JPH0374785B2 - - Google Patents
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- JPH0374785B2 JPH0374785B2 JP59065279A JP6527984A JPH0374785B2 JP H0374785 B2 JPH0374785 B2 JP H0374785B2 JP 59065279 A JP59065279 A JP 59065279A JP 6527984 A JP6527984 A JP 6527984A JP H0374785 B2 JPH0374785 B2 JP H0374785B2
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- Japan
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- cracks
- prediction
- crack
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
- G01N3/06—Special adaptations of indicating or recording means
- G01N3/062—Special adaptations of indicating or recording means with mechanical indicating or recording means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、橋梁等の構造物において、構造物本
体に疲労亀裂等が発生してしまう前に疲労損傷の
危険性があることを予知する方法に関するもので
ある。
体に疲労亀裂等が発生してしまう前に疲労損傷の
危険性があることを予知する方法に関するもので
ある。
［従来技術およびその問題点］
橋梁等の構造物に適用され得る従来より行なわ
れている疲労損傷の危険性を予知する方法とし
て、次の方法が考えられる。
れている疲労損傷の危険性を予知する方法とし
て、次の方法が考えられる。
まず、第１の方法は歪ゲージによる応力測定の
適用である。すなわち、疲労損傷の危険性を有す
る部位に歪みゲージを貼付し、そのゲージ出力か
ら応力度を算出し、その大きさから損傷度を推測
する方法である。
適用である。すなわち、疲労損傷の危険性を有す
る部位に歪みゲージを貼付し、そのゲージ出力か
ら応力度を算出し、その大きさから損傷度を推測
する方法である。
しかし、この方法には、既設の高架構造物に歪
みゲージを貼付するのが大変である、歪ゲージ貼
付のために塗装部の処理が貼付前後で必要とな
る、歪ゲージを貼付したところしか情報が得られ
ない等の問題があつた。
みゲージを貼付するのが大変である、歪ゲージ貼
付のために塗装部の処理が貼付前後で必要とな
る、歪ゲージを貼付したところしか情報が得られ
ない等の問題があつた。
また、第２の方法としてアコーステイツクエミ
ツシヨンによる弾性波測定の方法がある。これは
鋼などでは、材料の塑性変形もしくは亀裂発生、、
進展時に音すなわち弾性波が発生することを利用
し、危険部位にアコーステイツクエミツシヨン波
受信子を設置して、その信号から損傷の危険性を
判断するものである。
ツシヨンによる弾性波測定の方法がある。これは
鋼などでは、材料の塑性変形もしくは亀裂発生、、
進展時に音すなわち弾性波が発生することを利用
し、危険部位にアコーステイツクエミツシヨン波
受信子を設置して、その信号から損傷の危険性を
判断するものである。
しかし、この方法には、亀裂発生前の可塑性変
形などによる弾性波出力は大きいものではなく検
出しにくく、一般的には亀裂長さ３mm程度が検出
限界とされ、この場合には予知にはならないとい
う問題があつた。
形などによる弾性波出力は大きいものではなく検
出しにくく、一般的には亀裂長さ３mm程度が検出
限界とされ、この場合には予知にはならないとい
う問題があつた。
さらに、第３の方法として目視検査および非破
壊検査がある。これは、定期的検査により、危険
部位に疲労亀裂が発生しているか否かを目視検査
および非破壊検査により検出するものである。
壊検査がある。これは、定期的検査により、危険
部位に疲労亀裂が発生しているか否かを目視検査
および非破壊検査により検出するものである。
しかし、この方法には、一般に橋梁などの高架
構造物は検査環境が悪く、精度良い非破壊検査法
を適用するには困難かもしくは足場などの検査準
備に多大な工数がかかるという問題があつた。ま
た、検査の結果、亀裂が既に発生しては予知にな
らないので、かなり初期の段階から、検査回数を
頻繁にとる必要があるという問題があつた。
構造物は検査環境が悪く、精度良い非破壊検査法
を適用するには困難かもしくは足場などの検査準
備に多大な工数がかかるという問題があつた。ま
た、検査の結果、亀裂が既に発生しては予知にな
らないので、かなり初期の段階から、検査回数を
頻繁にとる必要があるという問題があつた。
［発明の目的］
本発明は、上記の問題を解消するために、(イ)検
査環境が悪い橋梁等の構造物にも適用可能で、取
付け作業もそれ程大変でなく、(ロ)精度、検出性も
良好で、(ハ)構造物本体に亀裂が伝播するおそれも
ない構造物の疲労損傷予知法を提供することを目
的とする。
査環境が悪い橋梁等の構造物にも適用可能で、取
付け作業もそれ程大変でなく、(ロ)精度、検出性も
良好で、(ハ)構造物本体に亀裂が伝播するおそれも
ない構造物の疲労損傷予知法を提供することを目
的とする。
［発明の構成］
この目的を達成するための本発明に係る疲労損
傷予知法は、構造物に、切欠きを有しかつ該切欠
きの先端から奥方向に適宜の距離隔たつた位置に
内部に色液を封入したホールを有する予知ピース
を溶接により取付け、構造物より先に予知ピース
に亀裂を発生させ予知ピースの表面に浸み出た色
液を目視して予知ピースの亀裂発生を認識し、該
予知ピースの亀裂発生より構造物の寿命を予知す
る方法から成る。
傷予知法は、構造物に、切欠きを有しかつ該切欠
きの先端から奥方向に適宜の距離隔たつた位置に
内部に色液を封入したホールを有する予知ピース
を溶接により取付け、構造物より先に予知ピース
に亀裂を発生させ予知ピースの表面に浸み出た色
液を目視して予知ピースの亀裂発生を認識し、該
予知ピースの亀裂発生より構造物の寿命を予知す
る方法から成る。
［発明の作用］
上記のような疲労損傷予知法では、予知ピース
が構造物に溶接取付けしてあるので、構造物に生
じる歪したがつて構造物にかかる荷重が確実に予
知ピースに伝わる。予知ピースに切欠きが設けて
あるので、構造物本体に亀裂が発生する前に予知
ピースに疲労亀裂が発生し、予知ピースのみを望
遠鏡などで観察し、亀裂が発生しているか否かを
調べることで、構造物の疲労損傷度を予知するこ
とができる。予知ピースにはホールが設けてある
ので、切欠きの先端から発生した亀裂が成長して
いつてもホールで止まり、予知ピースが構造物に
溶接取付けされているにも拘らず、予知ピースの
亀裂が溶接部を介して構造物に伝播することはな
い。
が構造物に溶接取付けしてあるので、構造物に生
じる歪したがつて構造物にかかる荷重が確実に予
知ピースに伝わる。予知ピースに切欠きが設けて
あるので、構造物本体に亀裂が発生する前に予知
ピースに疲労亀裂が発生し、予知ピースのみを望
遠鏡などで観察し、亀裂が発生しているか否かを
調べることで、構造物の疲労損傷度を予知するこ
とができる。予知ピースにはホールが設けてある
ので、切欠きの先端から発生した亀裂が成長して
いつてもホールで止まり、予知ピースが構造物に
溶接取付けされているにも拘らず、予知ピースの
亀裂が溶接部を介して構造物に伝播することはな
い。
また、密封ホールに色液が封入されているの
で、予知ピースに亀裂が発生したときに亀裂がホ
ールに通じ、封入された色液の予知ピース表面へ
の漏洩により、予知ピースの亀裂発生を遠くから
肉眼で簡便に識別可能になり便宣性、識別性が向
上する。
で、予知ピースに亀裂が発生したときに亀裂がホ
ールに通じ、封入された色液の予知ピース表面へ
の漏洩により、予知ピースの亀裂発生を遠くから
肉眼で簡便に識別可能になり便宣性、識別性が向
上する。
［実施例］
以下に本発明の疲労損傷予知法の望ましい実施
例を図面を参照して説明する。
例を図面を参照して説明する。
第１図は構造物として橋梁を例にとつた場合を
示している。図中１が構造物で、基礎支柱８の上
に支持されている。このような構造物１では曲げ
応力による大きな引張応力は構造物１の下縁に生
じ、しかも、橋梁を通る車両、鉄道車両等の通行
により繰返しかかる。このため、構造物１の下縁
部分が疲労亀裂の発生する危険部位となる。構造
物１の疲労亀裂発生危険部位には、以下に説明す
る予知ピース２が、取付けられる。取付けは、溶
接による。
示している。図中１が構造物で、基礎支柱８の上
に支持されている。このような構造物１では曲げ
応力による大きな引張応力は構造物１の下縁に生
じ、しかも、橋梁を通る車両、鉄道車両等の通行
により繰返しかかる。このため、構造物１の下縁
部分が疲労亀裂の発生する危険部位となる。構造
物１の疲労亀裂発生危険部位には、以下に説明す
る予知ピース２が、取付けられる。取付けは、溶
