|
|
【発明の名称】 |
ポアソン比測定方法及びその装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】長倉 博 |
【課題】細長い棒状の被測定試料に対しても、測定精度の良いポアソン比測定方法及びその装置を提供する事にある。
【解決手段】棒状の被測定試料のポアソン比測定において、水中に浸された棒状の被測定試料４１と、該被測定試料４１に弾性波を伝搬させる加振手段４２と、前記被測定試料４１を伝搬した弾性波を受波する受信手段４２と、前記加振手段４２で伝搬させた弾性波と前記受信手段４２により受波した弾性波を比較し、弾性波の減衰量からポアソン比を求める分析手段４７とを備えることを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 棒状の被測定試料のポアソン比測定において、棒状の被測定試料を水中に浸すと共に弾性波を伝搬させ、弾性波の減衰量からポアソン比を求めることを特徴とするポアソン比測定方法。
【請求項２】 棒状の被測定試料のポアソン比測定において、水中に浸された棒状の被測定試料と、該被測定試料に弾性波を伝搬させる加振手段と、前記被測定試料を伝搬した弾性波を受波する受信手段と、前記加振手段で伝搬させた弾性波と前記受信手段により受波した弾性波を比較し、弾性波の減衰量からポアソン比を求める分析手段とを備えることを特徴とするポアソン比測定装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、材料物性測定に用いられるポアソン比測定方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のポアソン比測定法を図４に示す。この方法は、同図に示すように、棒状の被測定試料を縦方向に引張り、縦方向と横方向の歪の比からポアソン比を算出する。即ち、長さＬ、径ｄの被測定試料を荷重Ｗで引っ張り、長さがλだけ伸び、直径はδだけ縮むとすると、軸方向の歪み（縦歪み）及びそれに直交する方向の歪み（横歪み）から、下式（１）によりポアソン比が求められる。
ポアソン比ν＝横歪み／縦歪み＝（δ／ｄ）／（λ／Ｌ） …（１）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】細長い棒状の被測定試料に対し、棒の長手方向に静的荷重を加えると、長手方向に直交する棒の変形量は、長手方向変形量に比べて非常に小さくなる。従って、長手方向に直交する方向の歪み測定精度が相対的に悪くなり、式（１）により算出されるポアソン比の精度も低下する。即ち、細長い棒では、横方向の変形量が小さく、横方向歪の測定精度が低いため、ポアソン比測定精度が充分ではなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発明の請求項１に係るポアソン比測定方法は、棒状の被測定試料のポアソン比測定において、棒状の被測定試料を水中に浸すと共に弾性波を伝搬させ、弾性波の減衰量からポアソン比を求めることを特徴とする。上記課題を解決する本発明の請求項２に係るポアソン比測定装置は、棒状の被測定試料のポアソン比測定において、水中に浸された棒状の被測定試料と、該被測定試料に弾性波を伝搬させる加振手段と、前記被測定試料を伝搬した弾性波を受波する受信手段と、前記加振手段で伝搬させた弾性波と前記受信手段により受波した弾性波を比較し、弾性波の減衰量からポアソン比を求める分析手段とを備えることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】水中に浸された供試棒内を伝搬する弾性波は、周囲の水への音響放射のために減衰し、その減衰量はポアソン比に依存することが理論的に明らかとなっている。そこで、本発明の実施の形態としては、その減衰量を測定することにより、供試棒のポアソン比を求めるものである。
【０００６】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。本発明の一実施例に係るポアソン比測定装置を図１に示す。本実施例は、水中への音響放射によりポアソン比を求めるものである。即ち、被測定試料である供試棒４１の一端に超音波振動手段４２を設置し、供試棒４１の一部を水４３に浸す。
【０００７】超音波振動手段４２は、増幅器４５を介して信号発生器４４に接続すると共に増幅器４６を介して信号分析器４７に接続している。従って、信号発生器４４で発生したトーンバースト信号が増幅器４５で増幅して超音波振動手段４２を駆動し、これにより、供試棒４１内を弾性波が伝搬し、反対側の端面で反射した波は超音波振動手段４２で受波される。
【０００８】更に、これを増幅器４６で増幅し、信号分析器４７に入力し、信号分析器４７で受波電圧レベルを記録する。尚、本実施例では、超音波振動手段４２により、供試棒４１に弾性波を伝搬させる加振手段としての機能と、供試棒４１を伝搬した弾性波を受波する受信手段としての機能を兼用していたが、各機能毎にそれぞれ装置を設けても良い。
【０００９】上記構成を有する本実施例のポアソン比測定装置によれば、以下のようにして、水中への音響放射によりポアソン比を求めることができる。先ず、図１に示すように、一定周波数で供試棒４１の水中に浸された部分の長さを数通りに変化させると、図２に示すように、その周波数ｆにおける水中への音響放射による減衰量を図３中の勾配として計測することができる。
【００１０】図２では、水中に浸された供試棒４１の長さが長いほど、受波電圧レベルが大きくなることを示している。次に、周波数を変化させて、同じく測定を行うと、図３に示すように、減衰量の周波数依存性が実験的に求められる。一方、水中への音響放射による減衰量は、供試棒４１のポアソン比νに依存しており、図３のように理論値を計算できる。
【００１１】図３では、減衰が大きくなるほど、ポアソン比νが高くなる傾向を示している。従って、減衰量の実測値と理論値とを比較することにより、供試棒４１のポアソン比νを推定することができる。
【００１２】このように推定した結果をより信頼性の高いものとするには、例えば、本願発明者が先に提案したポアソン比測定方法及びその装置（特願平９−５４４３６号）とを併用することも考えられる。例えば、棒状の被測定試料に沿って伝播する低周波数及び高周波数の弾性波の速度を測定し、これら低周波数及び高周波数の弾性波の速度比からポアソン比を求めるようにしても良い。
【００１３】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明の請求項１に係るポアソン比測定方法は、棒状の被測定試料のポアソン比測定において、棒状の被測定試料を水中に浸すと共に弾性波を伝搬させ、弾性波の減衰量からポアソン比を求めるため、従来のように静的荷重による変形を測定する方法に比べ、細長い棒状の試料においても、精度の良いポアソン比測定が可能となる。
【００１４】また、本発明の請求項２に係るポアソン比測定装置は、棒状の被測定試料のポアソン比測定において、水中に浸された棒状の被測定試料と、該被測定試料に弾性波を伝搬させる加振手段と、前記被測定試料を伝搬した弾性波を受波する受信手段と、前記加振手段で伝搬させた弾性波と前記受信手段により受波した弾性波を比較し、弾性波の減衰量からポアソン比を求める分析手段とを備えるので、加振手段から被測定試料へ弾性波を伝搬させ、その弾性波を受信手段により受波して、それらの弾性波を比較して、減衰量からポアソン比を求めるため、従来のように静的荷重による変形を測定する方法に比べ、細長い棒状の試料においても、精度の良いポアソン比測定が可能となる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）４月１０日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】光石 俊郎 （外２名）
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−２９５２７９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月２９日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−９８９８１ |
|