JPH05346377A - 実構造物の残留応力評価法とその装置 - Google Patents
実構造物の残留応力評価法とその装置Info
- Publication number
- JPH05346377A JPH05346377A JP15502092A JP15502092A JPH05346377A JP H05346377 A JPH05346377 A JP H05346377A JP 15502092 A JP15502092 A JP 15502092A JP 15502092 A JP15502092 A JP 15502092A JP H05346377 A JPH05346377 A JP H05346377A
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- stress
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 使用中の実構造物を構成する部材の残留応力
を簡便な歪ゲージ法で直接且つ容易に測定できるように
する。 【構成】 Ｘ線残留応力を求めた同一場所に歪ゲージを
貼、その出力を角錐コネクター、コンタクトプローブお
よび評価装置を用いて検出し、且つ応力を求め、その応
力をＸ線残留応力値で補正して、実構造物の任意時の残
留応力を求める。 【効果】 使用中の構造物の残留応力評価ができるの
で、土木・建築業界において事故防止に対して有益な情
報となる。
を簡便な歪ゲージ法で直接且つ容易に測定できるように
する。 【構成】 Ｘ線残留応力を求めた同一場所に歪ゲージを
貼、その出力を角錐コネクター、コンタクトプローブお
よび評価装置を用いて検出し、且つ応力を求め、その応
力をＸ線残留応力値で補正して、実構造物の任意時の残
留応力を求める。 【効果】 使用中の構造物の残留応力評価ができるの
で、土木・建築業界において事故防止に対して有益な情
報となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄梁、高速道路および建
屋等の実構造物部材の長期使用に伴う残留応力変化の簡
便かつ迅速な評価法とその装置に関する。
屋等の実構造物部材の長期使用に伴う残留応力変化の簡
便かつ迅速な評価法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】構造用鋼板は加熱・圧延・冷却等の工程
を経て製造されるので、その未使用のものにも残留応力
が存在する。また、そのような鋼板を用いて実構造物を
建造すると、溶接による熱の影響や構造物の構造などに
よって、応力が負荷され前記残留応力が変化する。さら
に、実構造物は使用時の外力が継続的に負荷されるので
残留応力が時々刻々変化する。前記残留応力は実構造物
の疲労と密接な関係があるので、事故防止のためにその
情報は重要である。
を経て製造されるので、その未使用のものにも残留応力
が存在する。また、そのような鋼板を用いて実構造物を
建造すると、溶接による熱の影響や構造物の構造などに
よって、応力が負荷され前記残留応力が変化する。さら
に、実構造物は使用時の外力が継続的に負荷されるので
残留応力が時々刻々変化する。前記残留応力は実構造物
の疲労と密接な関係があるので、事故防止のためにその
情報は重要である。
【０００３】ところで、歪ゲージ法では実構造物にゲー
ジを貼付けた後からの累積歪を検出し、応力を求めるの
で、実構造物の残留応力やその経時変化を評価すること
は不可能であった（株式会社共和電業発行；ひずみゲー
ジ基礎講習会テキスト）。また、実構造物の表面にはペ
イント塗装が施されるので、前記歪ゲージの長期使用に
難点があり、しかも前記歪ゲージの貼つけ場所を探すこ
とにも長時間を要していた。
ジを貼付けた後からの累積歪を検出し、応力を求めるの
で、実構造物の残留応力やその経時変化を評価すること
は不可能であった（株式会社共和電業発行；ひずみゲー
ジ基礎講習会テキスト）。また、実構造物の表面にはペ
イント塗装が施されるので、前記歪ゲージの長期使用に
難点があり、しかも前記歪ゲージの貼つけ場所を探すこ
とにも長時間を要していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる実情に
鑑み、簡便な歪ゲージ法により実構造物の使用にともな
う残留応力変化を迅速に評価することを目的とする。
鑑み、簡便な歪ゲージ法により実構造物の使用にともな
う残留応力変化を迅速に評価することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では既に本発明者
らが発明した「小形Ｘ線回折装置とその使用方法（特願
平２−２０２９８号）」の小形Ｘ線回折装置を用いて、
先ず実構造物を構成する部材の所望場所にＸ線照射して
残留応力を測定後、前記Ｘ線残留応力測定場所に歪ゲー
ジを貼付し、かつ前記歪ゲージの各リード線が結線され
た角錐形コネクターで覆いかぶせ、その前記角錐コネク
ターを実構造物に固定し、前記角錐形コネクターにコン
