JPH0431530Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0431530Y2 JPH0431530Y2 JP16771184U JP16771184U JPH0431530Y2 JP H0431530 Y2 JPH0431530 Y2 JP H0431530Y2 JP 16771184 U JP16771184 U JP 16771184U JP 16771184 U JP16771184 U JP 16771184U JP H0431530 Y2 JPH0431530 Y2 JP H0431530Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crack
- gauge
- slit
- gauges
- rosette
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
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- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
複雑な構造物に亀裂が発生した場合にその進行
を監視し事前にその対策をとる為の資料を提供す
る亀裂監視用ひずみゲージに係る。 （従来の技術） 境界条件が不明で複雑な構造物に亀裂が発生し
た亀裂の応力を実験的に見出す方法として、第４
図に示す如く亀裂の先端を中心とする円周上に多
数の３軸ロゼツトゲージを精度よく貼り付けて応
力を実験的に求め、この数値を境界条件として与
え境界内の応力を求める方法が既に発表されてい
る（文献１参照）。 第４図ａに傾斜内部亀裂片の外観形状を示し、
第４図ｂに亀裂の一端を中心とした円周上に配置
された３軸ロゼツトゲージの配列情況を示す（文
献２参照）。 （考案が解決しようとする問題点） 前記の方法は第４図を一覧して明かなように、
亀裂の先端を中心とする円周上に多数の３軸ロゼ
ツトゲージを精度よく貼り付けなければならない
ので、多くの時間と手間を要し、非能率的であつ
た。 （問題点を解決するための手段） 其故、中央部にスリツトを有する薄膜状基盤
に、スリツトの一端を中心とする円周上に等間隔
（不等間隔でもよい）に分散して複数枚の３軸ロ
ゼツトゲージを貼り付ける。その他、同一薄膜状
基盤上に前記中心に接し、スリツトの反対側に１
枚のクラツクゲージを貼り付けることによつてひ
ずみゲージの取付方法を改善する手段とした。 （実施例） 第１図に本考案による亀裂監視用ひずみゲージ
の構成を説明する。薄膜状基盤１はひずみゲージ
中心点４を中心とする円形の薄膜で、スリツト５
が中心より半径方向に外方に切つてある。適当な
半径Ｒの円周上に３軸ロゼツトゲージ２ａ〜２ｍ
が配置されている。第１図では等間隔で12等分し
た場合を例示したが、３軸ロゼツトゲージの数は
任意でよい。３はクラツクゲージで中心点４に接
してスリツト５の反対側に配置してある。 個々の３軸ロゼツトゲージを一度にセツトする
にはフオトレジスト法を用いれば、更に一層効果
的である。 このひずみゲージを構造物にセツトするには次
の如くすればよい。 即ち第３図に示すように試験しようとする対象
物に発生した亀裂の先端と、ひずみゲージの中心
点４とを合せながら、対象物の亀裂の他端および
ひずみゲージのスリツトの開口側を同一方向に向
けて、瞬間接着剤等によりひずみゲージと対象物
とを接着する。 第２図には本考案のひずみゲージ（ロゼツトゲ
ージとクラツクゲージ）を対象物に取付た所を示
す。 （作用） ３軸ロゼツトゲージをスリツトの一端を中心と
した円の周上に配置して求められた応力からスリ
ツト部付近の応力を求めるには次の如くする。 第５図ａにおいて、対象物にPiおよびUiの力
がかかり図の如く亀裂が生じたとする。亀裂の一
端をＳの如く円または正方形で囲み周上に３軸ロ
