| 研究概要 |
変形前後のスペックルを含む物体像をTVカメラで撮影し,それらの画像間の減算処理によりスペックルパタ-ンを干渉させ,面内の変形やひずみを測定するスペックルパタ-ン干渉法ESPIのシステムを開発し,超高温での熱ひずみの測定に適用した.ESPIは一方向の面内変位成分の分布が干渉じまとして得られる非接触の測定法で,測定表面に何の処理も施す必要がなく,ほぼ実時間の干渉が可能であるため高温での適用が可能となる.高温物体のひずみを測定する場合,物体まわりの加熱された空気が乱されることによりしまの変動や可視度の低下が生じる.この問題は,被測定物を真空に近い程度にまで減圧された容器内に入れることによって解決された.その場合は,大気圧の空気中に比べて非常に安定したしまが得られ,測定値のばらつきも小さくなった.一般的な2次元面内ひずみを測定する場合には,しまの安定が重要な条件となるので,このような手段が有効となる.高温物体からの背景放射の影響は干渉フィルタによってかなり除くことができた.酸化の影響は本実験での4〜10Torr程度の減圧下では防ぐことはできなかった.本研究では自由熱膨張のひずみを測定したが,その場合しまは等間隔であるため,FFT解析によりしま間隔を測定した.その結果,しまの可視度がかなり低い場合でもその間隔を測定することができ,また,目視測定による場合のヒュ-マンエラ-を防ぐことができた.減圧下での線膨張係数の測定結果は,公表されているデ-タおよび900℃までの空気中でのスペックル写真法による測定結果とよい一致を示した.ステンレス鋼SUS430やインコネル601,およびニクロムなどの合金の場合には,変態点付近から線膨張係数は急に増大した.高温において最も安定していたインコネル601の場合は,融点近くの,1200℃の超高温まで測定できたが,高融点材のタンタルは酸化が著しく,測定上限温度は最も低かった.
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