JPH04344435A - Measurement of x-ray stress - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、金属、セラミックス等
の表面近傍の応力をＸ線を用いて測定する方法に関する
。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of measuring stress near the surface of metals, ceramics, etc. using X-rays.
【０００２】0002
【従来の技術】Ｘ線を用いて材料の表面近傍に存在する
応力を測定する技術は、従来から研究分野ばかりでなく
、現場技術としても定着しており、また新素材、新分野
への応用も拡がっている。この技術は測定対象、測定精
度、その他のさまざまな要求を満足する各種の測定方法
が数多く知られている。たとえば、鉄もしくは鉄を主成
分とする合金では、測定に必要なＸ線として、クロムを
対陰極（ターゲット）とした特性Ｘ線が用いられること
が多くの理由から推奨されている。この場合、Ｘ線放射
の機構から波長領域が異なるＫα線とＫβ線が発せられ
、フェライト系鉄鋼材料では前者が、またオーステナイ
ト系ステンレス鋼では後者が用いられている。[Prior Art] The technology of measuring stress existing near the surface of materials using X-rays has long been established not only in the research field but also as a field technology, and is also being applied to new materials and new fields. is also expanding. Many different measurement methods are known for this technology that satisfy various requirements regarding the measurement target, measurement accuracy, and other requirements. For example, for iron or iron-based alloys, it is recommended for many reasons that characteristic X-rays with chromium as an anticathode (target) be used as the X-rays necessary for measurement. In this case, Kα rays and Kβ rays having different wavelength ranges are emitted from the X-ray emission mechanism, and the former is used in ferritic steel materials, and the latter is used in austenitic stainless steels.
【０００３】そこで、フェライト系鉄鋼材料に対しては
、Ｋβ線をパナジウムなどのフィルタで除去した後のＫ
α線を利用して応力を測定することになるが、実際はＫ
α線は互いにもピーク波長が異なるＫα１ 線とＫα２
線との複合である。これらＫα１ 線とＫα２ 線は
回折時に回折プロファイルの裾が互いに重なり合ってい
るために、適当なフィルタで一方のみを除去することは
難しい。Therefore, for ferritic steel materials, Kβ rays are removed using a filter such as panadium.
Stress is measured using α rays, but in reality K
α rays have different peak wavelengths, Kα1 ray and Kα2
It is a compound with lines. Since the tails of the diffraction profiles of these Kα1 rays and Kα2 rays overlap each other during diffraction, it is difficult to remove only one of them with an appropriate filter.
【０００４】したがって、現在では、Ｋα２ 線がＫα
１ 線に比べて無視できることを前提として、Ｋα１
線とＫα２ 線が重畳したプロファイルに対する半価幅
法が応力測定の基準として採用されている。この方法は
、Ｋα１ 線とＫα２ 線が重畳した回折プロファイル
のピーク強度の１／２の強度をとる両端の回折角を求め
、その平均値をピークトップ角とする方法である。[0004] Therefore, at present, the Kα2 line is Kα
1, assuming that it can be ignored compared to the line, Kα1
The half-width method for profiles in which the line and the Kα2 line are superimposed is adopted as the standard for stress measurement. In this method, the diffraction angles at both ends of the diffraction profile where the Kα1 and Kα2 rays are superimposed with an intensity of 1/2 of the peak intensity are determined, and the average value thereof is taken as the peak top angle.
【０００５】また、上の方法とは別に、文献（若林ほか
「非線形最小二乗法を適用して回折強度曲線ガウス曲線
に近似するＸ線応力測定」、材料、Ｖｏｌ３９，Ｎｏ．
４４１，ｐｐ．６２０−６２５（１９９０））に開示さ
れた方法がある。この方法は、Ｋα１ 線とＫα２ 線
が重畳した回折プロファイルから、非線形最小二乗法を
用いてＫα１ 線とＫα２ 線を分離した後に、Ｋα１
線による回折プロファイルのみからピークトップ角を
求め、この角から応力を求める方法である（単ピーク法
）。[0005] Apart from the above method, there is also a literature (Wakabayashi et al., "X-ray stress measurement approximating a diffraction intensity curve to a Gaussian curve by applying the nonlinear least squares method", Materials, Vol. 39, No.
