(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材の残留応力算出方法であって、
上記鋼材の対象領域の残留応力又は弾性解放歪を測定する工程と、
上記残留応力又は弾性解放歪から固有歪及びこの固有歪に基づく相当固有歪を算出する工程と、
上記対象領域のＸ線回析線を取得する工程と、
上記相当固有歪とＸ線回析線との比較により上記固有歪の値を調整する工程と
を備えることを特徴とする残留応力算出方法。
【請求項２】
上記固有歪調整工程で、相当固有歪の分布と、Ｘ線回析線半価幅の分布又はＸ線回析線を近似した関数の定数の分布とを比較する請求項１に記載の残留応力算出方法。
【請求項３】
鋼材の残留応力算出方法であって、
上記鋼材の対象領域の相当固有歪とＸ線回析線との関係を取得する工程と、
上記対象領域のＸ線回析線を取得する工程と、
上記関係を用いて上記Ｘ線回析線から相当固有歪を推定する工程と、
上記対象領域の残留応力又は弾性解放歪を測定する工程と、
上記残留応力又は弾性解放歪から固有歪及びこの固有歪に基づく相当固有歪を算出する工程と、
上記関係を用いて推定した相当固有歪と上記残留応力又は弾性解放歪から算出した相当固有歪とが近づくように上記固有歪の値を調整する工程と
を備えることを特徴とする残留応力算出方法。
【請求項４】
上記関係取得工程で、相当固有歪と、Ｘ線回析線半価幅又はＸ線回析線を近似した関数の定数との関係を取得し、
上記相当固有歪推定工程で、Ｘ線回析線半価幅又はＸ線回析線を近似した関数の定数から相当固有歪を推定する請求項３に記載の残留応力算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、残留応力算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
残留応力は、構造物の強度や寿命に影響を及ぼすため、構造物の内部の残留応力を正確に測定することが望まれる。残留応力の発生源となっている熱歪、塑性歪等の歪は、固有歪と呼ばれ、この固有歪から残留応力を算出する固有歪法が提唱されている。固有歪法では、一部の残留応力又は残留応力が解放されることにより生じる解放歪（弾性歪）を測定し、有限要素法を用いた逆解析により、計測した残留応力又は解放歪から固有歪の分布を導出し、さらには有限要素法を用いた順解析により残留応力の分布を算出する。
【０００３】
このような残留応力の算出の方法として、構造物を軸方向に切断した測定片（Ｔ片）と、このＴ片の切断方向と直交する方向に切断した測定片（Ｌ片）とを用いたＴ−Ｌ法が知られている。Ｔ片とＬ片について解放歪を測定し、円筒座標上のモデルにおいて有限要素法を用いて固有歪を導出し、さらに残留応力を算出する方法が提唱されている（特許第４５３３６２１号参照）。
【０００４】
さらに、円柱状の軸部とこの軸部から径方向に突出する板状部（フランジ）とを備え、軸部と板状部との接続部分に応力集中を緩和するためのフィレット面を設けた構造物に対する残留応力算出方法も提案されている（特開２０１５−０９４７５８号公報参照）。
【０００５】
上述の固有歪法では、使用する実測データの測定条件及び固有歪の計算領域の設定によって、求められる固有歪の結果に差異が生じる。特に、固有歪分布を関数表示する手法を採用する場合、近似関数の次数（関数の形状係数）により、異なる複数の固有歪の結果が算出される。しかしながら、従来技術では、複数の結果のうちどれが最も適切なものか判断することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４５３３６２１号
【特許文献２】特開２０１５−０９４７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記不都合に鑑みて、本発明は、最適な固有歪を求めることで、比較的正確に残留応力を算出することができる残留応力算出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた発明は、鋼材の残留応力算出方法であって、上記鋼材の対象領域の残留応力又は弾性解放歪を測定する工程と、上記残留応力又は弾性解放歪から固有歪及びこの固有歪に基づく相当固有歪を算出する工程と、上記対象領域のＸ線回析線を取得する工程と、上記相当固有歪とＸ線回析線との比較により上記固有歪の値を調整する工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