タクトプローブのピンを押し付けた後、評価装置によっ
て前記歪ゲージのブリッジへ電源が供給され、その出力
を検出して応力を求め、その応力に対して前記Ｘ線残留
応力値で補正し、実構造物の残留応力に変換する。
らが発明した「小形Ｘ線回折装置とその使用方法（特願
平２−２０２９８号）」の小形Ｘ線回折装置を用いて、
先ず実構造物を構成する部材の所望場所にＸ線照射して
残留応力を測定後、前記Ｘ線残留応力測定場所に歪ゲー
ジを貼付し、かつ前記歪ゲージの各リード線が結線され
た角錐形コネクターで覆いかぶせ、その前記角錐コネク
ターを実構造物に固定し、前記角錐形コネクターにコン
タクトプローブのピンを押し付けた後、評価装置によっ
て前記歪ゲージのブリッジへ電源が供給され、その出力
を検出して応力を求め、その応力に対して前記Ｘ線残留
応力値で補正し、実構造物の残留応力に変換する。
【０００６】さらに、本発明方法では前記歪ゲージの出
力を必要に応じて検出し、実構造物の残留応力の経時変
化の評価が行われる。
力を必要に応じて検出し、実構造物の残留応力の経時変
化の評価が行われる。
【０００７】また、本発明装置は、ブリッジに組まれた
歪ゲージと、前記歪ゲージのブリッジ電源と出力などの
対リード線が底面が矩形状の角錐で、そのメタル側面の
内壁とそれぞれ対結線された角錐形コネクターと、前記
角錐形コネクターのメタル側面にピンの接触により、前
記歪ゲージのブリッジ電源の入力とその出力の検出を可
能にするコンタクトプローブと、前記コンタクトプロー
ブを経由して前記歪ゲージのブリッジへの電源入力やそ
の出力から応力を算出し、かつＸ線残留応力値により補
正して記憶、かつ表示する評価装置とを備えている。
歪ゲージと、前記歪ゲージのブリッジ電源と出力などの
対リード線が底面が矩形状の角錐で、そのメタル側面の
内壁とそれぞれ対結線された角錐形コネクターと、前記
角錐形コネクターのメタル側面にピンの接触により、前
記歪ゲージのブリッジ電源の入力とその出力の検出を可
能にするコンタクトプローブと、前記コンタクトプロー
ブを経由して前記歪ゲージのブリッジへの電源入力やそ
の出力から応力を算出し、かつＸ線残留応力値により補
正して記憶、かつ表示する評価装置とを備えている。
【０００８】
【作用】先ず、本発明では、小形Ｘ線回折装置により実
構造物を構成する部材の所望場所の残留応力を求め、そ
の同一場所に角錐形コネクターと一体化した歪ゲージを
貼り、その出力をコンタクトプローブと一体化した評価
装置で容易に検出され、その出力で求められた応力が前
記Ｘ線残留応力の実測値で補正された後、使用中の構造
物の残留応力変化が簡便な歪ゲージ法で評価される。
構造物を構成する部材の所望場所の残留応力を求め、そ
の同一場所に角錐形コネクターと一体化した歪ゲージを
貼り、その出力をコンタクトプローブと一体化した評価
装置で容易に検出され、その出力で求められた応力が前
記Ｘ線残留応力の実測値で補正された後、使用中の構造
物の残留応力変化が簡便な歪ゲージ法で評価される。
【０００９】さて、本発明は、基礎的な調査によってＸ
線残留応力と歪ゲージによる応力値とが一義的な対応関
係が存在することを見いだしたことに基づいており、こ
れによって歪ゲージ法により実構造物の任意場所の残留
応力変化が簡便かつ迅速に評価できる。
線残留応力と歪ゲージによる応力値とが一義的な対応関
係が存在することを見いだしたことに基づいており、こ
れによって歪ゲージ法により実構造物の任意場所の残留
応力変化が簡便かつ迅速に評価できる。
【００１０】図１は同一試験片の表側で「小形Ｘ線回折
装置」、かつ裏側で「歪ゲージ」により引張試験時の歪
を同時に測定し、応力を同時に求めたものである。この
結果では両者の応力勾配が一致している。この各曲線が
重ならない理由は「歪ゲージ」が試験機の負荷荷重に伴
う歪のみを検出し、応力を求めているのに対して、「小
形Ｘ線回折装置」では試験片自身の残留歪と試験機の負
荷荷重による歪みの累積歪を検出し、応力を求めている
からである。それゆえに、図１では当然、両曲線の差が
引張試験前の試験片自身の残留応力値になるわけであ
る。
装置」、かつ裏側で「歪ゲージ」により引張試験時の歪
を同時に測定し、応力を同時に求めたものである。この
結果では両者の応力勾配が一致している。この各曲線が
重ならない理由は「歪ゲージ」が試験機の負荷荷重に伴
う歪のみを検出し、応力を求めているのに対して、「小
形Ｘ線回折装置」では試験片自身の残留歪と試験機の負
荷荷重による歪みの累積歪を検出し、応力を求めている
からである。それゆえに、図１では当然、両曲線の差が
引張試験前の試験片自身の残留応力値になるわけであ
る。
【００１１】したがって、「歪ゲージ法」では、引張試
験機時の検出歪を、前記試験片自身の残留歪で補正する
と、試験片の残留応力変化が検出できることになる。言
い替えると、実構造物の残留応力を「小形Ｘ線回折装
置」で実測した後、「歪ゲージ」貼、その検出応力を前
記残留応力で補正すると、「歪ゲージ法」では外力に伴
う実構造物の残留応力変化の検出が可能となる。