441, pp. 620-625 (1990)). This method uses a nonlinear least squares method to separate Kα1 and Kα2 rays from a diffraction profile in which Kα1 and Kα2 rays are superimposed, and then
This method calculates the peak top angle only from the diffraction profile of the line, and calculates the stress from this angle (single peak method).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｋα１ 線と
Ｋα２ 線が重畳した回折プロファイルに対して半価幅
法を適用することは、Ｋα１ 線とＫα２ 線の分離が
無視できない程度になっている場合には、半価幅の測定
精度に悪い影響を与えるため、適切な方法ではない。ま
た、Ｋα１ 線とＫα２ 線との分離を行い、Ｋα１
線に対してのみピークトップ角を求めることによって応
力を算出する方法では、単一の波長のみを利用している
ために、応力の測定精度の信頼性が低くなるという欠点
があった。[Problem to be Solved by the Invention] However, applying the half-width method to a diffraction profile in which Kα1 and Kα2 lines are superimposed is difficult when the separation of Kα1 and Kα2 lines is not negligible. This is not an appropriate method because it has a negative effect on the measurement accuracy of half-width. In addition, we separated Kα1 and Kα2 rays, and
The method of calculating stress by determining the peak top angle only for a line has the disadvantage that the reliability of stress measurement accuracy is low because only a single wavelength is used.
【０００７】本発明は、前記問題点を解決し、測定に用
いられたＫα１ 線とＫα２ 線との両者を用いるとと
もに測定精度を向上させたＸ線応力測定方法を提供する
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an X-ray stress measurement method that solves the above-mentioned problems, uses both Kα1 rays and Kα2 rays, and improves measurement accuracy.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、Ｋα１ 線とＫα２ 線を有する特性
Ｘ線を所定の入射角で測定対象物に照射して該測定対象
物で回折されたＸ線の回折プロファイルを求め、該回折
プロファイルと該回折プロファイルのモデルとの偏差が
最小となるように該モデルのパラメータを定める回折あ
てはめ法を用いてＫα１ 線による第一の回折プロファ
イルとＫα２ 線による第二の回折プロファイルとに分
離し、これら２つの回折プロファイルの各ピークトップ
角を求める操作を、複数の前記所定の入射角のそれぞれ
について行い、複数の前記所定の入射角について求めら
れた前記第一の回折プロファイルのピークトップ角およ
び複数の前記所定の入射角について求められた前記第二
の回折プロファイルのピークトップ角のそれぞれに基づ
いて、前記被測定対象物のＫα１ 線により測定される
応力値およびＫα２ 線により測定される応力値を互い
に独立に求め、これらの各応力値を必要に応じて重みづ
けして平均化することによりこれらの各応力値の平均的
な値を求め、この平均的な値を前記測定対象物の応力値
とすることを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention aims to irradiate an object to be measured with characteristic X-rays having Kα1 rays and Kα2 rays at a predetermined angle of incidence. A diffraction profile of the diffracted X-rays is obtained, and a diffraction fitting method is used to determine the parameters of the model so that the deviation between the diffraction profile and the model of the diffraction profile is minimized. A second diffraction profile due to the Kα2 ray is separated into a second diffraction profile and the peak top angle of each of these two diffraction profiles is determined for each of the plurality of predetermined incident angles, Based on each of the peak top angles of the first diffraction profile obtained and the peak top angles of the second diffraction profile obtained for the plurality of predetermined incident angles, The stress value measured by the Kα2 line and the stress value measured by the Kα2 line are determined independently of each other, and each of these stress values is weighted as necessary and averaged to determine the average value of each of these stress values, The present invention is characterized in that this average value is taken as the stress value of the object to be measured.