接による。
予知ピース２は、構造物１の本体と同一の材料
から構成され、第２図ないし第３図に示すよう
に、切欠き３を有する板部材から成る。切欠き３
は、該予知ピース２に構造物１から曲げ応力がか
かつたときに最大の曲げ応力のかかる下辺側に設
けられている。予知ピース２には、切欠き３に対
向する位置でかつ切欠き３から離れた位置、すな
わち切欠き３の先端から奥方向に適宜の距離隔た
つた位置に滑らかな湾曲内径面を有するホール４
が形成されている。ホール４は第５図に示す如く
密封ホールとされ、その中に色液７が封入されて
いる。予知ピース２は、構造物１に溶接５で取付
けられ、該溶接部位５は滑らかな湾曲をもつて、
ノツチが形成されないように仕上げられる。
から構成され、第２図ないし第３図に示すよう
に、切欠き３を有する板部材から成る。切欠き３
は、該予知ピース２に構造物１から曲げ応力がか
かつたときに最大の曲げ応力のかかる下辺側に設
けられている。予知ピース２には、切欠き３に対
向する位置でかつ切欠き３から離れた位置、すな
わち切欠き３の先端から奥方向に適宜の距離隔た
つた位置に滑らかな湾曲内径面を有するホール４
が形成されている。ホール４は第５図に示す如く
密封ホールとされ、その中に色液７が封入されて
いる。予知ピース２は、構造物１に溶接５で取付
けられ、該溶接部位５は滑らかな湾曲をもつて、
ノツチが形成されないように仕上げられる。
予知ピース２は、第４図および第５図に示すよ
うに、切欠き３の開角α、切欠き３の先端の湾曲
r2、切欠き３とホール４との間の距離ｄ、予知ピ
ース２の切欠き３の左右の側辺に溶接部５に続く
ように設けた湾曲r1を適宜に選択されることによ
り、切欠き３からの亀裂の入りやすさがコントロ
ールされる。
うに、切欠き３の開角α、切欠き３の先端の湾曲
r2、切欠き３とホール４との間の距離ｄ、予知ピ
ース２の切欠き３の左右の側辺に溶接部５に続く
ように設けた湾曲r1を適宜に選択されることによ
り、切欠き３からの亀裂の入りやすさがコントロ
ールされる。
第７図は第４図とは別の実施例に係るもので、
予知ピース２に切欠き３のホール４と反対側にも
切欠き３′を設けた場合を示している。このよう
にすることによつて予知ピース１の亀裂発生を確
実化している。ただし、切欠き３′は、その亀裂
の方向が構造物１の本体に進展しない方向に設け
られなければならない。
予知ピース２に切欠き３のホール４と反対側にも
切欠き３′を設けた場合を示している。このよう
にすることによつて予知ピース１の亀裂発生を確
実化している。ただし、切欠き３′は、その亀裂
の方向が構造物１の本体に進展しない方向に設け
られなければならない。
この予知ピース２を使用して構造物１の疲労損
傷を予知するには、まず、予知ピース２を構造物
の疲労損傷危険部位に適宜個取付ける。取付けは
構造物１の建設前に予め取付けておいてもよい
し、既設の構造物１に取付けてもよい。
傷を予知するには、まず、予知ピース２を構造物
の疲労損傷危険部位に適宜個取付ける。取付けは
構造物１の建設前に予め取付けておいてもよい
し、既設の構造物１に取付けてもよい。
構造物１には繰返し荷重がかかり、予知ピース
２も繰返し応力を受ける。予知ピース２と構造物
１とでは、切欠き３のある予知ピース２の方が先
に切欠き３部位から疲労亀裂が始まる。切欠き３
から亀裂６が生じても該亀裂６はホール４で止ま
る。ホール４は滑らかな内径面をもつているの
で、ノツチ効果は小であり、亀裂６が構造物１本
体に伝幡するのを阻止している。
２も繰返し応力を受ける。予知ピース２と構造物
１とでは、切欠き３のある予知ピース２の方が先
に切欠き３部位から疲労亀裂が始まる。切欠き３
から亀裂６が生じても該亀裂６はホール４で止ま
る。ホール４は滑らかな内径面をもつているの
で、ノツチ効果は小であり、亀裂６が構造物１本
体に伝幡するのを阻止している。
予知ピース２における亀裂６の発生を検知する
ことにより、構造物１に有害な亀裂が発生する前
に構造物１の疲労損傷度を知ることができる。切
欠き３から発生した亀裂６がホール４に貫通する
と、ホール４内の色液７が予知ピース２の表面に
浸み出、それを遠くから望遠鏡等で目視すること
により、容易に亀裂発生を知ることができ、構造
物１の損傷度を知ることができる。すなわち、予
知ピース２の表面に色変化があれば、余裕度Ｅか
ら判断して総点検を行なうかどうかを判断し、色
変化がなければ疲労損傷に対して十分に安全度が
あるとみなしてよい。したがつて色変化のみを観
察することで、簡便に構造物１の本体の疲労損傷
を予知できる。
ことにより、構造物１に有害な亀裂が発生する前
に構造物１の疲労損傷度を知ることができる。切
欠き３から発生した亀裂６がホール４に貫通する
と、ホール４内の色液７が予知ピース２の表面に
浸み出、それを遠くから望遠鏡等で目視すること
により、容易に亀裂発生を知ることができ、構造
物１の損傷度を知ることができる。すなわち、予
知ピース２の表面に色変化があれば、余裕度Ｅか
ら判断して総点検を行なうかどうかを判断し、色
変化がなければ疲労損傷に対して十分に安全度が
あるとみなしてよい。したがつて色変化のみを観
察することで、簡便に構造物１の本体の疲労損傷
を予知できる。
第８図は予知ピース２と構造物１の本体との疲
労特性の関係、とくに第４図のＡ，Ｂ，Ｃ部位の
亀裂発生を示している。予知ピース２をつけない
部位Ａでは第６図の特性線Ａに従つて構造物１の
本体に亀裂が発生する。予知ピース２と構造物１
の本体を極力応力集中が生じないようにr1と溶接
部５の仕上げをすると、溶接部５は特性線Ｂに従
つて亀裂が発生する。溶接部５近傍の部位Ｂは部
位Ａより早く亀裂が発生するかもしれないが、極
力Ａと同じ寿命を有するように仕上げられる。Ｃ
部は切欠き３の開角α、切欠き先端の湾曲r2で決
まる応力集中度により、かなり早く亀裂が発生す
る。Ｃ部で発生した亀裂はホール４までの距離ｄ
を伝幡する寿命がある。これが特性線C′である。
ホール４まで亀裂が貫通してから構造物１の本体
に亀裂が発生するまでの余裕度は第６図のＥで示
され、予知ピース２のr1，r2，α，ｄ，r3などの
諸寸法形状に左右されることになり、余裕度を自
由に調節することが可能である。
労特性の関係、とくに第４図のＡ，Ｂ，Ｃ部位の
亀裂発生を示している。予知ピース２をつけない
部位Ａでは第６図の特性線Ａに従つて構造物１の
本体に亀裂が発生する。予知ピース２と構造物１
の本体を極力応力集中が生じないようにr1と溶接
部５の仕上げをすると、溶接部５は特性線Ｂに従
つて亀裂が発生する。溶接部５近傍の部位Ｂは部
位Ａより早く亀裂が発生するかもしれないが、極
力Ａと同じ寿命を有するように仕上げられる。Ｃ
部は切欠き３の開角α、切欠き先端の湾曲r2で決
まる応力集中度により、かなり早く亀裂が発生す
る。Ｃ部で発生した亀裂はホール４までの距離ｄ
を伝幡する寿命がある。これが特性線C′である。
ホール４まで亀裂が貫通してから構造物１の本体
に亀裂が発生するまでの余裕度は第６図のＥで示
され、予知ピース２のr1，r2，α，ｄ，r3などの
諸寸法形状に左右されることになり、余裕度を自
由に調節することが可能である。
なお、上記説明においては、構造物１として橋
梁を例にとつたが、その他の構造物であつてもよ
く、たとえば鉄塔、クレーンなどであつてもよ
い。
梁を例にとつたが、その他の構造物であつてもよ
く、たとえば鉄塔、クレーンなどであつてもよ
い。
［発明の効果］
本発明によるときは、切欠き３とホール４を有
し、ホール４に色液を封入した予知ピース２を構
造物１に溶接により取付けたので、構造物本体に
亀裂が発生する前に、先に予知ピース２に疲労亀
裂を発生させることができ、構造物本体に亀裂を
伝幡させることなく、しかも検査環境の悪い構造
物にも適用可能で、亀裂から浸み出る色液を望遠
鏡等で目視すればよいため、検出性も良好に構造
物の疲労損傷度を知ることができるという効果が
得られる。
し、ホール４に色液を封入した予知ピース２を構
造物１に溶接により取付けたので、構造物本体に
亀裂が発生する前に、先に予知ピース２に疲労亀
裂を発生させることができ、構造物本体に亀裂を
伝幡させることなく、しかも検査環境の悪い構造
物にも適用可能で、亀裂から浸み出る色液を望遠
鏡等で目視すればよいため、検出性も良好に構造
物の疲労損傷度を知ることができるという効果が
得られる。
第１図は本発明の一実施例を適用した構造物の
全体正面図、第２図は予知ピース取付部近傍の構
造物の部分断面図、第３図は第２図の側面図、第
４図は第２図の予知ピース部位の部分断面図、第
５図は第４図の部位の側面図、第６図は第４図の
亀裂部位の断面図、第７図は本発明の別の例の予
知ピース部位の部分断面図、第８図は疲労特性線
図、である。 １……構造物、２……予知ピース、３……切欠
き、４……ホール、５……溶接部、６……亀裂、
７……色液。
全体正面図、第２図は予知ピース取付部近傍の構
造物の部分断面図、第３図は第２図の側面図、第
４図は第２図の予知ピース部位の部分断面図、第
５図は第４図の部位の側面図、第６図は第４図の
亀裂部位の断面図、第７図は本発明の別の例の予
知ピース部位の部分断面図、第８図は疲労特性線
図、である。 １……構造物、２……予知ピース、３……切欠
き、４……ホール、５……溶接部、６……亀裂、
７……色液。
Claims (1)
- １ 構造物に、切欠きを有しかつ該切欠の先端か
ら奥方向に適宜の距離隔たつた位置に内部に色液
を封入したホールを有する予知ピースを溶接によ
り取付け、構造物より先に予知ピースに亀裂を発
生させ予知ピースの表面に浸み出た色液を目視し
て予知ピースの亀裂発生を認識し、該予知ピース
の亀裂発生より構造物の寿命を予知することを特
徴とする疲労損傷予知法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6527984A JPS60209137A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 疲労損傷予知法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6527984A JPS60209137A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 疲労損傷予知法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60209137A JPS60209137A (ja) | 1985-10-21 |
| JPH0374785B2 true JPH0374785B2 (ja) | 1991-11-28 |
Family
ID=13282326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6527984A Granted JPS60209137A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 疲労損傷予知法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60209137A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4338850A1 (de) * | 1993-11-13 | 1995-05-18 | Dornier Gmbh | Einrichtung zum Überwachen der Zeitfestigkeit von Strukturen |
| GB2452938B (en) * | 2007-09-19 | 2011-08-10 | Messier Dowty Ltd | Load indicator |
| JP2013002960A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Universal Shipbuilding Corp | 疲労モニタリング構造及び鋼構造物 |
| EP2634446B1 (en) * | 2012-02-28 | 2020-04-08 | Meritor Heavy Vehicle Braking Systems (UK) Limited | A cast or forged component with fatigue life indication |
| JP6088303B2 (ja) * | 2013-03-14 | 2017-03-01 | プレス工業株式会社 | アクスルケースの亀裂検知構造 |
| JP6429111B2 (ja) * | 2014-10-17 | 2018-11-28 | 三菱自動車工業株式会社 | 車両のスタビライザ支持構造 |
| DE102018111998A1 (de) * | 2018-05-18 | 2019-11-21 | Mack Rides Gmbh & Co. Kg | Sensorik zur frühzeitigen Erkennung physikalischer Veränderungen |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4939434A (ja) * | 1972-08-15 | 1974-04-12 | ||
| JPS56117144A (en) * | 1980-02-20 | 1981-09-14 | Hitachi Ltd | Measurement of fatigue damage |
-
1984
- 1984-04-03 JP JP6527984A patent/JPS60209137A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60209137A (ja) | 1985-10-21 |
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