験機時の検出歪を、前記試験片自身の残留歪で補正する
と、試験片の残留応力変化が検出できることになる。言
い替えると、実構造物の残留応力を「小形Ｘ線回折装
置」で実測した後、「歪ゲージ」貼、その検出応力を前
記残留応力で補正すると、「歪ゲージ法」では外力に伴
う実構造物の残留応力変化の検出が可能となる。
【００１２】
【実施例】以下、図２乃至図５に基き本発明による装置
を説明する。図２は本発明装置の構成例であり、歪ゲー
ジ１、角錐形コネクター２、コンタクトプローブ３およ
び評価装置４から構成している。
を説明する。図２は本発明装置の構成例であり、歪ゲー
ジ１、角錐形コネクター２、コンタクトプローブ３およ
び評価装置４から構成している。
【００１３】図３（ａ）は前記４枚歪ゲージ法のホイー
トストンブリッジ１と、前記角錐形コネクター２との結
線を示している。すなわち、そのブリッジの電源入力リ
ード線５、６と出力のリード線７、８が、角錐の側面に
取り付けられた伝導性の優れたメタル９、１０、１１、
１２の各内壁と対結線されている。なお、図３（ｂ）に
は１枚ゲージ法、また図３（ｃ）には２枚ゲージ法にお
ける結線法の一例を示す。
トストンブリッジ１と、前記角錐形コネクター２との結
線を示している。すなわち、そのブリッジの電源入力リ
ード線５、６と出力のリード線７、８が、角錐の側面に
取り付けられた伝導性の優れたメタル９、１０、１１、
１２の各内壁と対結線されている。なお、図３（ｂ）に
は１枚ゲージ法、また図３（ｃ）には２枚ゲージ法にお
ける結線法の一例を示す。
【００１４】図４は前記４枚歪ホイーストンゲージブリ
ッジ１あるいはブリッジの一部を構成する歪ゲージを実
構造物１３に貼付し、その後、角錐コネクター２を覆い
かぶせて固定した様子を示す。これによって、歪ゲージ
は外気と遮断されるので長期間の使用が可能となる。ま
た、角錐形コネクター２の高さは、実構造物１３の表面
に塗られるペイント１４の厚みよりも大きい。したがっ
て、角錐コネクター２はペイント塗装後も実構造物１３
の表面上に凸状態となるので、容易にその位置を捜し出
すことが出来る。
ッジ１あるいはブリッジの一部を構成する歪ゲージを実
構造物１３に貼付し、その後、角錐コネクター２を覆い
かぶせて固定した様子を示す。これによって、歪ゲージ
は外気と遮断されるので長期間の使用が可能となる。ま
た、角錐形コネクター２の高さは、実構造物１３の表面
に塗られるペイント１４の厚みよりも大きい。したがっ
て、角錐コネクター２はペイント塗装後も実構造物１３
の表面上に凸状態となるので、容易にその位置を捜し出
すことが出来る。
【００１５】図５は前記角錐コネクター２とコンタクト
プローブ３との接触時の断面図を示す。すなわち、前記
コンタクトプローブ３の絶縁ホルダー１５には、前記角
錐コネクター２の４つの側面のメタルにそれぞれ接触さ
せるための４つの伝導性の優れたピン１６が固定されて
いる。図５のように矢印１７の方向にホルダー１５を角
錐コネクター２に押し付けると、ピン１６はバネ１８の
力によって、前記角錐コネクター２の側面のメタル上の
ペイント１４を剥離して、バランスよく接触する。そし
て、評価装置１９ではリード線２０により歪ゲージブリ
ッジへ電源を供給、もう一つのリード線により前記歪ゲ
ージブリッジ１からの出力を検出することができる。な
お、前記角錐コネクター２の底面が矩形状になっている
ので、前記ホルダー１５が必ず所定の位置で接触するの
で、結線の誤りは全く起きない。
プローブ３との接触時の断面図を示す。すなわち、前記
コンタクトプローブ３の絶縁ホルダー１５には、前記角
錐コネクター２の４つの側面のメタルにそれぞれ接触さ
せるための４つの伝導性の優れたピン１６が固定されて
いる。図５のように矢印１７の方向にホルダー１５を角
錐コネクター２に押し付けると、ピン１６はバネ１８の
力によって、前記角錐コネクター２の側面のメタル上の
ペイント１４を剥離して、バランスよく接触する。そし
て、評価装置１９ではリード線２０により歪ゲージブリ
ッジへ電源を供給、もう一つのリード線により前記歪ゲ
ージブリッジ１からの出力を検出することができる。な
お、前記角錐コネクター２の底面が矩形状になっている
ので、前記ホルダー１５が必ず所定の位置で接触するの
で、結線の誤りは全く起きない。
【００１６】また、前記評価装置１９では前記歪ゲージ
のブリッジ１の出力、すなわち歪量から応力を算出し、
かつ予め求めたＸ線残留応力値を用いて補正し、その結
果を記憶し、かつ表示する。なお、前記評価装置１９に
は当然１枚あるいは２枚ゲージ法におけるホイーストン
ブリッジを構成するための抵抗やその回路が内蔵されて
いる。
のブリッジ１の出力、すなわち歪量から応力を算出し、
かつ予め求めたＸ線残留応力値を用いて補正し、その結
果を記憶し、かつ表示する。なお、前記評価装置１９に
は当然１枚あるいは２枚ゲージ法におけるホイーストン
ブリッジを構成するための抵抗やその回路が内蔵されて
いる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の実構造物の
応力測定評価法と装置によれば、実構造物の残留応力の
評価ができるので、これは土木・建築業界において事故
防止に対して有益な情報となるもので、その効果は大き
い。
応力測定評価法と装置によれば、実構造物の残留応力の
評価ができるので、これは土木・建築業界において事故
防止に対して有益な情報となるもので、その効果は大き
い。
【図１】引張試験時の歪ゲージと小形Ｘ線回折装置によ
るの応力と歪との関係図。
るの応力と歪との関係図。
【図２】本発明装置の構成図。
【図３】（ａ），（ｂ）（ｃ）はそれぞれ４枚、１枚お
よび２枚歪ゲージと角錐コネクターの側面メタル内壁と
の結線図。
よび２枚歪ゲージと角錐コネクターの側面メタル内壁と
の結線図。
【図４】歪ゲージと角錐コネクターの実構造物上の固定
図。
図。
【図５】角錐コネクターとコンタクトプローブとの接触
状態を示す図。
状態を示す図。
１ 歪ゲージ ２ 角錐形コネクター ３ コンタクトプローブ ４ 評価装置 ５ 電源入力リード線 ６ 電源入力リード線 ７ 出力リード線 ８ 出力リード線 ９ メタル １０ メタル １１ メタル １２ メタル １３ 実構造物 １４ 塗装厚み １５ 絶縁ホルダー １６ ピン １７ 押し付け方向 １８ バネ １９ 評価装置 ２０ リード線
Claims (5)
- 【請求項１】 実構造物のＸ線残留応力を求めた同一場
所に歪ゲージを貼、その歪ゲージに角錐形コネクターを
覆いかぶせて前記実構造物に固定後、前記角錐形コネク
ターにコンタクトプローブを押し付けて歪ゲージの出力
を検出し、評価装置により求めた応力値を前記Ｘ線残留
応力値で補正し、任意時の実構造物の残留応力を求め、
かつ表示することを特徴とする実構造物の残留応力評価
法。 - 【請求項２】 実構造物に貼付した歪ゲージ、歪ゲージ
に覆いかぶせた角錐形コネクター、前記コネクターに押
し付けて歪ゲージの出力を検出するプローブ及び、前記
プローブの出力と別に入力するＸ線残留応力とで任意時
の残留応力を求める評価装置を有する残留応力評価装
置。 - 【請求項３】 底面が矩形状の角錐で、そのメタル側面
の内壁と、歪ゲージのブリッジ電源や出力などの対リー
ド線とが、対結線されることを特徴とする角錐形コネク
ター。 - 【請求項４】 角錐形コネクター側面のメタルにピンが
接触し、歪ゲージのブリッジ電源の入力やその出力を検
出できることを特徴とするコンタクトプローブ。 - 【請求項５】 歪ゲージのホイーストンブリッジに電源
を供給し、かつその出力を検出して歪ゲージからの応力
値をＸ線残留応力値で補正し、実構造物の残留応力値と
して記憶あるいは表示することを特徴とする評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15502092A JPH05346377A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 実構造物の残留応力評価法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15502092A JPH05346377A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 実構造物の残留応力評価法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05346377A true JPH05346377A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=15596920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15502092A Withdrawn JPH05346377A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 実構造物の残留応力評価法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05346377A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180119480A (ko) * | 2017-04-25 | 2018-11-02 | 더 보잉 컴파니 | 경화된 복합 부품에 대한 잔류 스트레인을 측정하기 위한 방법 |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP15502092A patent/JPH05346377A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180119480A (ko) * | 2017-04-25 | 2018-11-02 | 더 보잉 컴파니 | 경화된 복합 부품에 대한 잔류 스트레인을 측정하기 위한 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |