液体窒素温度77Kにおける材料試験片の超音波疲労非破壊試験装置であって、前記試験片、超音波ホーン、液体窒素よりなるクライオスタット部、液体窒素加圧制御部、レーザ光の振動検出解析部、超音波疲労制御部で構成されることを特徴とする極低温超音波疲労非破壊試験装置。請求項1に記載の極低温超音波疲労非破壊試験装置であって、前記クライオスタット内部の液体窒素液面上に液面制御ぶたを具備していることを特徴とする極低温超音波疲労非破壊試験装置。請求項1に記載の極低温超音波疲労非破壊試験装置であって、前記クライオスタット内部の試験片にシールパッキンを介してミストシールドが設けられていることを特徴とする極低温超音波疲労非破壊試験装置。請求項1に記載の極低温超音波疲労非破壊試験装置による解析評価方法であって、AE波形の発生位置における応力位相を求めることによりAE事象の応力位相を測定することを特徴とする極低温超音波疲労非破壊の解析評価方法。請求項1に記載の極低温超音波疲労非破壊試験装置による解析評価方法であって、前記AE事象の応力位相解析と連続FFT解析による分調波及び高調波の強度を測定することを特徴とする極低温超音波疲労非破壊の解析評価方法。極低温環境下における疲労き裂発生寿命等の疲労損傷進展過程を非破壊で評価するためには、上述した常温における超音波疲労の非線形超音波測定方法の原理を基に、液体窒素環境下で実施可能にする必要がある。そのためには、試験片温度の安定性、雑音対策を含む液体窒素環境における非接触測定方法、疲労損傷評価方法の問題を解決しなければならない。本発明は、クライオスタット内の液体窒素で冷却された試験片における超音波疲労時の振動を非接触で検出し、疲労損傷を評価することが可能な極低温環境超音波疲労非破壊評価装置を提供することである。そこで、この出願の発明は、上記の課題を解決するため、発明の第1は、試験片、超音波ホーン、液体窒素よりなるクライオスタット部、液体窒素加圧制御部、レーザ光の振動検出解析部、超音波疲労制御部で構成されることを特徴とする極低温環境超音波疲労非破壊試験評価装置を提供する。そして第2には、第1の発明においてクライオスタット内部の液体窒素液面上に液面制御ぶたを具備していること、第3にはクライオスタット内部の試験片にシールパッキンを介してミストシールドが設けられていることを特徴とする極低温超音波疲労非破壊試験装置を提供する。また、第4には、第1の発明の極低温超音波疲労非破壊試験装置をもちい、AE波形の発生位置における応力位相を求めることによりAE事象の応力位相を測定することを特徴とする極低温超音波疲労非破壊の評価解析方法を提供する。更に、第5には、AE事象の応力位相解析と連続FFT解析による分調波及び高調波の強度を測定することにより損傷及びき裂発生寿命評価を特徴とする極低温超音波疲労非破壊の評価解析方法を提供する。本発明の極低温超音波疲労非破壊評価試験機の構成は、図1に示すように、超音波ホーンを組み込んだクライオスタット部、液体窒素加圧制御部、超音波疲労制御部、振動検出解析部で構成される。ここでは、超音波疲労制御部は市販品例えば島津製作所製USF-2000などを用いる。図2に超音波ホーンを組み込んだクライオスタット部の構成を示す。クライオスタット部は、クライオスタット1内に断熱対策を施した超音波ホーン4、レーザ振動計測用のぞき窓3、液面高さ制御管2、液面制御ぶた9、シールパッキン10ミストシールド11で構成される。超音波疲労試験においては、試験片は超音波ホーンの先端に設置され、試験片はねじを用いてこのホーンに取り付けられる。このとき、クライオスタットの外側にある超音波振動子を含む超音波ホーン部は断熱構造とする。試験中は、超音波振動子5が侵入熱源となって熱が超音波ホーン4を伝わってクライオスタット1内の液体窒素2を沸騰させる。この沸騰現象により大規模な対流がクライオスタット内に生じて液面高さが安定しなくなる。そこで、厚さ数mmのガラスペーパー製の液面制御ぶた9を液体窒素排出管7開口部に設け、濡れたガラスペーパー層が設定した液面にあることで沸騰による液面高さの変化を安定させる。超音波疲労は、共振現象を利用して試験片8に応力負荷を与えることから試験片中央部近傍が応力負荷域となり、この領域を試験中において液体窒素温度に保つ必要がある。そのため、試験片長さの2/3以上を液体窒素に浸すことが望まれる。超音波疲労試験中は、試験材の内部摩擦による発熱及び高周波振動の影響により、試験片周りでミストが発生しレーザ光を散乱させることでレーザ振動計において計測雑音が発生する。そこで、発生するミストをレーザ光路12に入れない方法として、ミストシールド11を設けさらに試験片とミストシールドの隙間に、ガラスペーパー製の厚さ数mmシールパッキン10を挿入する。このパッキンは、試験中に液体窒素に濡れるように設置することで、ミストをシールドするとともに、機械的なフリクションノイズの発生を低減することができる。液体窒素は、窒素ガスで加圧することで液体窒素流入管6よりクライオスタット1に圧入され、液体窒素排出管7から排出される。超音波疲労試験中は、クライオスタット内の液体窒素の沸騰を低減させるため、液体窒素流入管6より常時液体窒素は外部から圧入される。圧入される液体窒素の流量は、液体窒素加圧制御部で制御される。試験片の検出対象振動周波数帯域は数Hzから数MHzであり、変位及び速度が検出できるレーザ振動計を用いて検出される。レーザ光は、クライオスタット上部に設けられたのぞき窓を介して試験片上端部に入射され、これがレーザ光路12となる。このとき液体窒素及びそのミストが試験片上端面にかかり、レーザ光を散乱させないように、試験片とミストシールドの隙間にシールパッキン10を挿入しておく。レーザ振動計で検出された変位及び速度信号は、各々数MHz以上のサンプリング速度で12bit以上の分解能を有する連続波形収録装置で同時収録される。図3に解析フロー図を示す。レーザ振動計で検出された速度波形と変位波形を対象に非線形超音波解析とAE解析が行われる。連続波形収録装置で同時収録された速度波形は、基本波加振周波数、高調波2次~5次及び分調波基本波周波数の1/2が連続FFTやウェーブレット解析により各周波数の強度が抽出される。また、加振周波数の5倍以上周波数のハイパスフィルターHPFを用いて、アコースティックエミッションAE信号を抽出し、しきい値を設定することで、AE事象を抽出する。一方、連続波形収録装置で収録された変位波形は、試験片の振動変位量の測定及び応力位相の解析に用いられる。速度波形から抽出されたAE事象には、ノイズと微視割れやき裂進展などの疲労損傷の発生に伴うものに分けられる。図4に、ノイズ信号における応力位相とハイパスフィルター波形の例を示す。ノイズ波形では、応力位相に無関係にAE波形バースト信号が発生している。図5に微視割れに伴うAE波形ハイパスフィルター波形を、図6にAE波形と応力位相変位の関係を示す。割れのAEは最大引張り応力=最大変位近傍で検出される。そこで、割れに伴うAE波形は、応力位相と相関をもって検出される。AE発生時の応力位相との対応は、AE波の到達時間差補正を行わなければならない。微視割れに伴うAEは、試験片中央から発生するため、試験片端部で検出する場合には時間遅れが生じる。時間遅れΔTは以下の式で求める。[式1]ΔT=L/vLNただし、Lは試験中央から端部までの長さ、vLNは液体窒素温度におけるAE波の音速である。微視割れに伴う波形では、応力位相がAE到達時間補正後の正の最大値近傍即ち最大引張り応力で発生している。これは非特許文献5に示す通常の疲労試験時のき裂生成のAEpeakloadAEに対応し、超音波疲労試験においても同様の現象が見られた。これより、検出されたAE事象の応力位相を対応させることでき裂生成に加え、き裂閉鎖、き裂開口といった巨視的な破面の情報も得ることができる。高調波及び分調波の情報は、非線形超音波として特許文献6から8、並びに非特許文献1及び2に述べられており、塑性変形や微視き裂との対応が見られる。これらの非線形超音波のパラメータとAE情報を合わせた疲労損傷進展評価により、材料の損傷及びき裂発生寿命等の評価が非破壊で可能となる。本発明装置により、液体窒素温度77Kにおいて、高サイクル疲労試験時の疲労損傷進展挙動が非破壊で評価でき、破断寿命に加えて、疲労損傷及びき裂発生寿命の評価が可能となる。超音波疲労試験時に検出された振動波形と解析例を説明する。図4は、試験中に検出されたミストによるノイズの例である。波線は速度波形、実線は100kHzハイパスフィルターによって抽出されたAE波形である。このAE波形は、ミストがレーザ光を散乱させることで発生したノイズであり、応力位相に相関がない。図5は、疲労試験の後期に検出された微視割れの発生に伴うAE信号の例である。波線は速度波形、実線は100kHzハイパスフィルターによって抽出されたAE波形速度である。速度波形では、負位相の最低振幅時にAE波形が見られる。図6は、図5と同じ時間軸における変位波形と100kHzハイパスフィルターによって抽出されたAE波形速度の検出時間を1式によりΔT補正を行ったものである。このAE波形の初動は、変位=応力が最大時に検出されており、PeakLoadAEとしてき裂生成のAEに対応する。このように、応力位相とAE波形の対応を行う場合、変位における位相とAE源の位置試験片中央から検出端位置までの到達時間を補正したときの発生時の時間との対応を行わなければならない。図7は、最終破断近傍におけるサイクル数と分調波、第二次高調波、第三次高調波、AE事象数をまとめて示したものである。お互いのパラメータの相関から疲労損傷進展評価ができる。分調波、第二次高調波、第三次高調波、AE事象数とも最終破断直前である4.36x105サイクルで急上昇し4.38x105サイクルで破断したことから、4.36x105サイクルから4.38x105サイクルにき裂が連続して進展したと考えられるき裂成長期。一方、4.27x105サイクルにAE事象の急上昇が見られ、その後、第二次高調波及び第三次高調波に変化が見られたことから、このときに微視き裂が生成したと考えられるき裂核生成。また、3.70x105サイクルからAE事象が検出され4.27x105サイクルまで緩やかに上昇したが、第三次高調波には変化が見られず、わずかに第二次高調波に変化が見られたことから、局所的な塑性変形を伴う微視割れが各所で生成することで損傷が発生したと考えられる。以上より、このときのき裂発生寿命は4.27x105サイクルと考えられる。