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応力測定方法及び応力測定装置

国内特許コード P170014395
整理番号 P15-098
掲載日 2017年7月12日
出願番号 特願2016-105618
公開番号 特開2017-211319
出願日 平成28年5月26日(2016.5.26)
公開日 平成29年11月30日(2017.11.30)
発明者
  • 宮崎 利行
  • 佐々木 敏彦
出願人
  • 国立大学法人金沢大学
発明の名称 応力測定方法及び応力測定装置
発明の概要 【課題】座標系に依存せずに回折環に基づく応力測定を可能にする応力測定方法及び応力測定装置を提供する。
【解決手段】応力測定方法では、測定対象物1に照射されることによって回折を伴って反射する性質を持つX線ビーム3を測定対象物1の測定点2に照射し、測定点2で反射する回折ビーム4により形成される回折環5のひずみを測定し、測定点2に入射するX線ビーム3と回折ビーム4とから、測定点2でのX線ビーム3の回折を反映する回折ベクトルを決定し、上記測定の測定結果を、回折ベクトルを用いて変換することにより、測定点2における測定対象物1の応力を求める。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


測定対象物の応力を測定するための様々な技術が提案されている。このような技術の中に、X線又は中性子線等の測定対象物を形成する材料の結晶粒で回折する性質を持つビームを、測定対象物に照射したときのビームの回折の情報から、測定対象物の照射部分の応力を測定する技術がある。測定対象物の材料の結晶粒による結晶格子面の間隔は、結晶粒に作用する応力によって変化する。結晶格子面の間隔の変化は、測定対象物に衝突して反射するビームの回折角度等の回折後のビームの状態に影響を与える。よって、回折後のビームの状態から、測定対象物の応力が算出され得る。また、測定対象物の材料の多数の結晶は、様々な方位に乱雑に配置されているため、測定対象物で反射したビームは、円錐面を形成するように様々な方向に指向される。反射後のビームは、円錐の軸と直交する面上で環状の像を形成し、このような環状の像は、回折環と呼ばれる。例えば、特許文献1には、測定対象物にX線を照射して得られる回折環に基づき、測定対象物内に存在する応力を測定する技術が記載されている。特許文献1では、4つの入射方向から測定対象物の表面の測定点にX線を照射して得られる4つの回折環を用いて、測定点での3軸垂直応力成分及び3軸せん断応力成分が求められる。

産業上の利用分野


本発明は、回折する性質を持つビームを測定対象物に照射することによって、測定対象物の応力を測定する応力測定方法及び応力測定装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
測定対象物に照射されることによって回折を伴って反射する性質を持つビームを前記測定対象物の特定部分に照射し、
前記特定部分で反射する回折ビームにより形成される回折環のひずみを測定し、
前記特定部分に入射する前記ビームと前記回折ビームとから、前記特定部分での前記ビームの回折を反映する回折ベクトルを決定し、
前記測定の測定結果を、前記回折ベクトルを用いて変換することにより、前記特定部分における前記測定対象物の応力を求める
応力測定方法。

【請求項2】
前記回折ベクトルを用いた変換では、
異なる方向からの2回以上の前記ビームの照射で得られる2つ以上の前記回折環のひずみの測定結果と、
前記2つ以上の回折環それぞれを形成する前記回折ビームに基づく2つ以上の前記回折ベクトルとを用いる
請求項1に記載の応力測定方法。

【請求項3】
前記ビームの照射では、前記特定部分を中心とする均等な方向角で3回以上の前記ビームを照射する
請求項2に記載の応力測定方法。

【請求項4】
前記回折環上の2つ以上の位置でそれぞれ前記回折環を形成する2つ以上の前記回折ビームと前記特定部分に入射する前記ビームとから2つ以上の前記回折ベクトルを決定し、
前記回折ベクトルを用いた変換では、前記2つ以上の位置での前記回折環のひずみの測定結果と、前記2つ以上の位置に対応する前記2つ以上の回折ベクトルとを用いる
請求項1~3のいずれか一項に記載の応力測定方法。

【請求項5】
前記回折ベクトルは、前記特定部分に入射する前記ビームと前記回折ビームとの中間及び前記特定部分を通る直線を形成するベクトルである
請求項1~4のいずれか一項に記載の応力測定方法。

【請求項6】
前記回折ベクトルを用いた変換では、前記回折ベクトルの成分(n,n,n)により形成される成分要素n、n、n、2×n×n、2×n×n及び2×n×nを用いて、前記回折環のひずみの測定結果と、前記特定部分における前記測定対象物の応力とを関係付ける
請求項5に記載の応力測定方法。

【請求項7】
前記回折ベクトルを用いた変換では、前記2つ以上の回折ベクトルそれぞれの前記成分要素を、各要素として含む行列の一般逆行列を使用する
請求項2または4を引用する請求項6に記載の応力測定方法。

【請求項8】
前記成分要素を用いて、求めるべき応力の推定誤差を算出し、
前記推定誤差を低減する前記回折ベクトルを、前記応力を求める際に採用する
請求項6または7に記載の応力測定方法。

【請求項9】
測定対象物に照射されることによって回折を伴って反射する性質を持つビームを前記測定対象物の特定部分に照射するビーム照射部と、
前記特定部分で反射する回折ビームを撮像し、前記回折ビームにより形成される回折環の撮像画像を生成する撮像部と、
前記撮像画像から得られる測定結果を、特定部分での前記ビームの回折を反映する回折ベクトルを用いて変換することにより、前記特定部分における前記測定対象物の応力を求めるデータ処理部とを備え、
前記データ処理部は、前記特定部分に入射する前記ビームと前記回折ビームとから前記回折ベクトルを決定する
応力測定装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016105618thum.jpg
出願権利状態 公開
(有)金沢大学ティ・エル・オーは、金沢大学の研究者の出願特許を産業界へ技術移転することを主目的として、金沢大学の教官の出資により設立された技術移転機関です。
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なお、既に活用のお申し込み・お打合わせ等の段階に入っている場合もございますので、予めご承知おきください。


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