(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実構造物の疲労強度を評価する方法であって、
疲労試験装置により把持された試験体の被測定部位の残留応力を、測定幅を２ｍｍ以下としてＸ線で測定し、
所定の残留応力および応力振幅を再現させるように、前記被測定部位において測定された残留応力に基づいて前記試験体に加える応力振幅の目標範囲を決定し、
前記被測定部位の応力振幅をホットスポット法を用いて測定して、前記目標範囲内となるように前記試験体に加える応力振幅を調整しながら疲労試験を行い、構造物の疲労強度を評価することを特徴とする、疲労強度測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の疲労強度測定方法に用いられる疲労試験装置であって、
該疲労試験装置により把持された試験体における被測定部位の残留応力を２ｍｍ以下の測定幅で測定するＸ線残留応力測定装置と、
前記試験体における被測定部位の応力振幅を測定する応力集中ゲージとを備え、
所定の残留応力および応力振幅を再現させるため、前記被測定部位において測定された残留応力に基づいて決定された応力振幅を前記試験体に加えられるように、前記被測定部位の応力振幅を測定し、前記試験体に加える応力振幅を調整して疲労試験を行うことを特徴とする、疲労試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実物では疲労試験の困難な大型の金属構造物等の疲労強度を評価するのに好適な疲労試験機と疲労強度評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば橋梁や船等の大型の金属構造物では、長期間の使用により金属疲労が生じる。特に溶接構造の金属構造物では、溶接部の疲労強度を知ることが、金属構造物の補修・補強の必要性を知る上で重要である。一方、実構造物に加わる負荷のサイクルは長時間であり、また、橋梁や船等は大型であるため、疲労強度を実構造物で測定するのは現実的でない。そこで従来より、所定の試験体を用いた疲労試験を行って、実構造物の疲労強度を評価することが行われている。ここで、疲労試験機として、小型の試験体を用いた小型疲労試験機と、実際の実構造物に模した被検体を用いた構造物疲労試験機（大型疲労試験機）が知られている。
【０００３】
小型疲労試験機は、簡便で費用がかからず、負荷条件等の制御も容易であるといった利点がある。この小型疲労試験機では、試験体の公称応力で求められる応力振幅について実構造物との関連性を持たせることで、正確な疲労強度の測定を行うこととしている。しかし、応力集中や残留応力が複雑に加わることとなる実構造物に比べて小型疲労試験機では甘めの評価となる場合が多く、構造物疲労試験機と比べても、非特許文献２に開示されているＪＳＳＣの疲労等級で２ランクほども評価が甘くなってしまうことがあった。そのため、実構造物の疲労強度を評価する場合、応力集中や残留応力をより実構造物に近い状態に再現させる被検体を用いた構造物疲労試験機が多く利用されている。
【０００４】
ところが、構造物疲労試験機は、小型疲労試験機と比較して測定時間が長くかかり、コストも段違いに大きくなる。しかも、構造物疲労試験機によっても、実構造物の疲労強度を正しく評価できている保証はなく、特に実構造物に加わっている死荷重の影響が反映できていないといった問題があった。
【０００５】
ここで、非特許文献１によれば、構造物疲労試験機と小型疲労試験機の差の１つが応力集中の差であることが解明されている。つまり、小型疲労試験機に用いられる試験体のような単純な継手と、構造物疲労試験機に用いられる被検体のようなＩ型に溶接された部材とでは、拘束条件の相違により応力集中が異なっている。かかる応力集中の差の効果については、ホットスポット応力で評価することができる。ホットスポット応力とは、その近接する部分の局部応力を測定し、その測定値から対象とする部位の局部応力を外挿して得たものである。このホットスポット応力で応力集中の差の効果を評価することで、ＪＳＳＣの疲労等級で１ランクほど実構造物に近づいた疲労評価が小型疲労試験機によっても行えることとなる。さらに、非特許文献１では、ＪＳＳＣ疲労等級での実構造物と上記疲労評価との残り１ランク程度の差は残留応力の効果によるものであると考えられている。
【０００６】
残留応力は溶接時の拘束に大きく影響されるため、小型の継手と大型の構造物では大きく異なることが多いと考えられている。近年、疲労強度の改善手法として、構造物の残留応力を制御することによって疲労強度を向上させる処理手法が開発されてきている。しかし、従来の小型疲労試験機では、応力振幅しか考慮しないために上記残留応力制御型処理手法においては、再現性に問題がある。さらに、疲労強度が実構造よりも大きく出るために、試験時の応力振幅を大きくしがちであり、特に疲労強度向上手法の評価の場合はそれが極端なレベルに達し、応力集中度と残留応力の貢献度のバランスが実構造とかけ離れてしまうという問題が発生する。
