ひずみとは

ひずみは、材料の変形度合いを表現するために使用されます。部品や構造物の材料は、伸張(牽引)または収縮(圧縮)することができ、したがって以下の要因によるひずみが生じます。

  • 加えられた外力の影響(機械的ひずみ)
  • 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

最も一般的には、材料のストレスレベルを決定するために、ひずみが計測されます – 実験的応力解析 。機械的ストレスの絶対値および方向は、計測されたひずみおよび材料の既知の特性(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 に基づいています。最も簡単な形式では、 フックの法則は、 弾性またはヤング率E [N/mm2 ] を使用して、ある材料のひずみ ε [m/m]と ストレス σ [N/mm2 ]の直接的な比例関係で表せます。

 σ = ε⋅E

 

ひずみの計測方法

ひずみの計測方法を理解するには、最初に材料に対するひずみの影響を理解する必要があります。ひずみなしの試料は、l0 のベース長を有します 。ひずみεが物体に適用される場合、その長さは、以下に示す関係に従って、ある量 Δl だけ変化します。

ひずみは、材料の初期長さに対する材料の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いので、SIシステムの接頭辞が使用されます。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)が一般的に使用されます。

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いくつかのタイプがあります。ひずみゲージは、最も一般的なデバイスです。HBMは、ひずみ計測用として、電気式ひずみゲージ光学式ひずみセンサ の両方を提供しています。

ひずみ計測技術:電気式と光学式の違い

以下のヘッダーをクリックすると、電気式ひずみゲージまたは光学式ひずみセンサによる計測に関する情報の詳細(基本、設置手順、故障の回避、正しいひずみゲージの選択など)が参照できます。

 

電気式ひずみゲージによる計測

光ひずみセンサによる計測

ひずみを計測するために最も一般的に使用される機器は、電気式ひずみゲージです。これらは、従来型のひずみゲージまたはフォイルひずみゲージとして知られています。HBMは、60年以上にわたり、実証済みの品質を持つセンサを提供しています。

光ファイバひずみセンサは、HBMが提供する重要なソリューションです。同社の高い基準を満たすために、ファイバブラッググレーティング技術に基づく光センサは HBM FiberSensing が提供しています。

ひずみゲージは、通常、実験応力解析 (ESA), 耐久性試験, および トランスデューサの製造 で使用されます。                                                        

光学センサは、長距離伝送が必要な 構造監視および非常に高いひずみや疲労限界を持つ材料試験に一般的に使用されます。

HBMの従来型ひずみゲージは、非常に豊富な品揃えで構成されており、様々な種類の計測アプリケーションに使用されています。2000種類以上の線形ひずみゲージとロゼットタイプのゲージが利用できます。

1本の光ファイバ上に、様々な種類のセンサ(異なる計測対象用)を使用することができるので、複雑な検知ネットワークを構成できます。HBM光学式ひずみセンサは、そのまま設置できる設定可能なセンサチェーンとして使用できるので、多種多様な材料からなる構造物や部品に、接着、スポット溶接、または直接鋳造することができます。

両方のオプションは別々に使用することも、組み合わせて検知ネットワークとして使用することもできます。


おすすめ情報

HBMへのお問合せ HBMやHBMの製品について「もっと詳しく知りたい」、「わからないことがある」、「こんな製品を探している」などございましたら、お気軽に下記お問合せフォームでご連絡ください。