(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段を用いて被測定対象物の表面に付与されたｎ角形要素（ｎは３又は４）を撮像した画像において、前記ｎ角形要素の変形前状態と変形後状態との相違に基づいて、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出するステップと、
算出された前記各頂点座標の変位を用いて、有限要素法により前記ｎ角形要素の変位−歪みマトリックスを作成し、前記被測定対象物における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出するステップと
を含み、
前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出するステップは、
前記ｎ角形要素の変形前状態において、前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定し、前記２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第１の仮想ｎ角形要素の第１の頂点座標とするステップと、
前記ｎ角形要素の変形後状態において、前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定し、前記２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第２の仮想ｎ角形要素の第２の頂点座標とするステップと、
前記第２の頂点座標と前記第１の頂点座標との差分値を前記ｎ角形要素の各頂点の変位として算出するステップと
を含むことを特徴とする歪み測定方法。
【請求項２】
撮像された前記画像の１画素の一辺の長さを基準長さとして規定することを特徴とする請求項１に記載の歪み測定方法。
【請求項３】
前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定するに際して、一方向における画像のコントラストパターンを検出する手段を用いて、コントラストパターンが大きく変化した画素の画像内位置を、前記任意の２点とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の歪み測定方法。
【請求項４】
撮像手段を用いて被測定対象物の表面に付与されたｎ角形要素（ｎは３又は４）を撮像した画像において、前記ｎ角形要素の変形前状態と変形後状態との相違に基づいて、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出するステップと、
算出された前記各頂点座標の変位を用いて、有限要素法により前記ｎ角形要素の変位−歪みマトリックスを作成し、前記被測定対象物における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出するステップと
を含み、
撮像された前記画像の１画素の一辺の長さを基準長さとして規定することを特徴とする歪み測定方法。
【請求項５】
算出された垂直歪み及びせん断歪みを用いて、歪みの座標変換により任意の方向の歪み又は主歪みを算出するステップを更に含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の歪み測定方法。
【請求項６】
撮像手段と、
前記撮像手段を用いて被測定対象物の表面に付与されたｎ角形要素（ｎは３又は４）を撮像した画像において、前記ｎ角形要素の変形前状態と変形後状態との相違に基づいて、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出する第１の算出手段と、
算出された前記各頂点座標の変位を用いて、有限要素法により前記ｎ角形要素の変位−歪みマトリックスを作成し、前記被測定対象物における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出する第２の算出手段と
を含み、
前記第１の算出手段は、
前記ｎ角形要素の変形前状態において、前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定し、前記２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第１の仮想ｎ角形要素の第１の頂点座標とし、
前記ｎ角形要素の変形後状態において、前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定し、前記２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第２の仮想ｎ角形要素の第２の頂点座標とし、
前記第２の頂点座標と前記第１の頂点座標との差分値を前記ｎ角形要素の各頂点の変位として算出することを特徴とする歪み測定装置。
【請求項７】
前記第１の算出手段は、撮像された前記画像の１画素の一辺の長さを基準長さとして規定することを特徴とする請求項６に記載の歪み測定装置。
【請求項８】
前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定するに際して、一方向における画像のコントラストパターンを検出する検出手段を更に含み、
前記第１の算出手段は、コントラストパターンが大きく変化した画素の画像内位置を、前記任意の２点とすることを特徴とする請求項６又は７に記載の歪み測定装置。
【請求項９】
撮像手段と、
前記撮像手段を用いて被測定対象物の表面に付与されたｎ角形要素（ｎは３又は４）を撮像した画像において、前記ｎ角形要素の変形前状態と変形後状態との相違に基づいて、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出する第１の算出手段と、
算出された前記各頂点座標の変位を用いて、有限要素法により前記ｎ角形要素の変位−歪みマトリックスを作成し、前記被測定対象物における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出する第２の算出手段と
を含み、
前記第１の算出手段は、撮像された前記画像の１画素の一辺の長さを基準長さとして規定することを特徴とする歪み測定装置。
【請求項１０】
算出された垂直歪み及びせん断歪みを用いて、歪みの座標変換により任意の方向の歪み又は主歪みを算出する第３の算出手段を更に含むことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の歪み測定装置。
【請求項１１】
撮像手段を用いて被測定対象物の表面に付与されたｎ角形要素（ｎは３又は４）を撮像した画像において、前記ｎ角形要素の変形前状態と変形後状態との相違に基づいて、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出する手順と、
算出された前記各頂点座標の変位を用いて、有限要素法により前記ｎ角形要素の変位−歪みマトリックスを作成し、前記被測定対象物における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出する手順と
をコンピュータに実行させ、
前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出する手順は、
前記ｎ角形要素の変形前状態において、前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定し、前記２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第１の仮想ｎ角形要素の第１の頂点座標とする手順と、
前記ｎ角形要素の変形後状態において、前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定し、前記２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第２の仮想ｎ角形要素の第２の頂点座標とする手順と、
前記第２の頂点座標と前記第１の頂点座標との差分値を前記ｎ角形要素の各頂点の変位として算出する手順と
を含むことを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
撮像された前記画像の１画素の一辺の長さを基準長さとして規定することを特徴とする請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１３】
前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定するに際して、一方向における画像のコントラストパターンを検出する手順において、コントラストパターンが大きく変化した画素の画像内位置を、前記任意の２点とすることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のプログラム。
【請求項１４】
撮像手段を用いて被測定対象物の表面に付与されたｎ角形要素（ｎは３又は４）を撮像した画像において、前記ｎ角形要素の変形前状態と変形後状態との相違に基づいて、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出する手順と、
算出された前記各頂点座標の変位を用いて、有限要素法により前記ｎ角形要素の変位−歪みマトリックスを作成し、前記被測定対象物における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出する手順と
をコンピュータに実行させ、
撮像された前記画像の１画素の一辺の長さを基準長さとして規定することを特徴とするプログラム。
【請求項１５】
算出された前記垂直歪み及びせん断歪みを用いて、歪みの座標変換により任意の方向の歪み又は主歪みを算出する手順を更に含むことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項１６】
請求項１１〜１５のいずれか１項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歪み測定方法及び装置、並びにプログラム及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、任意の応力状態における金属材料の応力−歪み関係を測定するには、試験片に応力を与え、そのときに生じる歪みを測定することにより求めることができる。歪みを測定するには、伸び計や歪みゲージが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５３８８８号公報
【特許文献２】特許第５４１６０８２号公報
【特許文献３】特許第５３７８３４０号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】マトリックス有限要素法Ｉ[改訂新版]、O.C.Zienkiewicz/R.I.Taylor 共著、訳者代表 東京大学教授・工学博士 矢川元基、キヤドテック／科学技術出版社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
