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公開番号2025030347
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023135564
出願日2023-08-23
発明の名称ひずみ計測方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類B21C 51/00 20060101AFI20250228BHJP(本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き)
要約【課題】高温環境で発生するひずみについて、小さなスケールのひずみであってもひずみに関する物理量を精度良く計測することができるひずみ計測方法を提供する。
【解決手段】ひずみ計測方法であって、計測対象物を加熱することで計測対象物の表面に酸化層を形成する酸化層形成ステップと、酸化層の第1画像を撮像する酸化層第1撮像ステップと、酸化層第1撮像ステップの後に計測対象物を大気温度より高温の環境で使用する高温環境使用ステップと、高温環境使用ステップの後に酸化層の第2画像を撮像する酸化層第2撮像ステップと、酸化層第1撮像ステップで撮像した酸化層の第1画像と酸化層第2撮像ステップで撮像した酸化層の第2画像とに基づいて、計測対象物のひずみに関する物理量を計測するひずみ計測ステップとを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
計測対象物のひずみに関する物理量を計測するためのひずみ計測方法であって、
前記計測対象物を加熱することで前記計測対象物の母材の表面に酸化層を形成する酸化層形成ステップと、
前記酸化層の第１画像を撮像する酸化層第１撮像ステップと、
前記酸化層第１撮像ステップの後に前記計測対象物を大気温度より高温の環境で使用する高温環境使用ステップと、
前記高温環境使用ステップの後に前記酸化層の第２画像を撮像する酸化層第２撮像ステップと、
前記酸化層第１撮像ステップで撮像した前記酸化層の前記第１画像と前記酸化層第２撮像ステップで撮像した前記酸化層の前記第２画像とに基づいて、前記計測対象物のひずみに関する物理量を計測するひずみ計測ステップと、
を備える、ひずみ計測方法。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記高温環境使用ステップでは、６００℃以上の高温環境で前記計測対象物を使用する、請求項１に記載のひずみ計測方法。
【請求項３】
前記高温環境使用ステップでは、１０００℃以下の高温環境で前記計測対象物を使用する、請求項２に記載のひずみ計測方法。
【請求項４】
前記酸化層形成ステップでは、６００℃以上の高温環境で前記計測対象物に前記酸化層を形成する、請求項２に記載のひずみ計測方法。
【請求項５】
前記酸化層形成ステップでは、１０００℃以下の高温環境で前記計測対象物に前記酸化層を形成する、請求項４に記載のひずみ計測方法。
【請求項６】
前記酸化層形成ステップで前記計測対象物が晒される環境の温度は、前記高温環境使用ステップで前記計測対象物が晒される環境の温度以上である、請求項１に記載のひずみ計測方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ひずみ計測方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
計測対象物のひずみに関する物理量（例えば変位、ひずみ又は応力等）を非接触で計測する手法として、デジタル画像相関法（DIC：Digital Image Correlation）が知られている。この方法では、計測対象物におけるひずみが発生すると予測される面に対し、画像認識が可能なランダムパターンを施工した後、ひずみの発生の前後の画像に対して画像解析を行うことで、計測対象物のひずみに関する物理量を計測することができる。
【０００３】
このランダムパターンは、一般的にスプレー等によって塗布されるが、塗布された塗装に一定以上の伸び等によって剥離が発生すると、正確な計測が困難となる場合がある。
【０００４】
特許文献１には、金属材料に含まれる結晶粒の形等に由来する模様の変化に基づいて、デジタル画像相関法によって金属材料のひずみに関する物量量を計測する計測方法が開示されている。この計測方法では、計測対象物にランダムパターンの模様を塗布する必要がなく、上述した塗装の剥離が生じないため、ランダムパターンを塗布する方法と比較して、計測対象物のひずみに関する物理量を正確に計測することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－３９０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の計測方法では、金属材料のひずみに関する物理量の計測は、金属材料に含まれる結晶粒の形等に由来する模様の変化に基づいて行われるため、計測の精度が結晶粒の粒径によって制約され、結晶粒の粒径よりも小さいスケールにおけるひずみに関する物理量を精度良く計測することは困難である。特に、高温環境で生じるひずみに関する物理量を計測する場合には、金属材料の表面の結晶粒の状態が高温環境に晒されて大きく変化してしまうと、特許文献１に記載の計測方法ではひずみに関する物理量を精度良く計測することができない。
【０００７】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、高温環境で発生するひずみについて、小さなスケールのひずみであってもひずみに関する物理量を精度良く計測することができるひずみ計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係るひずみ計測方法は、
計測対象物のひずみに関する物理量を計測するためのひずみ計測方法であって、
前記計測対象物を加熱することで前記計測対象物の母材の表面に酸化層を形成する酸化層形成ステップと、
前記酸化層の第１画像を撮像する酸化層第１撮像ステップと、
前記酸化層第１撮像ステップの後に前記計測対象物を大気温度より高温の環境で使用する高温環境使用ステップと、
前記高温環境使用ステップの後に前記酸化層の第２画像を撮像する酸化層第２撮像ステップと、
前記酸化層第１撮像ステップで撮像した前記酸化層の前記第１画像と前記酸化層第２撮像ステップで撮像した前記酸化層の前記第２画像とに基づいて、前記計測対象物のひずみに関する物理量を計測するひずみ計測ステップと、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、高温環境で発生するひずみについて、小さなスケールのひずみであってもひずみに関する物理量を精度良く計測することができるひずみ計測方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の少なくとも一実施形態に係るひずみ計測方法の流れを示すフローチャートである。
図１に示したひずみ計測方法を具体的に説明するための図である。
ひずみ計測装置６のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
ひずみ計測装置６で計測した計測対象物Ａのひずみ分布の一例を示す図である。
計測対象物Ａの母材がニッケル基合金である場合について、計測対象物の母材の表面を撮像した画像Ｈ０と、計測対象物の母材の表面に酸化層Ｓを形成した場合における酸化層Ｓの表面を撮像した画像Ｈ１と、画像Ｈ０の一部を拡大した画像Ｈ０ａと、画像Ｈ１の一部を拡大した画像Ｈ１ａとをそれぞれ並べて示す図である。
図４に示した第２画像Ｈ２の一部を拡大した拡大画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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