【０００７】
一方、上述してきたような問題がある中、実構造物の疲労評価を行う様々な方法が従来考えられており、以下のような方法が知られている。例えば、特許文献１には、負荷によって付加され、圧電素子や歪みゲージ等によって検出する歪から計算される局部応力のみに着目した疲労評価方法が提案されている。また、特許文献２および特許文献３には、構造物等の疲労が発生する部位を直接Ｘ線によってモニタリングし、その構造物等の疲労度や余寿命について評価を行う疲労評価方法が提案されている。
【非特許文献１】Anami K.、Fatigue strength improvement ofwelded joints made of high strength steel、東京工業大学博士論文、2000
【非特許文献２】社団法人鋼構造協会「鋼構造物の疲労設計指針・同解説」P.5〜11  1993
【特許文献１】特開２００１−２１４２１２号公報
【特許文献２】特開平６−３４７４２５号公報
【特許文献３】特開平６−１１４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載された疲労予知方法では局部応力のみに着目しているため、実構造物の残留応力の効果については評価することができないという問題がある。また、上記特許文献２、３に記載された余寿命評価法においては、マスターカーブを疲労試験で作成する必要があり、手間がかかる上に、マスターカーブは鋼材の組織に依存しているため、その鋼種が変わるごとに作成する必要があるという問題点がある。さらに、マスターカーブは溶接にも影響を受け、残留応力がどのように重畳されているのかも不明である。
【０００９】
上述した問題点に鑑み、本発明の目的は、実構造物の疲労強度を容易に正しく評価できる疲労試験機と疲労強度測定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】
上記目的を達成するため、本発明によれば、実構造物の疲労強度を評価する方法であって、疲労試験装置により把持された試験体の被測定部位の残留応力を、測定幅を２ｍｍ以下としてＸ線で測定し、所定の残留応力および応力振幅を再現させるように、前記被測定部位において測定された残留応力に基づいて前記試験体に加える応力振幅の目標範囲を決定し、前記被測定部位の応力振幅をホットスポット法を用いて測定して、前記目標範囲内となるように前記試験体に加える応力振幅を調整しながら疲労試験を行い、構造物の疲労強度を評価することを特徴とする、疲労強度測定方法が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、上記疲労強度測定方法に用いられる疲労試験装置であって、該疲労試験装置により把持された試験体における被測定部位の残留応力を２ｍｍ以下の測定幅で測定するＸ線残留応力測定装置と、前記試験体における被測定部位の応力振幅を測定する応力集中ゲージとを備え、所定の残留応力および応力振幅を再現させるため、前記被測定部位において測定された残留応力に基づいて決定された応力振幅を前記試験体に加えられるように、前記被測定部位の応力振幅を測定し、前記試験体に加える応力振幅を調整して疲労試験を行うことを特徴とする、疲労試験機が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、実構造物で実際に破壊の発生する恐れのある部位の測定された残留応力および応力振幅を再現させるように、試験体の被測定部位に所定の残留応力および応力振幅を加えて疲労試験を行うことにより、構造物の疲労強度を正確に評価できるようになる。Ｘ線残留応力測定装置を用いて２ｍｍ以下の測定幅で測定することにより、試験体における被測定部位の残留応力を精度良く測定できるようになる。本発明は、大型構造物の疲労寿命を評価する場合に有用であり、特に構造物に溶接部が存在する場合、当該溶接部の疲労強度を正確に把握し、金属構造物の補修・補強の必要性を知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照にして説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる疲労試験装置１の説明図である。図２は、疲労試験装置１によって試験される試験体ａの平面図、図３は、試験体ａの側面図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
図１に示すように、疲労試験装置１は、左右の支柱１０によって上下に所定の間隔をあけて配置された下架台１１と上架台１２を備えている。下架台１１には下チャック１５が支持部材１６によって取り付けられ、上架台１２には上チャック１７が支持部材１８によって取り付けられている。また、上チャック１７を支持する支持部材１８には、ロードセルと油圧シリンダの両方の機能を兼ね備えた駆動測定機構１９が取り付けてある。
