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试验用片和测量方法

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


试验用片和测量方法

技术领域

本发明涉及一种在对象物中的应力或应变的测量中利用的试验用片(日语:シート)和测量方法。

背景技术

已知有通过测量应力发光材料的亮度来对涂布有应力发光材料的对象物的应力或应变进行测验的技术(例如参照日本特开2015-75477号公报(专利文献1))。

应力发光材料是当能量状态提高时释放能量从而发光的材料。应力发光材料当被从外部赋予机械力时,根据在内部产生的应力而发光。其发光强度与所产生的应力存在相关性。

因此,在上述试验中,向对象物施加载荷,通过摄像装置拍摄涂布于对象物的应力发光材料,根据拍摄所得到的图像来测量应力发光材料的发光强度,并根据测量出的发光强度来确定应力发光材料的应力。

关于在应力发光材料中含有的应力发光材料,其本身并不具有粘接能力。因此,为了在上述试验中使用,需要在将应力发光材料与具有粘接性的母材混合后固定于样品。作为这样的应力发光材料的固定方法,例如,如专利文献1所记载的那样,有对喷罐中填充的应力发光材料进行喷涂来涂装于样品的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2015-75477号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述试验中,要求一种用于提供响应性的技术,即,用于针对相同的应力获得更高的亮度的光的技术。

本发明是鉴于这样的实际情况而想出的,其目的在于提供一种用于在对象物的应力或应变的测量中提高响应性的技术。

用于解决问题的方案

按照本公开的某一方面的试验用片是用于粘贴于在应力或应变的测量中被施加载荷的对象物的试验用片,该试验用片具备:基材层,其包含高分子材料;以及应力发光层,其形成在基材层上,包含应力发光材料,其中,基材层比应力发光层厚。

按照本公开的其它方面的试验用片是用于粘贴于在应力或应变的测量中被施加载荷的对象物的试验用片,该试验用片具备:抗静电层;基材层,其形成在抗静电层上,包含高分子材料;以及应力发光层,其形成在基材层上,包含应力发光材料。

按照本公开的又一其它方面的试验用片是用于粘贴于在应力或应变的测量中被施加载荷的对象物的试验用片,该试验用片具备:粘合层,其用于使试验用片粘接于对象物;基材层,其形成在粘合层上,包含高分子材料;以及应力发光层,其形成在基材层上,包含应力发光材料。

按照本公开的另一方面的测量方法是用于测量对象物中的应力或应变的方法,该测量方法包括以下步骤:向粘贴于构件的一个以上的试验用片照射激发光,上述一个以上的试验用片中的各个试验用片包括基材层和应力发光层,该基材层包含高分子材料,该应力发光层形成在基材层上,该应力发光层具有应力发光材料,该测量方法还包括以下步骤:获取被照射了激发光的一个以上的试验用片中的各个试验用片的摄像图像;以及根据一个以上的试验用片中的各个试验用片的摄像图像,来确定与一个以上的试验用片有关的发光强度。

发明的效果

按照本公开的某一方面,基材层比应力发光层厚,由此,应力发光层的对应力的发光的响应性提高。

按照本公开的其它方面,抗静电层位于基材层与对象物之间,由此,应力发光层的对应力的发光的响应性提高。

按照本公开的又一其它方面,在将试验用片粘贴于对象物时,不需要另外准备粘接剂。

按照本公开的另一方面,利用具有对应力的发光的响应性提高了的应力发光层的试验用片,由此,能够更准确地测量对象物中的应力。

附图说明

图1是示出在本实施方式中利用的测量装置100的结构例的图。

图2是示出试验用片90的结构的一例的图。

图3是示出采用了SUS304作为样品1的原材料时的光量的测量结果的一例的图。

图4是示出采用了A1050作为样品1的原材料时的光量的测量结果的一例的图。

图5是示出采用了A6061作为样品1的原材料时的光量的测量结果的一例的图。

图6是示出采用了SUS430作为样品1的原材料时的光量的测量结果的一例的图。

图7是在测量装置100中为了测量样品1的应力或应变而执行的处理(测量工序)的流程图。

图8是示意性地示出在测量中对样品的多个部位粘贴试验用片的情形的图。

图9是示出准备图8的三张试验用片90X、90Y、90Z的工序的一例的图。

图10是示出通过FEM得到的应力分析的结果的一例的图。

具体实施方式

下面,参照附图来对本公开的实施方式详细地进行说明。此外,对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记,不重复其说明。另外,对于本公开的实施方式,公开了试剂等的分量、温度以及浓度等的数值,但设为该数值不仅包括所公开的值,还包括所公开的该值的附近的值。