伸び計を用いた歪み測定では、１組の接触子の間の距離変化を銅合金等で製作された起歪体の弾性歪みに変換・測定し、予め求めておいた起歪体の弾性歪みを接触子の間の距離変化に変換する係数を起歪体の弾性歪みに掛ける。これにより、試験片の変形量（歪み）を測定する。しかしながらこの場合、測定する歪みの方向は伸び計の取り付け方向によって限定される。また、上述した係数は経年変化するため、一定期間ごとに求めなおす必要があり、工数がかかる。
【０００６】
歪みゲージによる歪み測定では、金属の電気抵抗が変形を受けた際に変化する性質を利用して、試験片表面に貼付したゲージの抵抗箔の抵抗変化を測定し歪みに換算する。しかしながらこの場合、測定する歪みの方向はゲージの貼り付け方向によって限定される（ロゼッタゲージの場合には、任意の方向が測定可能）。測定できる歪み範囲が小さい。貼付方法、試験片の変形状態によって測定値が変化する場合がある。厳密に言うと歪み換算係数がゲージ毎に異なっている。
【０００７】
また、特許文献１の技術では、複数のエリアに規則的に区画され、且つこれらの各エリアが、輪郭が相互に線接触した隣接する他のエリアと相互に異なる色でそれぞれ色分けされており、各エリアの境界部分を幅０の線としてみなすことができる。そのため、基準がぶれることなく安定的に高精度な歪み測定が可能となる。しかしながらこの場合、特許文献１の技術では、測定する歪みの方向がパターンの方向によって限定される。また、各エリアの境界部分は線分となるため、カメラ等で距離を測定する基準点として認識することが難しく、連続的に測定することができない。
【０００８】
また、特許文献２，３の技術では、２つ若しくはそれ以上のマークを、距離を測定する基準点として認識させることで連続的に歪み測定をすることが可能である。しかしながらこの場合、測定する歪みの方向がマークの配置によって限定される。また、距離を測定する際に、一定の面積を持つマークのどの位置を基準としてするかが問題となり、位置がずれた場合には誤差を生じる虞がある。また、歪みの方向とマーキングの方向を一致させる必要があり、これらの方向がずれた場合、測定精度が低下する虞がある。また、複数台のカメラを用いた場合、カメラ同士の校正が必要となり工数がかかる。
【０００９】
本発明は、上記の諸問題に鑑みてなされたものであり、被測定対象物の均一な歪み分布を有する平面状の表面部分において、面内の任意の方向の垂直歪み及びせん断歪みを正確且つ確実に非接触で連続的に測定することができる信頼性の高い歪み測定方法及び装置、並びにプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の歪み測定方法は、撮像手段を用いて被測定対象物の表面に付与されたｎ角形要素（ｎは３又は４）を撮像した画像において、前記ｎ角形要素の変形前状態と変形後状態との相違に基づいて、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出するステップと、算出された前記各頂点座標の変位を用いて、有限要素法により前記ｎ角形要素の変位−歪みマトリックスを作成し、前記被測定対象物における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出するステップとを含み、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出するステップは、前記ｎ角形要素の変形前状態において、前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定し、前記２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第１の仮想ｎ角形要素の第１の頂点座標とするステップと、前記ｎ角形要素の変形後状態において、前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定し、前記２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第２の仮想ｎ角形要素の第２の頂点座標とするステップと、前記第２の頂点座標と前記第１の頂点座標との差分値を前記ｎ角形要素の各頂点の変位として算出するステップとを含む。
本発明の歪み測定方法は、撮像手段を用いて被測定対象物の表面に付与されたｎ角形要素（ｎは３又は４）を撮像した画像において、前記ｎ角形要素の変形前状態と変形後状態との相違に基づいて、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出するステップと、算出された前記各頂点座標の変位を用いて、有限要素法により前記ｎ角形要素の変位−歪みマトリックスを作成し、前記被測定対象物における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出するステップとを含み、撮像された前記画像の１画素の一辺の長さを基準長さとして規定する。
【００１１】
本発明の歪み測定装置は、撮像手段と、前記撮像手段を用いて被測定対象物の表面に付与されたｎ角形要素（ｎは３又は４）を撮像した画像において、前記ｎ角形要素の変形前状態と変形後状態との相違に基づいて、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出する第１の算出手段と、算出された前記各頂点座標の変位を用いて、有限要素法により前記ｎ角形要素の変位−歪みマトリックスを作成し、前記被測定対象物における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出する第２の算出手段とを含み、前記第１の算出手段は、前記ｎ角形要素の変形前状態において、前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定し、前記２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第１の仮想ｎ角形要素の第１の頂点座標とし、前記ｎ角形要素の変形後状態において、前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定し、前記２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第２の仮想ｎ角形要素の第２の頂点座標とし、前記第２の頂点座標と前記第１の頂点座標との差分値を前記ｎ角形要素の各頂点の変位として算出する。
