まだアイディアの段階で具体的には動いてないからメモ代わりに。
オートグラフ(引張試験機)で物に荷重を与え、破壊する荷重を求めているが、破壊点が明瞭にわからない。クラックが走っていくのだが完全に壊れないのである。
健全な部品は一気にクラックが走り、荷重が変動するのだが、問題のある部品はクラックがゆっくり進展するようで、荷重変化からの検出は難しい。
クラックが入るのは間違いないので渦電流などで検出できるだとうと踏んでいる。
調べてみると1kHz程度の周波数で十分に検出できるらしい。オーディオアンプでも増幅できる周波数帯なのでかんたんなファンクションジェネレータとオーディオアンプでコイルに通電し、流れる電流・電圧をオシロでモニターorなんとか位相を検出してクラック入ったタイミングを検出できるのではないかと悶々と考えている処。
部品が鉄なので、コイルを使った発振回路を作っておき、クラック発生でコイルのLが変化するようにしておき、共振周波数がずれるのを検出しても良いかもしれない。
部品が小さくてひずみゲージが貼れないので変わり種のアプローチを検討中。
私は意外ですけど高校、大学と建築科卒なんで鋼材の破壊実験などやったことが懐かしいです。
鋼材って第一降伏点(塑性変形応力点)で張力が一瞬一定になってから第二降伏点(靭性破壊)を迎えて破断するんですよね。
大型の引張試験器の前で、学生がそろそろ破断するぞとタイミングが分かっているのに、いざ破断すると、大きな音と振動で皆ビクンとしているのを見てお互い大笑いしてました。
部品は小さいようですが、クラックが入れば透磁率や比抵抗、誘導損が瞬間に大きく変化して検出できそうですね。
(^^)
そもそも地震って、地中の塑性変形と靭性破壊の兼ね合いで起こっているんじゃないかと考えています。
地盤が応力を受けると、通常は飴のように長期的にゆっくりと塑性変形しているのですけど、剛性の高い部分(アスペリティー)があると塑性変形が起こりにくくなって、そこに応力が集中するようになります。
応力が増した後にまた塑性変形に移れば大きな地震は回避されるのですけど、いきなり脆性破壊された瞬間が地震だと思っています。
比抵抗、地中の結晶鉱物の圧電電圧、クラック音、地中のラドンの変化の検出などで、地中の脆性破壊限界に至る過程を検出できれば地震予知に応用できそうなんですけど、これは難しい課題ですね。