【０００９】ここで、前記回折あてはめ法として、パラ
メータ化された２つのガウス曲線の組合せを前記モデル
として、測定された前記回折プロファイルを回折プロフ
ァイルの変化率の大きい領域ほどあてはめの重みが大き
くなるように重みづけをして近似する方法を用いること
が好ましい。Here, as the diffraction fitting method, a combination of two parameterized Gaussian curves is used as the model, and the measured diffraction profile is adjusted so that the weight of the fitting becomes larger in an area where the rate of change of the diffraction profile is larger. It is preferable to use a method of approximating by weighting.
【００１０】0010
【作用】以下本発明の作用について説明する。図１は本
発明の概要を表わす処理の流れ図である。まず従来のＸ
線応力測定法と同様に、測定面の法線に対するＸ線の入
射角Ψを合計Ｎ箇所設定する。この設定した角度をそれ
ぞれΨｉ （ｉ＝１，…，Ｎ）とする。さて、ある入射
角Ψｉ に対して回折プロファイルを得る（ステップ（
ａ））。この回折プロファイル（原回折プロファイル）
に対してバックグランド補正、吸収補正、およびローレ
ンツ偏光補正を行ない（ステップ（ｂ））、これらの補
正を行った後の回折プロファイル（補正済回折プロファ
イル）をｐ（θ）とする。ここでθは回折角である。こ
のプロファイルｐ（θ）を図２Ａに示す。ここで、この
回折プロファイルはＫα１ 線による回折プロファイル
（図２Ｂ）とＫα２線による回折プロファイル（図２Ｃ
）とが重畳されたものである。したがって、理想的な重
畳プロファイル、すなわち回折プロファイルのモデルを
ｆ（θ）とすると、以下に述べる５種類のパラメータを
使って、ｆ（θ）が次のように表わされる。[Operation] The operation of the present invention will be explained below. FIG. 1 is a process flowchart showing an overview of the present invention. First, the conventional
Similar to the linear stress measurement method, a total of N incident angles Ψ of X-rays with respect to the normal to the measurement surface are set. Let these set angles be Ψi (i=1, . . . , N). Now, we obtain a diffraction profile for a certain incident angle Ψi (step (
a)). This diffraction profile (original diffraction profile)
Background correction, absorption correction, and Lorentz polarization correction are performed on the image (step (b)), and the diffraction profile after these corrections (corrected diffraction profile) is defined as p(θ). Here, θ is the diffraction angle. This profile p(θ) is shown in FIG. 2A. Here, this diffraction profile is the diffraction profile due to the Kα1 line (Figure 2B) and the diffraction profile due to the Kα2 line (Figure 2C).
) are superimposed. Therefore, if an ideal superimposition profile, that is, a diffraction profile model is f(θ), then f(θ) is expressed as follows using the five types of parameters described below.
【００１１】
ｆ（θ）＝Ａｅｘｐ｛−（θ−Θ１ ）２ ／
（２σ１ ２ ）｝ ＋０
．５Ａｅｘｐ｛−（θ−Θ１ ）２ ／（２σ１ ２
）｝ここでパラメータの意味は次の通りである。
Ａ：Ｋα１ 線のピークトップ角でのＸ線強度Θ１ ，
Θ２ ：それぞれＫα１ 線，Ｋα２線のピークトップ
角
σ１ ，σ２ ：それぞれＫα１ 線，Ｋα２線のプロ
ファイル幅
なお、Ｋα２ 線の代表回折角でのＸ線強度はＫα１
線の代表回折角でのＸ線強度の１／２であることが分か
っているので、上記のモデルではこの点をあらかじめ考
慮に入れている。f(θ)=Aexp{−(θ−Θ1)2/
(2σ1 2 )} +0
．． 5Aexp{−(θ−Θ1 )2 /(2σ1 2
)} Here, the meanings of the parameters are as follows. A: X-ray intensity Θ1 at the peak top angle of Kα1 ray,
Θ2: Peak top angle of Kα1 line and Kα2 line, respectively σ1, σ2: Profile width of Kα1 line and Kα2 line, respectively. Note that the X-ray intensity at the representative diffraction angle of Kα2 line is Kα1
Since it is known that the X-ray intensity is 1/2 of the X-ray intensity at the representative diffraction angle of the line, the above model takes this point into consideration in advance.