本発明の歪み測定装置は、撮像手段と、前記撮像手段を用いて被測定対象物の表面に付与されたｎ角形要素（ｎは３又は４）を撮像した画像において、前記ｎ角形要素の変形前状態と変形後状態との相違に基づいて、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出する第１の算出手段と、算出された前記各頂点座標の変位を用いて、有限要素法により前記ｎ角形要素の変位−歪みマトリックスを作成し、前記被測定対象物における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出する第２の算出手段とを含み、前記第１の算出手段は、撮像された前記画像の１画素の一辺の長さを基準長さとして規定する。
【００１２】
本発明のプログラムは、撮像手段を用いて被測定対象物の表面に付与されたｎ角形要素（ｎは３又は４）を撮像した画像において、前記ｎ角形要素の変形前状態と変形後状態との相違に基づいて、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出する手順と、算出された前記各頂点座標の変位を用いて、有限要素法により前記ｎ角形要素の変位−歪みマトリックスを作成し、前記被測定対象物における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出する手順とをコンピュータに実行させ、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出する手順は、前記ｎ角形要素の変形前状態において、前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定し、前記２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第１の仮想ｎ角形要素の第１の頂点座標とする手順と、前記ｎ角形要素の変形後状態において、前記ｎ角形要素の各辺上の任意の２点の座標を測定し、前記２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第２の仮想ｎ角形要素の第２の頂点座標とする手順と、前記第２の頂点座標と前記第１の頂点座標との差分値を前記ｎ角形要素の各頂点の変位として算出する手順とを含む。
本発明のプログラムは、撮像手段を用いて被測定対象物の表面に付与されたｎ角形要素（ｎは３又は４）を撮像した画像において、前記ｎ角形要素の変形前状態と変形後状態との相違に基づいて、前記ｎ角形要素の各頂点座標の変位を算出する手順と、算出された前記各頂点座標の変位を用いて、有限要素法により前記ｎ角形要素の変位−歪みマトリックスを作成し、前記被測定対象物における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出する手順とをコンピュータに実行させ、撮像された前記画像の１画素の一辺の長さを基準長さとして規定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被測定対象物の均一な歪み分布を有する平面状の表面部分において、面内の任意の方向の垂直歪み及びせん断歪みを正確且つ確実に非接触で連続的に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態による歪み測定装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態による歪み測定方法をステップ順に示すフロー図である。
【図３】仮想四角形要素を作成する様子を示す模式図である。
【図４】第１の実施形態で用いる十字型試験片を示す平面図である。
【図５】図４の十字型試験片を用いて、その応力−歪み関係を測定した結果を示す特性図である。
【図６】パーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、歪み測定方法及び装置、並びにプログラム及び記録媒体の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による歪み測定装置の概略構成を示す模式図である。図２は、第１の実施形態による歪み測定方法をステップ順に示すフロー図である。
本実施形態による歪み測定装置は、図１のように、撮像手段である例えばＣＣＤカメラ１、第１の算出手段２、第２の算出手段３、第３の算出手段４、及び表示手段５を備えて構成されている。表示手段５は、ＣＣＤカメラ１により撮像された画像や、第２の算出手段３による算出結果、第３の算出手段４による算出結果等を適宜表示する。
【００１７】
非測定対象物１０は、金属製であり、均一な歪み分布を有する平面状の表面部分（全表面のうちの少なくとも一部分）に、歪み測定のためのマークとして所定のｎ角形要素が付与（描画又は形成）されている。ここで、ｎは３又は４、即ち三角形又は四角形であり、本実施形態では四角形要素１０ａの場合を例示する。四角形要素１０ａは、ラッカー等を用いた描画、又は所定のエッチング等により上記の表面部分に形成される。四角形要素は、その検出精度を向上させるべく、背景の表面部分と異なる色彩で色分けされている。
