JPH0762636B2 - Magnetostrictive stress measurement method for cylindrical materials - Google Patents
Magnetostrictive stress measurement method for cylindrical materialsInfo
- Publication number
- JPH0762636B2 JPH0762636B2 JP15362288A JP15362288A JPH0762636B2 JP H0762636 B2 JPH0762636 B2 JP H0762636B2 JP 15362288 A JP15362288 A JP 15362288A JP 15362288 A JP15362288 A JP 15362288A JP H0762636 B2 JPH0762636 B2 JP H0762636B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stress
- peripheral surface
- magnetostrictive
- outer peripheral
- cylindrical material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 49
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 26
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、丸棒、パイプ等の円柱材料に対する非接触式
の磁歪応力測定法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-contact magnetostrictive stress measuring method for a cylindrical material such as a round bar and a pipe.
[従来の技術] 鋼管等に曲げ応力や軸方向の応力が作用している場合
に、それらの応力の分布状態を知るには、従来の場合、
例えばX線応力測定法が用いられている。このX線応力
測定法は、結晶の面間隔をdとし、波長λのX線がその
面とθの角度で入射するとき、回折されたX線の方向も
θであるときは、 nλ=2dsinθ (nは正整数) の関係があるので、λのわかったX線によってθを測定
すれば、この式からdを求めることができ、このdの変
化からは応力を計算で求める測定方法である。[Prior Art] When bending stress or axial stress is applied to a steel pipe or the like, in order to know the distribution state of the stress, in the conventional case,
For example, the X-ray stress measurement method is used. In this X-ray stress measurement method, when the crystal plane distance is d, and when the X-ray of wavelength λ is incident at an angle of θ with the plane, nλ = 2dsinθ when the direction of the diffracted X-ray is also θ Since there is a relationship of (n is a positive integer), if θ is measured by an X-ray with a known λ, then d can be obtained from this formula, and from this change of d, the stress is calculated by a calculation method. .
しかしながら、このX線応力測定法では、一点を測定す
るのに少なくとも1時間はかかり、しかも鋼管の場合、
円周方向に90゜ずつ少なくとも4点を測定する必要があ
るので、測定時間が大巾にかかり、また操作も煩雑なこ
とから多数の測定点を設けることは実際上困難であり、
したがって得られるデータ数も自ずと限られたものであ
った。However, in this X-ray stress measurement method, it takes at least 1 hour to measure one point, and in the case of a steel pipe,
Since it is necessary to measure at least 4 points at 90 ° in the circumferential direction, it takes a long time to measure and the operation is complicated, so it is practically difficult to provide a large number of points.
Therefore, the number of data obtained was naturally limited.
一方、一般的な構造物について、その材料をミクロ的に
見れば、決して均一なものではない。したがって、この
ような点計測によって得られた応力データが必ずしもそ
の構造物に働いている応力として評価できるとは限ら
ず、人的なあるいは経済的な判断を必要としていた。On the other hand, regarding a general structure, the material is not uniform when viewed microscopically. Therefore, the stress data obtained by such point measurement cannot always be evaluated as the stress acting on the structure, and human or economic judgment is required.
そのため、X線応力測定法よりも一層簡便な磁歪応力測
定法を利用することが考えられる。Therefore, it is conceivable to use a magnetostrictive stress measuring method that is simpler than the X-ray stress measuring method.
磁歪応力測定法は、円柱材料に荷重が作用すると透磁率
に異方性が生じ、荷重方向の透磁率が大きくなり、反対
に荷重方向と直角方向の透磁率が小さくなるので、両透
磁率の差を励磁コアと検出コアを持つ磁歪センサによっ
て検出することにより、主応力の方向および大きさを測
定する方法である。この測定法によると、一点の測定時
間が10〜100msecですみ、取扱いもきわめて便宜であ
る。In the magnetostrictive stress measurement method, when a load acts on a cylindrical material, anisotropy occurs in the magnetic permeability, the magnetic permeability in the load direction increases, and on the contrary, the magnetic permeability in the direction perpendicular to the load direction decreases. This is a method of measuring the direction and magnitude of the principal stress by detecting the difference with a magnetostrictive sensor having an exciting core and a detecting core. According to this measuring method, the measuring time for one point is 10 to 100 msec, and the handling is extremely convenient.
ところが、従来の磁歪応力測定法は、一般に磁歪センサ
を非測定面に接触させて行うものであるため、被測定面
の状態によって接触面における磁気抵抗が大きく異な
る。そのため、測定誤差が大きくなるという欠点があ
る。However, since the conventional magnetostrictive stress measurement method is generally performed by bringing the magnetostrictive sensor into contact with the non-measurement surface, the magnetic resistance at the contact surface greatly differs depending on the state of the measurement surface. Therefore, there is a drawback that the measurement error becomes large.