【００１２】実際には、回折角θをデータ処理の都合上
有限個に標本化することがほとんどである。ここでは計
Ｌ個に標本化されたとする。すなわち、回折角はθｊ
（ｊ＝１，…，Ｌ）と表わされる。この場合、計５個の
パラメータを決めるには、以下の誤差関数ＥIn reality, in most cases, the diffraction angle θ is sampled into a finite number for convenience of data processing. Here, it is assumed that a total of L samples are obtained. That is, the diffraction angle is θj
(j=1,...,L). In this case, to determine a total of five parameters, the following error function E
【００１３
】0013
]
【数１】[Math 1]
【００１４】を最小にすればよい。なお、（１）式の誤
差関数を最小にするパラメータを求める具体的な方法は
、非線形計画法の分野で各種提案されている。このパラ
メータのなかで、実際に使用するのはΘｋ （ｋ＝１，
２）である（ステップ（ｃ））。ある入射角でこれらの
パラメータが求められたならば、他の入射角に対しても
同様な操作を行う。このようにして、全入射角に対応す
るパラメータを求める。It is sufficient to minimize . Note that various specific methods for determining the parameters that minimize the error function of equation (1) have been proposed in the field of nonlinear programming. Among these parameters, the one actually used is Θk (k=1,
2) (step (c)). Once these parameters have been determined for a certain angle of incidence, similar operations are performed for other angles of incidence. In this way, parameters corresponding to all angles of incidence are determined.
【００１５】次に、Ｋα１ 線、Ｋα２ 線のそれぞれ
の特性Ｘ線に対して、図３のように、横軸にｓｉｎ２
Ψを、縦軸に２Θｋ （ｋ＝１，２）を単位としてプロ
ットすると、ｋを固定すれば、ｓｉｎ２ Ψと２Θｋ
は比例関係にあること、また測定物の応力は、このプロ
ット図の傾きと、測定物の材質で決定される応力定数と
の積で表わされることが知られている。そこで、各ｋに
対応するプロット図の傾きを求め、この傾きと応力定数
の積として応力値を求める（ステップ（ｄ））。そして
Ｋα１ 線、Ｋα２ 線の応力値について平均をとり、
その材料の応力値とする（ステップ（ｅ））。Ｋα１
線の強度はＫα２ 線の強度の２倍であることを考える
と、平均をとる時には、Ｋα１ 線によって得られた応
力、すなわちｋ＝１に対応する応力の値は、Ｋα２ 線
によって得られた応力、すなわちｋ＝２に対応する応力
の値に対し２倍の重みを付けて平均することが望ましい
。以上のように２種類の特性Ｘ線によって応力値を測定
する方法を、以下双ピーク法と呼ぶ。Next, as shown in FIG. 3, sin2 is plotted on the horizontal axis for each characteristic X-ray of Kα1 ray and Kα2 ray.
When Ψ is plotted on the vertical axis in units of 2Θk (k=1, 2), if k is fixed, sin2 Ψ and 2Θk
It is known that there is a proportional relationship, and that the stress of the measured object is expressed as the product of the slope of this plot and the stress constant determined by the material of the measured object. Therefore, the slope of the plot corresponding to each k is determined, and the stress value is determined as the product of this slope and the stress constant (step (d)). Then, take the average of the stress values of the Kα1 line and Kα2 line,
Let it be the stress value of the material (step (e)). Kα1
Considering that the intensity of the line is twice that of the Kα2 line, when taking the average, the stress obtained by the Kα1 line, that is, the stress value corresponding to k=1, is equal to the stress obtained by the Kα2 line. , that is, it is desirable to weight twice the stress value corresponding to k=2 and average it. The method of measuring stress values using two types of characteristic X-rays as described above is hereinafter referred to as the bipeak method.