<测量装置>

图1是示出在本实施方式中利用的测量装置100的结构例的图。在图1的例子中,对样品1粘贴包含应力发光材料的试验用片90,测量装置100测量对样品1施加拉伸载荷时的应力发光材料的发光。样品1是作为应力或应变的测量对象的“对象物”的一例。此外,图1的例子是测量与样品1有关的应力或应变的一例。应力或应变的测量方法不限定于由图1所示的测量装置100进行的方法。

测量装置100具备保持件40、光源50、照相机60、第一驱动器45、第二驱动器62、第三驱动器52以及控制器70。

保持件40构成为通过与样品1的至少两个点接触而支承样品1。在图1的例子中,保持件40构成为对样品1的彼此相向的两个端部(第一端部1c和第二端部1d)进行支承。具体而言,保持件40具有固定壁42、移动壁41、连接构件43以及连接构件44。在图1中,在载置有保持件40的状态下,将宽度方向设为X轴方向,将深度方向设为Y轴方向,将高度方向设为Z轴方向。

固定壁42和移动壁41设置为在X轴方向上彼此相向。固定壁42固定于保持件40的底面。另一方面,移动壁41构成为自第一驱动器45接受到外力从而能够沿Z轴方向(纸面向上向下方向)移动。

样品1的第一端部1c通过连接构件44而与固定壁42连接。样品1的第二端部1d通过连接构件43而与移动壁41连接。在测量装置100中,通过使固定壁42与移动壁41之间的Z轴方向上的距离变长,来对样品1施加拉伸载荷。第一驱动器45与保持件40连接,构成为通过使移动壁41移动而能够变更第一端部1c与第二端部1d的相对位置。

在样品1中,在与摄像机60相向的面上粘贴有试验用片90。光源50配置在样品1的Z轴方向上的上方,构成为对试验用片90照射激发光。

接受到激发光后,试验用片90的应力发光材料转移至发光状态。激发光例如是紫外线或近红外线。在图1中,例示了从两个方向对样品1(试验用片90)照射激发光的结构,但光源50也可以构成为从一个方向或从三个以上的方向对样品1(试验用片90)照射激发光。

第三驱动器52供给用于驱动光源50的电力。第三驱动器52根据从控制器70接受到的指令来控制向光源50供给的电力,从而能够控制从光源50照射的激发光的光量和激发光的照射时间等条件。

照相机60以使得在摄像视野中包括样品1上的试验用片90的至少一部分的方式配置在样品1的Z轴方向上的上方。具体而言,照相机60配置为使聚焦位置位于样品1上的试验用片90的至少一点处。

照相机60包含透镜等光学系统和摄像元件。摄像元件例如能够通过CCD(ChargeCoupled Device:电荷耦合器件)传感器、CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor:互补金属氧化物半导体)传感器等来实现。摄像元件通过将从拍摄对象经由光学系统入射的光转换为电信号来生成摄像图像。摄像图像的数据(图像数据)被发送到控制器70。

第二驱动器62根据从控制器70接受到的指令来使照相机60的聚焦位置变更。第二驱动器62也可以通过使照相机60沿Z轴方向移动,来调整照相机60的聚焦位置。作为一个实现例,第二驱动器62具有马达和用于驱动马达的马达驱动器,马达使进给丝杠旋转,进给丝杠使照相机60沿Z轴方向移动。进给丝杠被马达驱动而旋转,从而照相机60被定位于Z轴方向上的规定范围内的指定的位置。另外,第二驱动器62将表示照相机60的位置的位置信息发送到控制器70。

控制器70控制测量装置100整体。控制器70具有处理器701、存储器702、输入输出接口(I/F)703以及通信I/F 704作为主要的构成要素。这些各部经由未图示的总线以能够相互通信的方式连接。

处理器701也可以通过一个以上的CPU(Central Processing Unit:中央处理器)或MPU(Micro Processing Unit:微处理器)等运算处理装置来实现。处理器701通过读出并执行存储器702所存储的程序,从而控制测量装置100的各部的动作。具体而言,处理器701通过执行该程序,从而实现后述的测量装置100的各个处理。

