JPS6366428A - 応力拡大係数測定用ゲ−ジ、応力拡大係数測定方法およびき裂部材の余寿命監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、き裂が生じた部材、ならびにき裂状切欠く以
下、き裂等という）を有する部材（以下、き裂部材とい
う）の先端部における応力拡大係数を非破壊的に測定す
る応力拡大係数測定用ゲージ、応力拡大係数測定方法お
よび前記き裂部材の余寿命を監視するき裂部材の余寿命
監視装置に関する。

（従来の技術） 一般に、欠陥を有していたり、あるいは使用中にき裂が
生じた構造物を安全に使用するために、破１２力学に７
１づいて各種の評価を行なっている。

特に、今日では、破壊力学の基礎となるき裂を有するぎ
裂部材のき裂先端近傍の応力状態を代表するパラメータ
として、応力拡大係数という概念が提案されたことによ
り、線形破壊力学において、き裂を有するき裂部材の破
壊挙動を実用的に十分な精度で取扱うことができるよう
になった。すなわち、種々の形状のき裂部材について応
力拡大係数が解析され一般の利用に供され、構造物の安
全性が確保されている。

ところが、応力拡大係数の解析前が得られているものは
、比較的単純な形状のものであり、他の多（は大型電算
機を用いた数値解析により解析しなければならないのが
現状である。しかしながら、実際の構造物においては、
き裂までを８慮した数値解析が電算機の容量不足、ある
いは境界条ｆ１が不明確等の理由より正確に実施するこ
とができない場合もある。

そこで、最近では実際の構造物に生じた欠陥、あるいは
き裂に対して実験的な応力解析により応力拡大係数を求
めることが試みられている。

りなわら、第８図に示す様に円形の、Ｗいゲージベース
１１の上に２個の３軸口ゼット抵抗線ひずみゲージ１２
．１２を固着して形成されている応力拡大係数測定用ゲ
ージを本発明者自身が既に提案している（特願昭６０−
２１６８１０号参照）。

このゲージパターンを詳述すると、各３＠ロゼツト抵抗
線ひずみゲージ１２のゲージ中心Ｏの間の距離Ｌ１を、
応力拡大係数を測定すべきき裂あるいはき裂状状切欠の
全長の１／１０以下に設定し、かつ、各ゲージ中心Ｏと
ゲージベース１１の端縁との最短距離Ｌ２を同じくき裂
等の全長の１／１０以下に設定している。

そして、このような応力拡大係数測定用ゲージを用いて
、本発明者が開発した比例外挿法（第９図に詳細を示す
）により応力拡大係数を決定する。

すなわち、応力拡大係数測定用ゲージを第９図（ａ）に
示すように、ゲージベース１１をもってき裂１３の先端
部に貼付し、この状態で各３軸ロセツト抵抗線ひずみゲ
ージ１２より第９図（ａ）のｒ　およびｒ２の位置の応
力を求める。そして、その応力値にあらかじめ、そのゲ
ージパターンに対して求めておいた較正係数を乗じて、
第９図（ｂ）に示すように、き裂先端（ｒ　＝　０　）
へ外挿しくこれを比例外挿法と呼ぶ）応力拡大係数を決
定する。この応力拡大係数と予め記憶しである材料定数
の疲労き裂伝は速度との関係から、き裂部材の余寿命を
評価する余寿命監視装置を提案している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、以前の提案には更に工夫する必要があっ
た。

すなわち、実際の構造部材においては、通常降伏応力の
１／２あるいは２／３程度の応力が作用するため応力拡
大係数測定用ゲージを、ぎ裂１３のごく先端近傍に貼付
すると、き裂先端の塑成変形のために応力拡大係数算定
精度が低下りる。また、応力拡大係数測定用ゲージをき
裂先端からの規定位置に貼付することは困難な作業であ
り、貼付位置にずれが発生すると、そのずれが、応力拡
大係数算定精度に大きな影響を及ぼす。更に実際の疲労
き裂の余寿命評価にあたっては疲労き裂の開閉口の挙動
を明確に把握しないと評価粘度がきわめて悪くなる。す
なわち、疲労き裂は外荷重により開閉口を繰返して伝ば
するが、その途中でき袋面の微視的な塑性変形あるいは
酸化物発生等により、必ずしも外荷重が引張であっても
開口しているとは限らず、閉口していることがあり、実
際に疲労き裂が間口している有効な応力拡大係数範囲を
把握する必要がある。

