JP4568883B2 - 応力・歪みの解析方法及び装置 - Google Patents
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Description
I=I0sin22Ψsin2(ρ/2) ・・・(1)
I0 : 視野の光強度
Ψ: 試料の主応力方向
ρ: 相対位相差
となる。
ここで、相対位相差ρおよび縞次数Nは次のように表される。
ρ=2παt(σ1−σ2) ・・・(2)
N=αt(σ1−σ2) ・・・(3)
α: 光弾性感度
t: 試料厚み
光弾性感度αは次式で表される。
α=2πC/λ ・・・(4)
C: Brewsterの定数
λ: 光波長
(1)〜(4)式で示されるように、この手法では2つの情報を得る。すなわち、Ψ=0、π/2時にI=0で光軸と主応力軸が一致する黒縞(等傾線)からは主応力方向が、そしてN=0、1、2・・のような正の整数となる黒縞(等色線)からは主応力差がわかる。
しかしながら、この手法では、応力成分値σ1とσ2をそれぞれ知ることはできないという原理的な限界がある。
試料(等方弾性体)の表面応力を、平面応力状態として検討する。主応力σ1、σ2に対して歪みε1、ε2は
ε1=1/E ×(σ1−νσ2) ・・・(5)
ε2=1/E ×(σ2−νσ1) ・・・(6)
と表記できる。ここで、Eは縦弾性係数、νはポアソン比である。
u=1/2 ×(σ1ε1+σ2ε2) ・・・(7)
であるので、(3)式に、(1)、(2)式を代入すると、
u=1/2E ×(σ1 2+σ2 2)− ν/E ×σ1σ2 ・・・(8)
=1/2E ×(σ1 2+σ2 2−2νσ1σ2) ・・・(9)
=1/2E ×((σ1+σ2)2−2σ1σ2−2νσ1σ2) ・・・(10)
である。
σ1−σ2=A ・・・(11)
σ2=−A+σ1 ・・・(12)
を(6)式に代入すると、
u=((1−ν)/E)×σ1 2 −(A(1−ν)/E)×σ1+(A2/2E) ・・・(13)
となり、この式を変形すれば、
((1+ν)/E)×σ1 2 −(A(1+ν)/E)×σ1
+((A2/2E)−u)=0 ・・・(14)
と、σ1に関する2次方程式を得る。
(1−ν)/E = B ・・・(15)
−A(1−ν)/E = C ・・・(16)
(A2/2E)−u = D ・・・(17)
はすべて既知の値となる。
σ1 = (−C±(C2−4BD)1/2)/(2B) ・・・(18)
σ2 = A−σ1 ・・・(19)
と求めることができる。(14)式内の±符号は、絶対値やキャリブレーションから一意に決定できる。なお、この結果は、
(σ1、σ2)=(−C±(C2−4BD)1/2)/(2B) ・・・(20)
とも表現できる。
2 カメラ
3 応力発光測定部
4 光弾性応力測定部
5 演算処理部
6 データ出力部
7 画像出力部
Claims (8)
- 被測定物体の応力解析方法であって、
前記被測定物体は、光弾性を有するとともに、応力発光物質の適用で応力発光が測定できる物体であり、
撮像装置を用いて、応力による物質の光複屈折を測定することにより前記被測定物体に作用する応力状態を画像測定する光弾性測定を実行し、
撮像装置を用いて、応力で発光する物質の光を測定することにより前記被測定物体に作用する応力状態を画像測定する応力発光測定を実行し、
前記光弾性測定及び前記応力発光測定によって得られた画像測定データを演算処理することにより応力分布を含む所定の力学情報を得ることを特徴とする応力解析方法。 - 前記所定の力学情報は、垂直応力成分分布情報であることを特徴とする請求項1記載の応力解析方法。
- 前記所定の力学情報は、せん断応力分布情報であることを特徴とする請求項1記載の応力解析方法。
- 前記演算の力学情報は、応力方向情報であることを特徴とする請求項1記載の応力解析方法。
- 被測定物体の応力を解析する応力解析装置であって、
前記被測定物体は、光弾性を有するとともに、応力発光物質の適用で応力発光が測定できる物体であり、
応力による物質の光複屈折を測定することにより被測定物体に作用する応力状態を画像測定する光弾性撮像手段と、
応力で発光する物質の光を測定することにより前記被測定物体に作用する応力状態を画像測定する応力発光撮像手段と、
前記光弾性撮像手段及び前記応力発光撮像手段で得られた画像測定データを演算処理することにより応力分布を含む所定の力学情報を得る演算処理手段と、
を備えたことを特徴とする応力解析装置。 - 前記所定の力学情報は、垂直応力成分分布情報であることを特徴とする請求項5記載の応力解析装置。
- 前記所定の力学情報は、せん断応力分布情報であることを特徴とする請求項5記載の応力解析装置。
- 前記所定の力学情報は、応力方向情報であることを特徴とする請求項5記載の応力解析装置。
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---|---|---|---|---|
KR101447833B1 (ko) | 2013-09-25 | 2014-10-13 | 경북대학교 산학협력단 | 응력 확대 계수 측정 방법 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8056422B2 (en) * | 2005-01-21 | 2011-11-15 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Method and member for measuring stress distribution of natural bone, synthetic bone, or member attached to them |
US7769550B2 (en) * | 2005-02-09 | 2010-08-03 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Stress analysis method and stress analysis apparatus |
WO2009037914A1 (ja) * | 2007-09-21 | 2009-03-26 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 構造体の欠陥を検知するための方法及びシステム |
JP5007978B2 (ja) * | 2007-09-21 | 2012-08-22 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 構造体の欠陥を検知するための方法及びシステム |
US8432537B2 (en) * | 2008-06-16 | 2013-04-30 | Duhane Lam | Photoelastic coating for structural monitoring |
US20120250001A1 (en) * | 2009-11-27 | 2012-10-04 | National University Corporation Kyoto Institute Of Technology | Stress measurement device and stress measurement method |
CN102353530B (zh) * | 2011-07-22 | 2013-07-24 | 上海理工大学 | 大吨位吊钩性能测试试验台 |
US9395308B2 (en) * | 2013-10-10 | 2016-07-19 | University Of Akron | Apparatus for quantitative measurements of stress distributions from mechanoluminescene materials |
CN105842067B (zh) * | 2015-01-15 | 2019-11-08 | 中国石油天然气股份有限公司 | 应力变化与裂缝扩展方向测试装置及方法 |
JP6578821B2 (ja) * | 2015-08-28 | 2019-09-25 | 堺化学工業株式会社 | 構造物の負荷測定方法 |
US11203145B2 (en) | 2015-10-29 | 2021-12-21 | The Coca-Cola Company | Photoelastic characterization of residual stresses and stress distributions in injection molded preforms and stretch blow-molded bottle |