【００１８】
非測定対象物１０の歪みを測定するには、図２のように、非測定対象物１０を設置した二軸引張試験機において非測定対象物１０に未だ加重をかけない状態（変形前状態）で、ＣＣＤカメラ１による四角形要素１０ａの撮像を開始する（ステップＳ１）。
【００１９】
第１の算出手段２は、ＣＣＤカメラ１による四角形要素１０ａを撮像した画像において、変形前状態における四角形要素１０ａの各辺上の任意の２点の座標を算出する（ステップＳ２）。このとき、算出の処理速度を向上させるべく、ＣＣＤカメラ１に備えられた、一方向における画像のコントラストパターンを検出する検出手段を用いて、四角形要素１０ａと背景の表面部分との境界部位でコントラストパターンが大きく変化した画素の画像内位置を、任意の２点とする。また、距離換算のプロセスを不要とすべく、画像における１画素の一辺長さを基準長さとする。歪みは無次元量であるため、メートル換算する必要がないことを利用している。このときの様子を図３（ａ）に例示する。画像における各辺の任意の２点をａ１〜ａ８とする。
【００２０】
続いて、第１の算出手段２は、四角形要素１０ａの各辺における上記の２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第１の仮想四角形要素１０ｂの第１の頂点座標とする（ステップＳ３）。図３（ａ）において、第１の頂点をｂ１〜ｂ４とする。
【００２１】
続いて、二軸引張試験機において非測定対象物１０に所定の加重をかけ、非測定対象物１０を変形させた状態（変形後状態）とする（ステップＳ４）。
続いて、第１の算出手段２は、四角形要素１０ａの変形後状態において、ステップＳ２と同様に、四角形要素１０ａの各辺上の任意の２点の座標を測定し、当該２点を通る直線同士の交点の座標を算出する（ステップＳ５）。このときの様子を図３（ｂ）に例示する。画像における各辺の任意の２点をＡ１〜Ａ８とする。本実施形態では、各辺の任意の２点は、四角形要素１０ａの変形前後で一致する必要はない。即ち、ａ１とＡ１、ａ２とＡ２、・・・、ａ８とＡ８は一致することを要せず任意で良い。このように、四角形要素１０ａの変形前後で各辺上の位置が変化しても良いため、追尾観測が不要である（定点観測で良い）。
【００２２】
続いて、第１の算出手段２は、四角形要素１０ａの各辺における上記の２点を通る直線同士の交点の座標を算出し、作成された第２の仮想四角形要素１０ｃの第２の頂点座標とする（ステップＳ６）。図３（ｂ）において、第２の頂点をＢ１〜Ｂ４とする。
続いて、第１の算出手段２は、第２の頂点座標と第１の頂点座標との差分値（Ｂ１−ｂ１，・・・，Ｂ４−ｂ４）を第１及び第２の仮想四角形要素１０ｂ，１０ｃの各頂点の変位として算出する（ステップＳ７）。
【００２３】
続いて、第２の算出手段３は、算出された各頂点座標の変位を用いて、有限要素法（ＦＥＭ）により第１及び第２の仮想四角形要素１０ｂ，１０ｃ（即ち、四角形要素１０ａ）のいわゆる変位−歪みマトリックス（Ｂマトリックス）を作成する（ステップＳ８）。
続いて、第２の算出手段３は、被測定対象物１０の表面部分における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出する（ステップＳ９）。本実施形態では、一般的なＦＥＭ解析に用いられるＢマトリックスの考え方を適用する（例えば、非特許文献１を参照）。歪み｛ε｝は、Ｂマトリックス［Ｂ］を用いて頂点座標の変位｛ｕd｝から以下のようにして求めることができる。
【００２４】
｛ε｝＝［Ｂ］｛ｕd｝
｛ｕd｝＝（ｕ1，ｖ1，ｕ2，ｖ2，ｕ3，ｖ3，ｕ4，ｖ4）T
｛ε｝＝（εx，εy，γxy）  ここで、εx，εyはｘ方向、ｙ方向の各垂直歪み、γxyはせん断歪みである。
【００２５】
第３の算出手段４は、算出された垂直歪み及びせん断歪みを用いて、歪みの座標変換により任意の方向の歪み又は主歪みを算出することができる（ステップＳ１０）。
以下の式により、歪みをＣＣＤカメラ１の座標系から任意（ＣＣＤカメラ１の座標からθ回転した）の座標系に変換することができる。
【００２６】
【数１】
0006464815.tif 000002
【００２７】
また、主歪みは以下の式により求めることができる。
【００２８】
【数２】
0006464815.tif 000003
【００２９】
本実施形態では、被測定対象物１０として、図４に示すような十字型試験片（ISO 16842:2014）を用いることができる。この十字型試験片の例えば中央部位に、四角形要素が描画又は付与される。
【００３０】
なお、本実施形態では、被測定対象物１０の歪み測定に際して、（１）ｎ角形要素が常にＣＣＤカメラ１の画像内に存在すること、（２）ｎ角形要素が被測定対象物１０の変形に追従していること（被測定対象物１０において亀裂等による分断が生じないこと）、（３）ｎ角形要素の各辺が直線を保持すること（少なくとも表面部分の面内の歪み分布が均一であること）が必要である。
【００３１】
本実施形態の歪み測定方法により、図４の十字型試験片を用いて、その応力−歪み関係を実際に測定した結果を図５に示す。図５では、歪みゲージを十字型試験片に貼付して、その応力−歪み関係を測定した結果を合わせて示す。このように、本実施形態の歪み測定方法による応力−歪み関係は、歪みゲージを用いた歪み測定方法による応力−歪み関係と略一致する結果が得られた。
【００３２】
本実施形態によれば、被測定対象物１０の均一な歪み分布を有する平面状の表面部分において、面内の任意の方向の垂直歪み及びせん断歪みを正確且つ確実に非接触で連続的に測定することができる。
ｎ角形要素の各辺と、歪みを測定したい方向と、画像の横軸及び縦軸とは一致することを要せず、キャリブレーションレスが実現する。また、歪みの測定方向は限定されない。
