JPH0579928A - 残留応力測定方法及び装置 - Google Patents
残留応力測定方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0579928A JPH0579928A JP24171991A JP24171991A JPH0579928A JP H0579928 A JPH0579928 A JP H0579928A JP 24171991 A JP24171991 A JP 24171991A JP 24171991 A JP24171991 A JP 24171991A JP H0579928 A JPH0579928 A JP H0579928A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- residual stress
- load
- pressing load
- strain
- indenter
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】一般機器及び原子炉炉内機器の部材表面の残留
応力，硬さ及び経年劣化を非破壊で測定する。 【構成】経年機器の部材４の表面にドーナッツ状のひず
みゲージ５を貼り付け、その中心部に硬さ計測可能な例
えば圧子９ａで押圧荷重を負荷し、このとき計測した押
圧荷重−ひずみ−押し込み変形応答から残留応力と硬さ
を同時に求める。 【効果】本発明によれば、経年機器、特に、原子炉炉内
機器の部材表面の残留応力のみならず、硬さ及び経年劣
化をも非破壊、かつオンラインで測定できる。
応力，硬さ及び経年劣化を非破壊で測定する。 【構成】経年機器の部材４の表面にドーナッツ状のひず
みゲージ５を貼り付け、その中心部に硬さ計測可能な例
えば圧子９ａで押圧荷重を負荷し、このとき計測した押
圧荷重−ひずみ−押し込み変形応答から残留応力と硬さ
を同時に求める。 【効果】本発明によれば、経年機器、特に、原子炉炉内
機器の部材表面の残留応力のみならず、硬さ及び経年劣
化をも非破壊、かつオンラインで測定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般の産業機器及び原
子力プラントの部材表面に存在する残留応力を非破壊的
に測定する測定方法と装置に係り、特に、経年機器に対
して、残留応力のみならず、経年劣化をも非破壊的に計
測するに好適な方法と装置に関する。
子力プラントの部材表面に存在する残留応力を非破壊的
に測定する測定方法と装置に係り、特に、経年機器に対
して、残留応力のみならず、経年劣化をも非破壊的に計
測するに好適な方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の残留応力測定方法としては、抵抗
線ひずみゲージ（以下、ひずみゲージという）を測定対
象物表面に貼付けた後に、ひずみゲージ中心部に穿孔し
て測定対象物の残留ひずみを部分的に開放することによ
って残留応力を測定するものがある。
線ひずみゲージ（以下、ひずみゲージという）を測定対
象物表面に貼付けた後に、ひずみゲージ中心部に穿孔し
て測定対象物の残留ひずみを部分的に開放することによ
って残留応力を測定するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
の一つは、測定対象物表面に穿孔するため、部分破壊と
なることである。従って、半完成品の状態で測定する場
合は、測定後に穿孔部分を削り取れば良いので問題な
い。しかし、完成製品について測定した場合は、穿孔部
を補修しなければならない。しかも、この場合、補修に
よって新たな残留応力を発生する。
の一つは、測定対象物表面に穿孔するため、部分破壊と
なることである。従って、半完成品の状態で測定する場
合は、測定後に穿孔部分を削り取れば良いので問題な
い。しかし、完成製品について測定した場合は、穿孔部
を補修しなければならない。しかも、この場合、補修に
よって新たな残留応力を発生する。
【０００４】また、原子力機器のように汚染を極端に嫌
い、しかも、汚染すると清浄化処置が困難な原子炉炉内
機器のような機器に適用した場合、穿孔によって削除さ
れた金属の回収がもう一つの問題点となる。
い、しかも、汚染すると清浄化処置が困難な原子炉炉内
機器のような機器に適用した場合、穿孔によって削除さ
れた金属の回収がもう一つの問題点となる。
【０００５】本発明の目的は上述の問題点を解決し、非
破壊で残留応力を測定する方法と装置を提供することを
目的とする。また、完成して運転を開始した機器、特に
原子炉炉内機器の残留応力と経年劣化を同時に測定する
に好適な方法と装置を提供することを目的とする。
破壊で残留応力を測定する方法と装置を提供することを
目的とする。また、完成して運転を開始した機器、特に
原子炉炉内機器の残留応力と経年劣化を同時に測定する
に好適な方法と装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のために非
破壊で残留応力を測定できるようにした。すなわち、本
発明では、まず、残留応力が存在する部材表面に貼付け
たひずみゲージ近傍に押圧荷重を負荷し、このときの押
圧荷重−ひずみ応答を計測する。つぎに、残留応力のな
い部材で別に求めた材料固有の押圧荷重−ひずみ応答と
残留応力を有する部材の押圧荷重−ひずみ応答を比較す
る。この押圧荷重−ひずみ応答は部材の残留応力状態に
よって異なるので、残留応力を求めることができる。本
発明の装置では押圧荷重−ひずみ応答と同時に、押圧荷
