JP6607127B2 - X線残留応力測定方法及びx線残留応力測定システム - Google Patents
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Description
図2および図3を参照して、本実施の形態に係るX線残留応力測定システム100について説明する。なお、図2および図3に示すシステム構成は、X線残留応力測定システム100の一例である。
以下に、上記のように構成したX線残留応力測定システム100を用いて、測定対象物OBである鉄製の部材に対して、X線を照射し、測定対象物OBの残留応力を測定する具体的方法について説明する。この残留応力の測定は、図8に示すように、形状測定工程S100、測定領域決定工程S102、角度決定工程S103、ビーム径選定工程S104、回折環撮像工程S106、回折環読取り工程S108、回折環消去工程S110、入射角度補正工程S111、及び残留応力計算工程S112を実行することにより行われる。なお、残留応力計算工程S112が、回折環評価工程及び応力算出工程の一例である。
次の角度決定工程S103では、2次元形状データから得られる測定領域の測定形状に基づいて、測定領域の近似直線と基準面とのなす角度を求める。
レーザ変位計にて測定対象物の形状測定を実施し、上記図7に示す2次元形状データが得られ、測定領域として、上記図7中X=0mmの付近の領域を決定し、測定領域の近似直線(上記図7の点線参照)と水平面とのなす角度θ[deg]=20.3°を算出した。上記測定領域の大きさ1mm以内となるコリメータ(φ0.3mm)を選定した。
11 X線照射部
12 イメージングプレート
14 読み取り部
15 制御部
16 テーブル
17 テーブル駆動機構
18 ケース
20 3次元形状測定装置
30、80 ステージ
32、82 走査機構
40 操作制御装置
50 コンピュータ装置
51 コントローラ
53 表示装置
54 入力装置
60 形状測定部
62 測定領域決定部
63 角度決定部
64 ビーム径選定部
66 回折環撮像制御部
68 回折環読取り制御部
70 回折環消去制御部
71 X線入射角度補正部
72 残留応力計算部
100 X線残留応力測定システム
Claims (6)
- 測定対象物表面の所定方向に沿った凹凸形状を測定する形状測定工程と、
測定された凹凸形状の直線に近似される部分により定まる領域を決定する領域決定工程と、
前記決定された領域のみにX線を照射するようにX線のビーム径を選定するビーム径選定工程と、
前記決定された領域の、基準面とのなす角度を決定する角度決定工程と、
前記選定されたX線のビーム径にて、前記決定された領域にX線を照射し、前記決定された領域から回折されたX線により形成される回折環の形状を測定する回折環測定工程と、
前記測定された回折環の形状の、基準形状からの変形を評価する回折環評価工程と、
前記決定された基準面とのなす角度に基づいて、評価された回折環の変形から、前記決定された領域の応力を算出する応力算出工程と、
を含むX線残留応力測定方法。 - 前記領域決定工程では、測定された凹凸形状と近似直線との相関値が所定値以上となる部分により定まる領域を決定し、
前記角度決定工程では、前記決定された領域の前記近似直線と前記基準面とのなす角度を決定する請求項1記載の請求項1記載のX線残留応力測定方法。 - 前記応力算出工程では、前記評価された回折環の変形と、前記決定された基準面とのなす角度と、予め求められた前記基準面に対するX線の入射角とに基づいて、cosα法を用いて、前記決定された領域の応力を算出する請求項1又は2記載のX線残留応力測定方法。
- 前記応力算出工程では、前記測定された回折環の各円周角αの変形εαと、前記基準面に対するX線の入射角を、前記決定された基準面とのなす角度で補正した入射角と、前記測定対象物のヤング率、ポアソン比、及び回折角の余角とに基づいて、cosα法を用いて、前記決定された領域の応力を算出する請求項3記載のX線残留応力測定方法。
- 前記応力算出工程では、前記決定された領域の応力を平面応力であると仮定して、X軸方向の応力σx、及びせん断応力τxyを、以下の式に従って算出する請求項4記載のX線残留応力測定方法。
ただし、Eは、ヤング率、νはポアソン比、ηは回折角の余角、ψ0は、前記基準面に対するX線の入射角を、前記決定された基準面とのなす角度で補正した入射角である。 - 測定対象物表面の所定方向に沿った凹凸形状を測定する形状測定装置と、
前記測定対象物の表面にX線を照射し、回折されたX線により形成される回折環の形状を測定するX線回折測定装置と、
前記形状測定装置による測定結果に基づいて、測定された凹凸形状の直線に近似される部分により定まる領域を決定する領域決定部、
前記決定された領域の、基準面とのなす角度を決定する角度決定部、
前記決定された領域のみにX線を照射するようにX線のビーム径を選定するビーム径選定部と、
前記X線回折測定装置により、前記選定されたX線のビーム径にて前記決定された領域にX線を照射して測定された前記回折環の形状に基づいて、前記回折環の形状の、基準形状からの変形を評価する回折環評価部、及び
前記決定された基準面とのなす角度に基づいて、評価された回折環の変形から、前記決定された領域の応力を算出する応力算出部
を含むコンピュータと、
を含むX線残留応力測定システム。
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