存储器702能够通过RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、ROM(ReadOnly Memory:只读存储器)以及闪速存储器等非挥发性存储器来实现。存储器702存储由处理器701执行的程序或由处理器701使用的数据等。

输入输出I/F 703是用于处理器701在与第一驱动器45、第三驱动器52、照相机60以及第二驱动器62之间交换各种数据的接口。

通信I/F 704是用于在测量装置100与其它装置之间交换各种数据的通信接口,能够通过适配器或连接器等来实现。此外,通信方式既可以是基于无线LAN(Local AreaNetwork:局域网)等的无线通信方式,也可以是利用了USB(Universal Serial Bus:通用串行总线)等的有线通信方式。

在控制器70连接有显示器71和操作部72。显示器71由能够显示图像的液晶面板等构成。操作部72受理用户对测定装置100的操作输入。典型而言,操作部72由触摸面板、键盘、鼠标等构成。

控制器70与第一驱动器45、第三驱动器52、照相机60以及第二驱动器62通信连接。控制器70与第一驱动器45、第三驱动器52、照相机60以及第二驱动器62之间的通信既可以通过无线通信来实现,也可以通过有线通信来实现。

<试验用片>

图2是示出试验用片90的结构的一例的图。在图2的例子中,试验用片90包括粘合层94、形成在粘合层94上的抗静电层93、形成在抗静电层93上的基材层92、以及形成在基材层92上的应力发光层91。试验用片90通过粘合层94而被粘贴在样品1上。试验用片90例如是通过将应力发光层91丝网印刷于光学薄膜用表面保护材料(日东电工株式会社制“E-MASK_RP301”)中的聚酯类薄膜的表面来制造的。

在图2中示出与图1所示的相同的三个轴(X轴、Y轴、Z轴)。在图2的例子中,粘合层94、抗静电层93、基材层92以及应力发光层91在XZ平面上具有相同的尺寸,以彼此密合的方式在Y轴方向上重叠。

此外,在本说明书中,“形成在第一层之上的第二层”这样的记载也可以广义地解释为第一层与第二层之间的位置关系。即,该记载可以包括第一层与第二层在Z轴方向上配置为使至少彼此的一部分重叠的情况。另外,该记载也可以包括在第一层与第二层之间的至少一部分处配置有其它物质的情况。并且,该记载也可以包括在第一层与第二层之间配置有第三层的情况。即,图2的例子也能够解释为基材层92形成在粘合层94上。

(1)粘合层

粘合层94能够由使试验用片90粘接于样品1的所有材料构成。在粘合层94由再剥离性粘合剂构成的情况下,试验用片90能够在试验中被粘贴于样品1之后,不留下痕迹地被从样品1剥离。由此,不仅不在试验后的样品1上留下污渍,而且在试验中变更试验用片90的粘贴位置时也能够不在试验中的样品1上留下污渍地变更粘贴位置。再剥离性粘合剂例如可以是由聚氨酯构成的粘合剂,但是不限定于此。

通过试验用片90包括粘合层94,由此不需要另外准备粘接剂以将试验用片90粘贴于样品1。但是,试验用片90并非必须包括粘合层94。在试验用片90不包括粘合层94的情况下,试验用片90能够通过另外准备的粘接剂粘贴于样品1。

(2)抗静电层

抗静电层93是出于试验用片90中的抗静电的目的而配置的,也可以由一般被利用为抗静电剂的材料构成。

通过试验用片90包括抗静电层93,基材层92所带的电被抑制,由此能够提高被施加了相同的应力时的应力发光层91的发光强度。但是,试验用片90并非必须包括抗静电层93。即,试验用片90也可以通过基材层92被粘接于样品而被粘接于样品1。另外,试验用片90也可以存在构成为使粘合层94与基材层密合的情况。

(3)基材层

基材层92由各种高分子材料(PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酯等)构成。基材层92优选的是比应力发光层91厚。基材层92的厚度例如优选的是10μm~70μm,进一步优选的是30μm~60μm。在本说明书中,“厚度”是指垂直于样品的表面的方向上的尺寸。