重後の圧子の圧痕寸法または塑性変形量を測定できるよ
うにした。
破壊で残留応力を測定できるようにした。すなわち、本
発明では、まず、残留応力が存在する部材表面に貼付け
たひずみゲージ近傍に押圧荷重を負荷し、このときの押
圧荷重−ひずみ応答を計測する。つぎに、残留応力のな
い部材で別に求めた材料固有の押圧荷重−ひずみ応答と
残留応力を有する部材の押圧荷重−ひずみ応答を比較す
る。この押圧荷重−ひずみ応答は部材の残留応力状態に
よって異なるので、残留応力を求めることができる。本
発明の装置では押圧荷重−ひずみ応答と同時に、押圧荷
重後の圧子の圧痕寸法または塑性変形量を測定できるよ
うにした。
【０００７】
【作用】一般に残留応力の存在する部材に外力を加えた
場合のひずみ応答は、残留応力の存在しない部材のそれ
と異なる。そのため、両者の外力とひずみ応答を比較す
ることによって残留応力を求めることができる。しか
も、この場合の外力は、僅かな塑性変形を生じさせる程
度でよいので、部材を破壊させる外力に比べると遥かに
小さい。
場合のひずみ応答は、残留応力の存在しない部材のそれ
と異なる。そのため、両者の外力とひずみ応答を比較す
ることによって残留応力を求めることができる。しか
も、この場合の外力は、僅かな塑性変形を生じさせる程
度でよいので、部材を破壊させる外力に比べると遥かに
小さい。
【０００８】本発明は、上述の如き材料の外力に対する
ひずみ応答に着目してなされたものである。外力は押圧
荷重によって負荷し、ひずみ応答はひずみゲージで測定
する。
ひずみ応答に着目してなされたものである。外力は押圧
荷重によって負荷し、ひずみ応答はひずみゲージで測定
する。
【０００９】塑性変形が生ずるまで押圧荷重を負荷する
ので、負荷終了後に圧痕が残留する。圧痕寸法計測から
硬さが求められ、硬さからこの材料の応力ひずみ特性と
脆性特性が分かる。また、押圧荷重負荷時の荷重と押し
込み深さの関係から、圧痕寸法を計測せずに硬さを求め
ることができる。
ので、負荷終了後に圧痕が残留する。圧痕寸法計測から
硬さが求められ、硬さからこの材料の応力ひずみ特性と
脆性特性が分かる。また、押圧荷重負荷時の荷重と押し
込み深さの関係から、圧痕寸法を計測せずに硬さを求め
ることができる。
【００１０】材料の硬さと脆性特性の関係から、経年劣
化を評価できる。
化を評価できる。
【００１１】本発明の残留応力測定装置では、押圧荷重
−ひずみ応答と同時に、押圧荷重時の圧子の押し込み
量、押圧荷重後の圧痕寸を測定できるようにした。
−ひずみ応答と同時に、押圧荷重時の圧子の押し込み
量、押圧荷重後の圧痕寸を測定できるようにした。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図４によっ
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１３】図１は請求項１から２の実施例を示す。ま
ず、残留応力を測定しようとする機器の部材４の表面に
複数のゲージエレメント２ａ，２ｂ，２ｃを備えたドウ
ナツ状のひずみケージ５を貼り付け、リード線３ａ，３
ｂ，３ｃをひずみ測定装置６に接続する。次に、押圧荷
重機構７，押圧荷重制御装置８及び圧子９でひずみケー
ジ５のドーナッツの中心に押圧荷重を負荷する。この
時、荷重はロードセル１０により、押し込み深さは押し
込み計１１により測定される。このようにして求めた押
圧荷重による誘起された応力をσA、ひずみをεAとし、
残留応力の異なる３ケースについての例を図３（ａ）に
示す。この材料の真の応力σT と真のひずみεTの関係
は図３（ｂ）に示すように、表示式、σT＝Ｆ（εT ）
で表せる。図３（ａ）を残留応力を未知定数σR、残留
応力ひずみを未知定数εRとして、σA＝Ｆ（εA−εR）
＋σRに最小二乗法で近似する。図３（ａ）のケ−ス１
は図３(ｃ)の破線のように表せ、かなり大きな圧縮残留
応力状態（−εR1、−σR1）の場合である。図３（ａ）
のケ−ス２は図３（ｄ）の一点鎖線のように表せ、残留
応力はほとんどない状態である。図３（ａ）のケ−ス３
は図３（ｅ）の二点鎖線のように表せ、高い引張り残留
応力状態（εR3、σR3）の場合である。
ず、残留応力を測定しようとする機器の部材４の表面に
複数のゲージエレメント２ａ，２ｂ，２ｃを備えたドウ
ナツ状のひずみケージ５を貼り付け、リード線３ａ，３
ｂ，３ｃをひずみ測定装置６に接続する。次に、押圧荷
重機構７，押圧荷重制御装置８及び圧子９でひずみケー
ジ５のドーナッツの中心に押圧荷重を負荷する。この
時、荷重はロードセル１０により、押し込み深さは押し
込み計１１により測定される。このようにして求めた押
圧荷重による誘起された応力をσA、ひずみをεAとし、
残留応力の異なる３ケースについての例を図３（ａ）に
示す。この材料の真の応力σT と真のひずみεTの関係
は図３（ｂ）に示すように、表示式、σT＝Ｆ（εT ）
で表せる。図３（ａ）を残留応力を未知定数σR、残留
応力ひずみを未知定数εRとして、σA＝Ｆ（εA−εR）
＋σRに最小二乗法で近似する。図３（ａ）のケ−ス１
は図３(ｃ)の破線のように表せ、かなり大きな圧縮残留
応力状態（−εR1、−σR1）の場合である。図３（ａ）
のケ−ス２は図３（ｄ）の一点鎖線のように表せ、残留
応力はほとんどない状態である。図３（ａ）のケ−ス３
は図３（ｅ）の二点鎖線のように表せ、高い引張り残留
応力状態（εR3、σR3）の場合である。
【００１４】すなわち、材料の真の応力σTと真のひず
みεTの関係式σT＝Ｆ（εT）に最小二乗法で近似して
σRを求めることができる。