DE102015016096B4 (de) * | 2015-12-11 | 2018-07-12 | Universität Rostock | Verfahren zur Messung der auf die Zähne durch kieferothopädische Vorrichtungen ausgeübten Kräfte |
JP6658024B2 (ja) * | 2016-02-04 | 2020-03-04 | コニカミノルタ株式会社 | 駆動装置及び歪み制御方法 |
TWI628422B (zh) | 2016-07-22 | 2018-07-01 | 國立清華大學 | 基於時間域相位展開之應力分析方法 |
JP6654159B2 (ja) * | 2017-01-24 | 2020-02-26 | 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング | 歪み量算出装置、歪み量算出方法及び歪み量算出プログラム |
CN107817164B (zh) * | 2017-11-27 | 2019-07-12 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 模拟现场错动带结构和应力状态的室内真三轴试验方法 |
CN108680288A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-10-19 | 天津大学 | 一种利用有机力致发光材料检测机械部件的力学响应的方法 |
CN109341840A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-02-15 | 南开大学 | 一种声表面波的可视化检测器件及应用 |
CN111597623A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-28 | 中建安装集团有限公司 | 一种石化装置模块化设计方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001215157A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-08-10 | Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti | 応力発光材料を用いた応力または応力分布の測定方法と測定システム |
JP2002022559A (ja) * | 2000-07-06 | 2002-01-23 | Wakayama Univ | 応力分布計測方法 |
JP2003139627A (ja) * | 2001-11-05 | 2003-05-14 | Jeol Ltd | 物理量を求める方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4786802A (en) * | 1987-01-06 | 1988-11-22 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for measuring photoelasticity |
FR2611270B1 (fr) * | 1987-02-19 | 1989-05-19 | Matra | Procede et dispositif de determination d'un champ de deformation par photoelasticimetrie |
CA2098852A1 (en) * | 1990-12-20 | 1992-06-21 | John Patrick Baird | Structural examination using holographic interferometry |
US6055053A (en) * | 1997-06-02 | 2000-04-25 | Stress Photonics, Inc. | Full field photoelastic stress analysis |
JP3265356B2 (ja) | 1997-10-20 | 2002-03-11 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 発光材料及びその製造方法 |
JP2992631B1 (ja) * | 1998-08-12 | 1999-12-20 | 工業技術院長 | 応力発光材料およびその製造方法 |
US6763727B2 (en) * | 2001-05-18 | 2004-07-20 | The Johns Hopkins University | Non-contact technique to monitor surface stress |
US6499355B1 (en) * | 2001-08-24 | 2002-12-31 | General Electric Company | Elongation and cracking testing and optical characterization of small-size coatings and materials |
JP2003137622A (ja) | 2001-10-30 | 2003-05-14 | Taiheiyo Cement Corp | 発光骨材 |
JP3837488B2 (ja) | 2001-11-30 | 2006-10-25 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | メカノルミネッセンス材料 |
JP3918051B2 (ja) * | 2002-07-29 | 2007-05-23 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | メカノルミネッセンス材料及びその製造方法 |
JP2005320425A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 可視光域で透明な応力発光性複合材料、耐水性応力発光性無機粒子、およびそれらの生産方法、並びにそれらの利用 |
JP4524357B2 (ja) * | 2004-07-26 | 2010-08-18 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 異方性の応力発光体を含有する応力発光組成物、及びその製造方法 |
US7769550B2 (en) * | 2005-02-09 | 2010-08-03 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Stress analysis method and stress analysis apparatus |
-
2006
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-
2007
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001215157A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-08-10 | Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti | 応力発光材料を用いた応力または応力分布の測定方法と測定システム |
JP2002022559A (ja) * | 2000-07-06 | 2002-01-23 | Wakayama Univ | 応力分布計測方法 |
JP2003139627A (ja) * | 2001-11-05 | 2003-05-14 | Jeol Ltd | 物理量を求める方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101447833B1 (ko) | 2013-09-25 | 2014-10-13 | 경북대학교 산학협력단 | 응력 확대 계수 측정 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20070186674A1 (en) | 2007-08-16 |
JP2007192689A (ja) | 2007-08-02 |
US7509872B2 (en) | 2009-03-31 |
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