ゼツトゲージを配置する。円周Ｓ上の３軸ロゼツ
トゲージの配置要領を第５図ｂにて説明する。 ｒは半径Ｒの円の境界で円周上にｎ個の３軸ロ
ゼツトゲージを配置する。その中ｐ番目からｐ＋
１番目の測定点が原点Ｏに対してなす角、および
ｐ番目から、ｐ＋２番目までの測定点が原点Ｏに
対してなす角度を夫夫γ，γ0とし、x，yを境
界に作用する表面力のｘ，ｙ成分とすると、測定
点ｐでの表面力は ｛Tp｝＝｛Tx／Ty｝plxσ＋ly τxy lx τxy＋ly τyp (1) ただし（1x，1y）はＳの境界Γ上で外向きに引
いた法線の方向余弦である。Γ上のｎ個の測定点
間の任意の点での表面力Ｔは二次式で近似すると ｛i｝＝｛｝＝｛x／y｝＝［Ｍ］｛Ｑ｝……(
2) となる。ここに ［Ｍ］＝a1 ０ a2 ０ a3 ０ ０ a4 ０ a5 ０ a6 (3) ｛Ｑ｝T＝［Ｔxp T yp T x p+1 T y p+1 t x p+2
T y p+2］ (4) a1＝（１−γ／γ）0（１−2γ／γ）0 a2＝４（γ／γ0）（１−γ／γ0） a3＝（γ／γ0）（2γ／γ0−１） a4＝（１−γ／γ0）（１−2γ／γ0） a5＝４（γ／γ0）（１−γ／γ0） a6＝（γ／γ0）（2γ／γ0−１） 式(4)の｛Ｑ｝Tの添字Ｔは転置行列を示す。以上
の各測定点ｐの応力成分σx，σy，σxyはひずみゲ
ージにより測定される。 次に亀裂部分の応力は応力拡大係数Ｋ（モード
をＫ、モードをＫとする。）は Ｋ Ｋ√2［Hα］｛Ｑ｝ ……(5) より求められるから亀裂部の応力も求められる。
ここに ［Hα］ は形状固有の常数を行列で表
したもので円周の上の12等分点上にひずみゲージ
を配置した場合は次の如くなる。
を監視し事前にその対策をとる為の資料を提供す
る亀裂監視用ひずみゲージに係る。 （従来の技術） 境界条件が不明で複雑な構造物に亀裂が発生し
た亀裂の応力を実験的に見出す方法として、第４
図に示す如く亀裂の先端を中心とする円周上に多
数の３軸ロゼツトゲージを精度よく貼り付けて応
力を実験的に求め、この数値を境界条件として与
え境界内の応力を求める方法が既に発表されてい
る（文献１参照）。 第４図ａに傾斜内部亀裂片の外観形状を示し、
第４図ｂに亀裂の一端を中心とした円周上に配置
された３軸ロゼツトゲージの配列情況を示す（文
献２参照）。 （考案が解決しようとする問題点） 前記の方法は第４図を一覧して明かなように、
亀裂の先端を中心とする円周上に多数の３軸ロゼ
ツトゲージを精度よく貼り付けなければならない
ので、多くの時間と手間を要し、非能率的であつ
た。 （問題点を解決するための手段） 其故、中央部にスリツトを有する薄膜状基盤
に、スリツトの一端を中心とする円周上に等間隔
（不等間隔でもよい）に分散して複数枚の３軸ロ
ゼツトゲージを貼り付ける。その他、同一薄膜状
基盤上に前記中心に接し、スリツトの反対側に１
枚のクラツクゲージを貼り付けることによつてひ
ずみゲージの取付方法を改善する手段とした。 （実施例） 第１図に本考案による亀裂監視用ひずみゲージ
の構成を説明する。薄膜状基盤１はひずみゲージ
中心点４を中心とする円形の薄膜で、スリツト５
が中心より半径方向に外方に切つてある。適当な
半径Ｒの円周上に３軸ロゼツトゲージ２ａ〜２ｍ
が配置されている。第１図では等間隔で12等分し
た場合を例示したが、３軸ロゼツトゲージの数は
任意でよい。３はクラツクゲージで中心点４に接
してスリツト５の反対側に配置してある。 個々の３軸ロゼツトゲージを一度にセツトする
にはフオトレジスト法を用いれば、更に一層効果
的である。 このひずみゲージを構造物にセツトするには次
の如くすればよい。 即ち第３図に示すように試験しようとする対象
物に発生した亀裂の先端と、ひずみゲージの中心
点４とを合せながら、対象物の亀裂の他端および
ひずみゲージのスリツトの開口側を同一方向に向
けて、瞬間接着剤等によりひずみゲージと対象物
とを接着する。 第２図には本考案のひずみゲージ（ロゼツトゲ
ージとクラツクゲージ）を対象物に取付た所を示
す。 （作用） ３軸ロゼツトゲージをスリツトの一端を中心と
した円の周上に配置して求められた応力からスリ
ツト部付近の応力を求めるには次の如くする。 第５図ａにおいて、対象物にPiおよびUiの力
がかかり図の如く亀裂が生じたとする。亀裂の一
端をＳの如く円または正方形で囲み周上に３軸ロ
ゼツトゲージを配置する。円周Ｓ上の３軸ロゼツ
トゲージの配置要領を第５図ｂにて説明する。 ｒは半径Ｒの円の境界で円周上にｎ個の３軸ロ
ゼツトゲージを配置する。その中ｐ番目からｐ＋
１番目の測定点が原点Ｏに対してなす角、および
ｐ番目から、ｐ＋２番目までの測定点が原点Ｏに
対してなす角度を夫夫γ，γ0とし、x，yを境
界に作用する表面力のｘ，ｙ成分とすると、測定
点ｐでの表面力は ｛Tp｝＝｛Tx／Ty｝plxσ＋ly τxy lx τxy＋ly τyp (1) ただし（1x，1y）はＳの境界Γ上で外向きに引
いた法線の方向余弦である。Γ上のｎ個の測定点
間の任意の点での表面力Ｔは二次式で近似すると ｛i｝＝｛｝＝｛x／y｝＝［Ｍ］｛Ｑ｝……(
2) となる。ここに ［Ｍ］＝a1 ０ a2 ０ a3 ０ ０ a4 ０ a5 ０ a6 (3) ｛Ｑ｝T＝［Ｔxp T yp T x p+1 T y p+1 t x p+2
T y p+2］ (4) a1＝（１−γ／γ）0（１−2γ／γ）0 a2＝４（γ／γ0）（１−γ／γ0） a3＝（γ／γ0）（2γ／γ0−１） a4＝（１−γ／γ0）（１−2γ／γ0） a5＝４（γ／γ0）（１−γ／γ0） a6＝（γ／γ0）（2γ／γ0−１） 式(4)の｛Ｑ｝Tの添字Ｔは転置行列を示す。以上
の各測定点ｐの応力成分σx，σy，σxyはひずみゲ
ージにより測定される。 次に亀裂部分の応力は応力拡大係数Ｋ（モード
をＫ、モードをＫとする。）は Ｋ Ｋ√2［Hα］｛Ｑ｝ ……(5) より求められるから亀裂部の応力も求められる。
ここに ［Hα］ は形状固有の常数を行列で表
したもので円周の上の12等分点上にひずみゲージ
を配置した場合は次の如くなる。
【表】
［Ｑ］T＝［Tx1Ty1……TxpTyp……Tx13Ty13］
……(7) ただし、［Hα］Tは［Hα］の転置行列を示す12
等分されたひずみゲージの測定値を［Ｑ］に与え
れば、(5)式によりＫ、Ｋが求められ亀裂部分
の応力拡大係数が求められる。また、クラツクゲ
ージ３は亀裂が成長するにつれて順次グリツドが
切断されて信号が出力されるため、これを計測す
れば、経年的な亀裂を計測できる。 ３ 考案の効果 (1) ひずみゲージの中心と対象物の亀裂の先端と
を合せながら、開口方向を合せて接着するだけ
で、個々の３軸ロゼツトゲージを定位置に精度
よく、簡単に貼り付可能である。 クラツクゲージの出力を監視所に配線すれば
亀裂の成長を監視できる。また、ロゼツトゲー
ジから得られる亀裂成長予測と、クラツクゲー
ジから得られる現実の亀裂成長の対比により計
算値の確認が出来る。 (2) 基盤上にフオトレジスト方式により、ロゼツ
トゲージおよびクラツクゲージを形成すれば一
層効果的な生産性が得られ、ひずみゲージがひ
ずみに追随し易い優れたひずみゲージが得られ
る。 (3) 開口亀裂の直上、直下に３軸ロゼツトゲージ
を設けた。ひずみゲージの開口亀裂と対象物の
亀裂と位置が完全に一致せずに、ひずみゲージ
開口亀裂部のゲージが対象物の単軸応力部から
ずれた位置にセツトされても３軸の応力が測定
できる。
……(7) ただし、［Hα］Tは［Hα］の転置行列を示す12
等分されたひずみゲージの測定値を［Ｑ］に与え
れば、(5)式によりＫ、Ｋが求められ亀裂部分
の応力拡大係数が求められる。また、クラツクゲ
ージ３は亀裂が成長するにつれて順次グリツドが
切断されて信号が出力されるため、これを計測す
れば、経年的な亀裂を計測できる。 ３ 考案の効果 (1) ひずみゲージの中心と対象物の亀裂の先端と
を合せながら、開口方向を合せて接着するだけ
で、個々の３軸ロゼツトゲージを定位置に精度
よく、簡単に貼り付可能である。 クラツクゲージの出力を監視所に配線すれば
亀裂の成長を監視できる。また、ロゼツトゲー
ジから得られる亀裂成長予測と、クラツクゲー
ジから得られる現実の亀裂成長の対比により計
算値の確認が出来る。 (2) 基盤上にフオトレジスト方式により、ロゼツ
トゲージおよびクラツクゲージを形成すれば一
層効果的な生産性が得られ、ひずみゲージがひ
ずみに追随し易い優れたひずみゲージが得られ
る。 (3) 開口亀裂の直上、直下に３軸ロゼツトゲージ
を設けた。ひずみゲージの開口亀裂と対象物の
亀裂と位置が完全に一致せずに、ひずみゲージ
開口亀裂部のゲージが対象物の単軸応力部から
ずれた位置にセツトされても３軸の応力が測定
できる。
第１図は本考案のひずみゲージ図、第２図は本
考案のひずみゲージ（ロゼツトゲートとクラツク
ゲージ）を対象物に取付た図、第３図は本考案の
ひずみゲージを（ロゼツトゲージのみ）対象物に
取付た図、第４図は従来の試験片とひずみゲージ
の配置図、第５図は亀裂パネルと符号の説明図で
ある。 符号の説明、１……薄膜状基盤、２ａ，２ｂ，
２ｃ……２ｍ，……３軸ロゼツトゲージ、３……
クラツクゲージ、４……ゲージ中心点、５……ス
リツト。(1)北川英夫、石川晴雄：日本機械学会論
文集44巻383号p.2209、(2)服部敏夫著：工業計測
器p.420。
考案のひずみゲージ（ロゼツトゲートとクラツク
ゲージ）を対象物に取付た図、第３図は本考案の
ひずみゲージを（ロゼツトゲージのみ）対象物に
取付た図、第４図は従来の試験片とひずみゲージ
の配置図、第５図は亀裂パネルと符号の説明図で
ある。 符号の説明、１……薄膜状基盤、２ａ，２ｂ，
２ｃ……２ｍ，……３軸ロゼツトゲージ、３……
クラツクゲージ、４……ゲージ中心点、５……ス
リツト。(1)北川英夫、石川晴雄：日本機械学会論
文集44巻383号p.2209、(2)服部敏夫著：工業計測
器p.420。
Claims (1)
- 中心にスリツト端を有する薄膜状円盤と、該ス
リツトの末端を中心とする薄膜状円盤の円周上に
分散して貼り付けられた複数枚の３軸ロゼツトゲ
ージと中心に接してスリツトの反対側に設置した
クラツクゲージとより構成されることを特徴とす
る亀裂監視用ひずみゲージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16771184U JPH0431530Y2 (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16771184U JPH0431530Y2 (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182205U JPS6182205U (ja) | 1986-05-31 |
| JPH0431530Y2 true JPH0431530Y2 (ja) | 1992-07-29 |
Family
ID=30725500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16771184U Expired JPH0431530Y2 (ja) | 1984-11-02 | 1984-11-02 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0431530Y2 (ja) |
-
1984
- 1984-11-02 JP JP16771184U patent/JPH0431530Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6182205U (ja) | 1986-05-31 |
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