【００１６】また、誤差関数として、（１）式を拡張し
た次の式[0016] Also, as an error function, the following equation, which is an extension of equation (1),
【００１７】[0017]
【数２】[Math 2]
【００１８】を用いても良い。ここでｗｊ は正の定数
であり、重みと呼ばれる。ｗｊ を決める方法としては
ｐ（θｊ ）の変化率が大きくなるθｊ 付近ほど重み
ｗｊ を大きくとる方法がよい。この方法をここでは重
み付き双ピーク法と呼び、（１）式による方法を重みな
し双ピーク法と呼ぶこととする。重み付き双ピーク法に
よれば、従来の半価幅法の利点である高精度の測定方法
を活かすことができる。その理由は半価幅をとるときの
回折角と変化率が最大となる回折角はほぼ等しいからで
ある。したがって、この結果求める応力の精度がより高
くなる。
この説明を図４に示す。図４には、重畳された雑音のあ
る回折プロファイルＡを、重みなし双ピーク法によって
分離したＫα１ 線の回折プロファイルＢと、重み付き
双ピーク法によって分離したＫα１ 線の回折プロファ
イルＣとを示した。重みなし双ピーク法では、重畳され
た回折プロファイルＡの回折角の小さい領域に雑音があ
るために、分離された後回折プロファイルＢのピークト
ップ角も小さい側に寄ってしまっている。一方、重み付
き双ピーク法では、雑音の影響が少く、より正しい回折
プロファイルを反映したピークトップ角が求められる。
このような雑音は、どの回折角においても、同じ確率で
、回折強度の影響を受けずに発生するので、回折プロフ
ァイルの変化率が最大となる付近の情報を重視すること
がよいと考えられる。なお、回折プロファイルの変化率
を求めるには、雑音の影響を減らすために、ローパスフ
ィルタをかけ、前処理をすることが好ましい。[0018] may also be used. Here, wj is a positive constant and is called a weight. A good method for determining wj is to set the weight wj larger near θj where the rate of change of p(θj) increases. This method will be referred to herein as a weighted bipeak method, and the method based on equation (1) will be referred to as an unweighted bipeak method. According to the weighted bipeak method, it is possible to take advantage of the high precision measurement method that is an advantage of the conventional half-width method. The reason for this is that the diffraction angle at which the half width is taken is almost equal to the diffraction angle at which the rate of change is maximum. Therefore, the accuracy of the stress determined as a result becomes higher. This explanation is shown in FIG. Figure 4 shows a Kα1-ray diffraction profile B obtained by separating the superimposed noisy diffraction profile A using the unweighted bipeak method, and a Kα1-ray diffraction profile C separated by the weighted bipeak method. . In the unweighted bipeak method, since there is noise in the region where the diffraction angle is small in the superimposed diffraction profile A, the peak top angle of the separated diffraction profile B also shifts to the small side. On the other hand, in the weighted bipeak method, a peak top angle that is less affected by noise and reflects a more accurate diffraction profile is obtained. Such noise occurs with the same probability at any diffraction angle and is not affected by diffraction intensity, so it is thought to be better to emphasize information in the vicinity where the rate of change of the diffraction profile is maximum. Note that in order to obtain the rate of change of the diffraction profile, it is preferable to perform preprocessing by applying a low-pass filter to reduce the influence of noise.
【００１９】[0019]
【実施例】以下本発明の実施例を述べる。実施例に用い
た実験装置の正面図を図５に、立面図を図６に示す。厚
さ３．０ｍｍ、縦横１００．０ｍｍ×３０．０ｍｍの十
分に焼きなましをして残留応力をゼロとした鉄板１０１
を用意した。この鉄板１０１には、Ｘ線測定の必要上、
表面に対して機械研磨、電解研磨がこの順に施されてあ
る。次にこの鉄板１０１の表面に引張応力をかけるため
に、この鉄板１０１に対して曲げ応力をかける。すなわ
ち、この鉄板１０１は支持端１０２で支えられているの
で、両端から圧下ねじ１０３を下げると、鉄板１０１に
は曲げ応力が生じる。なお圧下ねじ１０３は外枠１０４
で固定されている。この曲げ応力によって生じた引張応
力を、表面に貼付されたひずみゲージ１０５によって直
接測定した。同時にダイヤルゲージ１０６によってたわ
み量も同時に測定し、たわみ量から計算される表面の理
論的な引張応力を算出した。[Examples] Examples of the present invention will be described below. A front view of the experimental apparatus used in the example is shown in FIG. 5, and an elevational view is shown in FIG. Iron plate 101 with a thickness of 3.0 mm and a length and width of 100.0 mm x 30.0 mm that have been sufficiently annealed to have zero residual stress.