このような測定、評価の高精度化の実現が強く望まれて
いる。

なぜなら、き裂が発生した場合に停止不可能な公共機械
も多いからである。また、緊急停止が不可能な機械にお
いても余寿命が十分あるのにただちに停止させて補修を
行なうのでは多大な損失を生じることとなり、また、定
量的な余寿命評価ができないままに、き裂を生じた機械
の運転を継続することは機械の大破壊を誘発させるおそ
れがある。

本発明はこれらの点に鑑みてなされてものであり、き裂
部材のぎ突先端部における応力拡大係数を、簡単な構成
でしかも高い精度で測定することのできる応力拡大係数
測定用ゲージと、この応力拡大係数測定用ゲージを用い
て、応力拡大係数を求めることのできる応力拡大係数測
定方法と、き裂部材の余寿命を高精度で求めて監視する
ことのできるき裂部材の余寿命監視装置とを提供するこ
とを目的とする。

（発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明の第１の発明の応力拡大係数測定用ゲージは、ゲ
ージベースの上に２個の３軸口ゼット抵抗線ひずみゲー
ジを取付けるとともに、前記ゲージベースをき裂部材に
貼付した時に、それぞれの３軸Ｏゼツト抵抗線ひずみゲ
ージのゲージ中心とき突先端部との距離を、き裂等の全
長の１／１０〜３／１０の範囲内に形成してなることを
特徴とする。

本発明の第２の発明は、ゲージベースの上に２個の３軸
口ゼット抵抗線ひずみゲージを取付けるとともに、前記
ゲージベースをき裂部材に貼付した時に、それぞれの３
　＠Ｉｔロゼツト抵抗線ひずみグ−ジのゲージ中心とき
突先端部との距離を、き裂等の全長の１　、／　１０〜
３／１０の範囲内に形成してなる応力拡大係数測定用ゲ
ージを、き裂部材のき裂先端近傍に貼付し、次に前記各
３軸口ゼット抵抗線ひずみゲージによって応力を検出し
、この検出応力に基づいて下式（１）（２） ％式％）） ただし、 σｙｌｏ＝ｏ　　’き裂の進行方向と直交する方向の引
張応力 τｘｙｌθ−〇：せん断応力 ｒ　：き裂先端からの距離 α■、α■　　：較正係数 ■　　＝き要録に外力が作用する場合 のせん断力 Ｔ　　：き要録に外力が作用する場合 ×ｙ の引張力 により、各３軸口ゼット抵抗線ひずみゲージの検出応力
に較正係数を乗じ、これをき裂先端へ外挿することによ
り応力拡大係数を求めることを特徴とする。

本発明の第３の発明のき裂部材の余寿命監視装置は、ゲ
ージベースをき裂部材に貼付した時に、それぞれの３＠
ロゼツト抵抗線ひずみゲージのゲージ中心とき突先端部
どの距離を、き裂等の全長の１／１０〜３／１０の範囲
内に形成してなる応力拡大係数測定用ゲージを、き裂部
材のき裂先端近傍に貼付し、次に前記各３軸口ゼット抵
抗線ひずみゲージによって応力を検出し、この検出応力
に基づいて下式（１）（２） ％式％）） ただし、 σｙ１θ−〇　二き裂の進行方向と直交する方向の引張
応力 τ８，１θ＝ｏ”せん断応力 ｒ　：き裂先端からの距離 α■、α■　　：較正係数 Ｔ　　：き要録に外力が作用する場合 のぜん断力 Ｔ　　：き要録に外力が作用する場合 ｙ の引張力 により、各３軸口ゼット抵抗線ひずみゲージの検出応力
に較正係数を乗じ、これをき裂先端へ外挿すことにより
応力拡大係数を求めることを特徴と２する応力拡大係数
測定方法を用いて、応力拡大係数を算出する応力拡大係
数演算器と、き製経部に新たに貼付したき裂ｆ７ｆｌ閑
ロ点測定用抵抗線ひずみゲージの出力により、き裂の開
閉口点を算出する開閉口点演算器と、この応力拡大係数
とき裂の開閉口点から有効応力拡大係数範囲を算出し、
この有効応力拡大係数範囲と予め記憶しである材料定数
とを比較してき裂部材の残余寿命を求める評価器とを有
することを特徴とする。

