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公開番号2025086184
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-06
出願番号2023200076
出願日2023-11-27
発明の名称ねじり疲労評価方法
出願人株式会社神戸製鋼所,国立大学法人大阪大学
代理人個人,個人
主分類G01N 29/07 20060101AFI20250530BHJP(測定;試験)
要約【課題】本発明は、電磁超音波によって金属のねじり疲労を評価できるねじり疲労評価方法を提供する。
【解決手段】本発明のねじり疲労評価方法は、評価対象である金属のねじり疲労を評価する方法であって、前記評価対象を伝播する軸対称SH波の超音波における音速(または共振周波数)を測定する測定工程S1、S3と、前記測定工程S1、S3で測定した前記音速(または共振周波数)に基づいて前記評価対象のねじり疲労を評価する評価工程S4、S5とを備える。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
評価対象である金属のねじり疲労を評価するねじり疲労評価方法であって、
前記評価対象を伝播する軸対称ＳＨ波の超音波における音速または共振周波数を測定する測定工程と、
前記測定工程で測定した前記音速または共振周波数に基づいて前記評価対象のねじり疲労を評価する評価工程とを備える、
ねじり疲労評価方法。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記測定工程は、前記音速または共振周波数における経時変化を測定し、
前記評価工程は、前記経時変化におけるピークの有無によって前記評価対象のねじり疲労を評価する、
請求項１に記載のねじり疲労評価方法。
【請求項３】
前記評価工程は、前記音速または共振周波数と、前記評価対象におけるねじり疲労の程度を表す疲労指標との対応関係から、前記音速または共振周波数を前記疲労指標に換算し、前記換算した疲労指標で前記評価を表す、
請求項１に記載のねじり疲労評価方法。
【請求項４】
前記軸対称ＳＨ波の超音波は、電磁超音波共鳴法による１次の共振モードの超音波である、
請求項１に記載のねじり疲労評価方法。
【請求項５】
前記評価工程で前記ピーク有りと判定した場合に、前記評価対象の余寿命を予測する余寿命予測工程をさらに備える、
請求項２に記載のねじり疲労評価方法。
【請求項６】
前記評価指標と余寿命との対応関係から、前記換算した疲労指標に対応する余寿命を求めることによって、前記評価対象の余寿命を予測する余寿命予測工程をさらに備える、
請求項３に記載のねじり疲労評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属のねじり疲労を評価するねじり疲労評価方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
金属疲労は、転位組織の変化やき裂等の発生、進展を伴う。超音波は、それら材料組織の変化に感度があり、ＭＨｚ域の周波数において、減衰係数α、音速ｖおよび転位組織は、転位密度をΛとし、転位ループの長さをＬとし、転位の無い場合の音速をｖ
０
とした場合に、モデル式；α∝ΛＬ
４
、（ｖ
０
－ｖ）／ｖ
０
∝ΛＬ
２
によって関係付けられることが知られている。このため、減衰係数αや音速ｖの測定は、金属疲労の評価に有効であると考えられている。この超音波を用いた金属疲労の評価方法は、種々、知られており、その１つに電磁超音波共鳴法を用いた方法がある（例えば特許文献１および特許文献２）。
【０００３】
この電磁超音波共鳴法を用いた金属疲労の評価方法は、電磁超音波トランスデューサーによって、バースト波の電流でバースト波の超音波を評価対象に非接触で生じさせ、評価対象を伝播する超音波を受信し、このときに、評価対象中を往復して互いに干渉する各超音波の各位相が揃う（合う）ように前記バースト波の周波数を設定することによって超音波の共鳴（共振）を生じさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第３３９７５７４号公報
国際公開第２０１４／１５５６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記特許文献１および特許文献２には、ねじり疲労について開示も示唆も無いため、本件は、金属のねじり疲労の評価方法について新たに提案するものである。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、電磁超音波によって金属のねじり疲労を評価できるねじり疲労評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかるねじり疲労評価方法は、評価対象である金属のねじり疲労を評価する方法であって、前記評価対象を伝播する軸対称ＳＨ波の超音波における音速または共振周波数を測定する測定工程と、前記測定工程で測定した前記音速または共振周波数に基づいて前記評価対象のねじり疲労を評価する評価工程とを備える。
【０００８】
このようなねじり疲労評価方法は、評価対象を伝播する軸対称ＳＨ波の超音波における音速または共振周波数（共鳴周波数）を測定することで、前記評価対象のねじり疲労を評価できる。
【０００９】
他の一態様では、上述のねじり疲労評価方法において、前記測定工程は、前記音速または共振周波数における経時変化を測定し、前記評価工程は、前記経時変化におけるピークの有無によって前記評価対象のねじり疲労を評価する。好ましくは、上述のねじり疲労評価方法において、前記測定工程は、前記音速または共振周波数を定期的にまたは不定期的に複数、測定することによって前記経時変化を測定する。好ましくは、上述のねじり疲労評価方法において、前記評価工程は、前記ピーク有りとの判定と、前記評価対象におけるねじり疲労の程度を表す疲労指標との対応関係から、前記ピーク有りとの判定を前記疲労指標に言い換え、前記言い換えた疲労指標で前記評価を表す。好ましくは、前記疲労指標は、前記評価対象における損傷の度合いを表す損傷率（損傷度）である。好ましくは、上述のねじり疲労評価方法において、前記評価対象は、円柱状（丸棒状）の炭素鋼であり、前記ピーク有りとの判定を、損傷率４０［％］以上、と言い換える。
【００１０】
このようなねじり疲労評価方法は、経時変化をモニタ（監視）してピークの有無で疲労指標を求めるので、より適正に疲労指標を求めることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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