Residual stresses - measuring internal forces

残留応力:材料内部の応力測定

HBMが提案する「ひずみゲージ(ストレインゲージ)技術」を使った2つの方法

材料内部の残留応力は、外部から全く力が加わらない状態で、内部の力の影響によって発生します。例えば、鋳造材料を不均一に冷却した場合、部品の溶接や鋳造を行った場合、または機械的な処理を行った場合などに発生します。

残留応力の計測には、ストレインゲージ技術による2つの方法がよく用いられます。:

  • リング・コア法
  • ホール・ドリル法(穿孔法)
リング・コア法、ホール・ドリル法

2つの方法に共通する特徴は、被計測体にロゼッタストレインゲージを貼付したあと、残留応力の状態が機械的な干渉によって乱されることです。この干渉のあと、残留応力によって被計測体の表面に歪が生じます。この歪をストレインゲージによって計測したあと、それを使用して残留応力の状態を計算します。

リング・コア法の場合、個々のストレインゲージの周りにリング状の溝を掘ります。

ホール・ドリル法(穿孔法)では、フライス盤によってロゼッタストレインゲージの中心に穴を開けます。これにより、次のいずれかの方式を用いることができます。:

  • 積分法:この方式から得られる結果は、全深さ方向に対する残留応力の平均値になります。
  • 高速ドリル法:SINT Technologyは高速ドリル法のためにMTS3000システムを提供しています。穴を開けるために、300,000rpmで回転し、ステッパ・モータで前進するスライス盤を使用します。被計測体に段階的に穴を開ける為に生じる歪みの変化を、高速ドリル法専用に設計されたロゼッタストレインゲージで検出します。

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ホール・ドリル法(穿孔法)を用いた残留応力計測

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