| 研究概要 |
本年度は実機への適用のための有効な計測システムを解明した。
はじめに荷重による電位差変化に関する理論モデルについて検討し,空気中に大きな磁束を有する計測システムでは,試験片表面上の電流の変化に起因して空気中の磁束密度が大きくなり,常磁性体,強磁性体共に,電位差が増加することを理論的に予測した。次に,実験により同予測の検証を行った。実験にあたっては,電位差計測線をコイル状に巻き,その両端を電流入出力点に近づけるという工夫を導入して,空気中に大きな磁束を有するシステムの実現に成功した。実験の結果,空気中に大きな磁束を有する計測システムでは,電位差変化が大きく,かつ消磁の有無によらず,また強磁性体,常磁性体共に電位差変化がK_Iの変化に比例し,さらに同関係はき裂長さに依存しないことを明らかにした。なお比較のために,空気中に磁束がない計測システムについても検討した。同システムを常磁性体に用いた場合には,試験片表面上の電流の変化に起因して,荷重増加に伴う電位差の減少が生じ,一方,強磁性体では,試験片の電磁物性の変化に起因して,電位差が増加することを理論により予測した。同時に実験により,同システムでは,強磁性体の場合に,電位差変化とK_Iの変化の関係が消磁により線形化されること,消磁された材料では負荷によっても,除荷によっても電位差が増加すること,ならびに常磁性体において荷重の増加に伴う電位差の減少が生じることを明らかにし,上記予測を検証した。
以上に基づき,空気中に大きな磁束を有するシステムが実機におけるK_Iの決定に有効であることを明らかにした。
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