1997 Fiscal Year Annual Research Report
縦波と横波を用いた超音波非破壊高力ボルト軸力測定に関する研究
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09750556
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山口 隆司 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50283643)
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| Keywords | 高力ボルト / 軸力推定 / 音弾性法則 / 超音波 |
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| Research Abstract |
本年度においては,超音波軸力測定の基本となる縦波と横波の伝播速度の応力依存性を,首下長さやセンサー取付表面の粗さとの関連に注目して実験的に検討し,実際の現場計測のための適用性を検討するための基礎的資料の収集を行った.まず,一般の橋梁構造物の高力ボルト接合部に用いられている高力ボルト(M22(F10T)を対象とし,首下長さ,ボルトヘッド表面の切削の有無,同じ製造ロットの中での個体差をパラメータとした供試体を用意し,これらに対して万能試験機により単調に引張荷重を載荷し,その時の伝播速度の変化を伝播時間の変化からシングアラウンド計測器を用いて計測した.その結果,以下に示すような成果が得られた.
1.縦波と横波の伝播速度の応力依存性についてはどちらも線形関係が存在し,音弾性定数としては縦波1.149×10^<-5>,横波1.952×10^<-6>がそれぞれ得られた(M22首下長さ130mmの場合).計測精度の点からは,縦波の方が精度良く計測可能である.
2.音弾性の個体差によるばらつきは,縦波で約6%,横波で約4%であり,個体差のばらつきの軸力推定に与える影響は現在の軸力推定レベルを考慮するとほとんど問題ないと思われる.
3.センサー張り付け表面の粗さについても,音弾性定数に与える影響は小さく,表面を削り出すことなく測定は可能であり,十分な精度の計測値が得られる.
4.無応力状態での超音波の伝播速度皮については,初期状態に依存し,供試体間での差が大きい.特に横波については,計測が難しいことから縦波に比べてその差は大きい.この差は軸力推定に大きな影響を与えることから,この差を小さくする方法(例えば,センサー取付治具の改良),もしくはこの差を消去するような軸力推定法を確立する必要がある.
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