲労試験片のクラック深
さの幅方向分布を測定した測定例を示す図、第４図は本
発明方法を用いて疲労試験におけるクラック進展のモニ
ターを行った適用例を示す図、第５図は第４図における
クラック進展のモニター実験に用いた試験片と探触子お
よび三点曲げ支点の配置を示す図である。 １．２：超音波縦波探触子、 ３ ：縦波パルス、 ４．８：クラック先端に係わるエコー、５ ：表面開
口クラック、 ６ ：試験材、 ７ ：試験片の表面位置、 Ｗ ：ビーム路程、 ９ ：試験片、 １０：支点、 出願人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔Ｉ＞１
１（＼Ｖ呵ｒＪ Ｅ ε
Claims (1)
- 表面開口クラックを挾んで両側に超音波縦波送信探触子
および縦波受信探触子を近接配置させ、受信探触子に受
信されるクラ、り先端に係わるエコーの伝播時間よシフ
ラック深さを測定することを特徴とするクラック深さ測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15638582A JPS5946503A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | クラツク深さ測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15638582A JPS5946503A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | クラツク深さ測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5946503A true JPS5946503A (ja) | 1984-03-15 |
Family
ID=15626591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15638582A Pending JPS5946503A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | クラツク深さ測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5946503A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07245371A (ja) * | 1994-02-28 | 1995-09-19 | Technical Materials Inc | 多層金属リードフレームとその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54150188A (en) * | 1978-05-17 | 1979-11-26 | Hitachi Ltd | Cracking inspecting apparatus by ultrasonic waves |
-
1982
- 1982-09-08 JP JP15638582A patent/JPS5946503A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54150188A (en) * | 1978-05-17 | 1979-11-26 | Hitachi Ltd | Cracking inspecting apparatus by ultrasonic waves |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07245371A (ja) * | 1994-02-28 | 1995-09-19 | Technical Materials Inc | 多層金属リードフレームとその製造方法 |
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