JPH0736007U - 浅いき裂の開口変位測定用ナイフエッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のナイフエッジとクリップゲージを用い
たき裂開口変位測定技術では測定の難しい浅いき裂や切
欠の開口変位を手軽に精度良く求めることを目的とす
る。 【構成】 き裂開口変位を測定するために試料のき裂開
口部の上部に固定するナイフエッジにおいて、ナイフエ
ッジの両端にき裂深さより小さい幅を持つ細長い部分を
有し、中央部分はクリップゲージを取り付ける為の隙間
と傾斜を有することを特徴とする浅いき裂開口変位測定
用ナイフエッジ。 【効果】 本考案のナイフエッジを剛性と強度の高い材
料で作製することによりクリップゲージの測定下限と同
じ深さのき裂の開口変位が測定できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は数ミリ程度の深さの切欠や欠陥を持つ材料の表面のき裂開口変位クリ ップゲージを用いて測定するためのナイフエッジの形状に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図３は従来から行われているナイフエッジとクリップゲージによるき裂や切欠 きの開口変位の測定要領である。以下、従来のナイフエッジ１とクリップゲージ ３を用いた材料２のき裂４や欠陥の開口変位の測定方法を順をおって説明する。

【０００３】 ナイフエッジ１は通常２つ１組で用い、き裂４や欠陥を挟んだ両側に対称に置 き、き裂や欠陥を持つ材料２に張り付けまたはネジ止めによって固定される。 ２つのナイフエッジ１の間にクリップゲージ３を取り付ける。 クリップゲージをホイートストンブリッジ回路をなすブリッジボックスを介し て動歪アンプに接続し、電圧出力をＸＹレコーダー等に接続する。 ナイフエッジとクリップゲージを取り付けたき裂や欠陥を持つ材料に引張や曲 げなどを与え、材料のき裂や欠陥の開口変位をＸＹレコーダー等に記録する。

【０００４】 図４はき裂や欠陥が深い場合のき裂や切欠き開口変位の測定中の材料の高歪域 分布域を示している。これに対し図５はき裂や欠陥が浅い場合の材料の高歪域分 布である。図４、図５の１はナイフエッジ、２はき裂や切欠きを持つ材料、斜線 部は高歪域である。

【０００５】 図４の様にき裂や欠陥が深い場合、材料の高歪域は図４の様にき裂先端から約 ４５度の外側に分布するため、ナイフエッジ取付部の歪は非常に小さく、ナイフ エッジ先端の開口変位は測定対象の表面の開口変位の目安となる。しかし、き裂 や欠陥が浅い場合、ナイフエッジ先端の変位量は材料の表面のき裂や切欠きの開 口変位に対応しなくなる。この現象は材料の高歪域は図５の様に分布するため、 ナイフエッジ取付部の歪が大きくなることに起因する。このためナイフエッジに よる開口変位の測定では高歪域の影響をなくすためき裂先端から４５度以内にナ イフエッジを取り付けなければならない。

【０００６】 従来のナイフエッジではき裂や欠陥深さが約４mm以下の場合、図３のナイフエ ッジの幅Ｘが約３mmより小さいナイフエッジが必要となり、ナイフエッジの取り 付けが困難であった。また、人工欠陥の場合予め図６の様なエッジ形状を表面付 近に加工することもあるが、き裂や欠陥が浅い場合や幅の広い板の表面き裂の場 合には加工が困難であった。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、上記した従来のナイフエッジとクリップゲージを用いたき裂 開口変位測定技術では測定の難しい浅いき裂や切欠の開口変位を手軽に精度良く 求める為のナイフエッジを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案はき裂や欠陥の深さに関係した高歪域の大きさに関係するナイフエッジ の幅Ｘが小さくても済むようにナイフエッジをき裂や切欠きを持つ材料に半田、 ネジ止め、点溶接等により固定するためのしろの位置を工夫したものである。よ り詳しくは、き裂開口変位を測定するために試料のき裂開口部の上部に固定する ナイフエッジにおいて、ナイフエッジの両端にき裂深さより小さい幅を持つ細長 い部分を有し、中央部分はクリップゲージを取り付ける為の隙間と傾斜を有する ことを特徴とする浅いき裂開口変位測定用ナイフエッジである。

【０００９】

【作用及び実施例】

以下に図示する実施例により本考案の説明をする。図１は本考案によるナイフ エッジの形状である。ナイフエッジ両端の直方体部Ａは半田による測定対象物へ の張り付けしろであり、その幅Ｘはき裂深さより小さくする。張り付けしろＡに 挟まれた細長い部分つまり中央部分Ｂはき裂開口変位を測定するためのクリップ ゲージを取り付ける部分となるもので、取付けに必要な隙間と傾斜を有している 。図７に本考案のナイフエッジとクリップゲージを用いた材料のき裂や欠陥の開 口変位の測定方法を示す。

【００１０】 以下、本考案のナイフエッジとクリップゲージを用いた材料のき裂や欠陥の開 口変位の測定方法を順をおって説明する。 ナイフエッジは通常２つ１組で用い、き裂や欠陥を挟んだ両側に対称に置き、 図１のＡの張り付け部をき裂や欠陥を持つ材料に張り付ける。 ２つのナイフエッジの間にクリップゲージを取り付ける。 クリップゲージをホイートストンブリッジ回路をなすブリッジボックスを介し 動歪アンプに接続し、電圧出力をＸＹレコーダー等に接続する。 ナイフエッジとクリップゲージを取り付けたき裂や欠陥を持つ材料に引張や曲 げなどを与え、材料のき裂や欠陥の開口変位をＸＹレコーダー等に記録する。

【００１１】 上記の手順に従って測定方法を用いて、平板（板厚２２〜８０mm、板幅２５０ 〜３００mm）の表面に板幅長さで深さ３mmの切欠きを板幅方向に加工し引張試験 を行った際に開口変位を測定した。測定精度は従来のナイフエッジを用いた測定 方法よりも正確であることは有限要素法により計算されるき裂近傍の応力歪分布 から明らかである。 測定範囲はナイフエッジの剛性と強度を向上させることによりクリップゲージ の測定下限と同じ深さのき裂の開口変位が測定できる。

【００１２】 また、図８の様にき裂や欠陥を持つ材料に取り付ける部分に突起５をつけ、そ の部分だけ半田等で取り付けることによりさらに浅いき裂や切欠きの開口変位を 測定することも可能である。

【００１３】

【考案の効果】

本考案のナイフエッジを剛性と強度の高い材料で作製することによりクリップ ゲージの測定下限と同じ深さのき裂の開口変位が測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のナイフエッジである。

【図２】クリップゲージ

【図３】従来のナイフエッジとクリップゲージによるき
裂や切欠きの開口変位の測定要領である。

【図４】き裂や欠陥が深い場合の材料の高歪域とナイフ
エッジである。

【図５】き裂や欠陥が浅い場合の材料の高歪域とナイフ
エッジである。

【図６】ナイフエッジと切欠部を一体化した図である。

【図７】考案のナイフエッジとクリップゲージによるき
裂や切欠きの開口変位の測定要領である。

【図８】より浅い切欠の開口変位測定を考えたナイフエ
ッジである。

【符号の説明】

１ ナイフエッジ ２ き裂を持つ材料 ３ クリップゲージ ４ き裂

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 き裂開口変位を測定するために試料のき
   裂開口部の上部に固定するナイフエッジにおいて、ナイ
   フエッジの両端にき裂深さより小さい幅を持つ細長い部
   分を有し、中央部分はクリップゲージを取り付ける為の
   隙間と傾斜を有することを特徴とする浅いき裂開口変位
   測定用ナイフエッジ。