prepared. Due to the necessity of X-ray measurement, this iron plate 101 has
The surface was subjected to mechanical polishing and electrolytic polishing in this order. Next, in order to apply tensile stress to the surface of this iron plate 101, bending stress is applied to this iron plate 101. That is, since the iron plate 101 is supported by the support ends 102, bending stress is generated in the iron plate 101 when the lowering screws 103 are lowered from both ends. Note that the screw 103 is attached to the outer frame 104.
is fixed. The tensile stress caused by this bending stress was directly measured using a strain gauge 105 attached to the surface. At the same time, the amount of deflection was also measured using the dial gauge 106, and the theoretical tensile stress of the surface was calculated from the amount of deflection.
【００２０】一方Ｘ線による測定方法は以下のとおりで
ある。まず、直径１ｍｍに絞ったＣｒＫα線を、鉄板１
０１の表面のひずみゲージ１０５の貼付されていない露
出部分に照射した。この鉄板１０１の表面で回折された
Ｘ線の強度を、２５６分割のＰＳＰＣ（位置敏感型比例
計数管）を用いて測定した。そして、このＸ線強度を１
２ビット分解能のＡ／Ｄ変換器を通して、コンピュータ
に取り込み、回折プロファイルとした。この回折プロフ
ァイルに対して、バックグラウンド補正、吸収補正、ロ
ーレンツ偏光補正を施したのち、従来の方法である半価
幅法、単ピーク法、および本発明による重みなし双ピー
ク法、重み付き双ピーク法の計４種類の方法により、ピ
ークトップ角Θを決定した。On the other hand, the method of measurement using X-rays is as follows. First, a CrKα beam narrowed to a diameter of 1 mm was placed on an iron plate.
The exposed portion of the surface of 01 to which the strain gauge 105 was not attached was irradiated. The intensity of the X-rays diffracted by the surface of this iron plate 101 was measured using a 256-division PSPC (position-sensitive proportional counter). Then, reduce this X-ray intensity to 1
It was input into a computer through a 2-bit resolution A/D converter and used as a diffraction profile. After performing background correction, absorption correction, and Lorentz polarization correction on this diffraction profile, the conventional methods such as the half-width method, the single peak method, the unweighted bipeak method and the weighted bipeak method of the present invention are applied. The peak top angle Θ was determined using a total of four methods.
【００２１】以上の操作を入射角Ψ＝０°，１５°，３
０°，４０°，４５°の計５方向で同じように行い、ｓ
ｉｎ２ Ψに対する２Θをプロットした後、この傾きか
ら応力値を求めた。この応力値を求める操作を曲げ応力
を変えて行い、ひずみゲージ１０５による応力値ととも
にたわみ量から予測される値と比較した。図７〜図１１
は横軸にたわみ量から予測される予測応力値、縦軸に予
測応力値と実測応力値の残差をプロットしたグラフであ
り、それぞれ歪ゲージによる方法、半価幅法、単一ピー
ク法、重みなし双ピーク法、重みつき双ピーク法による
ものである。本発明による方法（双ピーク法）は、半価
幅法や単ピーク法と比べて、高い精度を示していること
が分かる。双ピーク法どうしを比較すると、重み付き双
ピーク法が重みなし双ピーク法より精度が高く、ひずみ
ケージによる方法の測定精度に匹敵することがわかる。[0021] The above operation is performed at the incident angle Ψ=0°, 15°, 3
Repeat in the same way in 5 directions: 0°, 40°, 45°, and
After plotting 2Θ against in2Ψ, the stress value was determined from this slope. This operation for determining the stress value was performed while changing the bending stress, and the stress value measured by the strain gauge 105 was compared with the value predicted from the amount of deflection. Figures 7 to 11
is a graph in which the horizontal axis is the predicted stress value predicted from the amount of deflection, and the vertical axis is the residual difference between the predicted stress value and the measured stress value. They are based on the unweighted bipeak method and the weighted bipeak method. It can be seen that the method according to the present invention (double peak method) has higher accuracy than the half width method and the single peak method. A comparison of the bipeak methods shows that the weighted bipeak method has higher accuracy than the unweighted bipeak method and is comparable to the measurement accuracy of the strain cage method.