(4)应力发光层

应力发光层91包括应力发光材料。为了使发光不是反映应力发光层91本身的应力而是反映样品1的应力,应力发光层91的厚度优选的是10μm以下,进一步优选的是3μm~7μm的程度。

应力发光材料是在无机晶体(母材)的骨架中固溶有成为发光中心的元素而成的,作为代表物,存在掺杂有铕的铝酸锶。除此之外,还存在掺杂有过渡金属或稀土类元素的硫化锌、钛酸钡/钙、铝酸钙/钇等。在本实施方式中,应力发光材料能够采用公知的材料。

应力发光材料例如将从由铝酸锶、硫化锌、锡酸锶、铌酸锂构成的组中选择出的物质作为母体材料。母体材料利用从由Eu、Nd、Zr、Ho、Sc、Y、La、Ce、Pr、Pm、Sm、Er、Dy、Gd、Tm、Yb、Lu、Tb构成的组中选择出的至少任一种元素的离子进行激活。

在一个实现例中,应力发光层91是通过在基材层92表面印刷应力发光材料而形成的。在一个实现例中,在印刷中,首先,通过使作为固体颗粒的颜料(应力发光材料)分散到称为赋形剂(日语:ビヒクル;英语:vehicle)的粘合性基质与溶剂的混合物中,来准备原材料。

更具体地说,通过在网状物等丝网上挤压该原材料而使该原材料填充到丝网空隙,来临时形成一种转印贴(日语:ステッカー)。然后,通过借助丝网在被印刷物上再次挤压上述原材料,从而上述转印贴被转印至被印刷物。该方法相对于涂装而言,由于将被填充于规定厚度的丝网的涂料转印,因此能够简便地形成均匀的膜厚,能够通过改变丝网的厚度来控制印刷物的膜厚。

在应力发光层91的形成中,应力发光材料(固体颗粒)也可以被细粒化至成为亚微米级的粒径为止。应力发光材料的粉碎能够使用公知的粉碎装置来进行,其种类不特别限定。但是,应力发光材料的耐水性低,且可能由于加热而变质,从而应力发光强度降低。因此,优选的是使用能够使颗粒彼此高速地碰撞而粉碎为亚微米级的粉碎装置。

例如,能够使用湿式微粉碎机(装置名:Labostar,Ashizawa Finetech公司制)。该湿式微粉碎机通过在收容有珠状的粉碎介质的腔室内使转子旋转,在腔室内使浆料状的样品循环并使其与介质碰撞,来粉碎样品。

或者,能够使用微粉碎机(装置名:Nano Jetmizer,Aishin Nano Technologies公司制)。该微粉碎机通过在磨机内部形成由高压喷射气流产生的同心圆的旋涡而使颗粒加速。能够通过加速后的颗粒彼此的碰撞来将颗粒粉碎为纳米级。此时,通过焦耳-汤姆逊效应(气压自由膨胀时的温度降低效果),能够抑制被粉碎物的温度上升。

此外,粉碎的条件没有特别限定,只要考虑粉碎前的应力发光材料的粒径和粒度分布等来设定即可。

溶剂含有覆膜形成性树脂。作为覆膜形成性树脂,能够使用热固性树脂、常温固化性树脂、紫外线固化性树脂、放射线效果性树脂等。例如能够列举出环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、氨基甲酸酯树脂、聚酯树脂、氨基树脂、有机硅酸盐、有机钛酸盐等。溶剂使用至少能够透射用于激发应力发光材料的激发光和从应力发光材料辐射的荧光的材料。

此外,在溶剂中,能够根据需要而包含溶解剂、分散剂、填充剂、增稠剂、流平剂、固化剂、颜料、消泡剂、抗氧化剂、包括紫外线吸收剂的光稳定剂、阻燃剂、固化用催化剂、杀菌剂以及抗菌剂等涂料添加剂。

在一个实现例中,使应力发光材料在分散于溶剂的浆料状态下破碎,从而应力发光材料与溶剂被混合。对于破碎方法不特别限制,例如能够采用辊磨机、球磨机等。

应力发光层91中的应力发光材料的含量能够在不损害对应力发光体要求的挠性的范围内适当调整。例如,对于以覆膜形成树脂为主成分的溶剂,能够将应力发光材料设为150PHR(相对于溶剂100份,应力发光材料为150份、即60重量%)。

