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上田の卒論日記 -

目次

高感度変位計の補間

実線が補間後の高感度変位計、プロットがπゲージの縦(同じ色が対応している)

                             図-95 z4

高感度変位計、πゲージそれぞれの縦方向の相関図

                             図-93 z4

                             図-94 z6

1月12日より

試験体1本を1回試験行うと左右の高感度変位計により2つの縦の変位のデータを得ることができる。その2つを平均し、1本につき試験を4回行うので4つの平均のデータを得ることができる。この4つのデータを線形回帰することによりその試験体の応力-ひずみのグラフとヤング率を得ることができる。

1月11日より

以前行ったπゲージによる横ひずみの測定では、1面を手前にもってきて行ったものなので、今回縦の変位を測定する時も1面を手前にもってきて測定を行う。そして、その以前に測定した横ひずみのデータと今回の高感度変位計による縦の変位量のデータを1つのグラフにして書く。

1月10日の実験からわかったこと

後藤さんへ2

昨日と同様の実験を行ってみました。 去年の年末の実験でオレンジの高感度変位計を両側から横向きに挟んだ場合、z1では1、2面、z2では3、4面、z4では1、2面、z6では3、4面の上から1/4の位置がそれぞれ最も顕著に変化(例えば、z1では1面が+0.24mm、2面が-0.34mm)がでていました。なので、今日はその面のその位置だけを黒い高感度変位計で実験を行いました。
年末今日(1/5)
z1(1、2面)+0.24mm、-0.34mm+0.320mm、-0.402mm
z2(3、4面)+0.04mm、-0.18mm+0.096mm、-0.172mm
z4(1、2面)-0.18mm、+0.12mm-0.186mm、+0.120mm
z6(3、4面)+0.14mm、-0.18mm+0.110mm、-0.188mm

上の表の通り年末に行った実験の結果と、今日(1/5)に行った実験の結果が近い値を得ることができました。昨日(1/4)の実験から得た値がなぜあのようになったかは不明(圧縮試験機の調子か??)。ちなみに、黒い高感度変位計を横から集成材に当てる時は、深く当てすぎないように、先端が触れてから少し縮む程度にしました。また、すべての横の高感度変位計のセットは、同一人物が行うようにしました。ただし、実験全体は2人で行っています。

後藤さんへ

去年の年末にやった、z軸の横からオレンジ色の高感度変位計を当てて圧縮試験を行い得た変位と、今日(1月4日)行った黒い高感度変位計(オレンジのものより精度の細かい)で圧縮試験を行い得た変位を比べてみると、大きな差(「+」であったものが「-」で出てきたり等)が出ました。この後にオレンジ色の高感度変位計を同様の方法・条件でやった結果、なぜか年末に行った実験と違うデータが出ました。今後の実験をどのように行えばいいでしょうか??明日(1月5日)にも同様の実験を他の供試体で行ってみます。

後藤ちゃちゃ(06/1/4)

同じきょうしたい(WinのIMEだと書きにくい)でも、せん断変形だったり変心だったり 現象が違うんでしょう。特にオレンジの変位計はバネが強いので、違う変形を 誘発しやすいのかも知れません。せん断変形など現象が割とはっきりと確認できた ケースについて、弱いバネの変位計で測点をしぼって確認するとかでしょうか。