【００２２】なお、本実施例は、材料が鉄鋼である場合
について述べたが、これにとらわれることなく、他の材
料、たとえばセラミックスなどでも適用が可能である。
また、本実施例では、材料に外部から力をかけた場合に
ついて説明をしたが、これにとらわれることなく、たと
えば残留応力の測定にも適用できる。Although the present embodiment has been described with reference to the case where the material is steel, the present invention is not limited to this and may be applied to other materials such as ceramics. Further, in this embodiment, the case where a force is applied to the material from the outside has been described, but the present invention is not limited to this and can be applied to, for example, measurement of residual stress.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明は、実測された回折プロファイル
を分離して、その双方の回折プロファイルから代表角、
すなわち応力を求めているために、測定する応力の精度
が従来の方法より向上している。また、回折プロファイ
ルのあてはめの時に変化率の大きな付近ほど大きな重み
をかけた場合は、従来の半価幅法の利点を受け継いだ形
となるので、さらに精度が向上する。以上の点から、産
業上に寄与するところは非常に大きい。Effects of the Invention The present invention separates actually measured diffraction profiles and calculates the representative angle,
In other words, since the stress is determined, the accuracy of the measured stress is improved compared to the conventional method. Further, when fitting a diffraction profile, if a larger weight is applied to areas where the rate of change is larger, the advantages of the conventional half-width method are inherited, and the accuracy is further improved. From the above points, the contribution to industry is extremely large.
【図１】本発明の特徴を表わした流れ図である。FIG. 1 is a flow diagram illustrating the features of the present invention.
【図２】重畳された回折プロファイルと分離された回折
プロファイルを表わす模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a superimposed diffraction profile and a separated diffraction profile.
【図３】入射角とピークトップ角のプロット図である。FIG. 3 is a plot of incident angle and peak top angle.
【図４】回折プロファイルに重み付きガウス曲線と重み
なしガウス曲線をあてはめた模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram in which a weighted Gaussian curve and an unweighted Gaussian curve are fitted to a diffraction profile.
【図５】実施例で用いた実験装置の正面図である。FIG. 5 is a front view of the experimental apparatus used in Examples.
【図６】実施例で用いた実験装置の立面図である。FIG. 6 is an elevational view of the experimental apparatus used in Examples.
【図７】たわみ量から予測される予測応力値に対する該
予測応力値と歪ゲージによる実測応力値との残差をプロ
ットしたグラフである。FIG. 7 is a graph plotting the residual difference between the predicted stress value predicted from the amount of deflection and the stress value actually measured by the strain gauge.
【図８】たわみ量から予測される予測応力値に対する該
予測応力値と半価幅法による実測応力値との残差をプロ
ットしたグラフである。FIG. 8 is a graph plotting the residual difference between the predicted stress value predicted from the amount of deflection and the actual stress value measured by the half width method.
【図９】たわみ量から予測される予測応力値に対する該
予測応力値と単ピーク法による実測応力値との残差をプ
ロットしたグラフである。FIG. 9 is a graph plotting the residual difference between the predicted stress value predicted from the amount of deflection and the actual stress value measured by the single peak method.
【図１０】たわみ量から予測される予測応力値に対する
該予測応力値と重みなし双ピーク法による実測応力値と
の残差をプロットしたグラフである。FIG. 10 is a graph plotting the residual difference between the predicted stress value predicted from the amount of deflection and the measured stress value by the unweighted bipeak method.