みεTの関係式σT＝Ｆ（εT）に最小二乗法で近似して
σRを求めることができる。
【００１５】最小二乗法近似式に依らないで、二組の測
定値σA1、εA1とσA2、εA2を応力とひずみの関係式に
代入して、σA1＝Ｆ（εA1−εR）＋σRとσA2＝Ｆ（ε
A2−εR）＋σRから解いて、σRを求めることもでき
る。
定値σA1、εA1とσA2、εA2を応力とひずみの関係式に
代入して、σA1＝Ｆ（εA1−εR）＋σRとσA2＝Ｆ（ε
A2−εR）＋σRから解いて、σRを求めることもでき
る。
【００１６】もう一つの方法として、二組のσA1、εA1
とσA2、εA2を測定し、二点間の勾配を利用する方法を
図５により以下に説明する。
とσA2、εA2を測定し、二点間の勾配を利用する方法を
図５により以下に説明する。
【００１７】まず、測定値から、二点間の勾配ΔσA／
ΔεA＝(σA2−σA1)／(εA2−εA1)を求める。次に、
σT＝Ｆ（εT）から、ｄ（σT）／ｄ（εT）を求める。
そこで、ΔσA／ΔεA＝ｄ（σT）／ｄ（εT）を満足す
るσT，εTを求める。残留応力σRは、σR＝σT−(σA2
＋σA1)／２から、残留ひずみεR＝εT−(εA2＋εA1)
／２からそれぞれ求められる。
ΔεA＝(σA2−σA1)／(εA2−εA1)を求める。次に、
σT＝Ｆ（εT）から、ｄ（σT）／ｄ（εT）を求める。
そこで、ΔσA／ΔεA＝ｄ（σT）／ｄ（εT）を満足す
るσT，εTを求める。残留応力σRは、σR＝σT−(σA2
＋σA1)／２から、残留ひずみεR＝εT−(εA2＋εA1)
／２からそれぞれ求められる。
【００１８】図７は、請求項３，４の実施例を示す。図
６は球状圧子９ａ、図７は円錐状圧子９ｂ、図８は角錐
状圧子９ｃである。これらの圧子によれば、押し込み深
さの塑性変形量から材料の硬さが求められる。また、硬
さと材料の応力ひずみ特性及び脆性特性とは密接な関係
がある。運転開始した経年機器の処女状態とは異なる経
年材料のデータベースを蓄積することにより、硬さか
ら、経年脆化と応力ひずみ特性が求まる。請求項１，２
と本例の組合わせによって、経年機器の残留応力，経年
劣化を求めることができる。
６は球状圧子９ａ、図７は円錐状圧子９ｂ、図８は角錐
状圧子９ｃである。これらの圧子によれば、押し込み深
さの塑性変形量から材料の硬さが求められる。また、硬
さと材料の応力ひずみ特性及び脆性特性とは密接な関係
がある。運転開始した経年機器の処女状態とは異なる経
年材料のデータベースを蓄積することにより、硬さか
ら、経年脆化と応力ひずみ特性が求まる。請求項１，２
と本例の組合わせによって、経年機器の残留応力，経年
劣化を求めることができる。
【００１９】図１は請求項１から６の実施例を示す。図
９は中間ステップ説明するための図を示す。
９は中間ステップ説明するための図を示す。
【００２０】まず、部材４に貼ったひずみゲージ５がほ
ぼ中心になるように押圧荷重機構７の主脚１２のみを、
着脱自在の取り付けベース１３，接着ベース１４を介し
て部材４にセットする。この状態ではまだ押圧用着脱自
在のシリンダ１５，圧子９などはまだ係合していない。
ここで、図９のように、主脚１２の中心孔に芯合わせ用
の拡大鏡筒１７を差し込む。上方から覗いて、ひずみゲ
ージ５と拡大鏡筒１７の中心が一致するように調心ステ
ージ１８で調節する。調心ステージ１８をロックしてか
ら拡大鏡筒１７を上方に抜き去り、圧子９を上方から挿
入し、次いで、ラム１６、蓄圧器１９を備えたシリンダ
１５を係合する。図１はかかる状態を示す。かかる構成
で、蓄圧器１９から圧力制御弁２０を制御して圧子９に
押圧荷重を負荷する。圧力調整弁２０はロードセルの荷
重を制御するように調整される。負荷時，除荷時の押し
込み計は押圧制御装置８に繋がれ、負荷時，除荷時の計
測から、残留押し込み量が測定される。ひずみ測定装置
６からのひずみ情報，押圧制御装置８からの押し込み量
と押し込み荷重に付いての情報、及びデータバンク２１
からの硬さと応力ひずみ特性及び経年劣化特性の関係に
関する情報をデータ解析部２２で解析する。解析内容と
方法は上で述べたとおりである。解析結果は、表示装置
２３で表示する。
ぼ中心になるように押圧荷重機構７の主脚１２のみを、
着脱自在の取り付けベース１３，接着ベース１４を介し
て部材４にセットする。この状態ではまだ押圧用着脱自
在のシリンダ１５，圧子９などはまだ係合していない。
ここで、図９のように、主脚１２の中心孔に芯合わせ用
の拡大鏡筒１７を差し込む。上方から覗いて、ひずみゲ
ージ５と拡大鏡筒１７の中心が一致するように調心ステ
ージ１８で調節する。調心ステージ１８をロックしてか
ら拡大鏡筒１７を上方に抜き去り、圧子９を上方から挿
入し、次いで、ラム１６、蓄圧器１９を備えたシリンダ
１５を係合する。図１はかかる状態を示す。かかる構成
で、蓄圧器１９から圧力制御弁２０を制御して圧子９に
押圧荷重を負荷する。圧力調整弁２０はロードセルの荷
重を制御するように調整される。負荷時，除荷時の押し
込み計は押圧制御装置８に繋がれ、負荷時，除荷時の計
測から、残留押し込み量が測定される。ひずみ測定装置
６からのひずみ情報，押圧制御装置８からの押し込み量
と押し込み荷重に付いての情報、及びデータバンク２１
からの硬さと応力ひずみ特性及び経年劣化特性の関係に
関する情報をデータ解析部２２で解析する。解析内容と
方法は上で述べたとおりである。解析結果は、表示装置
２３で表示する。
【００２１】図１０は、原子炉炉内機器に対して請求項
５，６を実施した押圧荷重負荷機構７ａを炉内機器の部
材４ａの表面に、例えば吸盤のような着脱自在の脚２４