应力发光层91中的应力发光材料的配合比优选的是20重量%以上,更优选的是40重量%以上,进一步优选的是50重量%以上。这是由于,担心当应力发光材料的配合比小于20重量%时,应力发光层91中的应力发光材料的颗粒的粒间隔变大,施加于应力发光层91的应力逃逸到溶剂中,由此应力发光能降低。

<对样品的原材料的变化的应对>

本实施方式的试验用片90相比于在样品上直接形成应力发光层的情况而言,针对多个种类的原材料的样品具有优异的响应性。对此,参照图3~图6来在下面进行说明。

在图3~图6中示出与按照JIS标准的四个种类的原材料(SUS304、A1050、A6061以及SUS430)中的各原材料有关的光量的测量结果。更具体地说,图3是示出采用了SUS304作为样品1的原材料时的光量的测量结果的一例的图。

图4是示出采用了A1050作为样品1的原材料时的光量的测量结果的一例的图。

图5是示出采用了A6061作为样品1的原材料时的光量的测量结果的一例的图。

图6是示出采用了SUS430作为样品1的原材料时的光量的测量结果的一例的图。

(1)图3

在图3中,线L11~L13中的各个线表示按照本实施方式的试验用片90的光量的测量结果。在图3中,线L14~L16中的各个线表示比较例。纵轴表示检测出的光量,横轴表示时间。

更具体地说,线L11~L13是在将包括应力发光层91和基材层92的试验用片90固定于样品1的状态下测量出的。线L11~L13表示对同一个试验用片90进行了三次的测量的结果。

作为试验用片90,准备了从包括应力发光层91和基材层92的薄膜切出的80.0mm×12.5mm的长条状的片。试验用片90包括厚度100μm的PEN薄膜作为基材层92。另外,试验用片90具有厚度5μm的应力发光膜作为应力发光层91,该应力发光膜包含通过对堺化学工业制的ML-032施加追加的粉碎加工而得到的细微颗粒来作为应力发光材料。试验用片90的基材层92通过瞬间粘接剂(共和电业株式会社制CC-33A)而被粘接于样品1。由此,试验用片90被粘接在样品1的一个面上。

线L14~L16是对直接形成在样品1中的与用于粘贴试验用片90的面相反的面上的应力发光层进行测量而得到的。线L14~L16表示对同一个应力发光层进行了三次的测量的结果。

作为比较例的应力发光层是通过丝网印刷形成的。应力发光层的厚度为5μm。

线L11~L13及线L14~L16中的各个线是针对样品1以5mm/min的速度使拉伸强度上升至最大1.6kN时的结果。样品1是SUS304的试验片(JIS Z2241金属材料拉伸试验方法13B号试验片,厚度0.5mm)。

线L13所示的测量结果包括最大150单位左右的光量。另外,线L11、L12中的各个线所示的测量结果也包括与线L13相同程度的最大光量。

另一方面,线L16所示的测量结果包括最大20单位左右的光量。另外,线L14、L15中的各个线所示的测量结果也包括与线L16相同程度的最大光量。

即,能够认为线L11~L13所示的测量结果相对于线L14~L16所示的测量结果而言具有7倍左右的最大光量。因而,能够认为线L11~L13所示的按照本实施方式的应力发光层的发光的响应性比线L14~线L16所示的比较例的应力发光层的发光的响应性高。

(2)图4

在图4中,线L21、L22中的各个线表示按照本实施方式的试验用片90的光量的测量结果。在图4中,线L24表示比较例。相对于图3的测量结果而言,图4的测量结果除了利用A1050的试验片(JIS Z2241金属材料拉伸试验方法13B号试验片,厚度1.0mm)来作为样品1、以及最大拉伸强度为1.4kN以外,是以相同的条件获取到的。

线L21所示的测量结果包括最大110单位左右的光量。另外,线L22所示的测量结果也包括与线L21相同程度的最大光量。

另一方面,线L24所示的测量结果包括最大80单位左右的光量。

即,能够认为线L21、L22所示的测量结果相对于线L24所示的测量结果而言,具有1.5倍左右的最大光量。因而,能够认为线L21、线L22所示的按照本实施方式的应力发光层的发光的响应性比线L24所示的比较例的应力发光层的发光的响应性高。

