Development of new stress measurement method using neutron diffraction

中性子回折を用いた新しい応力測定法の開発

鈴木 裕士  ; 皆川 宣明*; 盛合 敦; 旗谷 充彦*; 森井 幸生

Suzuki, Hiroshi; Minakawa, Nobuaki*; Moriai, Atsushi; Hataya, Mitsuhiko*; Morii, Yukio

中性子回折を用いた応力測定法は、直交する三方向の格子ひずみを測定することにより応力状態を決定する。従来法では、全ての三方向において同型面の格子ひずみを測定する必要がある。しかしながら、集合組織を有する材料においては、全ての方向において同型面の格子ひずみを測定することが困難であったり、試料の大きさや形状により、三方向全ての格子ひずみを測定することができない可能性がある。さらに、従来の残留応力の測定では、無ひずみ状態の格子面間隔dが必要不可欠なため、応力測定精度は、粉末試料や焼なまし試料を用いて測定した無ひずみ状態の格子面間隔dの正確さに依存した。そこで、本研究では、これらの問題点を解決することを目的とし、三方向全てにおいて同型面でなくても、二方向あるいは三方向における格子ひずみを測定することにより残留応力状態を決定できる高汎用性の応力測定法を提案し、また、無ひずみ状態の格子面間隔がわからなくとも内部残留応力を決定できる応力測定法についても提案した。

In the conventional stress measurement method using neutron diffraction, it is required to measure the lattice strains of the same diffraction family in all three orthogonal directions. However, it is possibly difficult to measure the lattice strains of the same diffraction family in all three directions on the textured material, and also the lattice strains in three directions may not be measured in some reasons such as the size and the shape of the sample, etc. Moreover, in conventional method, it is required to know the accurate stress free lattice spacing d, so that the stress measurement accuracy depends on the accuracy of d of powder or annealed samples. In this study, we proposed new stress measurement method which can determine the residual stress states by measuring the lattice strains in two or three orthogonal directions even if the measured diffraction families were different in all three directions. Furthermore, stress measurement method which can determine the internal residual stresses without using measured d was also proposed.