を介して取り付けた状況を説明する図である。押圧荷重
負荷機構７ａは、ひずみゲージを貼り付けるためのゲー
ジ貼りヘッド２５と押圧ヘッド１を備えている。ゲージ
貼りヘッド２５と押圧ヘッド１はスライドシャフト２６
によって主脚１２ａに対してスライド可能に係合されて
いる。図１０のように右端にスライドしたときのゲージ
貼りヘッド２５の中心と、図１０と反対に左端にスライ
ドしたときの押圧ヘッド１の中心は一致するようにして
ある。この押圧荷重負荷機構７ａはカプラ２７を介して
原子炉炉内機器用の各種検査ヘッドを所望の場所にセッ
トするための炉内ロボット２８の先端に連結されてい
る。
５，６を実施した押圧荷重負荷機構７ａを炉内機器の部
材４ａの表面に、例えば吸盤のような着脱自在の脚２４
を介して取り付けた状況を説明する図である。押圧荷重
負荷機構７ａは、ひずみゲージを貼り付けるためのゲー
ジ貼りヘッド２５と押圧ヘッド１を備えている。ゲージ
貼りヘッド２５と押圧ヘッド１はスライドシャフト２６
によって主脚１２ａに対してスライド可能に係合されて
いる。図１０のように右端にスライドしたときのゲージ
貼りヘッド２５の中心と、図１０と反対に左端にスライ
ドしたときの押圧ヘッド１の中心は一致するようにして
ある。この押圧荷重負荷機構７ａはカプラ２７を介して
原子炉炉内機器用の各種検査ヘッドを所望の場所にセッ
トするための炉内ロボット２８の先端に連結されてい
る。
【００２２】押圧荷重負荷機構７ａを炉内ロボット２８
を所望の場所にセットした後、まず、ひずみゲージ５を
貼付ける。ひずみゲージ５の貼付けは、図１０のように
ゲージ貼りヘッド２５の中心が押圧荷重負荷機構７ａの
中心に来るように右端にスライドして行う。図１１はこ
の状態の中央断面を示す。ラム１６ａの先端に緩衝材２
９を介して、接着剤を塗布したひずみゲージ５が予め設
けられている。ラム１６ａを押し下げて測定対象の部材
４ａに押しつけてひずみゲージ５を部材４ａに接着す
る。接着を終えたら、ラム１６ａを主脚１２ａ中央のラ
ム位置決め孔３０から外れるまで上方に引上げて、ひず
みゲージ接着を完了する。
を所望の場所にセットした後、まず、ひずみゲージ５を
貼付ける。ひずみゲージ５の貼付けは、図１０のように
ゲージ貼りヘッド２５の中心が押圧荷重負荷機構７ａの
中心に来るように右端にスライドして行う。図１１はこ
の状態の中央断面を示す。ラム１６ａの先端に緩衝材２
９を介して、接着剤を塗布したひずみゲージ５が予め設
けられている。ラム１６ａを押し下げて測定対象の部材
４ａに押しつけてひずみゲージ５を部材４ａに接着す
る。接着を終えたら、ラム１６ａを主脚１２ａ中央のラ
ム位置決め孔３０から外れるまで上方に引上げて、ひず
みゲージ接着を完了する。
【００２３】所望の位置に正しく接着されたかどうか、
ＣＣＤカメラ４２で確認する。
ＣＣＤカメラ４２で確認する。
【００２４】スライドガイド３１はゲージ貼りヘッド２
５と押圧ヘッド１をスライドさせるために設けたもので
ある。ラム１６ａは給圧口３２からの圧力で操作され
る。
５と押圧ヘッド１をスライドさせるために設けたもので
ある。ラム１６ａは給圧口３２からの圧力で操作され
る。
【００２５】次に、押圧ヘッド１の中心が押圧荷重負荷
機構７ａの中心に来るように左端にスライドする。この
時既にラム位置決め孔３０とラム１６ｂの中心は一致す
るようになっている。給圧口３２からの圧力でラム１６
ｂを押し下げて、図１２のように、ひずみゲージ５の中
心に押圧荷重を負荷する。この場合、負荷，除荷の際の
荷重はロードセル１０により、圧子の変位は押し込み計
１１により測定される。測定終了後ラム１６ｂを主脚１
２ａ中央のラム位置決め孔３０から外れるまで上方に引
上げて、押圧荷重処理を完了する。データの解析は前に
述べたと同様に行われ、残留応力，硬さ及び経年劣化を
求めることができる。
機構７ａの中心に来るように左端にスライドする。この
時既にラム位置決め孔３０とラム１６ｂの中心は一致す
るようになっている。給圧口３２からの圧力でラム１６
ｂを押し下げて、図１２のように、ひずみゲージ５の中
心に押圧荷重を負荷する。この場合、負荷，除荷の際の
荷重はロードセル１０により、圧子の変位は押し込み計
１１により測定される。測定終了後ラム１６ｂを主脚１
２ａ中央のラム位置決め孔３０から外れるまで上方に引
上げて、押圧荷重処理を完了する。データの解析は前に
述べたと同様に行われ、残留応力，硬さ及び経年劣化を
求めることができる。
【００２６】図１３は原子炉の圧力容器３３の炉心シュ
ラウド３４に本発明を実施している状況を示す。図１３
のようにするためには、図に示すのを省略したがまず、
圧力容器３３の上蓋を取外し、炉内の蒸気乾燥器，気水
分離器，燃料チャンネルを順次引き上げて外し、その
後、制御棒，中性子計測管等を圧力容器３３の下方から
抜き去って、炉心部３５を空にする。圧力容器３３のフ
ランジ上に回転ベース３７を載せ、その上に炉内ロボッ
ト２８を取り付ける。炉内ロボット２８の先端の水封部
３８の中に押圧荷重機構７を取り付ける。炉内ロボット
２８の先端にはから傘状に開閉できる開閉機構３９が設
けてあり、閉状態で上部格子板４０の格子の間を通過さ
せてから開状態にする。その後、上に述べたと同様にし
て、残留応力，硬さ及び経年劣化を求めることができ
る。炉内ロボット２８，押圧荷重機構７の駆動は水圧ポ
ンプ４１によって行う。
ラウド３４に本発明を実施している状況を示す。図１３
のようにするためには、図に示すのを省略したがまず、
圧力容器３３の上蓋を取外し、炉内の蒸気乾燥器，気水
分離器，燃料チャンネルを順次引き上げて外し、その
後、制御棒，中性子計測管等を圧力容器３３の下方から
抜き去って、炉心部３５を空にする。圧力容器３３のフ
ランジ上に回転ベース３７を載せ、その上に炉内ロボッ
ト２８を取り付ける。炉内ロボット２８の先端の水封部
３８の中に押圧荷重機構７を取り付ける。炉内ロボット
２８の先端にはから傘状に開閉できる開閉機構３９が設
けてあり、閉状態で上部格子板４０の格子の間を通過さ
せてから開状態にする。その後、上に述べたと同様にし
て、残留応力，硬さ及び経年劣化を求めることができ
る。炉内ロボット２８，押圧荷重機構７の駆動は水圧ポ
ンプ４１によって行う。
【００２７】
【発明の効果】請求項１によれば、ひずみゲージ近傍の
部材を部分的にも切断することなく残留応力を測定する
ことができる。
部材を部分的にも切断することなく残留応力を測定する
ことができる。
【００２８】請求項２によれば、ひずみゲージの中心
に、押圧荷重を負荷することができるので、安定した押
圧荷重−ひずみ関係が得られ、残留応力解析が容易であ
る。
に、押圧荷重を負荷することができるので、安定した押
圧荷重−ひずみ関係が得られ、残留応力解析が容易であ
る。
【００２９】請求項３によれば、ひずみゲージの中心に
正しく押圧荷重を負荷することができる。
正しく押圧荷重を負荷することができる。
【００３０】請求項４によれば、押圧荷重部材の残留応
力と硬さを測定することができる。請求項５によれば、
押圧荷重部材の残留応力と硬さをその場で測定すること
ができ、その結果をその場で観察できる。
力と硬さを測定することができる。請求項５によれば、
押圧荷重部材の残留応力と硬さをその場で測定すること
ができ、その結果をその場で観察できる。
【００３１】請求項６によれば、押圧荷重部材の残留応
力，硬さ及び経年劣化をその場で測定することができ、
その結果をその場で観察できる。
力，硬さ及び経年劣化をその場で測定することができ、
その結果をその場で観察できる。
【００３２】請求項７によれば、原子炉炉内機器の残留
応力，硬さ及び経年劣化をその場で測定することがで
き、その結果をその場で観察できる。
応力，硬さ及び経年劣化をその場で測定することがで
き、その結果をその場で観察できる。
【図１】本発明の一実施例による劣化評価機能を備えた
残留応力測定装置の装置構成と押圧荷重機構の部分的断
面を示す図である。
残留応力測定装置の装置構成と押圧荷重機構の部分的断
面を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による残留応力測定の基本的
な方法と装置構成を示す概念図である。
な方法と装置構成を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施例による残留応力測定の基本原
理を示す説明図である。
理を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施例による残留応力測定原理の応
用例を示す説明図である。
用例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施例による残留応力測定原理の別
の応用例を示す図である。
の応用例を示す図である。
【図６】本発明の一実施例による残留応力測定装置の押
圧荷重機構に用いる球状圧子の先端部分を示す図であ
る。
圧荷重機構に用いる球状圧子の先端部分を示す図であ
る。
【図７】本発明の一実施例による残留応力測定装置の押
圧荷重機構に用いる円錐状圧子の先端部分を示す図であ
る。
圧荷重機構に用いる円錐状圧子の先端部分を示す図であ
る。
【図８】本発明の一実施例による残留応力測定装置の押
圧荷重機構に用いる角錐状圧子の先端部分を示す図であ
る。
圧荷重機構に用いる角錐状圧子の先端部分を示す図であ
る。
【図９】本発明の一実施例による押圧荷重機構の主脚の
部分的断面図と主脚の中心孔に拡大鏡筒を係合した状況
を示す図である。
部分的断面図と主脚の中心孔に拡大鏡筒を係合した状況
を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例による原子炉用の押圧荷重
機構の外観を示す図である。
機構の外観を示す図である。
【図１１】本発明の一実施例による原子炉用の押圧荷重
機構のゲージ貼りヘッドでひずみゲージを貼付ける状況
を示す図である。
機構のゲージ貼りヘッドでひずみゲージを貼付ける状況
を示す図である。
【図１２】本発明の一実施例による原子炉用の押圧荷重
機構の押圧ヘッドでひずみゲージ中心に押圧荷重を負荷
している状況を示す図である。
機構の押圧ヘッドでひずみゲージ中心に押圧荷重を負荷
している状況を示す図である。
【図１３】本発明の一実施例による原子炉炉内の炉心シ
ュラウドに押圧荷重機構を押し付けようとしている状況
を示す原子炉の部分的断面図と劣化評価機能を備えた原
子炉用の残留応力測定装置の装置構成を示す図である。
ュラウドに押圧荷重機構を押し付けようとしている状況
を示す原子炉の部分的断面図と劣化評価機能を備えた原
子炉用の残留応力測定装置の装置構成を示す図である。
１…押圧ヘッド、２…ゲージエレメント、３…リード
線、４…部材、５…ひずみゲージ、６…ひずみ測定装
置、７…押圧荷重機構、８…押圧荷重機構制御装置、９
…圧子、１０…ロードセル、１１…押し込み計、１２…
主脚、１３…取り付けベース、１４…接着ベース、１５
…シリンダ、１６…ラム、１７…拡大鏡筒、１８…調心
ステージ、１９…蓄圧器、２０…圧力調整器、２１…デ
ータバンク、２２…データ解析部、２３…表示器、２４
…脚、２５…ゲージ貼りヘッド、２６…スライドシャフ
ト、２７…カプラ、２８…炉内ロボット、２９…緩衝
材、３０…位置決め孔、３１…スライドガイド、３２…
給圧口、３３…圧力容器、３４…炉心シュラウド、３５
…炉心部、３６…フランジ、３７…回転ベース、３８…
水封部、３９…開閉機構、４０…上部格子板、４１…水
圧ポンプ、４２…ＣＣＤカメラ。
線、４…部材、５…ひずみゲージ、６…ひずみ測定装
置、７…押圧荷重機構、８…押圧荷重機構制御装置、９
…圧子、１０…ロードセル、１１…押し込み計、１２…
主脚、１３…取り付けベース、１４…接着ベース、１５
…シリンダ、１６…ラム、１７…拡大鏡筒、１８…調心
ステージ、１９…蓄圧器、２０…圧力調整器、２１…デ
ータバンク、２２…データ解析部、２３…表示器、２４
…脚、２５…ゲージ貼りヘッド、２６…スライドシャフ
ト、２７…カプラ、２８…炉内ロボット、２９…緩衝
材、３０…位置決め孔、３１…スライドガイド、３２…
給圧口、３３…圧力容器、３４…炉心シュラウド、３５
…炉心部、３６…フランジ、３７…回転ベース、３８…
水封部、３９…開閉機構、４０…上部格子板、４１…水
圧ポンプ、４２…ＣＣＤカメラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 英世 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 黒沢 孝一 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 青野 泰久 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 辻村 浩 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 服部 成雄 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (7)
- 【請求項１】残留応力が存在する部材表面に貼付けた抵
抗線ひずみゲージで残留応力を測定する方法において、
該抵抗線ひずみゲージを部材表面に貼付後、該抵抗線ひ
ずみゲージの近傍の表面に押圧荷重を負荷し、このとき
計測した押圧荷重−ひずみ応答から残留応力を求めるこ
とを特徴とする残留応力測定方法。 - 【請求項２】請求項１において、ドーナッツ状基盤の同
一円周上の対向位置に複数の素線を周方向及び半径方向
またはその何れか一方の方向に備えたドーナッツ状ひず
みゲージを貼付けた後、該ドーナッツ状ひずみゲージの
中心部の表面に押圧荷重を負荷し、このとき計測した押
圧荷重−ひずみ応答から残留応力を求めることを特徴と
する残留応力測定方法。 - 【請求項３】請求項２における該ドーナッツ状ひずみゲ
ージの中心部への押圧荷重負荷において、球状圧子また
は円錐状圧子の何れかの圧子で押圧する残留応力測定方
法。 - 【請求項４】請求項１から３のいずれかにおいて、前記
押圧荷重−ひずみ応答を計測するに先立ち、残留応力計
測部位またはその近傍の硬さを計測し、その後に、前記
押圧荷重−ひずみ応答を計測し、硬さと、押圧荷重−ひ
ずみ応答から残留応力を求めることを特徴とする残留応
力測定方法。 - 【請求項５】部材表面への着脱用のベース、押圧荷重用
圧子及び計測部監視ＣＣＤカメラを着脱自在に係合する
ための中心孔を備え、かつ、調心ステージ及び押圧荷重
用圧子に対する押圧荷重負荷機構及び押圧荷重計測用ロ
ードセルを備えた押圧荷重装置，押圧荷重制御装置，押
圧荷重−ひずみ応答解析装置，硬さ測定装置，押圧荷重
−ひずみ応答−硬さ−応力ひずみ特性を合わせて解析
し、残留応力を評価する、応力解析装置、解析結果を表
示するＣＲＴで構成したことを特徴とする残留応力測定
装置。 - 【請求項６】部材表面への着脱用のベース、圧子の先端
ひずみゲージ貼付片を有する押圧荷重用圧子、押圧荷重
用圧子に対する押圧荷重負荷機構、押圧荷重計測セル、
圧子の押し込み深さ計測セル、及びＣＣＤカメラを備え
た押圧荷重装置，押圧荷重制御装置，押圧荷重−ひずみ
応答解析装置，硬さ解析装置，押圧荷重−ひずみ応答−
硬さ−応力ひずみ特性を合わせて残留応力及び材質劣化
を解析する応力・劣化解析装置、解析結果を表示するＣ
ＲＴで構成したことを特徴とする残留応力測定装置。 - 【請求項７】原子炉の圧力容器の上蓋を外し、炉内から
蒸気乾燥器，気水分離器，燃料チャンネルを順次撤去し
て、炉心を空にした該圧力容器のフランジ面上に、最下
段部にから笠状に開閉自在な機構を備えた上下方向に昇
降自在な昇降マストを吊り下げて取り付けられた、該圧
力容器の周方向と径方向に移動自在な台車において、前
記屈曲アームの先端にカプラを介して、請求項６の押圧
荷重装置を係合し、該押圧荷重装置を除く請求項６の残
留応力測定装置を前記圧力容器の上部プラットホームに
設け、遠隔操作によって、該原子炉内機器の材質劣化検
出と残留応力測定を行うことを特徴とする原子炉内機器
の材質劣化と残留応力の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3241719A JP3021834B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 残留応力測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3241719A JP3021834B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 残留応力測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0579928A true JPH0579928A (ja) | 1993-03-30 |
| JP3021834B2 JP3021834B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=17078522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3241719A Expired - Fee Related JP3021834B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 残留応力測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021834B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416723B1 (ko) * | 2002-04-04 | 2004-01-31 | (주)프론틱스 | 잔류응력 측정장치 및 이 장치를 이용한 잔류응력 데이터측정방법, 잔류응력 측정방법 및 이 측정방법을 기록한기록매체 |
| WO2006071001A1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-07-06 | Frontics, Inc. | Evaluating method of the residual stress determining method using the continuous indentation method |
| JP2010060490A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Tokyo Electric Power Services Co Ltd | コンクリート構造物の応力測定方法 |
| JP2010122107A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 残留応力測定装置及び方法 |
| JP2013007233A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-10 | Takiron Co Ltd | 階段被覆構造の劣化状態検査具及びそれを用いた検査方法 |
| KR101225790B1 (ko) * | 2010-03-30 | 2013-01-23 | 현대제철 주식회사 | 잔류응력 검증용 시편 |
| CN103439031A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-11 | 东南大学 | 双层薄膜残余应力测试结构 |
| CN104122205A (zh) * | 2014-07-31 | 2014-10-29 | 华中科技大学 | 一种利用压痕隆起量测量残余应力的方法 |
| JP2021043028A (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 多摩川精機株式会社 | 荷重装置 |
| CN116818164A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-09-29 | 帝宝交通器材（南昌）有限公司 | 一种车灯灯置应力检测装置及方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USD519028S1 (en) | 2004-03-09 | 2006-04-18 | Soie Coquine Yegengaisha | Can lid |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3241719A patent/JP3021834B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416723B1 (ko) * | 2002-04-04 | 2004-01-31 | (주)프론틱스 | 잔류응력 측정장치 및 이 장치를 이용한 잔류응력 데이터측정방법, 잔류응력 측정방법 및 이 측정방법을 기록한기록매체 |
| WO2006071001A1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-07-06 | Frontics, Inc. | Evaluating method of the residual stress determining method using the continuous indentation method |
| US7472603B2 (en) | 2004-12-16 | 2009-01-06 | Frontics, Inc. | Evaluating method of the residual stress determining method using the continuous indentation method |
| JP2010060490A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Tokyo Electric Power Services Co Ltd | コンクリート構造物の応力測定方法 |
| JP2010122107A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 残留応力測定装置及び方法 |