卒論日誌

日付開始-終了作業時間立合作業内容
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4/2914:50-15:501千田卒業論文のための文献調べ
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8/2913:00-16:303.5橋本圧縮試験(13:00〜14:30)
8/3113:00-17:004橋本圧縮試験(13:00〜16:00)
9/1213:30-16:002.5橋本供試体作り
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11/212:30-15:303後藤πゲージ付きの供試体の圧縮試験(12:30-13:30)と解析
11/313:00-16:003千田πゲージ付きの供試体の圧縮試験(13:00-13:30)と解析
11/610:00-15:005後藤πゲージ付きの供試体の圧縮試験(10:30-11:00、12:00-12:30、15:40-16:10)と解析
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12/110:00-17:007後藤データの解析
12/410:00-17:007後藤データの解析
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12/613:00-20:307.5後藤データの解析
12/714:00-24:0010後藤データの解析
12/814:00-18:304.5後藤データの解析
12/910:00-17:307.5橋本中間発表のシート作り
12/1011:00-18:007橋本中間発表のシート作り
12/1411:30-16:004.5後藤高感度変位計の係数測定
12/1511:30-16:004.5後藤圧縮試験(12:00-13:00)、データ解析
12/1611:00-14:003橋本圧縮試験(12:00-13:00)、データ解析
12/1811:00-18:007後藤圧縮試験(12:00-13:00)、データ解析
12/1912:00-18:306.5後藤圧縮試験(12:00-13:00)、データ解析
12/2011:00-19:008後藤圧縮試験(12:00-13:00)、データ解析、供試体作り
12/2111:00-16:005後藤圧縮試験(12:00-13:00)、データ解析、供試体作り
12/2211:00-16:005後藤圧縮試験(12:00-14:30)、データ解析
12/2311:00-15:004橋本圧縮試験(11:00-15:00)
12/2412:00-16:004橋本圧縮試験(12:00-16:00)
12/259:30-13:304後藤圧縮試験(10:30-13:00)
12/2611:00-17:306.5後藤圧縮試験(12:00-14:30)、供試体作り
12/2710:00-13:303.5後藤圧縮試験(10:00-13:30)
12/2810:00-17:307.5後藤圧縮試験(10:00-13:00)、データ解析
1/413:00-15:002橋本圧縮試験(13:00-15:00)
1/512:00-14:302.5橋本圧縮試験(12:30-14:30)
1/813:00-14:301.5橋本データ解析
1/911:00-15:004後藤圧縮試験(11:00-13:00)
1/1010:30-14:003.5後藤圧縮試験(11:00-14:00)
1/1111:00-16:005後藤圧縮試験(11:00-13:30)
1/1212:00-16:004後藤圧縮試験(14:00-16:00)
1/1314:30-17:002.5橋本データ解析
1/1511:00-17:006後藤圧縮試験(12:00-13:30)
1/1611:00-20:309.5後藤圧縮試験(13:00-15:20)、データ解析
1/1712:00-13:301.5後藤圧縮試験(12:00-13:30)
1/1811:00-22:3011.5後藤東北支部原稿作成
1/199:50-10:501後藤東北支部原稿作成
1/2211:00-17:006後藤東北支部原稿作成
1/2312:30-20:308後藤東北支部原稿作成、グラフ作り
1/2510:30-19:309後藤東北支部原稿作成、グラフ作り
1/2612:30-16:003.5後藤東北支部原稿作成、グラフ作り、発表用シート作り
1/2713:30-19:005.5橋本東北支部原稿作成、グラフ作り、発表用シート作り
1/2810:30-21:0010.5橋本東北支部原稿作成、発表用シート作り
1/2912:30-17:004.5後藤東北支部原稿作成、発表用シート作り
1/3010:30-20:3010後藤東北支部原稿作成、グラフ作り
2/110:30-20:3010後藤卒論本体作り
2/212:00-17:005後藤発表練習、発表用シート作り
2/314:00-22:008橋本発表用シート作り
2/410:00-5:0019橋本発表用シート作り、グラフ作り
2/511:00-1:3014.5後藤発表用シート作り、グラフ作り
2/611:00-20:309.5後藤発表用シート作り、グラフ作り
2/711:00-23:3012.5後藤発表練習、発表用シート作り、卒論本体作り
2/810:30-21:3011後藤卒論本体作り
2/1015:00-1:3010.5橋本卒論本体作り、発表練習
2/1112:30-2:0013.5橋本卒論本体作り
2/1210:30-16:005.5橋本発表練習、卒論本体作り
合計時間595

圧縮試験のロードレンジのセット

x軸、y軸方向の供試体を試験機にかける場合は、ロードレンジを6KNにセットし、z軸方向の場合は150KNにセットする。データロガーのひずみの一番大きい値が1500くらいになるまで行う。

π型変位計(πゲージ)の校正係数(mm/1×10^-6)

データロガーの使い方

圧縮試験を行い、ひずみゲージから得られたデータからgnuplotを使ってのヤング率の求め方

set output 'dte.fig'

f(x)=64*a*x+64*b

fit f(x) 'hoge' using 2:1 via a,b

plot 'hoge' using 2:1 pt 2,f(x) w l 1

このプログラムを使うことによりヤング率を求められる。「f(x)」は荷重、「x」はひずみ、「a」はヤング率、「b」は係数。「f(x)/64=a*x+b」となり、「64」は「8*8」の供試体の断面積。荷重を断面積で割ると応力になるので、「f(x)/64」は応力になる。式を整理すると、「f(x)=64*a*x+64*b」になる。このプログラムを走らせることにより、計算過程でa,bの値が算出されるので書き留めておく。同様の作業をすべてのゲージ分(ヤング率は縦方向なので4つ)行う。

データロガーの設定においてπゲージの係数の求め方

私達が使っているπゲージの型名は、「PI-2-50」なので、取扱説明書に書いてある通り、標点距離は50mmである。校正係数が0.000468mm1×10^-6の時、求める係数は、

0.000468×10^6/50=9.36

のようになる。

実行ファイルを使っての標準偏差の値の出し方

4

0.0023 0.0023

0.0030 0.0030

0.0028 0.0028

0.0028 0.0028

のようなファイルを作り、適当に「date」のように名前をつける。1行目の数字はデータの個数、2〜5行目の数字は得たデータである。このとき、見ての通り横に並んだ数字の間には1スペースあける(ただし、縦に行はあけない)。

./hyoujun<date

により実行することができる。これは標準偏差以外の値も算出するプログラムなので、出た結果から標準偏差の値だけを書き留める。

変動率を求める

変動率は実験から得たデータのバラツキを数値で表したものである。

変動率 = 標準偏差 / 平均値

高感度変位計(縦方向の変位を測定するのに用いた変位計)の使い方

πゲージを取り付けた供試体に圧縮試験を行った時の応力-ひずみ曲線

x-2にπゲージ、ひずみゲージを縦に取り付けた時

                            図-1 (1回目)