【００３３】
なお、本実施形態では、非測定対象物１０に付与されるｎ角形要素として四角形要素１０ａの場合を例示したが、三角形要素（仮想ｎ角形要素は仮想三角形要素となる）を付与するようにしても良い。この場合、三角形要素の３本の辺の夫々について、変形前状態と変形後状態との相違に基づいて三角形要素の各頂点座標の変位を算出し、算出された各頂点座標の変位を用いて、ＦＥＭにより三角形要素のＢマトリックスを作成し、被測定対象物１０における直交する２方向の垂直歪み及びせん断歪みを算出することになる。
【００３４】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態による歪み測定装置の各構成要素（図１の第１の算出手段２、第２の算出手段３、及び第３の算出手段４等）の機能は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。同様に、第１の実施形態による歪み測定方法の各ステップ（図２のステップＳ２〜Ｓ３，Ｓ５〜Ｓ１０等）は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。ステップＳ８〜Ｓ９は、例えばLabview二軸ひずみ計算130605.txtの算出プログラムにより実現される。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本実施形態に含まれる。
【００３５】
具体的に、上記のプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。上記のプログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、上記のプログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワークシステムにおける通信媒体を用いることができる。ここで、コンピュータネットワークとは、ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等であり、通信媒体とは、光ファイバ等の有線回線や無線回線等である。
【００３６】
また、本実施形態に含まれるプログラムとしては、供給されたプログラムをコンピュータが実行することにより第１の実施形態の機能が実現されるようなもののみではない。例えば、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して第１の実施形態の機能が実現される場合にも、かかるプログラムは本実施形態に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて第１の実施形態の機能が実現される場合にも、かかるプログラムは本実施形態に含まれる。
【００３７】
例えば、図６は、パーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。この図６において、１２００はＣＰＵ１２０１を備えたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。ＰＣ１２００は、ＲＯＭ１２０２またはハードディスク（ＨＤ）１２１１に記憶された、又はフレキシブルディスクドライブ（ＦＤ）１２１２より供給されるデバイス制御ソフトウェアを実行する。このＰＣ１２００は、システムバス１２０４に接続される各デバイスを総括的に制御する。
【００３８】
ＰＣ１２００のＣＰＵ１２０１、ＲＯＭ１２０２またはハードディスク（ＨＤ）１２１１に記憶されたプログラムにより、第１の実施形態の図１におけるステップＳ２〜Ｓ３，Ｓ５〜Ｓ１０の手順等が実現される。
【００３９】
１２０３はＲＡＭであり、ＣＰＵ１２０１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。１２０５はキーボードコントローラ（ＫＢＣ）であり、キーボード（ＫＢ）１２０９や不図示のデバイス等からの指示入力を制御する。
【００４０】
１２０６はＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）であり、ＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）１２１０の表示を制御する。１２０７はディスクコントローラ（ＤＫＣ）である。ＤＫＣ１２０７は、ブートプログラム、複数のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム等を記憶するハードディスク（ＨＤ）１２１１、及びフレキシブルディスク（ＦＤ）１２１２とのアクセスを制御する。ここで、ブートプログラムとは、パソコンのハードやソフトの実行（動作）を開始する起動プログラムである。
【００４１】
１２０８はネットワーク・インターフェースカード（ＮＩＣ）であり、ＬＡＮ１２２０を介して、ネットワークプリンタ、他のネットワーク機器、或いは他のＰＣと双方向のデータのやり取りを行う。
なお、パーソナルユーザ端末装置を用いる代わりに、歪み測定装置に特化された所定の計算機等を用いても良い。
【符号の説明】
【００４２】
１  ＣＣＤカメラ
２  第１の算出手段
３  第２の算出手段
４  第３の算出手段
１０  非測定対象物
１０ａ  四角形要素
１０ｂ  第１の仮想四角形要素
１０ｃ  第２の仮想四角形要素
【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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