当該残留応力算出方法は、対象領域のＸ線回析線を取得し、これを残留応力又は弾性解放歪の解析から得られた固有歪に基づく相当固有歪（１軸に換算した固有歪）と比較することで、最適な固有歪の値を得ることができる。従って、当該残留応力算出方法は、この固有歪の値に基づき、比較的正確に対象領域の残留応力の分布を算出することができる。
【００１０】
上記固有歪調整工程で、相当固有歪の分布と、Ｘ線回析線半価幅の分布又はＸ線回析線を近似した関数の定数の分布とを比較するとよい。Ｘ線回析線の評価値としてこのような値を用いることで、比較的容易に固有歪を調整することができる。なお、「Ｘ線回析線半価幅」とは、Ｘ線回折線（プロファイル）において、最大強度の半分の強度における回折プロファイルの幅を意味する。
【００１１】
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、鋼材の残留応力算出方法であって、上記鋼材の対象領域の相当固有歪とＸ線回析線との関係を取得する工程と、上記対象領域のＸ線回析線を取得する工程と、上記関係を用いて上記Ｘ線回析線から相当固有歪を推定する工程と、上記対象領域の残留応力又は弾性解放歪を測定する工程と、上記残留応力又は弾性解放歪から固有歪及びこの固有歪に基づく相当固有歪を算出する工程と、上記関係を用いて推定した相当固有歪と上記残留応力又は弾性解放歪から算出した相当固有歪とが近づくように上記固有歪の値を調整する工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
当該残留応力算出方法は、対象領域の相当固有歪とＸ線回析線との関係を予め取得しておき、Ｘ線回析線の実測値から相当固有歪を推定する。さらに当該残留応力算出方法では、この相当固有歪を残留応力又は弾性解放歪の解析から得られた固有歪に基づく相当固有歪と比較することで、最適な固有歪の値を得ることができる。従って、当該残留応力算出方法は、この固有歪の値に基づいて、比較的正確に対象領域の残留応力の分布を算出することができる。
【００１３】
上記関係取得工程で、相当固有歪と、Ｘ線回析線半価幅又はＸ線回析線を近似した関数の定数との関係を取得し、上記相当固有歪推定工程で、Ｘ線回析線半価幅又はＸ線回析線を近似した関数の定数から相当固有歪を推定するとよい。Ｘ線回析線の評価値としてこのような値を用いることで、残留応力又は弾性解放歪から求めた固有歪と比較する相当固有歪を比較的容易に推定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
当該残留応力算出方法によれば、最適な固有歪を求めることで、比較的正確に残留応力の分布を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の残留応力算出方法の流れを示す流れ図である。
【図２】図１の残留応力算出方法により残留応力を算出する計測対象の一例である軸状部材を示す模式的断面図である。
【図３】図２の軸状部材の残留応力測定工程で切削面の残留応力を測定する試験片の模式的断面図である。
【図４】図２の軸状部材の残留応力算出方法の残留応力測定工程での残留応力測定のために切り出した測定片の模式的平面図である。
【図５】固有歪計算領域を説明する模式図である。
【図６】本発明の図１とは異なる実施形態の残留応力算出方法の流れを示す流れ図である。
【図７】計算例１及び計算例２による固有歪から求めた相当固有歪の分布を表すグラフである。
【図８】計算例１及び計算例２の固有歪から算出した残留応力の値と、実測した残留応力の値とを比較するグラフである。
【図９】計算例１及び計算例２の相当固有歪と半価幅比とを比較するグラフである。
【図１０】Ｘ線回析線半価幅比と、解析により算出した相当固有歪との関係を二次の多項式で近似した結果を表すグラフである。
【図１１】Ｘ線回析線半価幅から変換した相当固有歪と、残留応力の逆解析から求めた相当固有歪との関係を表すグラフである。
【図１２】Ｘ線回折線を近似関数で近似した結果を表すグラフである。
【図１３】近似関数の二次の定数とＸ線回析線半価幅との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
