相談無料 連絡先 045-883-3460 mishima@stress.co.jp
当社が2024年から高精度測定を特長とするようになったのは、モールの応力円リバース(特許第7513234号)により、複数方向の測定データを活用して誤差を大幅に低減できるようになったためです。従来の単一方向測定では材料側の性質に左右され精度向上には限界がありましたが、リバース解析により誤差相殺と平均化が可能となり、実質的な高精度測定が実現しました
2024年以前は、X線残留応力測定センターは、高精度測定を特長としていなかった。
理由:単一方向の測定の場合、ほとんどの場合は、精度を決めるのは機器の性能ではなく、材料の性質(均質等方性のずれ等)であり、高精度を特長とするのは、技術的科学的根拠が薄い。と考えていた。
2024年にモールの応力円リバースの発明により複数方向の測定により、座標系に依存する誤差が低減できることになり高精度測定を特長とすることにした。
X線応力測定の誤差は、
機器の精度と材料の精度の低い方で律速される。
状態の良い材料は精度がよい。 状態の良い材料の意味は、応力測定で仮定した材料の式と実際の材料の性質が近いです。式との誤差が小さいという意味です。
標準試料やハイテンは、比較的誤差が小さく、粗大結晶や強集合組織は、誤差が大きくなります。
4方向の応力測定の結果により1点の応力状態(応力テンソル)を決定する場合、1方向の🟦の誤差は、1/4以下に低減される。
異常値を含む測定結果 四角形になるはずの測定点の作る図形が三角形になっている。
推定最大主応力は、136MPaで最小主応力は6MPa 方向は、45度と135度
異常値を含まない測定結果
推定最大主応力は、141MPaで最小主応力は−5MPa 方向は、45度と135度
測定点の作る図形が四角形になっている。
異常値を含む場合と異常値を含まない測定結果の比較
推定最大主応力はの差は、5MPaで最小主応力差は11Pa
四方向の測定では一方向に異常値が出ててもその影響は、小さくなる。
1点の応力状態をモールの応力円で表現する。
様々方向から測定した応力とせん断応力を円で近似する。
リバースには、逆にする、ひっくり返すの意味があります。
モールの応力円の使い方がリバース
これまでの使い方:モールの応力円を 主応力から各方向の応力を推定する。
リバース使用 ;各方向の応力から主応力を推定する。
精度向上のための平均化処理の概念をひっくり返す。
これまでの平均化:同一条件の測定値を平均化
リバース的平均化:違った条件での測定値を平均化する。
それにより測定条件により発生する誤差を相殺、3軸応力、形状
分類 ページ 主な視点・立場
基礎理論 [0199], [0219] モール円の定義・構成と数学的背景の解説
手法定義 [0167], [0245], [0233] 「リバース解析」の理念、逆向き使用の意義と利点
応用展開 [0173], [0239] 測定不可方向の補間や疲労による回転の可視化
旧来手法 [0197] ロゼットゲージ等を用いた従来の応力解析との比較
【A. 基礎レベル(従来理論ゾーン)】
├─ [0197] ロゼットゲージによる主応力解析(旧来手法)
↓ 基礎を理解後、次の段階
-------------------------------------------------------
【B. 準基礎レベル(リバース解析の概念導入)】
├─ [0167] 主応力解析 by モールの応力円リバース
├─ [0173] 測定できない方向の応力を推定する(応用の入口)
└─ [0212] 次元の違う応力解析手法(従来とリバースの比較)
↓ ここで“リバースの基本概念”を理解
-------------------------------------------------------
【C. 中核レベル(モールの応力円リバースの中心ページ)】
▶ **【中心】 [0245] モールの応力円リバース解析 総括(総本山)**
※ 全ページは最終的にここへ収束する構造
↓ この総括から下位の技術的ページへ展開
-------------------------------------------------------
【D. 分解レベル(難易度別に三層構造)】
【初心者向け】
・概念の図示
・σとτの違い
・なぜ“リバース”と呼ぶのか
【中級者向け】
└─ [0255] モールの応力円リバースの“技術的仕組み”
・σ+τの活用
・多方向測定
・誤差相殺
・円フィッティング
【上級者向け】
・座標変換
・円の最適フィッティング
・誤差分布
-------------------------------------------------------
【E. 実務・応用レベル(現場で役立つページ群)】
├─ [0233] 測定〜解析例(実測例:8方向・疲労・溶接)
[0173]測定できない方向の応力を推定する。モールの応力円リバース
[0256]上級者・研究者向けモールの応力円リバースによる応力解析の数理的背景
[0255]中級者向け解説:モールの応力円リバースの“技術的な仕組み”とは?
[0212] 次元の違う応力解析手法-モールの応力円リバース
視点: 「リバース解析」の基本定義と従来手法との発想の違いにフォーカス。
特徴:
「リバース」とは:方向別応力 → 主応力 への逆解析。
異なる測定条件の平均化により精度を上げる発想。
グラフィカル表示で、回転や緩和の視覚的理解が可能。
視点: 全方位可視化によるリバース解析の応用展開。
特徴:
測定点を複数持つことで精度と信頼性を向上。
疲労進行に伴う応力の「回転」や「緩和」を視覚的に追跡可能。
初心者でも直感的に理解できるよう「コンパスと方眼紙」での描画を提案。
視点: リバース解析の応用的活用に焦点。
特徴:
測定不可方向の応力(例:溶接線0°方向)を他方向データから推定。
せん断応力測定機の進化(2012年以降)による実用化に言及。
実測できないが重要な方向の評価が可能になった実務的意義。
【[0239]2次元・全方向・モールの応力円で見る応力変化】
視点: 疲労試験や溶接部の具体例に応力円を適用。
特徴:
実例ベースで「回転」「緩和」といった応力変化をモール円で示す。
動的変化(応力の移動・回転)を可視化し、通常解析の限界を克服。
視点: モールの応力円の基礎理論と使用法の概説。
特徴:
平面応力の可視化、座標変換、主応力の決定に有用。
0°-180°等の対称性の説明と、なぜcosθが係るかの背景まで言及。
リバース解析に必要な基礎知識の理解に最適。
【[0197]主応力解析 旧方法 ロゼットゲージとモール円】
視点: 古典的手法(ロゼットゲージ法)を用いた主応力の算出法を解説。
特徴:
0°, 45°, 90°の応力値からモール円を構成。
新しい手法(リバース解析)との比較の導入あり。
「リバース解析」は従来手法では困難だった視覚的理解や方向性変化の可視化が可能と示唆。
視点: 教科書的な立場からモール円を説明。
特徴:
360度の応力方向に関する基本関係式を重視。
「モールの応力円」はX線応力測定で最初に学ぶべき内容という立場。
[0233]モールの応力円リバース 測定から解析例まで
主応力解析
応力
[0199]モール応力円 原理と溶接部の応力