(57)【要約】【課題】磁性材料からなる既設の構造物の応力測定に関し、現地への測定機器の搬入を少なくし、計測作業の簡略化及び時間の短縮化並びに計測システムの簡素化を図る。【解決手段】磁性材料からなる被測定部材１の応力測定方法は、被測定部材１に磁性体からなる測定板２を被測定部材１に貼付し、該測定板２の歪みを磁歪法により応力に換算して上記被測定部材１の応力を測定するようにする。測定板２の被測定部材１への貼付直後または貼付前の応力を磁歪法により測定して初期応力とし、被測定部材１の荷重変化後の測定板２の応力を磁歪法により測定して、測定板２の荷重変化後の応力測定結果と初期応力との差分を被測定部材１の応力とした。【選択図】    図１
2004317163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料からなる被測定部材（１）の応力測定方法であって、
被測定部材（１）に磁性体からなる測定板（２）を被測定部材（１）に貼付し、
該測定板（２）の歪みを磁歪法により応力に換算して上記被測定部材（１）の応力を測定する、ことを特徴とする磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【請求項２】
測定板（２）の被測定部材（１）への貼付直後または貼付前の応力を磁歪法により測定して初期応力とし、
被測定部材（１）の荷重変化後の測定板（２）の応力を磁歪法により測定して、該測定板（２）の荷重変化後の応力測定結果と上記初期応力との差分を被測定部材（１）の応力とした、ことを特徴とする請求項１に記載の磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【請求項３】
測定板（２）についてこれにかけた応力とそのときの磁歪法における磁歪測定器の出力電圧との対応関係を調べておき、
該対応関係に基づいて以後の被測定部材（１）の磁歪法による応力測定を行うようにした、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【請求項４】
磁歪法による測定点（４）を複数設けた、ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【請求項５】
測定板（２）の厚さを被測定部材（１）の応力変化に影響がない程度のものにした、ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【請求項６】
測定板（２）を被測定部材（１）に蒸着することにより形成した、ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物、特に磁性材料からなる構造物であって、既設のものを被測定部材とする場合の応力測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
構造物の応力変化を測定するものとして、特開平２００３−２１５６３号に示されたような磁歪法を利用したものがある。磁歪法による応力測定方法とは、強磁性材料に荷重が作用すると透磁率に異方性が生じ、荷重方向の透磁率が大きくなり、反対に荷重方向と直角方向の透磁率が小さくなるので、両透磁率の差を磁歪センサ（磁歪測定器の検出プローブ）により検出することによって、主応力の方向および大きさを測定する手法である。
【０００３】
具体的には、被測定部材における複数の測定点において磁歪センサ（磁歪測定器の検出プローブ）を当てて、各測定点において得られた応力の差分を求め、該差分をもとに被測定部材にかかっている応力を評価するものである。
ところで、磁歪法による応力測定において磁歪測定器の出力電圧は同一応力が作用していても被測定部材毎に異なるため、上記評価は例えば、被測定部材と同材質の試験片に応力をかけ、該試験片にかけた応力値と磁歪センサ（磁歪測定器の検出プローブ）による出力電圧との対応関係（応力感度）を予め求めておき、次に、実際の被測定部材の応力測定は磁歪センサ（磁歪測定器の検出プローブ）を被測定部材に当てて、磁歪センサ（磁歪測定器の検出プローブ）の出力電圧を上記対応関係から実際の応力を推定するようにするのが一般的である。
【０００４】
ところが、既設の構造物にあっては試験片を採取することが困難なため、上記したような磁歪法による応力測定はできない。
【０００５】
そこで、従来、磁歪法による応力測定方法と歪みゲージ法による応力測定方法の２つを併用することが行われている。すなわち、先ず、応力測定箇所は磁歪法における磁歪センサ（磁歪測定器の検出プローブ）を当ててその出力電圧を求め、応力測定個所近傍に歪みゲージを貼付して応力を測定する。次に、応力の変化に対する歪みゲージの測定結果と磁歪測定器の出力電圧の関係を調べた上で他の場所の応力を磁歪法により測定するようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、既設の構造物（被測定部材）の応力測定を行うには、上述のように、磁歪法による応力測定と歪みゲージ法による応力測定との２つを行う必要があるため、現地での応力測定についての測定機器が２種類必要であり、その分、計測時間がかかるとともに、計測システムが複雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題点を解決するために創設されたものである。すなわち、本発明の目的は、磁性材料からなる既設の構造物の応力測定に関し、現地への測定機器の搬入を少なくし、計測作業の簡略化及び時間の短縮化並びに計測システムの簡素化を図ることができる磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁性材料からなる被測定部材（１）の応力測定方法は、被測定部材（１）に磁性体からなる測定板（２）を被測定部材（１）に貼付し、該測定板（２）の歪みを磁歪法により応力に換算して上記被測定部材（１）の応力を測定するようにした、ことを特徴とする。
この発明によれば、磁性材料からなる既設の構造体の応力を磁歪法のみで測定することを可能とし、従来のように２つの応力測定方法（磁歪法による応力測定方法と歪みゲージ法による応力測定方法）で構造物の応力を測定する必要はなく、従って、現地への測定機器の搬入を少なくし、計測作業の簡略化及び時間の短縮化並びに計測システムの簡素化を図ることが出来る。
【０００９】
測定板（２）の被測定部材（１）への貼付直後または貼付前の応力を磁歪法により測定して初期応力とし、被測定部材（１）の荷重変化後の測定板（２）の応力を磁歪法により測定して、該測定板（２）の荷重変化後の応力測定結果と上記初期応力との差分を被測定部材（１）の応力とすると、測定板（２）の初期応力を除いた被測定部材（１）の応力変化を精度良く測定することが出来る。
【００１０】
測定板（２）についてこれにかけた応力とそのときの磁歪法における磁歪測定器の出力電圧との対応関係を調べておき、該対応関係に基づいて以後の被測定部材（１）の磁歪法による応力測定を行うようにすると、被測定部材（１）の応力の測定をさらに精度良く行うことが出来る。
【００１１】
磁歪法による測定点（４）を複数設けると、複数の測定点（４）の測定値からせん断応力差積分法を用いて主応力をさらに精度良く測定ことが出来る。
【００１２】
測定板（２）の厚さを被測定部材（１）の応力変化に影響がない程度のものにすると、被測定部材（１）にかかる応力のみを精度良く測定できる。
【００１３】
測定板（２）を被測定部材（１）に蒸着することにより形成すると、測定板（２）の被測定部材（１）への貼付を簡単にすることが出来る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照にして説明する。なお、各実施の形態は本発明を既設構造物としての鋼材の応力測定方法に適用したものである。
【００１５】
図１及び図２は、第１の実施の形態にかかるもので被測定部材として鋼材１に測定板である鋼板２を貼付したものを示し、図１は正面図を示し、図２は断面図を示す。
測定板２としてこの実施の形態では鋼板を用いたが、他に鉄・ニッケル・コバルト等の磁性体からなるものであればよい。
【００１６】
鋼板２は鋼材１に接着剤３により貼付される。鋼材１又は鋼板２に接着剤３を塗布した後、接着剤３が完全に硬化しない状態で鋼板２を鋼材１に貼付する。接着剤３は硬化に伴う収縮が少ないものを使用することが望ましい。これは接着剤３が硬化するときに鋼板２に応力が発生してしまうからである。
【００１７】
鋼板２の厚さは、例えば０．３ｍｍとされ、鋼材１に応力がかかったときに、鋼板２が貼付されていることによりその応力に影響を与えない程度のものとする。なお、あらかじめ、鋼板２を鋼材１に貼付することによる鋼材１にかかる応力に対して与える影響の度合いを解析することにより、多少厚い鋼板を用いることも可能である。
鋼板２については、予め応力と磁歪式応力測定器の出力電圧の関係（磁化特性）を調べておく。
【００１８】
そして、鋼材１にかかる応力変化を測定するには、先ず、鋼板２の任意の点を測定点４（図面上●で表した部位である。以下同じ。）とし、該測定点４に磁歪測定器の検出プローブを当てて、その出力電圧を検出する。この測定点４は、図１に示すように碁盤目状に複数箇所とする。測定点４を複数箇所とするのは、磁歪測定器の出力電圧から得られる応力値が主応力差であることから、せん断応力差積分法を用いて主応力を分離するためである。なお、応力が作用する方向が明確な場合には測定点４は１点でも構わない。
【００１９】
しかして、鋼材１にかかる応力が変化したときには、鋼板２について磁歪測定法を用いて鋼板２の応力を測定することにより、鋼材１にかかる応力を測定することが出来る。
そして、従来のように歪みゲージ法を用いないで済み、磁歪法による応力測定のみで既設の鋼材１の応力を測定することが出来る。
【００２０】
また、鋼板２を鋼材１に貼付したときに、鋼板２に磁歪測定器の検出プローブを当ててその初期応力を測定すると、精度良い応力測定を行うことが出来る。
すなわち、鋼板２はその製造工程において、或いは鋼材への貼付時に応力が発生する場合がある。かかる初期応力が残留応力として残った状態である場合にはその後の応力測定に誤差が生じる可能性があり、測定結果を不正確なものにしてしまう。特に、鋼板２をボルト締めにより鋼材１に貼付した場合には、鋼板２にボルト締めによる応力が発生してしまっている。
【００２１】
そこで、鋼材１に鋼板２を貼付した後鋼板２の初期応力を磁歪測定法により測定し、鋼材１にかかる荷重変化等による応力の変化は、随時磁歪法で計測した応力と初期応力の差で表すことで、さらに精度良い鋼材１の応力測定を行うことが出来る。
【００２２】
図３及び図４は、第２の実施の形態にかかるもので、図３は正面図を、図４は断面図を示す。この第２の実施の形態が上記第１の実施の形態と異なる点は、測定板を鋼板２でなく、ニッケルの蒸着膜にした点である。従って、第２の実施の形態の説明については、上記第１の実施の形態を同様の部分については、図面に同一符号を付すことにより説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【００２３】
鋼材１の任意の箇所にニッケルの蒸着膜５を形成し、該ニッケル蒸着膜５を測定板とした。
そして、ニッケル蒸着膜５の任意な点に複数の磁歪法による測定点４を形成する。
【００２４】
このように、鋼材１に応力変化があった場合、ニッケル蒸着膜５が歪むため、これを磁歪測定法により応力測定することにより鋼材１の応力変化を測定することが出来る。
また、この第２の実施の形態にあっては、測定板を蒸着膜としたが本発明はこれに限らず、磁性材料を塗布するようにしてもよい。
【００２５】
なお、上記各実施の形態において、被測定部材を鋼材としたが、本発明はこれに限らず、磁性材料から成るものであればよい。
【００２６】
【発明の効果】
上述したように、本発明の磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法は、被測定部材に磁性体からなる測定板を被測定部材に貼付し、該測定板の歪みを磁歪法により応力に換算して上記被測定部材の応力を測定するようにした、ことを特徴とする。
この発明によれば、磁性材料からなる既設の構造体の応力を磁歪法のみで測定することを可能とし、従来のように２つの応力測定方法（磁歪法による応力測定方法と歪みゲージ法による応力測定方法）で構造物の応力を測定する必要はなく、従って、現地への測定機器の搬入を少なくし、計測作業の簡略化及び時間の短縮化並びに計測システムの簡素化を図ることが出来る。
【００２７】
測定板の被測定部材への貼付直後または貼付前の応力を磁歪法により測定して初期応力とし、被測定部材の荷重変化後の測定板の応力を磁歪法により測定して、該測定板の荷重変化後の応力測定結果と上記初期応力との差分を被測定部材の応力とすると、測定板の初期応力を除いた被測定部材の応力変化を精度良く測定することが出来る。
【００２８】
測定板についてこれにかけた応力とそのときの磁歪法における磁歪測定器の出力電圧との対応関係を調べておき、該対応関係に基づいて以後の被測定部材の磁歪法による応力測定を行うようにすると、被測定部材の応力の測定をさらに精度良く行うことが出来る。
【００２９】
磁歪法による測定点を複数設けると、複数の測定点の測定値からせん断応力差積分法を用いて主応力をさらに精度良く測定ことが出来る。
【００３０】
測定板の厚さを被測定部材の応力変化に影響がない程度のものにすると、被測定部材にかかる応力のみを精度良く測定できる。
【００３１】
測定板を被測定部材に蒸着することにより形成すると、測定板の被測定部材への貼付を簡単にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２とともに本発明の第１の実施の形態を示すもので、本図は正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図４とともに本発明の第２の実施の形態を示すもので、本図は正面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１  被測定部材（鋼材）
２  測定板（鋼板）
３  接着剤
４  測定点
５  ニッケル蒸着膜
【図１】
2004317163.tif 000003
【図２】
2004317163.tif 000004
【図３】
2004317163.tif 000005
【図４】
2004317163.tif 000006