【００１７】
［第一実施形態］
図１に示す残留応力算出方法は、鋼材の残留応力の分布を算出する方法である。当該残留応力算出方法は、上記鋼材の対象領域の残留応力を測定する工程（残留応力測定工程Ｓ１）と、上記残留応力から固有歪及びこの固有歪に基づく相当固有歪を算出する工程（固有歪算出工程Ｓ２）と、上記対象領域のＸ線回析線を取得する工程（Ｘ線回析線取得工程Ｓ３）と、上記相当固有歪とＸ線回析との比較により上記固有歪の値を調整する工程（固有歪調整工程Ｓ４）と、調整した固有歪の分布から残留応力の分布を算出する工程（残留応力算出工程Ｓ５）とを主に備える。
【００１８】
以下、当該残留応力算出方法について、鋼材として図２の軸状部材１の残留応力を算出する場合について説明する。
【００１９】
図２の軸状部材１は、円柱状の軸２とこの軸２から全周かつ径方向に突出する複数の板状部３とを備え、上記軸２と上記板状部３との接続部分に軸方向視で曲線状かつ中心軸側に凹となるフィレット面５を有する。この軸状部材１は、軸２に４つの円盤型の板状部３が等間隔に設けられている。
【００２０】
＜残留応力測定工程＞
残留応力測定工程Ｓ１では、軸状部材１の残留応力の分布を算出する対象領域であるフィレット面５の残留応力を何点か測定する。具体的には、まず、軸状部材１から測定に使用する複数の対象体（試験片）を採取し、一部の対象体を用いて切削面の残留応力の測定を行い、残る対象体を用い測定片の切り出し面の残留応力の測定を行う。このとき、フィレット面５に対し、半径方向（第１方向Ｄ１）及び周方向（第２方向Ｄ２）、並びに軸状部材１の周方向（第１方向と第２方向とに垂直な第３方向Ｄ３）の３方向を軸とする座標系を設定し、この３軸における残留応力（境界値）を測定する。
【００２１】
上記試験片は、軸状部材１を図２の二点鎖線で示す位置で切断することにより、同一の形状を有し、残留応力について均等とみなせる３つの対象体４を採取したものである。対象体４は、軸２を分割した円柱状の軸部２ａと、この軸部２ａから全周かつ径方向に突出する板状部３とを備え、軸部２ａと板状部３との接続部分にフィレット面５を有する。
【００２２】
次に、図３に示すように、対象体４を繰り返し切削して軸部２ａの中心軸Ｃと同心で、かつ中心軸Ｃに対する傾斜角が一定の角度ずつ異なる円錐面又は円筒面である切削面６を順次形成し、各切削面６から小片を切り出してこの切削面６の残留応力をＸ線残留応力測定により求める。なお、複数の切削面６は、フィレット面５の近傍の基準位置Ｐｓを通るように形成される。
【００２３】
さらに、対象体４を切断して図４に示す内部測定片７を切り出す。そして、この内部測定片７の中央縦断面の基準位置Ｐｓから第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿って残留応力をＸ線残留応力測定により求める。
【００２４】
Ｘ線残留応力測定は、例えば市販のｓｉｎ２ψ法又は２Ｄ法（ｃｏｓα法）によるＸ線応力測定器を用いて行うことができる。
【００２５】
＜固有歪算出工程＞
固有歪算出工程Ｓ２では、まず、測定した残留応力データを用い、一般的な固有歪を媒介とする残留応力算出法に則り、測定した残留応力と解析結果との誤差が最小となる条件で、有限要素法の逆解析にて固有歪を計算する。
【００２６】
このときの固有歪の分布は例えば下記式（１）の関数にて近似できる。
【数１】
0006560998.tif 000002
【００２７】
上記式（１）中、Ｒは第１方向Ｄ１の位置、αは第２方向Ｄ２の位置を示し、Ｒ１及びα０はそれぞれ第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の固有歪計算の開始位置を表し、ΔＲ及びΔαは、Ｒ及びαの増分値である（図５参照）。また、ｍ及びｎは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の次数を表し、Ａｉｊは近似関数の係数を表す。Ｒ１、α０、ΔＲ及びΔαは、固有歪計算領域を決定するパラメータであり、これらの設定値が異なれば、同じ残留応力データを用いても、逆解析にて得られる固有歪分布に差異が生じる。同様に、固有歪分布関数の次数ｍ及びｎの値によっても、得られる固有歪分布が異なる。