【図１１】たわみ量から予測される予測応力値に対する
該予測応力値と重みつき双ピーク法による実測応力値と
の残差をプロットしたグラフである。FIG. 11 is a graph plotting the residual difference between the predicted stress value predicted from the amount of deflection and the actually measured stress value by the weighted bipeak method.
１０１ 鉄板
１０２ 支持端１０３ 圧下ねじ
１０４ 外枠１０５
ひずみゲージ １０６
ダイヤルゲージ101 Iron plate
102 Support end 103 Lowering screw
104 Outer frame 105
Strain gauge 106
Dial gauge
Claims (2)
Ｘ線を所定の入射角で測定対象物に照射して該測定対象
物で回折されたＸ線の回折プロファイルを求め、該回折
プロファイルと該回折プロファイルのモデルとの偏差が
最小となるように該モデルのパラメータを定める回折あ
てはめ法を用いてＫα１ 線による第一の回折プロファ
イルとＫα２ 線による第二の回折プロファイルとに分
離し、これら２つの回折プロファイルの各ピークトップ
角を求める操作を、複数の前記所定の入射角のそれぞれ
について行い、複数の前記所定の入射角について求めら
れた前記第一の回折プロファイルのピークトップ角およ
び複数の前記所定の入射角について求められた前記第二
の回折プロファイルのピークトップ角のそれぞれに基づ
いて、前記被測定対象物の、Ｋα１ 線により測定され
る応力値およびＫα２ 線により測定される応力値を互
いに独立に求め、これらの各応力値を必要に応じて重み
づけして平均化することによりこれらの各応力値の平均
的な値を求め、この平均的な値を前記測定対象物の応力
値とすることを特徴とするＸ線応力測定方法。Claim 1: A measurement object is irradiated with characteristic X-rays having Kα1 rays and Kα2 rays at a predetermined incident angle, a diffraction profile of the X-rays diffracted by the measurement object is determined, and the diffraction profile and the diffraction Using a diffraction fitting method that determines the parameters of the model so that the deviation of the profile from the model is minimized, the diffraction profile is separated into a first diffraction profile by Kα1 rays and a second diffraction profile by Kα2 rays, and these two diffraction profiles are The operation of determining each peak top angle of the profile is performed for each of the plurality of predetermined incident angles, and the peak top angle of the first diffraction profile obtained for the plurality of predetermined incident angles and the plurality of predetermined angles are Based on each of the peak top angles of the second diffraction profile determined for the incident angle, the stress value measured by the Kα1 ray and the stress value measured by the Kα2 ray of the object to be measured are determined independently from each other. and weighting and averaging each of these stress values as necessary to obtain an average value of each of these stress values, and use this average value as the stress value of the object to be measured. An X-ray stress measurement method characterized by:
された２つのガウス曲線の組合せを前記モデルとして、
測定された前記回折プロファイルを回折プロファイルの
変化率の大きい領域ほどあてはめの重みが大きくなるよ
うに重みづけをして近似するものであることを特徴とす
る請求項１記載のＸ線応力測定方法。2. The diffraction fitting method uses a combination of two parameterized Gaussian curves as the model,
2. The X-ray stress measurement method according to claim 1, wherein the measured diffraction profile is approximated by weighting so that the weight of fitting becomes larger in an area where the rate of change of the diffraction profile is larger.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11717891A JPH04344435A (en) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Measurement of x-ray stress |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11717891A JPH04344435A (en) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Measurement of x-ray stress |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344435A true JPH04344435A (en) | 1992-12-01 |
Family
ID=14705357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11717891A Withdrawn JPH04344435A (en) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Measurement of x-ray stress |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04344435A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018059779A (en) * | 2016-10-04 | 2018-04-12 | 東京瓦斯株式会社 | Tightening torque measurement device and tightening torque measurement method |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP11717891A patent/JPH04344435A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018059779A (en) * | 2016-10-04 | 2018-04-12 | 東京瓦斯株式会社 | Tightening torque measurement device and tightening torque measurement method |
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