鋼材のような磁性体を磁化したときに、残留応力に対応した磁気ひずみが生じる。このことを利用して、残留応力を評価する手法が磁歪法である。この方法は、鉄道の線路の様な、強磁性体でできた単純な形状を有する部材の残留応力を短時間に、保護設備等を必要とせずに評価可能であるとされている。ただし、複雑な形状を有する部材に対しては適用が難しいという問題がある。

無応力状態と残留応力が存在する状態では、音の伝播速度が変化する。このことを利用して、超音波の伝播速度により、残留応力を評価する手法が超音波法である。本手法は、ボルト等の材質形状が決まっている場合には短時間での残留応力評価が可能であるとされている。しかし、材料組織が未知である評価対象に対しては適用が難しいという問題がある。

多結晶材料における各結晶粒は原子が格子状に配列した結晶格子で構成されている。この結晶格子の間隔は、無応力状態では材料固有の値を取るが、応力が負荷された場合には、その間隔が変化する。そこで、無応力状態と残留応力が存在する状態における間隔の差を残留応力による弾性ひずみと考えれば、その弾性ひずみを変換することで、残留応力の評価が可能となる。X線回折法においては、ある特定の波長のX線（特性X線）を残留応力評価を行いたい領域に照射して、得られる回折角と特性X線の波長から、Fig1.1に示すBraggの法則により、格子面の間隔を評価する。その後、格子面間隔より、残留応力による弾性ひずみを評価することで、残留応力の評価を行う。本手法の特徴としては、試料の残留応力を非破壊的に評価することが可能であるという点が挙げられる。しかし、X線の侵入深さはせいぜい数十ミクロン程度であるため、残留応力評価結果が表面性状の影響を受ける可能性があったり、試料内部の残留応力を直接的に評価することは出来ないという問題もある。
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放射光は高速で直進する電子が、その進行方向を磁石などによって変えられた際に発生する電磁波のことであり、高輝度、高指向性でしかも任意波長の高エネルギーX線が得られる。X線のエネルギーが高くなるほど、波長が短くなり、X線の侵入深さは大きくなる。高エネルギーX線によるひずみの計測は原則として侵入深さが深いだけで従来の管球法と全く同じである。測定ひずみから応力を算出するとき、平面応力状態ではsin2Ψ法が適用できるが、大きな侵入深さによる材料内部で面外応力成分が生じる場合は、3軸応力を考慮する必要もある。

本手法は、中性子線を用いて、X線回折法と同様にBraggの法則を利用した格子面間隔測定により残留応力を評価する手法である。ここで、中性子線は電荷を持たないため、X線と比べて透過性が高い。そのため、中性子回折法を用いれば、例えば鋼材においても数十mm程度の深さまで残留応力を測定することが可能である。しかし、残留応力の評価の際には無ひずみ（無応力）状態の格子面間隔が必要になる。したがって、中性子回折法による残留応力測定では、測定対象の材料の一部を切り出し、応力除去焼なまし処理等を行うことで、無ひずみ状態の格子面間隔を測定することが必要となり、X線回折法と比べると、測定工数は増加する。また、原子炉圧力容器、水力発電のケーシング等に用いられるような、数十mm以上の厚さを有する部材の内部残留応力値は評価できない。中性子線はビーム径を絞ることがX線に比べて難しいため、一般に、ゲージ体積（測定領域体積）がX線回折に比べて大きくなるという問題がある。また、現状は国内に中性子回折残留応力測定装置が普及しているとは言い難く、迅速な残留応力評価を行うことは難しいという問題もある。
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材料表面に圧子を押込む際、Fig.1.2に示すように、表面の残留応力状態によって押込み荷重-押込み深さ関係は変化する。この性質を利用した残留応力の定量評価方法がインデンテーション法である。本手法は、残留応力を短時間に測定することが可能である上に、非対称な圧子を用いることで、応力成分の分解も可能である。しかし、評価結果が材料表面状態から大きな影響を受けるため、適用範囲が限られる。また、その評価精度について、十分検証は行われていないようである。
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切断法に変わる新たな測定手法。破壊検査であるが、最小限の加工のみ実施。100mm厚の内部残留応力を短納期で高精度に計測。切断法では不可能であった複雑形状にも対応可。トレパニングと呼ばれるくりぬき加工により材料の応力が開放されます。応力の開放前後における直径の変化量より残留応力を導く計測手法です。弊社のコア技術「加工」・「計測」を生かした計測手法となっています。

Ringcore法は、穿孔法とは逆に、測定対象位置にひずみゲージを貼付し、その外側を円上に削り落として、解放ひずみを測定する方法である。本手法は、穿孔法に比べて得られる解放ひずみが大きく、残留応力評価精度の向上が見込める。一方で、穿孔法に比べて、加工範囲が大きくなり、測定位置間の距離を大きくとる必要がある。

本手法は、Fig.1.3に示すような三要素ロゼットゲージを用いて、ロゼットゲージ中央部の穿孔による解放ひずみを測定し、その解放ひずみから残留応力を評価する手法である。解放ひずみと残留応力の関係は弾性論に基づく式を用いる。本手法は、短時間に残留応力の測定が可能であるが、高い真円度を有する上に穴深さを精度良く制御することが可能な穿孔装置が必要である。さらに、残留応力の解放により得られるひずみはその絶対値が小さく、高精度なひずみ測定も必要となる。また、測定可能であるのは、表面近傍の残留応力のみである。
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Fig.1.4に示すようにある物体を、加工の影響を与えず理想的に切断すると、残留応力が存在しない場合は変形が生じないが、残留応力が存在する場合には、切断面は残留応力に応じて変形する。このような変形を切断面内に渡って測定し、有限要素法を用いて元の断面形状（一般的に表面等に垂直な切断面）に一致させるための応力の評価を行う。この一致させるための応力は切断前には存在し、切断により解放された残留応力である。この手法は、切断面内に渡って残留応力分布の評価が可能であるという利点を有する。しかし、切断中に生じるであろう部分的な応力解放に伴う塑性変形の影響を評価するためには、評価対象の塑性特性が必要となる。また、これまでの研究において、残留応力評価精度確認は未だ十分では無いようである。
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ある残留応力が生じている部材を無応力状態にするためのひずみを固有ひずみと呼ぶ。すなわち、固有ひずみとは、残留応力の発生源となっているひずみのことである。この固有ひずみと残留応力は一意的かつ弾性的に対応していることが知られている。そこで、固有ひずみ法においては、何らかの方法で固有ひずみを測定し、その固有ひずみを弾性論により残留応力に変換する。固有ひずみの測定法としては、上記の切断法のように切断による解放ひずみや、X線回折により得られるひずみを用いる方法があるが、切断により固有ひずみを求めるためには、切断時に新たな塑性変形が生じることが無いように切断順序を工夫する必要があることと、切断法同様に各測定位置の残留応力を十分に解放するために、小さなサイズまで切断する必要があるという問題がある。また、X線回折を用いる場合には、直接的に内部の固有ひずみを測定することは難しいという問題がある。

切断法においては、まず、残留応力の計測対象部材にひずみゲージを貼付する。その後、その周囲を切断することで残留応力を解放し、解放ひずみを測定することで、残留応力を算出する。本手法は、極めて原理的な手法であり、安価なひずみゲージを用いることができるという利点がある。しかし、測定位置の残留応力を十分に解放するために、小さなサイズまで切断する必要があるため、切断回数が多く、多大な労力、時間が必要であることや、一般には、切断前に露出している表面部の残留応力のみしか評価することが出来ないという問題がある。