【００２８】
次に、逆解析で得られた固有歪に基づく相当固有歪を算出する。この相当固有歪は、定法で算出することができ、例えば式（２）の相当塑性歪の式から求めることができる。
【数２】
0006560998.tif 000003
【００２９】
上記式（２）中、εｐ及びγｐは、直交座標系における垂直歪及びせん断歪の各成分を表す。
【００３０】
＜Ｘ線回析線取得工程＞
Ｘ線回析線取得工程Ｓ３では、上記残留応力測定工程Ｓ１で残留応力を測定した箇所におけるＸ線回析線を取得する。Ｘ線回析線（Ｘ線回析強度分布）は、上記残留応力測定工程Ｓ１で用いたＸ線応力測定器で測定することができる。また、Ｘ線応力測定器により、Ｘ線回析線取得工程Ｓ３を残留応力測定工程Ｓ１と同時に行うことができる。このようにＸ線回析線取得と残留応力測定とを同時に行うことで、従来の算出方法に対し実測の手間を増加させることなく、残留応力算出精度を高めることができる。
【００３１】
＜固有歪調整工程＞
固有歪調整工程Ｓ４では、固有歪算出工程Ｓ２で得た相当固有歪と、Ｘ線回析線取得工程Ｓ３で得たＸ線回析線とを比較し、固有歪算出工程Ｓ２で算出される固有歪の値を調整する。
【００３２】
具体的な固有歪の値の調整手順としては、以下のような方法が挙げられる。一つの方法としては、固有歪算出工程Ｓ２でパラメータを変えながら逆解析により算出した複数の固有歪分布を求めておき、これらの固有歪に基づく相当固有歪の分布の中でＸ線回析線半価幅の分布と最も近いものを最適な解として選択する方法が挙げられる。また、別の方法としては、Ｘ線回析線半価幅の分布に近い相当固有歪の分布が得られるまで、固有歪算出工程Ｓ２を繰り返し行う方法が挙げられる。ここで、Ｘ線回析線半価幅はＸ線回折線において、最大強度の半分の強度における回折プロファイルの幅であり、市販のＸ線応力測定器では、自動で算出されるものがある。
【００３３】
また、この固有歪調整工程Ｓ４では、Ｘ線回析線半価幅の分布に変えて、Ｘ線回析線を近似した関数の定数の分布を用い、この分布と相当固有歪の分布とを比較してもよい。この近似関数としては、例えば下記式（３）に示すような関数を用いることができる。
【００３４】
【数３】
0006560998.tif 000004
【００３５】
＜残留応力算出工程＞
残留応力算出工程Ｓ５では、固有歪調整工程Ｓ４で調整した固有歪の分布から定法の有限要素法順解析により残留応力の分布を算出する。
【００３６】
＜利点＞
当該残留応力算出方法は、対象領域のＸ線回析線を取得し、これを残留応力から得られた固有歪と比較することで、最適な固有歪の値を得ることができる。従って、当該残留応力算出方法は、この固有歪の値に基づいて、比較的正確に対象領域の残留応力の分布を算出することができる。
【００３７】
［第２実施形態］
図６に示す残留応力算出方法は、鋼材の残留応力の分布を算出する方法である。当該残留応力算出方法は、上記鋼材の対象領域の相当固有歪とＸ線回析線との関係を取得する工程（関係取得工程Ｓ１１）と、上記対象領域のＸ線回析線を取得する工程（Ｘ線回析線取得工程Ｓ１２）と、上記関係を用いて上記Ｘ線回析線から相当固有歪を推定する工程（相当固有歪推定工程Ｓ１３）と、上記対象領域の残留応力を測定する工程（残留応力測定工程Ｓ１４）と、上記残留応力から固有歪及びこの固有歪に基づく相当固有歪を算出する工程（固有歪算出工程Ｓ１５）と、上記関係を用いて推定した相当固有歪と上記残留応力から算出した相当固有歪とが近づくように上記固有歪の値を調整する工程（固有歪調整工程Ｓ１６）と、調整した固有歪の分布から残留応力の分布を算出する工程（残留応力算出工程Ｓ１７）とを主に備える。
【００３８】
＜関係取得工程＞
関係取得工程Ｓ１１では、対象領域の相当固有歪とＸ線回析線との関係を取得する。この関係は、例えば上記第１実施形態の残留応力算出方法で最終的に得られた残留応力に対応する相当固有歪と、残留応力算出時に計測したＸ線回析線との関係を使用することができる。ただし、上記関係の取得方法はこれに限定されず、他の解析や実測等を用いて取得してもよい。
【００３９】
具体的には、相当固有歪と、Ｘ線回析線半価幅又はＸ線回析線を近似した関数の定数との関係を取得するとよい。これにより、容易かつ確実に残留応力の算出精度を向上することができる。また、上記関係としては、例えば直線近似（一次関数近似）した関係が好適に使用できる。
【００４０】
＜Ｘ線回析線取得工程＞
Ｘ線回析線取得工程Ｓ１２は、第１実施形態の残留応力算出方法のＸ線回析線取得工程Ｓ３と同様の工程であるため、説明を省略する。
【００４１】
＜相当固有歪推定工程＞
相当固有歪推定工程Ｓ１３では、関係取得工程Ｓ１１で得た対象領域の相当固有歪とＸ線回析線との関係を用い、Ｘ線回析線取得工程Ｓ１２で得たＸ線回析線に対応する値として相当固有歪を推定する。なお、以下ではこの推定で得られた相当固有歪を「第一相当固有歪」と呼称する。
【００４２】
ここで、上記関係取得工程Ｓ１１でＸ線回析線半価幅を用いた場合は、この相当固有歪推定工程Ｓ１３でもＸ線回析線半価幅を用い、上記関係取得工程Ｓ１１でＸ線回析線を近似した関数の定数を用いた場合は、この相当固有歪推定工程Ｓ１３でもＸ線回析線を近似した関数の定数を用いる。
【００４３】
＜残留応力測定工程＞
残留応力測定工程Ｓ１４は、第１実施形態の残留応力算出方法の残留応力測定工程Ｓ１と同様の工程であるため、説明を省略する。
【００４４】
＜固有歪算出工程＞
固有歪算出工程Ｓ１５は、第１実施形態の残留応力算出方法の固有歪算出工程Ｓ２と同様の工程であるため、説明を省略する。なお、以下ではこの算出工程で得られた相当固有歪を「第二相当固有歪」と呼称する。
【００４５】
＜固有歪調整工程＞
固有歪調整工程Ｓ１６では、相当固有歪推定工程Ｓ１３で得た第一相当固有歪と、固有歪算出工程Ｓ１５で得た第二相当固有歪とを比較し、両者の差異が小さくなるよう固有歪算出工程Ｓ１５で算出される固有歪の値を調整する。
【００４６】
＜残留応力算出工程＞
残留応力算出工程Ｓ１７では、固有歪調整工程Ｓ１６で調整した固有歪の分布から定法の有限要素法順解析により残留応力の分布を算出する。
【００４７】
＜利点＞
当該残留応力算出方法は、対象領域の相当固有歪とＸ線回析線との関係を予め取得しておき、Ｘ線回析線の実測値から相当固有歪を推定する。さらに当該残留応力算出方法では、この相当固有歪を残留応力から得られた固有歪に基づく相当固有歪と比較することで、最適な固有歪の値を得ることができる。従って、当該残留応力算出方法は、この固有歪の値に基づいて、比較的正確に対象領域の残留応力の分布を算出することができる。
【００４８】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００４９】
上記実施形態では、残留応力を測定し、この残留応力に基づいて固有歪を算出したが、残留応力に変えて弾性解放歪を測定し、この弾性解放歪に基づいて定法により固有歪を算出してもよい。
【００５０】
また、当該残留応力算出方法で残留応力を算出する鋼材は軸状部材に限定されず、種々の形状の鋼材に適用可能である。さらに、図２の軸状部材を対象とする場合において、必ずしも上述の３方向の残留応力又は弾性解放歪を測定する必要はなく、測定箇所や方向は任意である。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５２】
（相当固有歪とＸ線回析線との比較による固有歪の値の調整）
上述の第一実施形態に基づいて、図２に示す軸状部材のフィレット部（ひずみ発生領域）の残留応力の分布を算出した。
【００５３】
まず、Ｘ線応力測定器（株式会社リガクの「ＭＳＦ−３Ｍ」）を用い、上記実施形態で説明した対象体を用いて切削面及び切り出し面のｓｉｎ２ψ法で残留応力とＸ線回析線半価幅とを測定した。ψ角として０°，１０°，１８°，２４°，３０°，３５°，４０°の７点を用い、Ｘ線回析線半価幅としてこれら７種類のψ角の結果の平均値を用いた。また、同一材料の残留応力及び歪が生じていない条件で測定したＸ線回析線半価幅をＢ０とし、測定したＸ線回析線半価幅をＢとし、半価幅比Ｂ／Ｂ０を評価に用いた。
【００５４】
次に、測定した残留応力から、上記式（１）でｍ＝３及びｎ＝６とした計算例１と、ｍ＝２及びｎ＝９とした計算例２との２ケースで固有歪を求めた。どちらのケースも式（１）の関数の係数の数は１８個である。この計算例１及び計算例２による固有歪から式（２）を用いて相当固有歪を求めた結果を図７に示す。また、これらの固有歪から算出した上記対象体の形状における残留応力の分布と、実測した残留応力の値との比較を図８に示す。この比較は、従来技術における固有歪の調整の方法であり、算出した対象体の形状における残留応力の分布が実測値に近づくように調整される。図７に示されるように、相当固有歪は計算条件によって大きな差異が生じるが、図８に示されるように従来の手法では計算例１と計算例２とで結果にあまり差異がないため、どちらが精度がよいか判断することが困難である。なお、図７〜９における「周方向」とは、フレット面の周方向（第２方向Ｄ２）を意味する。
【００５５】
さらに、図９に計算例１及び計算例２の相当固有歪と上記半価幅比Ｂ／Ｂ０との関係を図９に示す。図９から、計算例２の方が半価幅比Ｂ／Ｂ０との関係が近いため、計算例２の固有歪を用いるように調整することで、より正確な残留応力を算出することができる。
【００５６】
（Ｘ線回析線との関係から推定した相当固有歪と、残留応力から算出した相当固有歪とを近づける固有歪の値の調整）
まず、２Ｄ法（ｃｏｓα法）によるＸ線応力測定器で測定したＸ線回析線の上記半価幅比と解析により算出した相当固有歪との関係を二次の多項式で近似して求めた。その結果を図１０に示す。このような近似式を用いることで、Ｘ線回析線半価幅から相当固有歪を推定（変換）することができる。
【００５７】
次に、図１０の関係を用いてＸ線回析線半価幅から推定（変換）した第一相当固有歪と、残留応力の逆解析から求めた第二相当固有歪との関係を求めた。その結果を図１１に示す。この図１１を用いて、これらの相当固有歪の差が最小となるように固有歪を決定することができる。また、相当固有歪にヤング率を掛けること等で応力の次元に変換すれば、相当固有歪の差を残留応力の差に含めて評価することも可能である。さらに、応力ではなく、歪の次元にあわせて評価することも可能である。また、Ｘ線回析線半価幅データが残留応力よりも測定誤差が大きいと考えられる場合、残留応力の差と相当固有歪の差とに重み付けをすることも有効である。
【００５８】
対象領域の複数の評価点に対し、上記図１１の関係を用いて調整した固有歪の値から残留応力の分布を逆解析により算出した。また、同じ評価点に対し、固有歪から逆解析で求めた残留応力と実測した残留応力とを比較して固有歪を調整する従来方法により残留応力を算出した。さらに、同じ評価点に対し、ドリル法を用いて残留応力を測定し、結果を比較した。なお、ドリル法とは、内部残留応力を測定したい位置にドリルで孔を空け、ドリル底に歪ゲージを貼り、最小片まで切断して解放歪を測ることで残留応力を測定する手法である。これらの結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
0006560998.tif 000005
【００６０】
表１に示すように、図１１の関係を用いて固有歪を調整することで、全体的により実測値に近い残留応力が得られることがわかる。
【００６１】
（Ｘ線回析線の近似関数の例）
Ｘ線回折線（プロファイル）を上記式（３）の近似関数で近似した例を図１２に示す。図１２に示すように、Ｘ線強度の対数をとった値を二次関数で近似すると、その二次の定数を用いて回折線の広がりを評価することができる。
【００６２】
Ｘ線回折プロファイルを上記式（３）の近似関数で近似した際の二次の定数とＸ線回析線半価幅とを比較したものを図１３に示す。図１３から、近似関数の定数とＸ線回析線半価幅とには相関があることがわかる。従って、マルテンサイト組織を持つ焼入れ鋼のように、回折線の広がりが大きく半価幅測定が難しい材料を対象とする場合、Ｘ線回折プロファイルを関数近似する手法が有効である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
当該残留応力算出方法は、クランクシャフト等の種々の鋼材の残留応力の分布の算出に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１  軸状部材
２  軸
２ａ  軸部
３  板状部
４  対象体
５  フィレット面
６  切削面
７  内部測定片
Ｃ  中心軸
Ｐｓ  基準位置
【図１】
0006560998.tif 000006
【図２】
0006560998.tif 000007
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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