(3)图5

在图5中,线L31~L33中的各个线表示按照本实施方式的试验用片90的光量的测量结果。在图5中,线L34表示比较例。相对于图3的测量结果而言,图5的测量结果除了利用A6061的试验片(JIS Z2241金属材料拉伸试验方法13B号试验片,厚度1.0mm)来作为样品1、以及最大拉伸强度的值以外,是以相同的条件获取到的。此外,在图5的例子中,关于线L31~L33,施加了最大1.6kN的拉伸强度。关于线L34,施加了最大3.5kN的拉伸强度。

线L33所示的测量结果包括最大350单位左右的光量。另外,线L31、线L32中的各个线所示的测量结果也包括与线L33相同程度的最大光量。

另一方面,线L34所示的测量结果包括最大200单位左右的光量。

即,能够认为线L31~L33所示的测量结果相对于线L34所示的测量结果而言,具有1.75倍左右的最大光量。因而,能够认为线L31~线L33所示的按照本实施方式的应力发光层的发光的响应性比线L34所示的比较例的应力发光层的发光的响应性高。

(4)图6

在图6中,线L31~L33中的各个线表示按照本实施方式的试验用片90的光量的测量结果。在图6中,线L34表示比较例。相对于图3的测量结果而言,图6的测量结果除了利用SUS430的试验片(JIS Z2241金属材料拉伸试验方法13B号试验片,厚度0.5mm)来作为样品1、以及最大拉伸强度的值以外,是以相同的条件获取到的。此外,在图6的例子中,关于线L41~L43,施加了最大1.6kN的拉伸强度。关于线L34,施加了最大1.65kN的拉伸强度。

线L43所示的测量结果包括最大140单位左右的光量。另外,线L42所示的测量结果也包括与线L43相同程度的最大光量。线L41所示的测量结果具有比线L42、L43所示的测量结果大的最大光量(190单位左右)。

另一方面,线L44所示的测量结果包括最大40单位左右的光量。

即,能够认为线L42、线L43所示的测量结果相对于线L44所示的测量结果而言,具有3.5倍左右的最大光量。另外,能够认为线L41所示的测量结果相对于线L44所示的测量结果而言,具有4.75倍左右的最大光量。因而,能够认为线L41~线L43所示的按照本实施方式的应力发光层的发光的响应性比线L44所示的比较例的应力发光层的发光的响应性高。

(5)图3~图6的总结

如参照图3~图6进行了说明的那样,能够认为,相比于作为比较例而示出的在样品1上直接形成应力发光层的情况而言,按照本实施方式的试验用片90的发光的响应性更高。此外,本实施方式的试验用片90相对于比较例而言具有高的响应性的情况不限定于参照图3~图6而进行了说明的种类的样品。

<测量处理>

(1)处理的流程

图7是在测量装置100中为了测量样品1的应力或应变而执行的处理(测量工序)的流程图。如图7所示,测量工序(S70)主要包括设置样品的工序(S71)、照射激发光的工序(S72)、施加载荷的工序(S73)、对应力发光进行拍摄的工序(S74)、确定发光强度的工序(S75)以及输出结果的工序(S76)。

首先,实施设置样品的工序(S71)。在该工序(S71)中,样品1被设置于保持件40。样品1被设置为使得粘贴有试验用片90的面与光源50及摄像机60相向。

接着,实施照射激发光的工序(S72)。在该工序(S72)中,控制器70从光源50对被粘贴于样品1的试验用片90照射激发光。由此,试验用片90的应力发光层91中的应力发光材料转变为激发状态。

用户也可以在S71中设置样品1并操作所提供的开关。控制器70也可以响应于对上述所提供的开关进行了操作来执行S72。

接着,实施施加载荷的工序(S73)。在该工序(S73)中,控制器70驱动第一驱动器45所具有的致动器46来使保持件40的移动壁41移动,从而对样品1施加拉伸载荷。

接着,实施对应力发光进行拍摄的工序(S74)。在该工序(S74)中,控制器70使摄像机60对样品1上的试验用片90进行拍摄。

在工序(S74)中,控制器70也可以控制第一驱动器45和第二驱动器62中的至少一者,使得照相机60的聚焦位置被维持在样品1上的试验用片90的至少一点处。作为这种控制的一个方式,控制器70也可以控制第二驱动器62,以将照相机60的聚焦位置维持在试验用片90的至少一点处。具体而言,第二驱动器62也可以构成为:按照从控制器70接受到的指令,与样品1的在规定区域的移动相应地使照相机60移动,由此将照相机60的聚焦位置维持在试验用片90的至少一点处。

接着,实施确定发光强度的工序(S75)。在该工序(S75)中,控制器70通过对由摄像机60的拍摄得到的图像数据施加公知的图像处理,来确定样品1的试验用片90中的发光强度的分布。在一个例子中,对于试验用片90的各部分,确定在拉伸载荷的施加时测量出的最大光量的分布。

接着,实施输出结果的工序(S76)。在该工序(S76)中,控制器70向其它设备输出在步骤S75中确定出的发光强度的分布作为测量结果。在一个实现例中,控制器70向显示器71输出该分布。由此,用户能够通过视觉确认被显示于显示器71的发光强度的分布。

(2)对多个部位的测量

图8是示意性地示出在测量中对样品的多个部位粘贴试验用片的情形的图。在图8的例子中,样品1A在其表面上具有三维结构。在图8的例子中,针对样品1A的表面的三个部位中的各个部位,粘贴有试验用片(试验用片90X、90Y、90Z)。

测量装置100能够针对试验用片90X、90Y、90Z中的各个试验用片照射激发光、进行拍摄、输出发光强度的分布。

图9是示出准备图8的三张试验用片90X、90Y、90Z的工序的一例的图。在图9中,从一张片90A切出了三张试验用片90X、90Y、90Z。即,在图9的例子中,利用从单个片90A切出的多个试验用片来作为图8中的单个样品1A的多个部位中的各个部位的被粘贴的多个试验用片90X、90Y、90Z。对于从单个片切出的多个试验用片90X、90Y、90Z,它们的光学特性被进行了均匀化的可能性高。因而,在图9的例子中,对单个样品1A的多个部位中的各个部位的测量是利用光学特性被进行了均匀化的多个试验用片90X、90Y、90Z而实施的。

此外,为了预测在样品1A中粘贴试验用片90X、90Y、90Z的位置,也可以利用FEM(有限元素法)等方法。

图10是示出通过FEM得到的应力分析的结果的一例的图。在图10中,左侧示出样品1,并且示出了样品1的一部分作为区域AR10。在图10中,右侧以图像AR20示出了通过针对区域AR10的FEM得到的应力分析的结果。此外,在区域AR10中形成有孔1X。图像AR20包含与孔1X对应的圆AR200。

图像AR20针对区域AR10的各个部分,通过影线的种类来示出预测产生的应力的大小。在图10的例子中,关于图像AR20,在四个区域AR211~214与两个区域AR221中包含种类彼此不同的影线,由此表示出预测为在四个区域AR211~214与两个区域AR221中产生大小彼此不同的应力。

用户也可以在要利用测量装置100对某一样品实施与应力或应变有关的测量之前,对该样品实施FEM分析。而且,用户也可以利用该FEM分析来决定将该样品的哪个部位设为测量对象、即决定在该样品的哪个部位粘贴试验用片。

在一个实现例中,用户可以在预测为会产生大的应力的位置粘贴试验用片来实施测量。在其它实现例中,用户也可以在被认为预测产生的应力的大小彼此相同的(或相近)的多个部位中的各个部位粘贴试验用片。

[方式]

本领域技术人员能够理解上述的多个例示的实施方式是以下的方式的具体例。

(第1项)一个方式所涉及的试验用片也可以是用于粘贴于在应力或应变的测量中被施加载荷的对象物的试验用片,该试验用片具备:基材层,其包含高分子材料;以及应力发光层,其形成在基材层上,包含应力发光材料,其中,基材层比应力发光层厚。

根据第1项所记载的试验用片,基材层比应力发光层厚,由此,应力发光层的对应力的发光的响应性提高。

(第2项)一个方式所涉及的试验用片也可以是用于粘贴于在应力或应变的测量中被施加载荷的对象物的试验用片,该试验用片具备:抗静电层;基材层,其形成在抗静电层上,包含高分子材料;以及应力发光层,其形成在基材层上,包含应力发光材料。

根据第2项所记载的试验用片,抗静电层位于基材层与对象物之间,由此,应力发光层的对应力的发光的响应性提高。

(第3项)一个方式所涉及的试验用片也可以是用于粘贴于在应力或应变的测量中被施加载荷的对象物的试验用片,该试验用片具备:粘合层,其用于使试验用片粘接于对象物;基材层,其形成在粘合层上,包含高分子材料;以及应力发光层,其形成在基材层上,包含应力发光材料。

根据第3项所记载的试验用片,在将试验用片粘贴于对象物时,不需要另外准备粘接剂。

(第4项)在第3项所记载的试验用片中,也可以还具备抗静电层,该抗静电层形成在粘合层与基材层之间。

根据第4项所记载的试验用片,抗静电层位于基材层与对象物之间,由此,应力发光层的对应力的发光的响应性提高。

(第5项)在第3项或第4项所记载的试验用片中,粘合层也可以由再剥离性粘合剂构成。

根据第5项所记载的试验用片,试验用片能够不留下痕迹地被从对象物剥离。

(第6项)在第1项~第5项中的任一项所记载的试验用片中,应力发光层也可以具有10μm以下的厚度。

根据第6项所记载的试验用片,应力发光层的发光更可靠地反映对象物中的应力或应变。

(第7项)一个方式所涉及的测量方法也可以是用于测量对象物中的应力或应变的方法,该测量方法包括以下步骤:向粘贴于对象物的一个以上的试验用片照射激发光,其中,一个以上的试验用片中的各个试验用片包括基材层和应力发光层,该基材层包含高分子材料,该应力发光层形成在基材层上,该应力发光层含有应力发光材料,该测量方法还包括以下步骤:获取被照射了激发光的一个以上的试验用片中的各个试验用片的摄像图像;以及根据一个以上的试验用片中的各个试验用片的摄像图像,来确定与一个以上的试验用片有关的发光强度。

根据第7项所记载的测量方法,利用具有对应力的发光的响应性提高了的应力发光层的试验用片,由此,能够更准确地测量对象物中的应力。

(第8项)在第7项所记载的测量方法中,基材层也可以比应力发光层厚。

根据第8项所记载的测量方法,基材层比应力发光层厚,由此,应力发光层的对应力的发光的响应性提高。

(第9项)在第7项或第8项所记载的测量方法中,一个以上的试验用片中的各个试验用片也可以还包括抗静电层,该抗静电层配置在基材层的与形成有应力发光层的一侧相反的一侧。

根据第9项所记载的测量方法,抗静电层位于基材层与对象物之间,由此,应力发光层的对应力的发光的响应性提高。

(第10项)在第7项~第9项中的任一项所记载的测量方法中,一个以上的试验用片中的各个试验用片也可以还具备粘合层,该粘合层配置在基材层的与形成有应力发光层的一侧相反的一侧。

根据第10项所记载的测量方法,在将试验用片粘贴于对象物时,不需要另外准备粘接剂。

(第11项)在第10项所记载的测量方法中,粘合层也可以由再剥离性粘合剂构成。

根据第11项所记载的测量方法,试验用片能够不留下痕迹地被从对象物剥离。

(第12项)在第7项~第11项中的任一项所记载的测量方法中,应力发光层也可以具有10μm以下的厚度。

根据第12项所记载的测量方法,应力发光层的发光更可靠地反映对象物中的应力或应变。

(第13项)在第7项~第12项中的任一项所记载的测量方法中,一个以上的试验用片也可以包括从同一个片分离得到的多个试验用片,多个试验用片也可以分别粘贴于对象物的多个部位。

根据第13项所记载的测量方法,能够利用从同一个片分离从而具有均匀的光学特性的多个试验用片来测量对象物的多个部位的应力或应变。

应当认为本次公开的实施方式在所有方面均是例示而非限定性的。本公开的范围不是由上述实施方式的说明来表示,而是由权利要求书来表示,意图包含与权利要求书均等的含义和范围内的全部变更。另外,意图在于,实施方式中的各技术能够单独地实施,也能够根据需要而尽可能地与实施方式中的其它技术进行组合来实施。

附图标记说明

1、1A:样品;1X:孔;1c:第一端部;1d:第二端部;40:保持件;41:移动壁;42:固定壁;43、44:连接构件;46:致动器;50:光源;60:摄像机;90、90X、90Y、90Z:试验用片;90A:片;91:应力发光层;92:基材层;93:抗静电层;94:粘合层;100:测量装置。

技术分类

06120116523174