【００１５】
この疲労試験装置１の上チャック１７と下チャック１５によって、試験体ａの上下端が把持され、駆動測定機構１９によって、試験体ａに所望の負荷が加えられる。また、こうして上チャック１７と下チャック１５の間に把持された試験体ａには、応力集中ゲージ２０が貼り付けられる。また、試験体ａの側方には、Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッド２１が設置される。例えば、通常の250kN疲労試験装置中にフレームを構築し、小型のＸ線応力測定装置をそのフレームに設置して、試験体ａの被測定部位での発生応力を絶対値で捉えることができる。なお、X線残留応力装置は、例えばXstress社製の装置を、現場で適用しやすいように改造した特殊なものを用いる。この機器は精密な位置制御機構を備えており、評価したい部位に正確にX線のビームを当てることができる．
【００１６】
図２、３に示すように、試験体ａは、主板３０と、一対の鉛直リブ３１からなり、一対の鉛直リブ３１は、溶接部３２を介して主板３０の上下面に接合されている。この試験体ａの主板３０の長手方向の両端を、疲労試験装置１の上チャック１７と下チャック１５に把持することにより、試験体ａが疲労試験装置１に取り付けられる。そして、駆動測定機構１９によって、試験体ａに周期的に圧縮、引っ張りの変位が加えられ、試験体ａ中に、主板３０の長手方向に沿って引っ張り応力と圧縮応力が交互に加えられる。
【００１７】
このように、駆動測定機構１９によって試験体ａに荷重が加えられることにより、試験体ａ中では、溶接部３２のトゥー部分３２’において、主板３０中に応力集中が発生する。かかるトゥー部分３２’では、応力集中による疲労破壊が発生する事態が懸念される。そこで、このトゥー部分３２’を被測定部位とし、応力集中ゲージ２０と測定ヘッド２１により、トゥー部分３２’において主板３０に加わる応力振幅と残留応力を測定する。
【００１８】
トゥー部分３２’に生ずる残留応力は、Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッド２１によって測定される。また、トゥー部分３２’に生ずる応力振幅は、応力集中ゲージ２０によって測定される。
【００１９】
Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッド２１は、トゥー部分３２’において主板３０に生じている残留応力を、Ｘ線回折技術を用いて高速、高精度に測定することが可能である。この測定ヘッド２１による測定幅ｄは、主板３０の表面において２ｍｍ以下に設定される。
【００２０】
ここで、図４、５に示すように、Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッド２１を、主板３０の長手方向に沿って移動させて、トゥー部分３２’の近傍における主板３０中に生ずる長手方向残留応力分布を測定した結果を図６，７に示す。
【００２１】
図７は、トゥー部分３２’からの距離（主板３０の長手方向に沿った距離）と主板３０中に生ずる残留応力の関係を示すグラフであり、測定幅ｄを２ｍｍに設定して、Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッド２１によって測定された残留応力と、ＦＥＭによって測定された残留応力を比較して示している。両者は、いずれもトゥー部分３２’からの距離が大きくなるにしたがって（トゥー部分３２’から離れるにしたがって）主板３０中に生ずる残留応力が小さくなる傾向を同様に示している。
【００２２】
ＦＥＭでは残留応力分布が包絡線としてしか得られないが、Ｘ線残留応力測定装置で測定された残留応力分布は２ｍｍ周期くらいの小さい変動が見られた。測定幅ｄを２ｍｍに設定すれば、ＦＥＭと同程度の測定精度が得られ、かつ、２ｍｍ周期程度で生じている残留応力の変動も測定できることが分かる。
【００２３】
図６は、トゥー部分３２’からの距離（主板３０の長手方向に沿った距離）と主板３０中に生ずる残留応力の関係を示すグラフであり、Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッド２１による測定幅ｄを、主板３０の表面において２ｍｍに設定して測定した場合と１ｍｍに設定して測定した場合を比較して示している。両者は、いずれもトゥー部分３２’からの距離が大きくなるにしたがって（トゥー部分３２’から離れるにしたがって）主板３０中に生ずる残留応力が小さくなる傾向を同様に示している。また、変動量も１ｍｍにしたところで、さほど大きく変化するようには見受けられず、測定幅ｄを２ｍｍに設定すれば、測定幅ｄを１ｍｍに設定した場合と同程度の測定精度が得られることが分かる。これらのことより、測定幅ｄは２ｍｍ以下にまで小さくできれば、それ以上小さくする必要がないことも分かる。
【００２４】
なお、トゥー部分３２’の残留応力を測定する場合は、Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッド２１は移動せず、トゥー部分３２’において主板３０中に生ずる長手方向残留応力を測定する。
【００２５】
図８、９に示すように、応力集中ゲージ２０は、トゥー部分３２’の近傍において、主板３０の長手方向に沿って複数の歪ゲージ３５を直列に配置した構成である。応力集中ゲージ２０は、複数の歪ゲージ３５によって測定された各位置の歪から、外挿値としてトゥー部分３２’（被測定部位）の応力振幅を測定するようになっている。例えば、試験体ａの主板３０において、トゥー部分３２’から0〜2mmの範囲をX線計測（残留応力測定）のために表面を露出させ、その外側に応力集中ゲージ２０を貼って、トゥー部分３２’でのホットスポット応力振幅を算定することができる。
【００２６】
以上のように構成された疲労試験装置１によって金属構造物等の疲労強度を評価する場合、先ず、実構造物において、例えば溶接部の残留応力および応力振幅を実際に測定する。この溶接部の残留応力の測定は、図４、５で説明した試験体ａに対する測定を行う場合と同様に、Ｘ線残留応力測定装置を用いて行うことができる。また、溶接部の応力振幅の測定は、図８、９で説明した試験体ａに対する測定を行う場合と同様に、応力集中ゲージを用いて行うことができる。
【００２７】
そして、このように実構造物において測定された、例えば溶接部の残留応力および応力振幅から、試験体ａに加えるべき付加条件を決定する。即ち、例えば、実構造物の溶接部で測定された応力範囲が+100〜200MPaであったとする。一方、図１に示すように、疲労試験装置１の上チャック１７と下チャック１５によって上下端が把持された試験体ａにおいて、まだ駆動測定機構１９による負荷が加えられる前の状態（無載荷状態）で、溶接部３２のトゥー部分３２’での残留応力が50MPaであったとする。かかる場合であれば、駆動測定機構１９によって試験体ａに加えるべき応力は+50Mpa〜150MPaとなる。また、トゥー部分３２’での応力集中が２倍であることがわかっていれば、応力振幅＝平均応力×２という関係になるので、Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッド２１で残留応力を確認しながら、具体的な「荷重（応力×断面積）」を決定する。
【００２８】
こうして、実構造物において、疲労破壊を生ずる可能性のある例えば溶接部の状態を再現させるように、試験体ａのトゥー部分３２’（被測定部位）に同じ条件で残留応力および応力振幅を加えて疲労試験を行う。その結果、実構造物の疲労性能を精度良く評価できるようになる。
【００２９】
なお、単純に、従来のＸ線応力測定装置を使って残留応力を計測し、その後で従来の疲労試験装置によって疲労試験を行う、ということで目的とする試験が行えないのにはいくつかの理由がある。まず、通常、残留応力は初期の載荷によって再配分を生じることである。つまり、初期値と、繰り返し載荷が行われているときの残留応力は異なっている。ただし、それだけであると疲労載荷をある程度行ってから疲労試験機から取り外して、Ｘ線応力測定をすればいいということになる。
【００３０】
しかしながら、もう一つの重要な要素として、試験体ａの持つ形状の不整の効果がある。残留応力を持っているということは、試験体ａには溶接ひずみによる変形も生じているということである。そのため、疲労試験機に設置したときに、そのひずみはある程度矯正され、それによって、残留応力がまた変化してしまう。この効果に再現性を持たせるのは、実質的にかなり困難である。よって、以上の試験実行上の困難を解決するためには、疲労試験機に残留応力測定装置を組み込んで、載荷を行いながら残留応力計測を行うしかない。
【００３１】
ここで、疲労試験装置１における概略の試験手順を以下に示す。
（１）試験体ａをチャック前にX線応力計測。
（２）試験体ａをチャック後に荷重をゼロに調整し、X線応力計測。
（３）荷重をかけながら、ある荷重ステップごとにX線応力計測（計測中は荷重をホールドする）。
（４）目標となる応力振幅または荷重振幅に対し、3回繰り返して載荷をしながら、ある荷重ステップに対してX線応力計測。
（５）目標となる応力振幅または荷重振幅に対して、疲労載荷を動的に実施。破断もしくは所定の回数まで載荷。
【００３２】
なお、応力集中ゲージ２０および駆動測定機構１９（ロードセル）による荷重の計測は、Ｘ線残留応力測定装置より細かく行うことが好ましい。また、測定するトゥー部分３２’は4箇所中1箇所のみでも良いが、他の3箇所についても同様に測定してもよい。また、応力振幅は、応力集中ゲージ２０で得られた応力集中係数を用いて、荷重を調整しながら応力振幅を目標圏内に納めることになる。
【実施例】
【００３３】
(1)疲労試験体
図１０に試験体の形状を示す。評価対象とする橋梁の構造に合わせて、主板は12mm厚、鉛直リブも12mm厚としている。実構造の鉛直リブの高さは140mmであったため、試験体のリブ高さは両面でトータル140mmになるように、高さ70mmとした。材料は調達性の観点からSM490とした。SM490Y材と比較して強度は低下するが、ピーニングなどの圧縮残留応力を付与する手法は鋼材強度が低下すると効果が低下するのが一般的のため、試験としては安全側を押さえることとなる。表1に用いている鋼材の材料強度（ミルシート値）を示す。
【００３４】
【表１】
0005225705.tif 000002
【００３５】
実構造の鉛直リブ端部では、連続して角を溶接するいわゆるまわし溶接ではなく、片面ずつ端から端まで溶接するふりわけ溶接となっている。ふりわけ溶接は、まわし溶接に比較して応力集中部が複雑な形状となっている。また、ビードとビードの継目が応力集中部に存在するために、疲労強度の低下が懸念される溶接の方法である。そのため、試験体でも実構造に合わせてこのふりわけ溶接とした。溶接材料はソリッド溶接ワイヤーであるYM-26としている。脚長もなるべく実構造での寸法に合わせて11mm程度を狙って溶接を行った。
【００３６】
リブに設けてある切り欠きは、Ｘ線応力測定装置のアクセスを確保するためである。この切り欠きが無くても測定は可能であるが、複雑な手順を必要とするために、今回は試験体に切り欠きを設けて計測を容易とした。この切り欠きの有無の影響については、製作前に予めFEMで検討を行ったが、この有無による影響は無視できるほど小さいことを確認した。なお、応力集中に及ぼす影響が大きいのは特に脚長であることがこのFEMによって判明した。
【００３７】
(2)止端処理
今回の疲労試験では、X線応力計測を行いながら試験可能な止端は全4箇所中1箇所だけである。そのため、なるべく計測している部位以外の箇所で疲労き裂を生じないように、他の3箇所についてはグラインダー処理を行った。グラインダーには歯の直径が約10mmのバー・グラインダーを用いた。溶接ままの試験体についてはその状態で試験を行い、ピーニング試験体については、3箇所にグラインダー処理後、全4箇所の止端にピーニング処理を施した。溶接ままの試験体のき裂を起こしたくない3箇所についてピーニング処理を行わなかったのは、ピーニングを処理すると、12mm程度の板厚であると板の裏側の残留応力状態にまで影響を及ぼしてしまうからである。
【００３８】
なお、ピーニング処理については、27kHzのツールで、先端が3mmピンを用いて実施した．この条件は、実橋での施工試験でも同じである。
【００３９】
(3)現場計測
2007年2月に、実橋梁で現場計測を行った。現場計測は、応力振幅計測に関しては荷重車を用い、X線計測は今回の疲労試験に用いたのと同一の機器を用いた。現場計測は、ピーニングによる効果を把握するために、応力振幅計測および残留応力計測共にピーニング施工の前後に実施し、その差を確認している。なお、ピーニングにより導入された残留応力が、その後の交通荷重によって再配分される可能性を考慮して、ピーニング処理から処理後の残留応力計測までは24時間以上のインターバルを確保している。
【００４０】
計測の結果、まず、止端近傍でのひずみゲージでの応力振幅の計測では、大きくとも55MPaであった。またこのとき、Hot Spotで約100MPaであった。これに、過積載を1.5倍考慮したとするとそれぞれ、約80MPa、約150MPa程度が最大の応力振幅の程度ではないかと推定される。
【００４１】
また、残留応力の計測結果であるが、施工前（溶接まま）の状態では、200〜300MPa程度の引張応力であったのに対し、ピーニング処理後では200MPa程度の圧縮となった。
【００４２】
そこで、現場で計測された局部応力範囲は以下のようにまとめられる。
溶接まま：50〜200MPa（残留応力200MPa、応力振幅150MPa）
ピーニング処理：-350〜-200MPa（残留応力-200MPa、応力振幅150MPa）
【００４３】
(4)試験パラメータ
試験パラメータは試験荷重とする。残留応力を計測しながら、評価を行ったものを実施例、通常通りに、機械的に外力だけで試験を行ったものを比較例とする。同じ応力振幅でも、残留応力が低ければ疲労寿命が長くなる。その関係について本発明を用いれば、的確に得ることが出来ることを示す。
【００４４】
試験体の残留応力を、コントロールする手法としては、ピーニング、および、試験体の溶接変形を活用している。例えば、図１１に示すように、チャック１７、１５に把持前（ａ）の試験体ａが、チャック１７、１５に把持後（ｂ）に矯正された場合、図１１の例では、試験体ａの右側の止端（トゥー部分３２’）が残留応力が引張側にシフトし、左側の止端（トゥー部分３２’）が圧縮側に向かってシフトすることがわかる。よって、そのどっちの側の止端を試験対象止端に設定するかによって、残留応力に差をつけることができることがわかる。
【００４５】
試験体とパラメータの一覧を表2に示す。
【００４６】
【表２】
0005225705.tif 000003
【００４７】
「実施例」は、試験体の残留応力を計測して、それに合わせて試験のコントロールをすることができ、疲労試験結果を正当に評価できるのに対して、「比較例」では機械的に、応力振幅のみを合わせ、応力比0.1で疲労試験を行っている。
各試験にて計測された残留応力と、試験によって得られた繰り返し回数の一覧を表3に示す。
【００４８】
【表３】
0005225705.tif 000004
【００４９】
比較例１と比較例２の試験結果を見ると、同じ公称応力で試験をしているにもかかわらず、比較例１が疲労き裂を早期に発生するのに対し、比較例２ではき裂を発生しない。しかも、この試験では公称応力しか考慮することができないため、継手の形状が変化し、残留応力レベルが変化すると、それを考慮することができない。つまり、本発明を用いない限り、小型疲労試験の結果をもって、実構造の疲労寿命を評価し、推定することは極めて困難であることがわかる。
【００５０】
一方、実施例については、疲労試験の結果（繰り返し回数）と、応力振幅、残留応力の関係が明確であり、実構造物との関係を見てゆけば、対応を容易に取ることができる。
【００５１】
実施例11と比較例5を比較してみると、ピーニングの試験体でも、実施例がき裂が生じないのに対して、比較例はき裂を発生している。
【００５２】
実構造の現場計測での結果は、下記の通りである。
溶接まま：50〜200MPa（残留応力200MPa、応力振幅150MPa）
ピーニング処理：-350〜-200MPa（残留応力-200MPa、応力振幅150MPa）
【００５３】
溶接ままは、実施例１とよく合致しており、ピーニング処理は実施例11よりもさらに安全側の結果を実構造で与えることが予想できる。つまり、本発明を用いれば、実構造においてピーニングを用いれば疲労き裂を防止できるということを評価できるのに対して、これまでの方法ではその判断をつけることが困難であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、例えば橋梁や船等の大型の金属構造物の疲労試験に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態にかかる疲労試験装置の説明図である。
【図２】疲労試験装置１によって試験される試験体の平面図である。
【図３】図３は、試験体ａの側面図である。
【図４】Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッドの説明図である。
【図５】Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッドの測定幅の説明図である。
【図６】トゥー部分からの距離と主板中に生ずる残留応力の関係を示すグラフであり、Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッドによる測定幅を２ｍｍに設定して測定した場合と１ｍｍに設定して測定した場合を比較して示している。
【図７】トゥー部分からの距離と主板中に生ずる残留応力の関係を示すグラフであり、測定幅を２ｍｍに設定して、Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッドによって測定された残留応力と、ＦＥＭによって測定された残留応力を比較して示している。
【図８】応力集中ゲージを説明するための側面図である。
【図９】応力集中ゲージを説明するための平面図である。
【図１０】実施例に用いた試験体の説明図である。
【図１１】チャック把持により試験体が矯正される状態の説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  疲労試験装置
ａ  試験体
１５、１７  チャック
１９  駆動測定機構
２０  応力集中ゲージ
２１  Ｘ線残留応力測定装置の測定ヘッド
３０  主板
３１  鉛直リブ
３２  溶接部
３２’  トゥー部分（被測定部位）
【図１】
0005225705.tif 000005
【図２】
0005225705.tif 000006
【図３】
0005225705.tif 000007
【図４】
0005225705.tif 000008
【図５】
0005225705.tif 000009
【図６】
0005225705.tif 000010
【図７】
0005225705.tif 000011
【図８】
0005225705.tif 000012
【図９】
0005225705.tif 000013
【図１０】
0005225705.tif 000014
【図１１】
0005225705.tif 000015