そこで、非接触状態、すなわち磁歪センサを被測定面か
ら一定の距離に離した状態で測定するという考え方が出
てくるわけであるが、この場合は磁歪感度が低下するた
め、磁歪センサの設定にあたりきわめて微妙な調整が必
要であったりして、未だ実用化されていない。Therefore, the idea is to measure in a non-contact state, that is, in a state where the magnetostrictive sensor is separated from the surface to be measured by a certain distance, but in this case, the magnetostrictive sensitivity decreases, so when setting the magnetostrictive sensor. It has not been put to practical use because it requires extremely delicate adjustment.
[発明が解決しようとする課題] そこで本発明は、円柱材料に対する磁歪応力測定法を非
接触方式で実施できる装置を開発し、その測定装置を使
用して円柱材料の任意の断面位置における応力分布を高
精度に測定できる方法を提供することを目的としてい
る。[Problems to be Solved by the Invention] Therefore, the present invention has developed a device capable of performing a magnetostrictive stress measuring method for a cylindrical material in a non-contact method, and using the measuring device, a stress distribution at an arbitrary cross-sectional position of the cylindrical material. It is an object of the present invention to provide a method capable of highly accurately measuring.
[課題を解決するための手段] 本発明に係る円柱材料の磁歪応力測定法は、磁歪センサ
が円柱材料の外周面上または内周面上を一定の距離を保
ちながら非接触状態で相対移動する測定装置を使用し
て、円柱材料の任意の断面位置における前記磁歪センサ
の出力電圧を求め、さらに該出力電圧をsinカーブに近
似処理して、その位置の断面に作用する曲げ応力及び曲
げモーメントの作用方向を求めることを特徴とするもの
である。[Means for Solving the Problem] In the magnetostrictive stress measuring method for a columnar material according to the present invention, a magnetostrictive sensor moves relative to the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the columnar material in a non-contact state while maintaining a constant distance. Using a measuring device, determine the output voltage of the magnetostrictive sensor at any cross-sectional position of the columnar material, and further approximate the output voltage to a sin curve, of the bending stress and bending moment acting on the cross section at that position. The feature is that the direction of action is obtained.
[作 用] 一般に、円柱材料に第8図(a)のように曲げ荷重が働
いているときの応力分布は、材料力学的に考えると、同
図(b)のように、sinカーブとなる。そして、曲げ荷
重のほかに軸荷重が加わると、このsinカーブは軸荷重
が引張りか、圧縮かによってその中立位置が上方向また
は下方向に移動する。第8図(b)の場合は引張り荷重
が加わっている場合である。[Operation] Generally, the stress distribution when a bending load is applied to a cylindrical material as shown in Fig. 8 (a) is a sin curve as shown in Fig. 8 (b) when considering material mechanics. . When an axial load is applied in addition to the bending load, the neutral position of this sin curve moves upward or downward depending on whether the axial load is tensile or compressive. In the case of FIG. 8 (b), a tensile load is applied.
このような円柱材料に対して、全周にわたり磁気異方性
すなわち磁歪を測定すれば、同様なsinカーブを得るこ
とができる。これを式で示すと、次のようにあらわすこ
とができる。A similar sin curve can be obtained by measuring the magnetic anisotropy, that is, the magnetostriction of the cylindrical material over the entire circumference. If this is expressed by an equation, it can be expressed as follows.
V=Asin(θ+ω)+B …(1) 但し、V:磁歪センサの出力電圧 A:振幅 B:オフセット量 θ:円柱材料の周角度 ω:位相ずれ この式中の振幅Aは曲げ応力の大きさによって変化する
値であり、オフセット量Bは周角度θに無関係な応力、
すなわち軸方向応力によって変化する値と考えられる。
また、位相ずれωは測定開始点と材料力学中立軸との相
対位置関係を示すことになる。V = Asin (θ + ω) + B (1) where V: Magnetostrictive sensor output voltage A: Amplitude B: Offset amount θ: Circumferential angle of cylindrical material ω: Phase shift Amplitude A in this equation is the magnitude of bending stress The offset amount B is a stress that is unrelated to the circumferential angle θ,
That is, it is considered to be a value that changes depending on the axial stress.
Further, the phase shift ω indicates the relative positional relationship between the measurement start point and the material mechanics neutral axis.
このようにして得られた磁歪センサの出力電圧の線図
は、通常被測定材料の不均一性によるリップルを含んで
いるので、測定データの統計的処理を行い、これにより
リップル成分を平滑化して上記(1)式に近似させる。The diagram of the output voltage of the magnetostrictive sensor thus obtained usually contains ripples due to the non-uniformity of the material to be measured, so the statistical processing of the measurement data is carried out to smooth the ripple component. It is approximated to the above equation (1).
例えば鋼管等の構造部材の円柱材料にモーメントが作用
し、曲げ応力が発生しているとき、その表面を磁歪セン
サで測定すると、磁歪センサの出力電圧にはその外力の
曲げモーメントによる曲げ応力のほかに、残留応力によ
る成分がランダムに含まれることになる。しかし、全周
にわたってその測定値を(1)式に示すようにsinカー
ブに近似することによって、周期性をもつ曲げ応力分布
とその方向(位相)、周期性をもたない軸方向応力成分
または残留応力成分とに分解・抽出することができる。
ここで、(1)式の振幅Aは、円柱材料に作用する曲げ
応力(曲げモーメントによって発生する応力の最大値)
の値を意味し、当該材料の応力面での安全性を評価する
ために重要なパラメータとなる。また、同式の位相ω
は、当該材料に作用する曲げの方向(曲げモーメントの
作用方向)を判断するためのパラメータとなる。したが
って、(1)式の振幅A及び位相ωの値を評価すること
によって当該円柱材料の安全性を評価することができ
る。For example, when a moment is applied to a cylindrical material of a structural member such as a steel pipe and bending stress is generated, if the surface is measured with a magnetostrictive sensor, the output voltage of the magnetostrictive sensor will include the bending stress due to the bending moment of the external force. Will randomly include components due to residual stress. However, by approximating the measured value over the entire circumference to a sin curve as shown in equation (1), the bending stress distribution with periodicity and its direction (phase), the axial stress component without periodicity, or It can be decomposed and extracted into residual stress components.
Here, the amplitude A of the equation (1) is the bending stress acting on the cylindrical material (the maximum value of the stress generated by the bending moment).
Value, which is an important parameter for evaluating the safety of the material in terms of stress. Also, the phase ω
Is a parameter for judging the direction of bending (direction of action of bending moment) acting on the material. Therefore, the safety of the cylindrical material can be evaluated by evaluating the values of the amplitude A and the phase ω in the expression (1).
[実施例] 以下、本発明を図により具体的に説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
第1図は鋼管等の円柱材料に対する非接触式の磁歪応力
測定法を示す説明図である。図において、1は円柱材
料、2は本発明による測定装置の磁歪センサで、円柱材
料1に対し垂直に、かつ、その外周面11から一定の高さ
hを保ちながら円周方向に移動するようになっている。FIG. 1 is an explanatory view showing a non-contact type magnetostrictive stress measuring method for a cylindrical material such as a steel pipe. In the figure, 1 is a columnar material, 2 is a magnetostrictive sensor of the measuring device according to the present invention, which moves vertically to the columnar material 1 and in the circumferential direction while maintaining a constant height h from its outer peripheral surface 11. It has become.
第2図(a)〜(e)はこのようにして得られた磁歪セ
ンサ2の出力電圧の線図である。なお、各線図V-20,V
-10,V0,V+10,V+20における応力値は、第3図に示すよう
に、鋼管1の一端を剛性壁3に固定し、他端を油圧シリ
ンダ4のロッド5に連結してこのロッド5を上または下
に移動させたときの鋼管1の最上点すなわち0゜の位置
に張り付けた歪ゲージ6による値である。磁歪センサ2
は歪ゲージ6の近傍において鋼管1の周りを一周させ
る。2A to 2E are diagrams of the output voltage of the magnetostrictive sensor 2 thus obtained. In addition, each line diagram V -20 , V
As shown in FIG. 3, the stress values at −10 , V 0 , V +10 , and V +20 are such that one end of the steel pipe 1 is fixed to the rigid wall 3 and the other end is connected to the rod 5 of the hydraulic cylinder 4. It is a value obtained by the strain gauge 6 attached to the uppermost point of the steel pipe 1, that is, the 0 ° position when the lever rod 5 is moved up or down. Magnetostrictive sensor 2
Makes one round around the steel pipe 1 in the vicinity of the strain gauge 6.
第2図からわかるように、磁歪センサ2の出力電圧は鋼
管1の上半部および下半部の応力の符号に対応して同じ
符号を示し、また、その振幅値は応力値の大小に伴い変
化している。すなわち、この出力電圧は概ねsinカーブ
の傾向をあらわしており、また曲げ応力差による振幅の
変化をよくあらわしている。ただ、被測定材料の不均一
性によるリップルが多く認められるので、このリップル
成分を取り除く必要がある。そのためにはマイクロコピ
ュータ等を利用してデータの統計的処理を行う。例えば
上記測定データから1゜ごとのデータを抽出し、これを
最小二乗法により処理し、上記(1)式に近似させるこ
とによりリップル成分を平滑化する。As can be seen from FIG. 2, the output voltage of the magnetostrictive sensor 2 shows the same sign corresponding to the sign of the stress in the upper half part and the lower half part of the steel pipe 1, and its amplitude value changes with the magnitude of the stress value. Is changing. That is, this output voltage generally shows a tendency of a sin curve, and well shows the change of the amplitude due to the bending stress difference. However, since many ripples due to the non-uniformity of the measured material are recognized, it is necessary to remove this ripple component. For that purpose, statistical processing of data is performed using a micro computer or the like. For example, data for every 1 ° is extracted from the above measurement data, processed by the least square method, and the ripple component is smoothed by approximating the above equation (1).
このようにして得られたsinカーブが第2図(a)〜
(e)にそれぞれ付記した曲線A-20,A-10,A0,A+10,A+20
である。The sin curve thus obtained is shown in FIG.
Curves A -20 , A -10 , A 0 , A +10 , A +20 respectively added to (e)
Is.
以上により、構造部材としての円柱材料1に実際に作用
している応力を全周にわたり連続的に高精度に測定する
ことができる。As described above, the stress actually acting on the cylindrical material 1 as the structural member can be continuously and highly accurately measured over the entire circumference.
なお、上記の磁歪センサ2と円柱材料1は相対運動でよ
いことはいうまでもないが、実際に使用されている円柱
材料について測定するには磁歪センサ2の方を移動させ
る場合が多いものと思われる。It is needless to say that the magnetostrictive sensor 2 and the cylindrical material 1 may be in relative motion, but the magnetostrictive sensor 2 is often moved to measure the actually used cylindrical material. Seem.
次に、本発明方法の実施に使用する非接触式の測定装置
について第4図〜第7図により具体的に説明する。Next, a non-contact type measuring device used for carrying out the method of the present invention will be specifically described with reference to FIGS.
第4図はこの測定装置の縦断側面図、第5図はその走行
装置の部分を示す正面図、第6図はその携行装置の部分
を示す正面図、第7図は第6図の平面図である。FIG. 4 is a vertical side view of the measuring device, FIG. 5 is a front view showing a part of the traveling device, FIG. 6 is a front view showing a part of the carrying device, and FIG. 7 is a plan view of FIG. Is.
これらの図に示すように、この測定装置10は、円柱材料
1の外周面11上を周回するように設置される走行装置12
と、この走行装置12に取り付けられ外周面11上を同行す
る携行装置13とから大別構成されている。As shown in these drawings, the measuring device 10 includes a traveling device 12 installed so as to orbit the outer peripheral surface 11 of the columnar material 1.
And a carrying device 13 that is attached to the traveling device 12 and accompanies the outer peripheral surface 11 together.
各部の構成において、走行装置12は、複数個のゴム製の
車輪14を持つ走行台車15と、走行台車15のフレーム151
にアリ溝152およびアリ161の係合により昇降自在に設け
られた昇降体16と、昇降体16を台車フレーム151に対し
て相対的な引上げ作用を行わしめるボルト、ナット等か
らなる押付け装置17と、昇降体16に回転自在に軸支され
た回転軸18と、回転軸18に取り付けられたチェーンホイ
ール19と円柱材料1の間に巻き掛けられた滑り止め付き
チェーン20と、伝動歯車機構21を介してチェーンホイー
ル19を駆動するためのエンコーダ22付きサーボモータ23
とから構成されている。In the configuration of each part, the traveling device 12 includes a traveling carriage 15 having a plurality of rubber wheels 14, and a frame 151 of the traveling carriage 15.
An elevating body 16 provided so as to be able to ascend and descend by engagement of the dovetail groove 152 and the dovetail 161; A rotary shaft 18 rotatably supported by the lifting body 16, a chain wheel 19 mounted on the rotary shaft 18 and a non-slip chain 20 wound around the columnar material 1, and a transmission gear mechanism 21. Servo motor 23 with encoder 22 for driving the chain wheel 19 via
It consists of and.
押付け装置17はスタッドボルト171を昇降体16の上端に
固定し、このボルト171の台車フレーム151より上方へ突
出させた先端にナット172をねじ込み、このナット172と
台車フレーム151の間に圧縮バネ173を介装してなるもの
である。In the pressing device 17, a stud bolt 171 is fixed to the upper end of the lifting body 16, a nut 172 is screwed into the tip of the bolt 171 projecting upward from the bogie frame 151, and a compression spring 173 is provided between the nut 172 and the bogie frame 151. It is through the.
サーボモータ23は昇降体16に取り付けられ、減速機24を
介して伝動歯車機構21に連結されている。この伝動歯車
機構21は減速機24の出力軸241に取り付けられた小歯車2
11を回転軸18に取り付けられた大歯車212に噛み合せる
ことにより構成されている。回転軸18の両端は軸受181
を介して昇降体16に軸支されている。The servo motor 23 is attached to the lifting body 16 and is connected to the transmission gear mechanism 21 via the speed reducer 24. This transmission gear mechanism 21 is a small gear 2 attached to the output shaft 241 of the speed reducer 24.
It is configured by engaging 11 with a large gear 212 attached to a rotary shaft 18. Both ends of the rotating shaft 18 are bearings 181
It is pivotally supported by the lifting body 16 via.
回転軸18のチェーンホイール19に巻き掛けられる滑り止
め付きチェーン20は、通常のチェーンに滑り止め用のL
形ゴム板201を両側に取り付けてなるものである。そし
て、上記押付け装置17によって緊張されたチェーン20の
ゴム板201が円柱材料1の外周面11に密着し、走行装置1
2をその外周面11上に円柱材料1の半筒方向に車輪14で
もって押し付け保持する。また、第5図に示すように円
筒材料1のサイズが変る場合はそれに応じた長さの滑り
止め付きチェーン20を使用する。The non-slip chain 20 that is wound around the chain wheel 19 of the rotating shaft 18 is an ordinary non-slip L chain.
The rubber plates 201 are attached to both sides. Then, the rubber plate 201 of the chain 20 which is strained by the pressing device 17 comes into close contact with the outer peripheral surface 11 of the columnar material 1, and the traveling device 1
2 is pressed and held on its outer peripheral surface 11 by the wheel 14 in the direction of the half cylinder of the columnar material 1. Further, when the size of the cylindrical material 1 changes as shown in FIG. 5, a chain 20 with a slip stopper having a length corresponding to the size is used.
次に、上記携行装置13は、第6図および第7図に詳細に
示されているように、磁歪センサ2を中心に垂直に保持
し複数個の車輪25を有する携行台車26と、携行台車26の
周りに設けられた方形状のフレーム27と、フレーム27の
長手方向の両側に第1の水平軸28により揺動自在に枢着
された連結アーム29と、携行台車26をフレーム27内で揺
動自在に枢支するとともに、第1の水平軸28に対して直
角方向に設けられた第2の水平軸30と、連結アーム29の
上部ブロック31をアリ溝321およびアリ311を介して昇降
自在に係合せしめる取付けガイド32と、この連結アーム
29を常に外周面11側へ付勢する圧縮バネ33とから構成さ
れている。Next, as shown in detail in FIGS. 6 and 7, the carrying device 13 has a carrying carriage 26 which vertically holds the magnetostrictive sensor 2 and has a plurality of wheels 25, and a carrying carriage 26. A rectangular frame 27 provided around 26, a connecting arm 29 swingably pivoted by first horizontal shafts 28 on both sides in the longitudinal direction of the frame 27, and a carrying carriage 26 in the frame 27. A second horizontal shaft 30 that is pivotally supported and is provided at a right angle to the first horizontal shaft 28, and an upper block 31 of the connecting arm 29 is moved up and down via dovetail grooves 321 and 311. Mounting guide 32 that can be freely engaged and this connecting arm
It is composed of a compression spring 33 that constantly urges 29 toward the outer peripheral surface 11 side.
取付けガイド32は上記台車フレーム151の側面に取り付
けられている。また、圧縮バネ33は連結アーム29の上部
ブロック31と取付けガイド32の上板321の間に介装さ
れ、上板321を貫通する上部ブロック31上の棒312に嵌装
されている。携行台車26の車輪25は上記走行台車15の車
輪14と同様にゴム製となっている。The attachment guide 32 is attached to the side surface of the bogie frame 151. Further, the compression spring 33 is interposed between the upper block 31 of the connecting arm 29 and the upper plate 321 of the attachment guide 32, and is fitted to the rod 312 on the upper block 31 penetrating the upper plate 321. The wheels 25 of the carrying carriage 26 are made of rubber like the wheels 14 of the traveling carriage 15 described above.
磁歪センサ2はその下端面が外周面11から一定の微小な
高さhを保持するようにセットネジ34で携行台車26に固
定されている。The magnetostrictive sensor 2 is fixed to the carrying carriage 26 with a set screw 34 so that the lower end surface of the magnetostrictive sensor 2 maintains a constant minute height h from the outer peripheral surface 11.
この測定装置10は、以上のように構成されているもので
あり、次にその動作を説明する。The measuring apparatus 10 is configured as described above, and its operation will be described next.
まず、パイプあるいは丸棒の円柱材料1の外周面11上に
走行装置12をセットする。この場合において、押付け装
置17のナット172を圧縮バネ173の弾圧に抗してねじ込む
と台車フレーム151は円柱材料1側へ押し下げられ、反
対に昇降体16は引き上げられるので、この相対移動によ
って円柱材料1およびチェーンホイール19間に巻き掛け
られた滑り止め付きチェーン20を緊張する。この結果、
走行台車15はその車輪14でもって円柱材料1の外周面11
上にその半径方向に押し付けられ保持される。また、滑
り止め付きチェーン20のガム板201も円柱材料1の外周
面11に密着した状態に巻き付けられる。First, the traveling device 12 is set on the outer peripheral surface 11 of the cylindrical material 1 of a pipe or a round bar. In this case, when the nut 172 of the pressing device 17 is screwed in against the elastic force of the compression spring 173, the dolly frame 151 is pushed down toward the columnar material 1 side, and on the contrary the lifting body 16 is pulled up. Tension the non-slip chain 20 wrapped between 1 and the chain wheel 19. As a result,
The traveling carriage 15 is supported by its wheels 14 on the outer peripheral surface 11 of the cylindrical material 1.
It is pressed and held radially on top of it. Further, the gum plate 201 of the non-slip chain 20 is also wound so as to be in close contact with the outer peripheral surface 11 of the columnar material 1.
一方、携行装置13は、上記の走行装置12の押付け作用に
伴い、携行台車26の車輪25を同様に円柱材料1の外周面
11上に密着させる。このときの押付け力は圧縮バネ33に
よって行われる。すなわち、圧縮バネ33は連結アーム29
を取付けガイド32に沿って外周面11側へ押し付け、連結
アーム29の下端に連結された携行台車26を上記のように
外周面11上に密着させる。しかも、携行台車26は、第1
の水平軸28により連結アーム29に枢支された方形のフレ
ーム27内で第1の水平軸28に対し直角方向に設けられた
第2の水平軸30により枢支されているので、フレーム27
は第1の水平軸28を中心とする外周面11に平行な方向の
傾きを自動調整し、携行台車26は第2の水平軸30を中心
とするこれと直角方向の傾きを自動調整する。さらに、
磁歪センサ2はこのように自動調整される携行台車26に
垂直に保持され、かつ外周面11から一定の高さhに保持
されているので、その後の携行台車26の移動によってそ
の保持状態が変化することはない。On the other hand, the carrying device 13 causes the wheel 25 of the carrying cart 26 to move in the same manner as the outer peripheral surface of the cylindrical material 1 due to the pressing operation of the traveling device 12.
11 Stick it on top. The pressing force at this time is performed by the compression spring 33. That is, the compression spring 33 is connected to the connecting arm 29.
Is pressed against the outer peripheral surface 11 side along the attachment guide 32, and the carrying carriage 26 connected to the lower end of the connecting arm 29 is brought into close contact with the outer peripheral surface 11 as described above. Moreover, the carrying cart 26 is the first
In a rectangular frame 27 pivotally supported on the connecting arm 29 by a horizontal axis 28 of the frame 27, which is pivotally supported by a second horizontal axis 30 which is arranged at a right angle to the first horizontal axis 28.
Automatically adjusts the inclination of the first horizontal axis 28 in the direction parallel to the outer peripheral surface 11, and the carrying cart 26 automatically adjusts the inclination of the second horizontal axis 30 in the direction perpendicular thereto. further,
Since the magnetostrictive sensor 2 is vertically held by the carrying carriage 26 that is automatically adjusted as described above, and is held at a constant height h from the outer peripheral surface 11, the holding state is changed by the subsequent movement of the carrying carriage 26. There is nothing to do.
以上により、この測定作業の準備が完了するので、次
に、サーボモータ23を駆動し、走行装置12を円柱材料1
の周りに旋回せしめる。この場合において、回転軸18の
回転によりチェーンホイール19が回転すると、それに巻
き掛けられた滑り止め付きチェーン20は上述のように円
柱材料1の外周面11に密着しているため、そのゴム板20
1による摩擦力のために滑りを生じることはないので、
結局、チェーンホイール19がこの滑り止め付きチェーン
20を一種の撓みガイドとして円柱材料1の周りを遊星運
動することになる。したがって、走行装置12は円柱材料
1の外周面11に密着保持された状態でその周りを周回す
る。これに伴い、携行装置13も磁歪センサ2を上記の保
持関係を維持しつつ走行装置12と共に移動するので、外
周面11の磁歪応力測定を被接触式でしかも連続的に行
え、きわめて精度の高い測定データを得ることができ
る。With the above, the preparation for the measurement work is completed. Next, the servomotor 23 is driven to move the traveling device 12 to the cylindrical material 1.
Turn around. In this case, when the chain wheel 19 is rotated by the rotation of the rotating shaft 18, the non-slip chain 20 wound around the chain wheel 19 is in close contact with the outer peripheral surface 11 of the columnar material 1 as described above, and therefore the rubber plate 20 thereof is provided.
Since there is no slip due to the frictional force due to 1,
After all, the chain wheel 19 is this non-slip chain
20 is used as a kind of bending guide to make a planetary motion around the cylindrical material 1. Therefore, the traveling device 12 orbits the outer peripheral surface 11 of the columnar material 1 in a state of being closely adhered thereto. Along with this, the carrying device 13 also moves the magnetostrictive sensor 2 together with the traveling device 12 while maintaining the above-mentioned holding relationship, so that the magnetostrictive stress of the outer peripheral surface 11 can be measured continuously in a contacted manner, and the accuracy is extremely high. Measurement data can be obtained.
なお、主応力差の大きさは、磁歪センサ2の出力が最大
となる位置をエンコーダ22により検出することによりそ
の検出角度と出力値で求められる。The magnitude of the principal stress difference is obtained by detecting the position where the output of the magnetostrictive sensor 2 is maximum by the encoder 22 and the detected angle and the output value.
また、上記実施例では、円柱材料の外周面について説明
したが、本発明の基本原理から考えて内周面についても
同様に使用することができることは明白である。Further, although the outer peripheral surface of the columnar material has been described in the above-mentioned embodiment, it is obvious that the inner peripheral surface can be similarly used in consideration of the basic principle of the present invention.
[発明の効果] 以上のように本発明によれば、磁歪センサを円柱材料の
任意の断面位置において外周面上または内周面上を非接
触状態で相対移動させ一周させることにより、その断面
における応力分布を連続的なsinカーブとして得ること
ができるので、その円柱材料の応力測定を短時間に行う
ことができるとともに、その断面に実際に働いている応
力状態を高信頼度でもって高精度に測定することがで
き、その実用的価値はきわめて大である。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the magnetostrictive sensor is moved relative to the outer peripheral surface or the inner peripheral surface in a non-contact state at an arbitrary cross-sectional position of the columnar material so as to make one round. Since the stress distribution can be obtained as a continuous sin curve, the stress of the cylindrical material can be measured in a short time, and the stress state actually acting on the cross section can be measured with high reliability and high accuracy. It can be measured and its practical value is extremely large.
第1図は本発明の測定法を示す説明図、第2図(a)〜
(e)は本発明の測定法により得られた磁歪センサの出
力電圧線図、第3図は鋼管についての試験方法を示す説
明図、第4図は本発明の測定法の実施に使用する測定装
置の一実施例を示す縦断側面図、第5図はその走行装置
の部分を示す正面図、第6図はその携行装置の部分を示
す側面図、第7図は第6図の平面図、第8図(a),
(b)は円柱材料に曲げ応力が作用したときの説明図お
よびそのときの応力分布図である。 1……円柱材料 2……磁歪センサ 10……測定装置FIG. 1 is an explanatory view showing the measuring method of the present invention, and FIG.
(E) is an output voltage diagram of the magnetostrictive sensor obtained by the measuring method of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram showing a test method for a steel pipe, and FIG. 4 is a measurement used for carrying out the measuring method of the present invention. FIG. 5 is a front view showing a part of the traveling device, FIG. 5 is a side view showing a part of the carrying device, and FIG. 7 is a plan view of FIG. FIG. 8 (a),
(B) is an explanatory view when a bending stress acts on the columnar material and a stress distribution diagram at that time. 1 …… Cylinder material 2 …… Magnetic strain sensor 10 …… Measuring device
Claims (1)
周面上を一定の距離を保ちながら非接触状態で相対移動
する測定装置を使用して、円柱材料の任意の断面位置に
おける前記磁歪センサの出力電圧を求め、さらに該出力
電圧をsinカーブに近似処理して、その位置の断面に作
用する曲げ応力及び曲げモーメントの作用方向を求める
ことを特徴とする円柱材料の磁歪応力測定法。1. A magnetostrictive sensor is used to measure the magnetostriction at an arbitrary cross-section position of a columnar material by using a measuring device which relatively moves on an outer peripheral surface or an inner peripheral surface of a cylindrical material in a non-contact state while maintaining a constant distance. A method for measuring magnetostrictive stress of a cylindrical material, which comprises obtaining an output voltage of a sensor, further approximating the output voltage to a sin curve, and obtaining an action direction of a bending stress and a bending moment acting on a cross section at that position.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15362288A JPH0762636B2 (en) | 1988-03-09 | 1988-06-23 | Magnetostrictive stress measurement method for cylindrical materials |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5370788 | 1988-03-09 | ||
| JP63-53707 | 1988-03-09 | ||
| JP15362288A JPH0762636B2 (en) | 1988-03-09 | 1988-06-23 | Magnetostrictive stress measurement method for cylindrical materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01308933A JPH01308933A (en) | 1989-12-13 |
| JPH0762636B2 true JPH0762636B2 (en) | 1995-07-05 |
Family
ID=26394420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15362288A Expired - Lifetime JPH0762636B2 (en) | 1988-03-09 | 1988-06-23 | Magnetostrictive stress measurement method for cylindrical materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0762636B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010025606A (en) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Tokyo Gas Co Ltd | Bent pipe stress evaluation method and bent pipe stress evaluation device |
| JP2010025604A (en) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Tokyo Gas Co Ltd | Bent pipe stress evaluation method and bent pipe stress evaluation device |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03225237A (en) * | 1990-01-30 | 1991-10-04 | Nippon Steel Corp | Small-sized z-ray diffraction device and method for using same |
| JPH0517531U (en) * | 1991-08-23 | 1993-03-05 | 大阪瓦斯株式会社 | Magnetostrictive stress measuring device |
| JP2005148049A (en) * | 2003-10-23 | 2005-06-09 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Method and device for detecting foreign matter in tire, tire inspection device, tire molding machine, and tire uniformity machine |
| US7026811B2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-04-11 | General Electric Company | Methods and apparatus for eddy current inspection of metallic posts |
| JP2024042990A (en) * | 2022-09-16 | 2024-03-29 | 日鉄鋼管株式会社 | Deformation prediction method and deformation prediction device for the end of an ERW steel pipe, and position adjustment method and position adjustment device for a sizer roll for ERW steel pipe |
-
1988
- 1988-06-23 JP JP15362288A patent/JPH0762636B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010025606A (en) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Tokyo Gas Co Ltd | Bent pipe stress evaluation method and bent pipe stress evaluation device |
| JP2010025604A (en) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Tokyo Gas Co Ltd | Bent pipe stress evaluation method and bent pipe stress evaluation device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01308933A (en) | 1989-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3822588A (en) | Apparatus for measuring the hardness of material | |
| EP2790003B1 (en) | Tensile testing machine | |
| JP2735583B2 (en) | Rheological test methods and test equipment | |
| CN204359623U (en) | A kind of friction wear testing machine | |
| JPH0457211B2 (en) | ||
| JPH0762636B2 (en) | Magnetostrictive stress measurement method for cylindrical materials | |
| KR102049320B1 (en) | Testing apparatus for steering performance of three-wheel electric forklift and, methods thereof | |
| CN103644847A (en) | A displacement sensor based on a gear rotary-type fiber Bragg raster and an application method thereof | |
| CN106124123A (en) | Experimental provision spent surely by a kind of torque sensor | |
| CN100348961C (en) | Stepless lifting type six dimension force sensor caliberating device | |
| EP0049090A1 (en) | Testing mechanism for floors | |
| JPH0629702Y2 (en) | Magnetostrictive stress measuring device for cylindrical materials | |
| JPH0629700Y2 (en) | Magnetostrictive stress measuring device | |
| JPH055687A (en) | Torsional deformation measuring device | |
| CN109141785B (en) | A detection device for measuring the parameters of the joint surface | |
| JPS6189538A (en) | Ceramic material testing equipment | |
| JPH0610649B2 (en) | Tension vibration test load device | |
| RU2077718C1 (en) | Device to study deformation properties of flat fibre-containing materials | |
| JPH05215657A (en) | Displacement gauge used for tightened screw testing device or the like | |
| JPH061187B2 (en) | Sprag shape measuring method and device | |
| JPH0629701Y2 (en) | Magnetostrictive stress measuring device | |
| JPS618636A (en) | Three-axis measuring method of columnar test piece | |
| SU1173148A1 (en) | Calliper square | |
| CN214251374U (en) | Calibration equipment for torsion calibration device of chassis dynamometer | |
| JPH0447637Y2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080705 Year of fee payment: 13 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080705 Year of fee payment: 13 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |