X線残留応力測定センター

モールの応力円リバースは、特許技術（特許第7513234号）であり、360度全方向からの応力を一つの円としてグラフィカルに表現できることが特徴です。グラフィカルに表現するので、応力測定、解析がうまく行っているか一目でわかります。通常のモールの応力円の逆の発想で、複数方向からの実測データを元に応力状態を視覚的に再構築します​​。

従来の応力解析方法に比べて、モールの応力円リバースは精度の向上が顕著です。複数方向（2〜8方向）の測定データを使用することで、平均効果によって誤差を低減し、特にデータがばらつく場合でも精度を維持することができます。また、180度反転による平均で3軸方向のせん断応力成分を相殺し、高精度な解析が可能です​​。

全方向からの2次元解析を行うため、応力の回転や主応力方向の変化を捉えられます。これは、従来の技術では捉えきれなかった応力の動的な変化や疲労による緩和の進行を可視化するのに役立ちます​。具体的には、疲労試験前後の応力変化分析等が可能です。

疲労試験前と後の応力状態を比較することで、試験によってどの方向の応力がどの程度緩和されたか、また応力の回転の有無を確認することができます。この特性は、疲労現象の解明や応力緩和の評価にも役立ちます​​。

式を使わず、方眼紙とコンパスで実施できるため、応力状態が視覚的に直感的に理解できます。このため、専門知識がなくても測定や解析の妥当性を確認しやすいという利点があります​​。

特に溶接線のように直接応力を測定しづらい箇所でも、例えば90度や135度方向からの応力・せん断応力データを用いて0度方向の応力を推定する、といった応用が可能です。これにより、物理的に測定が難しい方向の応力状態も把握できます​​。

このように、モールの応力円リバースは従来技術では不可能だった高精度かつ視覚的な応力解析を可能にし、特に工業的応用で求められる多方向からの精緻な応力評価に応えます。さらに詳しい内容や応用例については、X線残留応力測定センターにお問い合わせください。

あなた：

半価幅に含まれる情報に関するスライドを作りたいです。

ChatGPT:

X線応力測定における「半価幅」に関するスライドは、以下のポイントを含めて構成すると効果的です。

スライド内容提案

1. 半価幅の定義

   • 基本概念：「半価幅（FWHM）」は、X線回折ピークの幅で、ピーク高さの半分における幅を示します。

   • 物理的意味：結晶のサイズや欠陥の影響を受けるため、材料の微細構造の変化を反映しています​​。

2. 半価幅と残留応力の関係

   • 応力と変形の影響：応力によって結晶構造が変化し、それが半価幅に反映されます。圧縮や引張応力が結晶間隔や回折角度に影響を及ぼし、その結果、半価幅が変動します​​。

3. 半価幅の測定と解析

   • 測定手法：cosα法やd-sin²ψ法での測定が一般的。X線回折によって得られる半価幅から、結晶内応力や欠陥密度を推測可能です。

   • 解析例：モールの応力円リバース法を用いて、応力分布を視覚化し、半価幅の変化を捉える方法が有効です​​。

4. 応用例と実用的な価値

   • 疲労や破壊予測：半価幅の変動を監視することで、応力集中部位の疲労損傷や破壊リスクの評価が可能。設計基準の見直しや材料の信頼性向上に役立ちます​​。

   • 微細構造の解析：金属の表面処理（例：ショットピーニング）や熱処理の効果を評価し、材料の強度・耐久性向上に貢献します​。

5. 測定精度と課題

   • 影響因子：結晶サイズ、組織の異常、加工履歴などが半価幅に影響するため、標準化された条件での測定が重要。

   • 精度の向上策：複数方向の平均化やモールの応力円を利用した逆解析で、誤差を相殺し高精度の測定が可能​​。

推奨スライド構成例

• タイトルスライド：「X線応力測定における半価幅の解析と応用」

• スライド2：「半価幅とは」

• スライド3：「半価幅と残留応力の関係性」

• スライド4：「半価幅の測定方法」

• スライド5：「応用事例（疲労予測や表面処理効果）」

• スライド6：「測定精度向上の取り組み」

これにより、半価幅の意義とその実用的な価値を伝えるスライドが作成できます。

あなた:

結晶サイズ、組織の異常、加工履歴などが半価幅に影響する。この部分を詳しくお願いします。

ChatGPT:

「半価幅」が示す物理的指標は、結晶材料の内部構造や履歴に深く関係しており、以下の要素が半価幅の幅に顕著に影響を与えます。

1. 結晶サイズと半価幅

• 結晶サイズ（微細化効果）：X線回折において、結晶のサイズが小さいほど回折ピークが広がりやすく、半価幅も大きくなります。これを「サイズ効果」と呼び、特に微細な結晶を持つ材料やナノ結晶では顕著です。

• 応力集中との関係：細かな結晶粒が多いと、粒界での応力集中が分散されやすくなります。このため、半価幅の拡大は疲労耐性の向上にも関与している可能性があります​​。

2. 組織の異常と半価幅

• 転位密度：転位（結晶格子のずれや欠陥）の密度が高くなると、回折ピークは広がり、半価幅が増大します。これにより、転位が多い組織や加工硬化の進んだ部分がある場合、半価幅の増加として測定されます。

• 結晶欠陥や組織変化の検出：冷間加工や溶接による局所的な組織の変化（例：析出物や応力誘起マルテンサイトの生成）は、回折線幅に影響し、半価幅の変化として現れることが多いです​​。

3. 加工履歴と半価幅

• 加工履歴の影響：鍛造、圧延、機械加工などの履歴がある場合、これらの加工により結晶内に欠陥や転位が蓄積され、内部応力が増加します。この結果、回折ピークが広がり、半価幅が拡大します。加工履歴に基づく半価幅の増減は、応力解析の一環として、材料の内部状態の把握に活用されます。

• 熱処理の影響：アニールや焼き入れなどの熱処理によって、結晶構造や内部応力が再配列・緩和されると、半価幅が減少する場合もあります。これにより、熱処理履歴の違いが半価幅の差異として測定され、加工プロセスの影響を評価する手がかりとなります​​​。

4. 実際の応用例

• 製造工程の品質管理：半価幅の測定により、微細構造や加工状態の違いを非破壊で検出できるため、製品の品質管理や不良検出に役立ちます。例えば、ショットピーニング処理された部品では、半価幅が広がることが多く、これが加工が適切に施されている指標となります。

• 疲労損傷予測：疲労により材料内部の欠陥や転位が蓄積されるため、疲労の進行に伴って半価幅が変化します。この変化を追うことで、実使用環境下での材料の寿命予測やメンテナンス計画の策定に役立てられます​​​。

これらの因子が、半価幅を通して微細構造や履歴情報として観察できるため、半価幅の測定は結晶材料の信頼性評価や残留応力管理において重要な役割を果たします。

深さ方向の分布

電解研磨で測定可　電解研磨

 平面応力場解析

 モール応力円で解析可能。直接測定できない方向を推定できます。

応力マッピング

可能です。 例はこちら

提出物

データ、考察　例

測定標準                  材料学会　JSMS-SD-14-20 cosα法によるX線応力法標準 -フェライト系鉄鋼編

 非破壊検査協会 NDIS 4404  cosα法によるX線応力測定通則 作成委員会に参加しています。

参考：[0058] 創業の目的 [0017]ビジネスモデル

解説

• 低価格で短納期が特長です。標準納期１週間。低価格にしたのは、払うお金を減らして欲しいのでなく、同じ予算で数多くの測定をして問題を解決して欲しいのです。価格表　測定費用と納期[0028]

• 当社の測定精度は、他社に対して優れてもいませんし劣ってもいません。なぜなら測定精度は、ほとんどの場合、お客様のサンプルの結晶状態で決まります。X線応力測定の測定精度[0020]　むしろ３次元に分布する応力のどこを測るかが重要です。まずはご相談を。 info@stress.co.jp

• 測定物のφ0.6~4mmの範囲にX線を照射して、その回折環を観測して、応力を推定します。深さ範囲は、X線が届く表面から数μmです。詳しくは、X線応力測定の原理へ。

• 対象は主に鋼とステンレスです。アルミニウムも測定可能ですが、組織の状態により測定できない場合もありますので、予備測定をお勧めします。詳しくは、【測定例】アルミニウムのX線応力測定例 (アルミ Al)

• 宅配便で送付できるサンプルは当社においてラボ測定が可能です。送料のみ負担のお試し測定も可能です。大きなサンプル、構造物、船等は現地での測定が可能です。可搬式の応力測定装置を使用しています。

• 測定結果として、応力値等の数値データ、グラフ化した画像データ、不具合原因の考察、原因仮説の提示、アドバイス等をご提出します。詳しくは、測定結果[0026] を参照ください。

• 自動測定　マッピング測定にも対応します。[0119]X線応力測定の自動化　[測定例] 応力マッピング　residual stress mapping

• これまでのお客様の問題解決をサポートしてきました経験をあなたの問題解決にいかします。詳しくは、X線応力測定による問題解決へ。もちろん測定だけのお客様も歓迎です。

• 1ヶ月悩んでいた問題が1日の測定で解消することもありました。まずはご相談を。   info@stress.co.jp

業務内容＝(対象金属,対象物,照射範囲,標準価格,標準納期,測定場所）

測定会社に依頼する理由は以下の通りです。

1. 時間を節約できる：専門知識を持つ測定会社に依頼することで、自分で問題を解決するために必要な時間や手間を省くことができます。1ヶ月悩んでいた問題も、測定会社に相談することで1日で解決することもできます。

2. 専門知識を活用できる：測定会社は、過去の測定や研究、調査などで蓄積した知識や経験を持っています。この知識を活用することで、お客様の問題解決を迅速化することができます。

3. 新しい品質管理方法を得る：自社製品に関する新しい知見を得ることができます。測定会社に依頼することで、自社製品の品質管理方法を改善するための新しいアイデアを得ることができます。

[0084]X線応力測定機器を購入するか測定サービスに依頼するかの検討 ... 

• x線応力測定により得られる情報

•  ①応力[MPa] ②半価幅[度] ③デバイ環形状

•  ②半価幅 からは、転移密度

•  ③デバイ環形状からは、金属の結晶粒サイズや配向性

• 実際には、お客様が純粋に応力値を知りたい場合はほとんどなく、製品の寿命を予測したい、破壊や変形の原因を知りたい。つまり課題や問題の解決をしたくて、その指標として応力が使えないかとの考えられている場合がほとんどです。それに対して当社は、実際に応力を測定してお客様の仮説を検証しています。その際に応力に関する情報やアドバイスを提供します。

2次元検出器を使ったcosα法は、応力とせん断応力が計算されます。 これまでは、応力のみを使った解析が主流でしたが、せん断応力の情報を使用する事により次元の異なる解析が可能になります。

[0167]モール応力円による主応力解析 

[0196]せん断応力

[0198] 測定データからの主応力の求め方

モール応力円の主応力解析を送料のみでお試し測定

1. 材質：鋼、ステンレス、アルミニウム、ニッケル

2. 試験体：溶接試験体 披露試験体

3. 部品：サスペンション、バネ、スクリュー、鋸の刃、歯車

4. 製造設備：圧延ロール バックアップロール

5. 構造物；建築物

6. 船舶、橋梁：貨物船 鉄道橋 道路橋

[0011]精度を御心配のお客様へ

精度は、①機器の精度と②お客様の材料の組織による精度の悪い方が律速となり精度が決まります。ほんとどの場合、誤差は、実際の材料の性質が、応力測定の式で記述された性質からどのくらい外れているかで決まります。

材料組織の性質が応力測定の式に近い場合は、誤差はほとんどないと考えられていますが、式から遠い場合は、誤差が大きくなります。まずは、サンプルをお送りください。測定評価してみます。もう既に他社で測定済みのお客様は、お試し測定で検証してみてはいかがですか。mishima@stress.co.jp

参照　測定精度　cosα法とsin2ψ法の応力値が違う場合　

[4404] NDIS cosα法によるX線応力測定通則 

非破壊検査協会の「cosα法及び二次元検出器によるＸ線応力測定法研究会」に幹事会社として参加しています。最新の測定技術をご提供します。

[0021]なぜ低価格にしたのか

[0058]創業の目的

[0060]理念

[0077]約款

[0017]ビジネスモデル

[0078]少ないデータでは、誤った結論が出る。

[0086]Service in English and Chinese is available

[0165]測定計画

[0080]ご依頼　問合せはこちらから

[0022]測定の目的

[0025]測定対象鋼種　

[0064]溶接継手の測定可否 

[0026]測定結果

[0042]測定要領

[0006]お見積例 費用 価格  

[0088]報告書サンプル

[0005]スケジュール実例 

[0011]精度を御心配のお客様へ  

[0124]応力測定でわかるのは応力だけじゃない。

[0003]主な測定実績　 

[0039]応力だけでないX線回折環(デバイ‐シェラー環)の情報

[0046]X線の残留応力測定でわかること

[0084]X線応力測定機器を購入するか測定サービスに依頼するかの検討

[0138]ロールの応力測定　熱延ロール　冷延ロール　バックアップロール　ワークロール

[0029]ショットピーニング 　深さ方向の応力分布測定

【0053 測定例】 角部　コーナー部の応力測定

[0051 測定例] 応力マッピング　residual stress mapping

【0052 測定例】溶接部の応力分布測定

[0135]最近の測定事例より

[0065]丸穴による応力集中の測定例 

[0142]溶接部応力測定

[0147]論文掲載　当社の測定したデータを使った論文です。

[0143]不同沈下の応力測定

【0054 測定例】アルミニウムの応力測定例 (アルミ Al)

【0055 測定例】飲料缶の溶接部残留応力分布測定

【0098 仮想測定例】　溶接構造物　SUS304 (010)

[0062]鉄鋼関連測定手順 

[0067]SUS304重ね継手

【0057 測定例】ピーニングの応力測定　内部応力測定

[0069]工場での鋼管応力分布測定 

[0066]SUS304構造体の応力測定例

[0068]アルミADC12材の応力測定 

【0056 測定例】加工・研磨による表面応力の変化

[0071]自動車用バネの例 

[0070]鋼管の内側測定の例 

[0072]ローワーアームの例(曲面の応力測定) 

[0073]大型の構造物を測定する場合  

[0120] 微粒子ショットピーニングの例

[0144]東工大での測定　2018年10月　2019年3月

• 実際には、お客様が純粋に応力値を知りたい場合はほとんどなく、本当は、製品の寿命を予測したい、破壊や変形の原因を知りたい。つまり課題や問題の解決をしたくて、その指標として応力が使えないかとの考えられている場合がほとんどです。それに対して当社は、実際に応力を測定してお客様の仮説を検証しています。その際に応力に関する情報やアドバイスを提供します。

[0165]測定計画

[0038]疲労破壊と原因調査

[0008]き裂発生の問題を解決したい方  

[0009]変形の問題を解決したい方  

[0132]残留応力測定による品質管理

[0079]応力改善に関する参考文献

[0049]X線応力測定による問題解決例　板変形

[0152]表面応力を圧縮にするまたは引張応力を緩和する方法

[0050]X線応力測定による問題解決例　疲労キレツ&ピンピーニング

[0121]反ったアルミ板の応力測定

[0111]変形の問題を解決したい方

[0116]溶接部き裂防止

[0012]難しい問題を抱えた方へ  

[0152]表面応力を圧縮にするまたは引張応力を緩和する方法

[0160]半価幅とは

[0108]半価幅による加工ひずみの評価

[0030]X線応力測定の原理

[0031]cosα法とsin2ψ法の応力値が違う場合

[0032]残留応力と疲労寿命の関係

[0043]電解研磨

[0033 基本のキ]応力の性質

[0044]電解研磨装置

[0034 基本のキ]溶接により発生する応力

[0035 基本のキ]応力分布とバランス

[0036 基本のキ] 止端線に沿って割れるのはなぜ？

[0139]デバイ環形状と集合組織

[0045]電解研磨の補正式を計算してみました。

[0140]デバイ環形状と結晶粒サイズ

[0037 基本のキ]100 度の湯戻し

[0061]オーステナイト系ステンレスSUS304 などの測定上の問題点

[0090]荷重の繰返し回数が1万回以上は高サイクル疲労