（作　用） 本発明の第１の発明の応力拡大係数測定用ゲージによれ
ば、２個の３軸口ゼット抵抗線ひずみゲージを、それぞ
れのゲージ中心とき突先端部との距離を、き裂等の全長
の１／１０〜３／１０の範囲に貼付けることができる。

従って、各３軸口ゼット抵抗線ひずみゲージの出力より
算出される較正係数が、き裂部材の幅や、き裂の長さ、
き裂のき裂部材に対する傾斜角等に依存しないで、き裂
先端とゲージ中心との距離の変化に応じてほぼ一直線状
に変化することとなり、より精度の高い応力拡大係数を
容易かつ安定的に測定することができる。

本発明の第２の発明の応力拡大係数測定方法によれば、
構成の簡単な第１の発明の応力拡大係数測定用ゲージを
用いて外挿に適切な位置の応力を検出し、その検出応力
に較正係数を乗じ、更にこれをき裂先端まで外挿して、
精度の高い応力拡大係数を極めて容易に求めることがで
きる。

本発明の第３の発明のき裂部材の余寿命監視装置によれ
ば、一方の応力拡大係数演算器によって、第１の発明の
応力拡大係数ｉ１定用ゲージで検出した検出応力から第
２の発明の応力拡大係数測定方法に基づいて応力拡大係
数を算出し、他方の開閉口点滴算器によって、き裂開開
口点測定用抵抗線ひずみゲージの出力からき裂の開閉口
点を算出する。そして、算出された応力拡大係数とき裂
の開閉口点から有効応力拡大係数範囲を算出し、更に評
価器によって予め記憶しであるき裂部材の材料定数と有
効応力拡大係数範囲とを比較してき裂部材の残余寿命を
正確に求めることができる。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

先ず、本発明によって応力拡大係数を求める比・・・・
・・・・・（３） ・・・・・・・・・（４） ただし、 σ、１θ＝ｏ　：ぎ裂の進行方向と直交する方向の引張
応力 τｘｙ１θ＝ｏ’せん断応力 ｒ　：き裂先端からの距離 Ｔ　　：き裂縁に外力が作用する場合 のせん断力 Ｔ　　：き突縁に外力が作用する場合 ｙ の引張力 ただし、サフィックスＡ、Ｂは、それぞれ応力拡大係数
を求めたい問題に関する値を示し、Ｂはあらかじめ較正
係数を求めておく問題に関する値である。

式（３）、（４）による比例外挿法の基礎式の妥当性を
第２図以降で説明する。

第２図に示すように、上下方向に一様引張を受ける中央
部のななめき裂２３の応力拡大係数は、すでに、写象関
数を用いて比相、結城らによって厳密な解が求められて
いる。

従って、この問題について第２図のような境界要素分割
により、境界要素法（ＢＥＭ）を用いて数値解析を行い
、式（３）（４）における較正係数α　　α　を ＩｏＨ α　＝Ｋ　　／（ｃｙｙＩθ＝ｏ）８ 　　　ＩＢ α　＝Ｋ　　／（τ８，１θ＝Ｏ）８ ＩＩ　　　ＵＢ として算出した。この問題ではき突縁に外力は作用して
いないのでＴ　　（０）＝Ｔ　　　（０）＝Ｏｙ　　　
　　　　　　ｘ　ｙ とした。その結果を第３図の実線に示す。

この第３図中には、破線により既提案によるき裂の聞口
変泣を用いた場合の較正係数を参考のため示したが、き
裂の開口変位の場合の較正係数は、き裂先端からの距離
ｒに強く影響されることがわかる。当然ながらき裂先端
近傍の応力を用いた本提案の較正係数も、き裂先端から
の距離ｒの関数となることは図より明らかである。以上
より実際の応力拡大係数決定に際しては、式（３）（４
）を書き変えた次式（５）（６）を用いることが妥当で
、有効なことがわかる。

Ｋ　＝Ｉ　ｊ　ｍ　（σｙ　＋　Ｂ＝ｏ　Ｔｙ　（０）
　）　’α■（ｒ）■ ｒ→０　　　　　　　　　　　・・・・・・・・・（５
）Ｋ＝ｌｉｍ（τｘｙｌθ＝０　”ＸＶ（Ｏ））・α■
（ｒ）■ 門Ｏ・・・・・・・・・（６） 次に、本発明の第１の発明である応力拡大係数測定用ゲ
ージについて説明する。

第１図は第１の発明の一実廠例である応力拡大係数測定
用ゲージ２５を示している。本実施例の応力拡大係数測
定用ゲージ２５は、四角形のλグいゲージベース２１の
上に、２崗の３軸ロビツト抵抗線ひずみゲージ２２．２
２を固着して形成されている。そして、各３軸口ゼット
抵抗線ひずみゲージ２２のゲージ中心０と、ゲージベー
ス２１をき裂部材に貼付した時に、ぎ裂２３の先！六部
からの距＋ｙが、き裂等の全長２Ｃに対して、１／１０
≦１２／２Ｃ≦（Ｌ２　＋１１）≦３／１０の範囲内と
なる様に設定している。

例えば、き裂２３等の全長が２７．５ｍｍ程度以上であ
る場合には、Ｌ、＝２．７５ｍｍ、Ｌ１＝２．５順に形
成した応力拡大係数測定用ゲージ２５が応力拡大係数の
測定に効果的である。

また、ゲージベース２１には、き裂先端の決められた位
置に貼付できる様に縦横のガイドライン２４．２４を入
れることも効果が高い。

また、き製経には、き裂２３の開閉口点を決定するため
の１４Ｉｌｌｌ抵抗線ひずみゲージ２６を貼付すること
が有効である。

このＪ：うにしてし　、Ｌ２を決めるのは次の理由に基
づくものである。

すなわち、第２図に示した中央ななめき裂２３を右する
帯板２７が引張荷重を受ける場合についてき裂長さに対
する板幅の比２Ｃ／Ｗ＝０．２゜０．３，０．４．０．
５で、き裂の傾き角α−〇度、３０敗、４５度の各場合
に境界要素法（ＢＥＭ）で解析し、較正係数α　　α　
を ■・　■ ”Ｉ”ＫＩＢ／（７ｙＢ ’１Ｉ＝ＫＵＢ”ｘｙ１３ により算出した結果を第３図の実線に示す。

この結果上記の各条件にかかわらずｒ／２Ｇ＜０．３５
の範囲内では較正係数は、２Ｃ／Ｗ、あるいはαに依存
しないで、一本の曲線で表示できる。

一方、抵抗線ひずみゲージがある有限の寸法を有してい
るので、き裂２３のごく近傍の応力ぷり定が困デ１であ
る。

また、第３図からも明らかなように、き裂２３のごく先
端近傍では、較正係数がやや小さ目となり、較正係数を
取扱いの容易な直線で近叡するには０．１≦ｒ／２Ｃ≦
０．３の範囲内が、はぼ妥当で有効な応力拡大係数測定
を行なうことかできる。

次に、この応力拡大係数測定用ゲージ２５を用いて本発
明の第２の発明に基づく応力拡大係数の測定法を第４図
ついて説明する。

この測定に用いたき裂部材３７は構造用炭素鋼（ＳＳ４
１材）からなる厚さ５１１１１＋の帯板である。

このき裂部材３７の中央にはななめの切欠３３を設けて
おり、その切欠先端に応力拡大係数測定用ゲージ２５を
貼付する。そして、引張荷重をき裂部材３７に負荷し、
この状態で各３軸口ゼット抵抗線ひずみゲージ２２によ
り第９図（ｂ）のｒｌおよびｒ２の位置の応力を求める
。そして求めた応力から式（５）（６）に基づいてｒｌ
およびｒ２の位置のＫＩおよびに■を較正係数として第
３図に示した値を用いて算定する。そして、第９図（ｂ
）に示すようにｒｌおよびｒ２の２点のＫＫ　　値から
ｒ＝Ｑの値に外挿して、真の応Ｉ’　　ＩＩ 力拡大係数を求める。

このように本発明に基づいて求めたＫＫ■″　■・ から下式（７＞（８）によって算出される応力拡大係ｆ
ｉＦ　　　Ｆ　　と悪用による解析解とを比較しＴ″　
　■ て別表に示した。

Ｆ　　■　−Ｋ　　Ｉ　　／’　　σ　＾、ノ　　π　
Ｃ・・・　・・・　・・・　　（７）Ｆ■＝に■／σ４
πＣ・・・・・・・・・（８）この別表から判るように
、本発明の応力拡大係数測定用ゲージ２５を用いて求め
られた応力拡大係数は工学的に十分な精度である。

次に、本発明の第３の発明を説明する。

本発明は、第１の発明の応力拡大係数測定用ゲージ２５
を用いて応力を求め、第２の発明により応力拡大係数を
求め、この応力拡大係数からき裂部材３７の残余寿命を
求めて監視するものである。

第５図は本発明の一実施例を示し、すみ自溶接部の欠陥
からき裂が生じた場合のき裂部材３７の余寿命を監視す
る状態を示している。

本実施例においては、き裂１３の先端部に応力拡大係数
測定用ゲージ２５ならびにき裂開閉口点測定用ひずみゲ
ージ２６を貼付している。この応力拡大係数演算器ゲー
ジ２５で（ｑられた応力は増幅器３８へ送られる。この
増幅器３８には、式（５）＜６）によって応力拡大係数
を算出する応力拡大係数演算器３９が接続されている。

また、この演算器３９では、き裂開閉口点測定用ひずみ
′　　ゲージ２６で測定されたひずみ値を増幅器４０へ
送り、開閉口直演算器４１において第６図に示すような
手法でき裂開閉口点を決定した結果から、有効応力拡大
係数範囲をも口出する。このように、有効応力拡大係数
範囲を算定しなければならない理由は、疲労き裂が完全
に閉じて上下面が接触した場合に、荷重は伝達されるた
め、き裂が閉じている範囲での負荷は、き裂先端の疲労
損傷（影響を与えないと考えられるためである。応力拡
大係数演算器３９には、算出された有効応力拡大係数範
囲を記憶器４２に予め記憶されているき裂部材３７の材
料定数と比較する評価器４３が接続されている。この評
価器４３には比較結果を表示する表示器４４と、評価器
４３によって危険と判断された時に運転停止信丹を発す
る運転制６１１器４５とが接続されている。

次に、本発明の詳細な説明する。

先ず、応力拡大係数測定用ゲージ２５によりき裂１３の
先端の応力を検出し、また、ぎ裂開閉口点測定用ゲージ
２６を用いてき製経部のひずみを検出し、それぞれ増幅
器３８．４０によって層幅し、更に応力拡大係数演算器
３９および開閉口直演算器４１により、応力拡大係数と
き裂開閉口点を算出し、有効応力拡大係数を口出する。

この場合負荷変動に伴う最大応力拡大係数ＫＩｍａｘ。

Ｋ］ＩｍａＸと、最小応力拡大係”’Ｉｍ　ｉ　ｎ。

ＫＩＩｍｉｎとの差として応力拡大係数範囲を算定し、
モード■成分については次式（９）（１０）の様にぎ裂
開閉口比（Ｘ−Ｙ）／　＜Ｘ−Ｚ）を東じて有効応力拡
大係数範囲とする（第６図参照）。

△Ｋｒ＝　（Ｋ工ｍａｘ　”Ｉｍｉ　ｎ＞　（Ｘ　Ｙ＞
　／　（Ｘ　Ｚ）・・・・・・・・・（９） △に■−（ＫＩＩｍａｘ−ＫＩＩｍｉｎ）・・・・・曲
（１ｏ）Ｕ白モード下にお【プる破壊条件には最大主窓
力説を採用することとし、式（９）＜１０）より次式（
１１）に示される最大主応力拡大係数ΔＫＯｍａｘを口
出する。

Δに０ｍａＸ−Ｃｏ１（０ｍａＸ／２）（Ｋ工・ｃｏｓ
　　（θｍａｘ／２） −（３／２＞Δに■・５１０６ｍ　ａ　Ｘ　）・・・・
・・・・・（１１） （ΔＫｍ・輻ａｘ＜Ｏ） である。

このような△にθｍａｘを用いて、評価器４３において
は第７図に示す記憶器４２に内蔵されている材料定数と
の比較検討を行う。

すなわち、一般に疲労き裂の伝は速度は応力拡大係数範
囲に依存し、応力拡大係数範囲が小さければき裂伝は速
度は減速し、ある限界値△Ｋｔｈ以下になれば全く伝ば
しない。一方、応力拡大係数が大きくなればき裂伝は速
度は加速され、限界値ΔＫＦＣ以上になれば不安定的に
き裂が伝ばし、き裂部材３７が破断される。この第７図
に示されるぎ裂伝は速度（１０ｇ（ｄａ／ｄＮ））と有
効応力拡大係数の変動幅（ｌｏｇ△Ｋｅｆ’ｆ）の関係
は、平均応力に依存しない材料によって決まる材料定数
であり、一般の（ｄａ／ｄＮ−ΔＫ）の関係の様に平均
応力ににって複数のデータを準備する必要がない。また
、ΔＫ　　　ΔＫＦＣも同ｔ　ｈｌ 様な材料定数でそれぞれ予め記憶器４２に内蔵されてい
る。そして、評価結果が△Ｋｅｆｆ≦△Ｋｔｈであれば
、き裂の伝ばは停止しており、それ以上の進展はなく、
機械は運転継続される。

また、△Ｋｔｈ≦ΔＫ　　　くΔＫＦＣの範囲ｆｆ であれば、現在のき裂伝は速度が判り、余寿命として近
い将来のき裂伝は速度が近似的に得られ、運転を継続し
ながら、補修時期等の判断を決定する。

また、△Ｋｅｆｆが第７図の領域■であれば、余寿命は
きわめて短く、早急な機械の停止と補修が必要であり運
転制ｔＩｌ器４５より運転停止信号が送られることにな
り、緊急停止が不可能な構造物においては、監視を継続
しながら、機械の出力低下などにより、応力を低下させ
、き裂の伝ばを減速させる。

このような判断結果は表示器４５により表示される。

（発明の効果〕 このように本発明の応力拡大係数測定用ゲージｔよ簡単
な構成でしかも容易に応力拡大係数を測定することがで
きる。また、本発明の応力拡大係数測定方法は、応力拡
大係数測定用ゲージの出力を基に応力拡大係数を極めて
容易に測定することができ、しかも非破壊的に高精度で
応力拡大係数を測定することができる。また、本発明の
き裂部材の余寿命監視装置はき裂の開閉口点を考慮した
有効応力拡大係数を容易に測定できるとともに、き裂伝
は速度、並びに近い将来のき裂長さ等を粘度良く推定し
て余寿命を監視することができるので、き裂部材の不安
定破壊を未然に防止することができ、有効に機械等の使
用メインテナンスができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の応力拡大係数測定用ゲージ、き裂開閉
口点測定用ゲージの一実施例を示す平面図、第２図（ａ
）（ｂ）は本発明の妥当性ならびに較正係数の算出のた
めに行なった境界要素法解析対象を示す概略図、第３図
は本発明の妥当性を示す較正係数の解析結果を示す特性
図、第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の妥当性を検討
するために実施した試験材料の概要を示し、同図（ａ）
は正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の右側面図、同図（
Ｃ）は応力拡大係数測定用ゲージ部分の拡大図、第５図
は本発明のき裂部材の余寿命監視装置の一実施例を示す
ブロック図、第６図はき裂開閉口点測定用ゲージによる
ぎ裂開閉口点の決定法を示す線図、第７図はき裂伝は速
度と有効応力拡大係数範囲との関係を示ず特性図、第８
図は本発明者が以前（提案した応力拡大係数測定用ゲー
ジを示す平面図、第９図＜８）（ｂ）は第８図のゲージ
を用いた比例外挿法による応力拡大係数の決定法を示ず
概略図である。。 ２１・・・ゲージベース、２２・・・３軸ロピツト抵抗
線ひずみゲージ、２３・・・き裂、２４・・・ガイドラ
イン、２５・・・応力拡大係数測定用ゲージ、２６・・
・き列間閉口点測定用ゲージ、３７・・・き裂部材、３
８．４０・・・増幅器、３９・・・応力拡大係数演Ω器
、４１・・・開閉０点演算器、４２・・・記憶器、４３
・・・評価器。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 ５ｅ７５図 ＫＴＢ／　（ｙ′ｙＢ　　＞　　ＫＪＩＢ／　Ｔｌｙ８
０　　地　　仝　　Φ　　曽　　φ− ｏｏｏｏｏユ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ゲージベースの上に２個の３軸口ゼット抵抗線ひず
   みゲージを取付けるとともに、前記ゲージベースをき裂
   部材に貼付した時に、それぞれの３軸口ゼット抵抗線ひ
   ずみゲージのゲージ中心とき裂先端部との距離を、き裂
   等の全長の１／１０〜３／１０の範囲内に形成してなる
   応力拡大係数測定用ゲージ。 ２、ゲージベースを四角形に形成し、そのゲージベース
   上に、２個の３軸口ゼット抵抗線ひずみゲージのゲージ
   中心を結ぶ線分からなるガイドラインと、このガイドラ
   インに直交する他のガイドラインとを付したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の応力拡大係数測定用
   ゲージ。 ３、ゲージベースの上に２個の３軸口ゼット抵抗線ひず
   みゲージを取付けるとともに、前記ゲージベースをき裂
   部材に貼付した時に、それぞれの３軸口ゼット抵抗線ひ
   ずみゲージのゲージ中心とき裂先端部との距離を、き裂
   等の全長の１／１０〜３／１０の範囲内に形成してなる
   応力拡大係数測定用ゲージを、き裂部材のき裂先端近傍
   に貼付し、次に前記各３軸口ゼット抵抗線ひずみゲージ
   によって応力を検出し、この検出応力に基づいて下式（
   １）（２） Ｋ＿Ｉ＝ｌｉｍ｛σ＿ｙ＿｜＿θ＿＝＿０−Ｔ＿ｙ（０
   ）｝・α＿Ｉｒ→０………（１） Ｋ＿II＝ｌｉｍ｛τ＿ｘ＿ｙ＿｜＿θ＿＝＿０−Ｔ＿ｘ
   ＿ｙ（０）｝・α＿IIｒ→０………（２） ただし、 σ＿ｙ＿｜＿θ＿＝＿０：き裂の進行方向と直交する方
   向の引張応力 τ＿ｘ＿ｙ＿｜＿θ＿＝＿０：せん断応力 ｒ：き裂先端からの距離 α＿ I 、α＿II：較正係数 Ｔ＿ｙ：き裂縁に外力が作用する場合のせん断力 Ｔ＿ｘ＿ｙ：き裂縁に外力が作用する場合の引張力 により、各３軸口ゼット抵抗線ひずみゲージの検出応力
   に較正係数を乗じ、これをき裂先端へ外挿することによ
   り応力拡大係数を求めることを特徴とする応力拡大係数
   測定方法。 ４、ゲージベースをき裂部材に貼付した時に、それぞれ
   の３軸口ゼット抵抗線ひずみゲージのゲージ中心とき裂
   先端部との距離を、き裂等の全長の１／１０〜３／１０
   の範囲内に形成してなる応力拡大係数測定用ゲージを、
   き裂部材のき裂先端近傍に貼付し、次に前記各３軸口ゼ
   ット抵抗線ひずみゲージによって応力を検出し、この検
   出応力に基づいて下式（１）（２） Ｋ＿ I ＝ｌｉｍ｛σ＿ｙ＿｜＿θ＿＝＿０−Ｔ＿ｙ（
   ０）｝・α＿ I ｒ→０………（１） Ｋ＿II＝ｌｉｍ｛τ＿ｘ＿ｙ＿｜＿θ＿＝＿０−Ｔ＿ｘ
   ＿ｙ（０）｝・α＿IIｒ→０………（２） ただし、 σ＿ｙ＿｜＿θ＿＝＿０：き裂の進行方向と直交する方
   向の引張応力 τ＿ｘ＿ｙ＿｜＿θ＿＝＿０：せん断応力 ｒ：き裂先端からの距離 α＿ I 、α＿II：較正係数 Ｔ＿ｙ：き裂縁に外力が作用する場合のせん断力 Ｔ＿ｘ＿ｙ：き裂縁に外力が作用する場合の引張力 により、各３軸口ゼット抵抗線ひずみゲージの検出応力
   に較正係数を乗じ、これをき裂先端へ外挿すことにより
   応力拡大係数を求めることを特徴とする応力拡大係数測
   定方法を用いて、応力拡大係数を算出する応力拡大係数
   演算器と；き裂縁部に新たに貼付したき裂開閉口点測定
   用抵抗線ひずみゲージの出力により、き裂の開閉口点を
   算出する開閉口点演算器と；この応力拡大係数とき裂の
   開閉口点から有効応力拡大係数範囲を算出し、この有効
   応力拡大係数範囲と予め記憶してある材料定数とを比較
   してき裂部材の残余寿命を求める評価器；と；を有する
   き裂部材の余寿命監視装置。