| KR101225790B1 (ko) * | 2010-03-30 | 2013-01-23 | 현대제철 주식회사 | 잔류응력 검증용 시편 |
| JP2013007233A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-10 | Takiron Co Ltd | 階段被覆構造の劣化状態検査具及びそれを用いた検査方法 |
| CN103439031A (zh) * | 2013-09-05 | 2013-12-11 | 东南大学 | 双层薄膜残余应力测试结构 |
| CN104122205A (zh) * | 2014-07-31 | 2014-10-29 | 华中科技大学 | 一种利用压痕隆起量测量残余应力的方法 |
| JP2021043028A (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 多摩川精機株式会社 | 荷重装置 |
| CN116818164A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-09-29 | 帝宝交通器材（南昌）有限公司 | 一种车灯灯置应力检测装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3021834B2 (ja) | 2000-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4852397A (en) | Field indentation microprobe for structural integrity evaluation | |
| JPH0579928A (ja) | 残留応力測定方法及び装置 | |
| CN114781113B (zh) | 一种船用高强钢厚板止裂温度的预测模型及其构建方法和应用 | |
| Frank et al. | An experimental study of bolted shear connections | |
| CN109283041B (zh) | 一种测量螺栓节点中被连接件极限接触应力的实验装置及实验方法 | |
| Poolsuk et al. | Measurement of the elastic-plastic boundary around coldworked fastener holes | |
| CN108844824A (zh) | 一种基于圆锥形压头的已知材料残余应力测定方法 | |
| CN207019989U (zh) | 一种通用面状材料张力、应变及挠度测试装置 | |
| JP6543019B2 (ja) | 鋼材の腐食疲労寿命の評価方法 | |
| DE102012012764B4 (de) | Verfahren zur Schichthaftungsprüfung einer Bauteilbeschichtung, insbesondere für beschichtete Zylinderlaufbahnen | |
| US3541845A (en) | Method for testing the strength of the material of cast structures,particularly concrete structures | |
| CN110567812B (zh) | 一种回弹直拔综合检测混凝土强度的方法与仪器 | |
| KR101942938B1 (ko) | 바이스형 연결브라켓의 면외굽힘 시험 장치 및 그 시험 방법 | |
| CN208187873U (zh) | 一种混凝土与土体界面剪切试验装置 | |
| US5809100A (en) | Apparatus for detecting changes in preload on a tie rod installed as part of a core shroud repair in a boiling water reactor | |
| CN108254162A (zh) | 一种冷装销拉脱力及扭矩力检测方法 | |
| CN106248285A (zh) | 一种基于气缸型接触式位移传感器组的航空发动机低压涡轮轴盘紧固力检测方法及装置 | |
| CN115127996A (zh) | 一种钢管混凝土界面粘结滑移的试验装置及方法 | |
| KR101942937B1 (ko) | 바이스형 파이프 곤돌라 브라켓의 면외굽힘 시험 장치 및 그 시험 방법 | |
| WO1990010857A1 (en) | Field indentation microprobe for structural integrity evaluation | |
| DE102016107028A1 (de) | Bondstellen-Prüfanordnung und Bondstellen-Prüfverfahren | |
| CN116380315A (zh) | 基于环芯法残余应力计算的系数标定平台和方法 | |
| JP3023106B1 (ja) | 炉外燃料ピン束圧縮試験装置 | |
| CN112666000A (zh) | 一种共承台环箍法检测混凝土强度的装置及其检测方法 | |
| CN119043866B (zh) | 单轴侧限压缩条件下砂浆的力学性能测试装置及测试方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |