(57)【要約】【課題】本発明は、ひずみゲージを貼り難い部材に対して、部材全体としての平均的なヤング率Ｅおよびポアソン比νを求めることが可能な部材の機械的特性算出方法を提供することを目的とする。【解決手段】ワイヤーロープ１のストランド１ｃ間の谷に沿って貼られた光ファイバー２を用いて螺旋状の方向のひずみεh を計測する螺旋状の方向のひずみ計測工程と、ワイヤーロープ１の軸方向に沿って貼られた光ファイバー３を用いて前記軸方向のひずみεxを計測する軸方向のひずみ計測工程と、ひずみεh とひずみεxに基づき、周長の縮み量算出工程と、周方向のひずみ算出工程と、ヤング率算出工程と、ポアソン比算出工程と、を適用して部材としてのワイヤーロープ１の機械的特性を算出する。【選択図】図３
2018189555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材の外周面に沿って螺旋状に巻かれ接着固定された螺旋状の方向のひずみ計測手段を用いて、前記部材の軸方向に引張試験が行われた際の前記部材の前記螺旋状の方向のひずみεh を計測する螺旋状の方向のひずみ計測工程と、
前記部材の外周面の前記軸方向に沿って直線状に接着固定された軸方向のひずみ計測手段を用いて、前記引張試験が行われた際の前記部材の前記軸方向のひずみεxを計測する軸方向のひずみ計測工程と、
前記螺旋状の方向のひずみ計測工程で計測されたひずみεh と前記軸方向のひずみ計測工程で計測されたひずみεxを下記式（１）に代入し、
前記部材に前記螺旋状の方向のひずみ計測手段が螺旋状に巻かれ接着固定された箇所の内から任意に決定した２つの所定評価点を軸方向視し、平面に投影された前記２つの所定評価点間の周方向の距離として表される前記部材の初期周長toの前記引張試験後の縮み量ｖを算出する周長の縮み量算出工程と、
前記周長の縮み量算出工程で算出された縮み量ｖを下記式（２）に代入し、前記部材の前記周方向のひずみεyを算出する周方向のひずみ算出工程と、
前記ひずみεxと前記引張試験時に前記部材に作用する引張応力σを下記式（３）に代入し、前記部材の平均的なヤング率Ｅを算出するヤング率算出工程と、
前記周方向のひずみ算出工程で算出されたひずみεyと前記ひずみεxを下記式（４）に代入し、前記部材の平均的なポアソン比νを算出するポアソン比算出工程と、
を有することを特徴とする部材の機械的特性算出方法。
2018189555.tif 000010
ここで、ho：螺旋状の方向のひずみ計測手段の上記２つの所定評価点間の引張試験前の長さ（初期長さ）、lo：上記２つの所定評価点間を側面視した場合の引張試験前の軸方向長さ、t1：上記初期周長toの引張試験後の周長、σ：上記部材に作用する引張応力（＝引張荷重Ｐ/上記部材の断面積Ａ。）である。なお、縮み量ｖは、縮む方向を正とする。
【請求項２】
前記部材は、複数の鋼素線がより合わされストランドを形成し、このストランドがさらに複数より合わされたワイヤーロープであることを特徴とする請求項１に記載の部材の機械的特性算出方法。
【請求項３】
前記螺旋状の方向のひずみ計測手段と前記軸方向のひずみ計測手段は、共に光ファイバーであり、これらの光ファイバーに発生するひずみをブリルアン散乱光の周波数シフト量として計測することを特徴とする請求項１または２に記載の部材の機械的特性算出方法。
【請求項４】
前記ワイヤーロープを構成するストランド間の谷に沿って、前記螺旋状の方向のひずみ計測手段としての螺旋状の方向の光ファイバーが螺旋状に巻かれ接着固定され、
前記ワイヤーロープの外周面の軸方向に沿って、前記軸方向のひずみ計測手段としての軸方向の光ファイバーが直線状に接着固定されており、
前記螺旋状の方向の光ファイバーと前記軸方向の光ファイバーは繋がった１本の光ファイバーであり、この１本の光ファイバーに発生するひずみをブリルアン散乱光の周波数シフト量として計測することを特徴とする請求項２に記載の部材の機械的特性算出方法。
【請求項５】
前記螺旋状の方向の光ファイバーを先に螺旋状に巻き接着固定し、その後、前記軸方向の光ファイバーを軸方向に沿って直線状に接着固定していることを特徴とする請求項４に記載の部材の機械的特性算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材の機械的特性算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部材の代表的な機械的特性としてヤング率Ｅおよびポアソン比νがある。このヤング率Ｅおよびポアソン比νを求めるためには、一般的に、部材にひずみゲージを貼った上で、引張試験を行ない、部材の縦ひずみと横ひずみを計測しなければならない。
【０００３】
しかし、部材が例えば、複数の鋼素線（ワイヤー）をより合わされたストランドやこのストランドがさらに複数より合わされたワイヤーロープの場合には、ひずみゲージを貼ることが難しい。
【０００４】
上記ひずみゲージを貼ることが難しいという問題をひずみゲージを貼るのとは別の方法で解決する方法が知られるようになってきた。それは、上記ワイヤー間の谷に沿って、光ファイバーを巻き接着固定し、螺旋状の方向のひずみを計測する技術である（例えば、特許文献１参照）。また、円筒状の部材の内壁に光ファイバーを巻き接着固定し、螺旋状の方向のひずみを計測する技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−５７２３１号公報
【特許文献２】特開２００９−１５０８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１や特許文献２に開示された技術は、単に螺旋状の方向のひずみが計測できることを開示しているに過ぎず、そこから部材の縦ひずみと横ひずみをどのようにして求めるのか、何らの言及もない。
【０００７】
したがって、上記特許文献１や特許文献２に開示された技術を採用しただけでは、上記ストランド全体やワイヤーロープ全体としての平均的なヤング率Ｅおよびポアソン比νを求めることができないという問題点があった。
【０００８】
また、上記両技術を採用しただけでは、上記ストランド全体やワイヤーロープ全体としての平均的なヤング率Ｅおよびポアソン比νを求めることができないばかりか、ひずみゲージを貼り難い、不均質材料（表面に小さな凹凸がある材料、コンクリート、レンガ、木材など）からなる部材、多孔質体および異形断面を有した部材等の多くの部材に対しても、部材全体としての平均的なヤング率Ｅおよびポアソン比νを求めることができないという共通の問題点があった。
【０００９】
本発明の目的は、ひずみゲージを貼り難い部材に対して、部材全体としての平均的なヤング率Ｅおよびポアソン比νを求めることが可能な部材の機械的特性算出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明の部材の機械的特性算出方法は、
部材の外周面に沿って螺旋状に巻かれ接着固定された螺旋状の方向のひずみ計測手段を用いて、前記部材の軸方向に引張試験が行われた際の前記部材の前記螺旋状の方向のひずみεh を計測する螺旋状の方向のひずみ計測工程と、
前記部材の外周面の前記軸方向に沿って直線状に接着固定された軸方向のひずみ計測手段を用いて、前記引張試験が行われた際の前記部材の前記軸方向のひずみεxを計測する軸方向のひずみ計測工程と、
前記螺旋状の方向のひずみ計測工程で計測されたひずみεh と前記軸方向のひずみ計測工程で計測されたひずみεxを下記式（１）に代入し、
前記部材に前記螺旋状の方向のひずみ計測手段が螺旋状に巻かれ接着固定された箇所の内から任意に決定した２つの所定評価点を軸方向視し、平面に投影された前記２つの所定評価点間の周方向の距離として表される前記部材の初期周長toの前記引張試験後の縮み量ｖを算出する周長の縮み量算出工程と、
前記周長の縮み量算出工程で算出された縮み量ｖを下記式（２）に代入し、前記部材の前記周方向のひずみεyを算出する周方向のひずみ算出工程と、
前記ひずみεxと前記引張試験時に前記部材に作用する引張応力σを下記式（３）に代入し、前記部材の平均的なヤング率Ｅを算出するヤング率算出工程と、
前記周方向のひずみ算出工程で算出されたひずみεyと前記ひずみεxを下記式（４）に代入し、前記部材の平均的なポアソン比νを算出するポアソン比算出工程と、を有する。
2018189555.tif 000003
ここで、ho：螺旋状の方向のひずみ計測手段の上記２つの所定評価点間の引張試験前の長さ（初期長さ）、lo：上記２つの所定評価点間を側面視した場合の引張試験前の軸方向長さ、t1：上記初期周長toの引張試験後の周長、σ：上記部材に作用する引張応力（＝引張荷重Ｐ/上記部材の断面積Ａ。）である。なお、縮み量ｖは、縮む方向を正とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成により、ひずみゲージを貼り難い部材に対して、部材全体としての平均的なヤング率Ｅおよびポアソン比νを求めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るワイヤーロープの図面代用写真である。
【図２】図１に示すワイヤーロープのA―A断面を説明するための模式断面図である。
【図３】図１に示すワイヤーロープの外周面に、光ファイバーを接着固定した状態を説明するための模式側面図である。
【図４】本発明に係る原理説明のための展開図である。
【図５】本発明に係る多孔質状の円柱体の外周面に、光ファイバーを接着固定した状態を説明するための模式斜視図である。
【図６】本発明に係る断面の角に丸み部を有した四角柱体の外周面に、光ファイバーを接着固定した状態を説明するための模式斜視図である。
【図７】図６に示す四角柱体の断面の角と角の間にさらに凹部を有した別形状の四角柱体の外周面に、光ファイバーを接着固定した状態を説明するための模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者は、如何にすれば、ひずみゲージを貼り難い部材に対して、部材全体としての平均的なヤング率Ｅおよびポアソン比νを求めることが可能であるのか鋭意研究を行った。その結果、以下に説明するような構成を採用することで初めて目的を達成できることを見出した。ここで、部材とは、例えば複数の鋼素線（ワイヤー）をより合わされたストランド、このストランドがさらに複数より合わされたワイヤーロープ、不均質材料（表面に小さな凹凸がある材料、コンクリート、レンガ、木材など）からなる部材、多孔質体および異形断面を有した部材等、外周面にひずみゲージを貼り難い多くの部材を言う。
【００１４】
（本発明の部材の機械的特性算出方法）
すなわち、本発明の部材の機械的特性算出方法は、
部材の外周面に沿って螺旋状に巻かれ接着固定された螺旋状の方向のひずみ計測手段を用いて、前記部材の軸方向に引張試験が行われた際の前記部材の前記螺旋状の方向のひずみεh を計測する螺旋状の方向のひずみ計測工程と、
前記部材の外周面の前記軸方向に沿って直線状に接着固定された軸方向のひずみ計測手段を用いて、前記引張試験が行われた際の前記部材の前記軸方向のひずみεxを計測する軸方向のひずみ計測工程と、
前記螺旋状の方向のひずみ計測工程で計測されたひずみεh と前記軸方向のひずみ計測工程で計測されたひずみεxを下記式（１）に代入し、
前記部材に前記螺旋状の方向のひずみ計測手段が螺旋状に巻かれ接着固定された箇所の内から任意に決定した２つの所定評価点を軸方向視し、平面に投影された前記２つの所定評価点間の周方向の距離として表される前記部材の初期周長toの前記引張試験後の縮み量ｖを算出する周長の縮み量算出工程と、
前記周長の縮み量算出工程で算出された縮み量ｖを下記式（２）に代入し、前記部材の前記周方向のひずみεyを算出する周方向のひずみ算出工程と、
前記ひずみεxと前記引張試験時に前記部材に作用する引張応力σを下記式（３）に代入し、前記部材の平均的なヤング率Ｅを算出するヤング率算出工程と、
前記周方向のひずみ算出工程で算出されたひずみεyと前記ひずみεxを下記式（４）に代入し、前記部材の平均的なポアソン比νを算出するポアソン比算出工程と、を有したことを特徴とする
2018189555.tif 000004
ここで、ho：螺旋状の方向のひずみ計測手段の上記２つの所定評価点間の引張試験前の長さ（初期長さ）、lo：上記２つの所定評価点間を側面視した場合の引張試験前の軸方向長さ、t1：上記初期周長toの引張試験後の周長、σ：上記部材に作用する引張応力（＝引張荷重Ｐ/上記部材の断面積Ａ。）である。なお、縮み量ｖは、縮む方向を正とする。
【００１５】
（第１実施形態）
図１〜図４を参照しつつ、第１実施形態の部材の機械的特性算出方法について説明する。図１は本発明に係るワイヤーロープの図面代用写真である。図１において、１は部材としてのワイヤーロープである。このワイヤーロープ１は、JIS G 3525(2006)に規定された構成記号６×２４である。図２は図１に示すワイヤーロープ１のA―A断面を説明するための模式断面図である。図２において、ワイヤーロープ１は、２４本の鋼素線（素線径０．３４ｍｍ）１ｂが繊維心１ａの周りにより合わされたストランド１ｃを用意し、６本のストランド１ｃが繊維心１ｄの周りにより合わされた構造である。これにより、公称径６ｍｍ、長さ６０ｃｍのワイヤーロープ１を準備した。なお、ワイヤーロープ１のねじり角度θは約２０度である（図３参照）。
【００１６】
図３は図１に示すワイヤーロープ１の外周面に、直径が約０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの光ファイバーを接着固定した状態を説明するための模式側面図である。図３において、２は螺旋状の方向のひずみ計測手段としての螺旋状の方向の光ファイバー、３は軸方向のひずみ計測手段としての軸方向の光ファイバーである。また、螺旋状の方向の光ファイバー２および軸方向の光ファイバー３は、長さ６０ｃｍのワイヤーロープ１の略中央（長さ３０ｃｍ）の外周面に沿って接着固定されている。より詳しくは、ワイヤーロープ１を構成するストランド１ｃと隣接するストランド１ｃの間（単に、「ストランド１ｃ間」とも言う）の谷（詳細は図２参照）に沿って、螺旋状の方向の光ファイバー２を先に螺旋状に巻き接着固定（以下、単に「貼る」とも言う）し、その後、軸方向の光ファイバー３を軸方向に沿って直線状に接着固定（以下、単に「貼る」とも言う）している。また、螺旋状の方向の光ファイバー２と軸方向の光ファイバー３が繋がった１本の光ファイバーで構成されている。なお、螺旋状の方向の光ファイバー２と軸方向の光ファイバー３が繋がった１本の光ファイバーで構成する場合は、折り返し部分の曲率半径を１０ｍｍ以上にするのが望ましい。
【００１７】
本実施形態においては、螺旋状の方向の光ファイバー２をストランド１ｃ間の谷に沿って貼る例について説明しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ワイヤーロープ１の外周面に沿って螺旋状に貼る構成であれば構わない。ただし、螺旋状の方向の光ファイバー２をストランド１ｃ間の谷に沿って貼る構成を採用した場合は、螺旋状の方向の光ファイバー２および軸方向の光ファイバー３をワイヤーロープ１の外周面に安定し、かつ、容易に貼ることができる。
【００１８】
また、本実施形態においては、螺旋状の方向の光ファイバー２をストランド１ｃ間の谷に沿って先に貼り、その後、軸方向の光ファイバー３を貼る例について説明しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、軸方向の光ファイバー３を先に貼り、その後、螺旋状の方向の光ファイバー２を貼る構成も可能である。ただし、螺旋状の方向の光ファイバー２をストランド１ｃ間の谷に沿って先に貼り、その後、軸方向の光ファイバー３を貼る構成を採用した場合は、螺旋状の方向の光ファイバー２と軸方向の光ファイバー３との干渉（重なり）を回避できるという利点がある。
【００１９】
また、本実施形態においては、螺旋状の方向の光ファイバー２と軸方向の光ファイバー３が繋がった１本の光ファイバーで構成されている例について説明しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、螺旋状の方向の光ファイバー２と軸方向の光ファイバー３をそれぞれ別々の光ファイバーとすることも当然可能である。ただし、螺旋状の方向の光ファイバー２と軸方向の光ファイバー３が繋がった１本の光ファイバーを採用した場合は、光ファイバーに発生するひずみをブリルアン散乱光の周波数シフト量として計測するためのＢ−ＯＴＤＲ（Brillouin Optical Time Domain Reflectometer）と呼ばれる試験器（以下、Ｂ−ＯＴＤＲ測定器と称する）が１台で済むという利点がある。
【００２０】
次に、本発明に係る部材の機械的特性算出方法を特定する各工程について、図３および図４を用いながら順番に説明する。
【００２１】
（螺旋状の方向のひずみ計測工程）
螺旋状の方向の光ファイバー２を用いて、ワイヤーロープ１の軸方向に引張荷重Ｐを加えながら引張試験が行われた際のワイヤーロープ１の螺旋状の方向のひずみεh （図４の展開図に示す（（h1-ho）/ ho）に相当）を計測する。
ここで、ho：図３に示す螺旋状の方向の光ファイバー２の２つの所定評価点アとイの間の引張試験前（変形前とも言う）の長さ（初期長さ）、h1：螺旋状の方向の光ファイバー２の２つの所定評価点アとイの間の引張試験後（変形後とも言う）の長さ（図４の展開図参照）
【００２２】
（軸方向のひずみ計測工程）
軸方向の光ファイバー３を用いて、ワイヤーロープ１の軸方向に上記引張試験が行われた際のワイヤーロープ１の軸方向のひずみεx（図４の展開図に示す（（l1-lo）/ lo）に相当）を計測する。
ここで、lo：上記２つの所定評価点アとイを側面視した場合の評価点アとイの間の引張試験前（変形前とも言う）の軸方向長さ、l1：上記２つの所定評価点アとイを側面視した場合の評価点アとイの間の引張試験後（変形後とも言う）の軸方向長さ（図４の展開図参照）
【００２３】
（周長の縮み量算出工程）
図３において、ワイヤーロープ１に螺旋状の方向の光ファイバー２が螺旋状に巻かれ接着固定された箇所の内から任意に決定した２つの所定評価点をアとイとする。この所定評価点ア、イを軸方向視し、平面に投影された前記所定評価点アとイの間の周方向の距離（ただし、この距離は引張試験前の距離である）として表されるワイヤーロープ１の初期周長to（図４の展開図に示す距離toに相当）の上記引張試験後の周長の縮み量ｖを下記式（１）により算出する。また、下記式（１）による周長の縮み量ｖの算出にあたっては、上述した螺旋状の方向のひずみ計測工程で計測されたひずみεh と軸方向のひずみ計測工程で計測されたひずみεxを予め代入する。
2018189555.tif 000005
【００２４】
（周方向のひずみ算出工程）
上述した周長の縮み量算出工程で算出された縮み量ｖを下記式（２）に代入し、ワイヤーロープ１の上記周方向のひずみεyを算出する。
2018189555.tif 000006
ここで、t1：上記初期周長toの引張試験後の周長（図４の展開図参照）
【００２５】
（ヤング率算出工程）
上記ひずみεxと上記引張試験時にワイヤーロープ１に作用する引張応力σを下記式（３）に代入し、ワイヤーロープ１の平均的なヤング率Ｅを算出する。
2018189555.tif 000007
ここで、σ：上記ワイヤーロープ１に作用する引張応力（＝引張荷重Ｐ/（ワイヤーロープ１の断面積Ａ。=ストランド数（６本）×ストランド１ｃの計算断面積）である。
【００２６】
（ポアソン比算出工程）
上述した周方向のひずみ算出工程で算出されたひずみεyと上記ひずみεxを下記式（４）に代入し、ワイヤーロープ１の平均的なポアソン比νを算出する。
2018189555.tif 000008
【実施例】
【００２７】
螺旋状の方向の光ファイバー２および軸方向の光ファイバー３が貼り付けられたワイヤーロープ１（図３参照）を引張試験機のチャックで挟み、引張速度２ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行なった。なお、引張荷重Ｐは、０〜５ｋＮ負荷した。
【００２８】
上記引張試験を実施した際の引張荷重Ｐ＝２８９７Ｎの時の螺旋状の方向のひずみεh と軸方向のひずみεxの計測値と、これらの計測値に基づき、上述した式（１）〜式（４）を適用（すなわち、本発明に係る部材の機械的特性算出方法を特定する各工程を適用）することにより求めた計算値等を下記表１の諸元表にまとめて示す。
【００２９】
【表１】
2018189555.tif 000009
【００３０】
上記表１の諸元表に示されているように、本発明に係る部材の機械的特性算出方法を適用して初めて、従来ならば知り得ることのない、ひずみゲージを貼り難いワイヤーロープ１全体としての平均的なヤング率Eおよびポアソン比νを求めることが可能になった。
【００３１】
なお、本実施形態においては、部材としてのワイヤーロープ１が、JIS G 3525(2006)に規定された構成記号６×２４である例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、様々なワイヤーロープやストランドに対しても本発明に係る部材の機械的特性算出方法を適用することが可能である。
【００３２】
（第２実施形態）
図５を参照しつつ、第２実施形態の部材の機械的特性算出方法について説明する。図５は本発明に係る多孔質状の円柱体の外周面に、光ファイバーを接着固定した状態を説明するための模式斜視図である。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、部材としてワイヤーロープ１の代わりに多孔質状の円柱体１１を用いている点であり、本発明に係る部材の機械的特性算出方法の技術思想は何ら変わるものではない。したがって、異なる点のみ詳述する。
【００３３】
図５において、１１ａは多孔質状の円柱体１１の気孔、１２は多孔質状の円柱体１１の外周面に沿って螺旋状に巻かれ接着固定された螺旋状の方向のひずみ計測手段としての螺旋状の方向の光ファイバー、１３は多孔質状の円柱体１１の軸方向に沿って直線状に接着固定された軸方向のひずみ計測手段としての軸方向の光ファイバーである。
【００３４】
本発明に係る部材の機械的特性算出方法を適用したならば、図５に示す多孔質状の円柱体１１のように、多くの気孔１１ａを有し、表面に小さな凹凸があるため、ひずみゲージを貼り難い場合にも、多孔質状の円柱体１１全体としての平均的なヤング率Eおよびポアソン比νを求めることが可能になる。
【００３５】
本実施形態においては、部材として多くの気孔１１ａを有した多孔質状の円柱体１１の例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、フィラメントやワインディングなどで製作したＦＲＰ（繊維強化プラスチック）なども表面が樹脂で固められた繊維束であり、表面が凸凹しており、ひずみゲージを貼り難い。このような部材に対しても、本発明に係る部材の機械的特性算出方法を適用することにより、上記ＦＲＰ全体としての平均的なヤング率Eおよびポアソン比νを求めることが可能になる。
【００３６】
（第３実施形態）
図６を参照しつつ、第３実施形態の部材の機械的特性算出方法について説明する。図６は本発明に係る断面の角に丸み部を有した四角柱体の外周面に、光ファイバーを接着固定した状態を説明するための模式斜視図である。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、部材としてワイヤーロープ１の代わりに断面の角に丸み部を有した四角柱体２１を用いている点であり、本発明に係る部材の機械的特性算出方法の技術思想は何ら変わるものではない。したがって、異なる点のみ詳述する。
【００３７】
図６において、２１ａは四角柱体２１の丸み部、２２は四角柱体２１の外周面に沿って螺旋状に巻かれ接着固定された螺旋状の方向のひずみ計測手段としての螺旋状の方向の光ファイバー、２３は四角柱体２１の軸方向に沿って直線状に接着固定された軸方向のひずみ計測手段としての軸方向の光ファイバーである。なお、螺旋状の方向の光ファイバー２２は、図４に示す展開図のように展開した場合、初期長さhoのように直線状に貼られているのが好ましい。また、丸み部２１ａの曲率半径ｒは、螺旋状の方向の光ファイバー２２の強度の関係上、約１０ｍｍ以上であるのが好ましい。
【００３８】
本発明に係る部材の機械的特性算出方法を適用したならば、図６に示す四角柱体２１のように、断面の角に丸み部２１ａを有したような異形断面を有した部材であり、ひずみゲージを貼り難い場合にも、四角柱体２１全体としての平均的なヤング率Eおよびポアソン比νを求めることが可能になる。
【００３９】
（第４実施形態）
図７を参照しつつ、第４実施形態の部材の機械的特性算出方法について説明する。図７は図６に示す四角柱体の断面の角と角の間にさらに凹部を有した別形状の四角柱体３１の外周面に、光ファイバーを接着固定した状態を説明するための模式斜視図である。本実施形態が第３実施形態と異なる点は、四角柱体３１の断面の角と角の間にさらに凹部を有している点であり、本発明に係る部材の機械的特性算出方法の技術思想は何ら変わるものではない。したがって、異なる点のみ詳述する。
【００４０】
図７において、３１ａは四角柱体３１の丸み部、３１ｂは丸み部３１ａと丸み部３１ａの間に設けられた凹部、３２は四角柱体３１の外周面に沿って螺旋状に巻かれ接着固定された螺旋状の方向のひずみ計測手段としての螺旋状の方向の光ファイバー、３３は四角柱体３１の軸方向に沿って直線状に接着固定された軸方向のひずみ計測手段としての軸方向の光ファイバーである。なお、螺旋状の方向の光ファイバー３２は、第３実施形態の場合と同様に、図４に示す展開図のように展開した場合、初期長さhoのように直線状に貼られているのが好ましい。また、丸み部３１ａの曲率半径ｒおよび凹部３１ｂの曲率半径ｒは、螺旋状の方向の光ファイバー３２の強度の関係上、共に約１０ｍｍ以上であるのが好ましい。
【００４１】
本発明に係る部材の機械的特性算出方法を適用したならば、図７に示す四角柱体３１のように、断面の角に丸み部３１ａおよび丸み部３１ａと丸み部３１ａの間に凹部３１ｂを有したような異形断面を有した部材であり、ひずみゲージを貼り難い場合にも、四角柱体３１全体としての平均的なヤング率Eおよびポアソン比νを求めることが可能になる。
【００４２】
なお、上記第１実施形態〜第４実施形態においては、螺旋状の方向のひずみ計測手段および軸方向のひずみ計測手段として、光ファイバーを用いる例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、光ファイバーの代わりに抵抗線を用いた場合は、抵抗線に発生するひずみを抵抗率や抵抗値の変化量として計測するように構成すればよい。
【００４３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４４】
１  ワイヤーロープ
１ａ、１ｄ  繊維心
１ｂ  鋼素線
１ｃ  ストランド
２、１２、２２、３２  螺旋状の方向の光ファイバー
３、１３、２３、３３  軸方向の光ファイバー
１１  多孔質状の円柱体
１１ａ  気孔
２１、３１  四角柱体
２１ａ、３１ａ  丸み部
３１ｂ  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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