                            図-2 (2回目)

                            図-3 (3回目)

                            図-4 (4回目)

x-2にπゲージ、ひずみゲージを横に取り付けた時

                            図-5(1回目)

                            図-6(2回目)

                            図-7(3回目)

                            図-8(4回目)

y-1にπゲージ、ひずみゲージを縦に取り付けた時

                            図-9 (1回目)

                            図-10 (2回目)

                            図-11 (3回目)

                            図-12 (4回目)

y-1にπゲージ、ひずみゲージを横に取り付けた時

                            図-13 (1回目)

                            図-14 (2回目)

                            図-15 (3回目)

                            図-16 (4回目)

z-1にπゲージ、ひずみゲージを縦に取り付けた時

                            図-17 (1回目)

                            図-18 (2回目)

                            図-19 (3回目)

                            図-20 (4回目)

z-1にπゲージ、ひずみゲージを横に取り付けた時

                            図-21 (1回目)

                            図-22 (2回目)

                            図-23 (3回目)

                            図-24 (4回目)

x-1にπゲージ、ひずみゲージを縦に取り付けた時

                            図-25 (1回目)

                            図-26 (2回目)

                            図-27 (3回目)

                            図-28 (4回目)

x-1にπゲージ、ひずみゲージを横に取り付けた時(ただし、大きな節があるためある1つのひずみゲージの値だけが大きくなっている。しかし、荷重はπゲージを縦に取り付けた時にひずみがどれか1つ1500に達した時の荷重までかけている)

                            図-29 (1回目)

                            図-30 (2回目)

                            図-31 (3回目)

                            図-32 (2回目)

y-4にπゲージ、ひずみゲージを縦に取り付けた時

                            図-33 (1回目)

                            図-34 (2回目)

                            図-35 (3回目)

                            図-36 (4回目)

y-4にπゲージ、ひずみゲージを横に取り付けた時

                            図-37 (1回目)

                            図-38 (2回目)

                            図-39 (3回目)

                            図-40 (4回目)

z-4にπゲージを縦に取り付けた時

                            図-41 (1回目)

                            図-42 (2回目)

                            図-43 (3回目)

                            図-44 (4回目)

z-4にπゲージを横に取り付けた時

                            図-45 (1回目)

                            図-46 (2回目)

                            図-47 (3回目)

                            図-48 (4回目)

y-5にπゲージを縦に取り付けた時

                            図-49 (1回目)

                            図-50 (2回目)

                            図-51 (3回目)

                            図-52 (4回目)

y-5にπゲージを横に取り付けた時

                            図-53 (1回目)

                            図-54 (2回目)

                            図-55 (3回目)

                            図-56 (4回目)

z-2にπゲージを縦に取り付けた時

                            図-57 (1回目)

                            図-58 (2回目)

                            図-59 (3回目)

                            図-60 (4回目)

z-2にπゲージを横に取り付けた時

                            図-61 (1回目)

                            図-62 (2回目)

                            図-63 (3回目)

                            図-64 (4回目)

z-6にπゲージを縦に取り付けた時

                            図-65 (1回目)

                            図-66 (2回目)

                            図-67 (3回目)

                            図-68 (4回目)

z-6にπゲージを横に取り付けた時

                            図-69 (1回目)

                            図-70 (2回目)

                            図-71 (3回目)

                            図-72 (4回目)

y-6にπゲージを縦に取り付けた時

                            図-73 (1回目)

                            図-74 (2回目)

                            図-75 (3回目)

                            図-76 (4回目)

y-6にπゲージを横に取り付けた時

                            図-77 (1回目)

                            図-78 (2回目)

                            図-79 (3回目)

                            図-80 (4回目)

ヤング率(とりあえず、x、y、zを2本ずつ)

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~ueda/soturon/date/ya.dvi

ひずみゲージについて

ひずみゲージ(Strain gauge)またはストレインゲージはひずみを測定するための力学的センサである。荷重計にも用いられる。

薄い絶縁体上にジグザグ形状にレイアウトされた金属の抵抗体(金属箔)が取り付けられた構造をしており、変形による電気抵抗の変化を測定することによりひずみ量に換算する。原理は次の通り。

高感度変位計による応力-ひずみグラフ

y-6に高感度変位計を縦に、πゲージを横に取り付けた時

                            図-81 (1回目)

                            図-82 (2回目)

                            図-83 (3回目)

                            図-84 (4回目)

x-2に高感度変位計を縦に、πゲージを横に取り付けた時

                            図-85 (1回目)

                            図-86 (2回目)

                            図-87 (3回目)

                            図-88 (4回目)

                            図-89 (5回目)

z-1に高感度変位計を縦に、πゲージを横に取り付けた時

                            図-90 (1回目)

                            図-91 (1回目) 横のひずみだけのグラフ

                            図-92 (1回目) πゲージを縦に取り付け

z-1に高感度変位計を縦に、ひずみゲージを縦に7つ取り付けた時

                            図-93 (1回目)

                            図-94 (2回目)

                            図-95 (3回目)

                            図-96 (4回目)

                            図-97 (5回目)

集成材の切り出し図

                            図-92