ひずみとは
ひずみとは、材料の変形度合いを示す用語です。部品や構造物の素材には、次のような要因で引張/圧縮などの力が加わりひずみが生じます。
- 加えられた外力の影響(機械ひずみ)
- 加熱や冷却の影響(熱ひずみ)
- 鋳造部品の不均一な冷却、鍛造、または溶接による残留応力(残留ひずみ)
ひずみ計測の目的
素材の負荷レベルを判断するためには一般的にひずみを計測します – 応力解析。機械負荷の絶対値および方向は、計測されたひずみや材料の既知の特性(弾性率およびポアソン比)から決定されます。これらの計算は、フックの法則 に基づきます。単純化すれば、フックの法則は弾性またはヤング率E [N/mm2 ] に基づき、ある材料のひずみ ε [m/m]と負荷 σ [N/mm2 ]の関係式で表せます。
σ = ε⋅E
ひずみの計測方法
ひずみ計測について理解するには、最初に素材に対するひずみの影響を理解する必要があります。ひずみなしのサンプルは、ベース長l0 です。ひずみεが物体に印加されると、その長さが次の関係式により、Δl だけ変化します。
ひずみは、材料の初期長に対する長さの変化を表す寸法値です。長さの変化は通常非常に小さく、単位はSI単位系で表されます。ひずみに関しては、1メートルあたりのマイクロメータ(μm/m = 10-6 m/m = ppm)が一般的です。
ひずみを計測するために使用できるゲージとセンサには様々なタイプがあります。中でもひずみゲージは最も一般的です。HBMはひずみ計測用に電気式ひずみゲージ と 光ファイバ式ひずみセンサ の両方を提供しています。