残留応力を把握するには?

残留応力は、技術的プロセスなどのあらゆる機械構造に存在する可能性があります。

  • プラスティックの変形や溶接
  • 鋳造部品の不均一な冷却
  • 鍛造プロセス

また表面処理には次のような例があります。

  • ショットピーニング
  • 硬化処理

残留応力は、一般的な機械的応力と同様に構造強度にも影響します。しかし、外部負荷による応力はある程度正確に計算できますが、残留応力を予測することは困難です。したがって、表面の損傷を最小限に抑えて直接測定できる信頼性の高い方法非常に重要です。

リングコア法と穿孔法

残留応力の計測にはリングコア法と穿孔法という2つのひずみゲージ式技術が、一般的に使用されます。

両手法に共通の特長は、ロゼットゲージをワークピース上に貼付した後に、残留応力が穿孔/コアリングといった機械的な加工により変化する点です。このプロセスにおいては、残留応力はひずみゲージで測定されたひずみを緩和および解放し、後で残留応力の計算に使用されます。

リングコア法では、各ひずみゲージの周りにリング状の溝が抽出されます。

穿孔法では、約350,000rpmという高速回転でステッパモータを搭載したフライスカッターが使用される。 この手法専用に開発されたロゼットゲージによって、テストピースに段階的に穿孔が行われることにより生じるひずみの変化を検出する。

MTS3000シリーズ-残留応力測定システム

イタリアフィレンツェにあるSINT Technology社はHBMと提携して穿孔法による残留応力評価システム MTS3000シリーズを提供しています。 システムならびに残留応力の演算結果は、残留応力に関する国際規格であるASTM E837標準バージョン2013に準拠しています。

MTS3000シリーズの構成

  • 光学機械システム(物理的にテストピースに穴をあける)
  • 電子制御ユニット(HBMのQuantumXシリーズで光学式のメカシステムと計測を制御)
  • 穿孔ならびに制御用ソフトウェア(自動穿孔)と 再処理ソフトウェア(異なる評価方法でデータを再処理)

   

MTS3000シリーズの自動化システムで残留応力を計測:穿孔法(ホールドリル法)


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