고속 인장 시험의 목표와 표준 ISO/CD 22183, ISO 18872, SAE J 2749
고속 변형률 속도에서 응력-변형 곡선을 측정하면 차량 구조 같은 충돌 시뮬레이션 설계 데이터를 얻을 수 있습니다.
고속 인장 시험 국제 표준은 현재 시험의 일부만 정의하고 있습니다.
- SAE J 2748은 일반적인 형태의 시험 장비에 대한 시험 및 요구사항을 정의합니다.
- ISO 18872는 고속 변형률 속도에서의 결과 외삽을 위한 절차와 일반 정의를 포함하는 이론적 접근에 가까우며, 표준 사용은 제한적입니다.
- ISO/CD 22183은 힘 측정의 동적 거동을 위한 품질 기준을 포함하는 현행 표준 초안으로서 품질과 관련하여 측정 그래프를 균일하게 측정할 수 있습니다.
고속 변형률 속도에서의 인장 거동 측정은 특정 시편에서, 그리고 정적 시험에서부터 범위가 약 5 m/s인 분리속도 시 알려진 조건하에서 이루어집니다. 이런 방법으로 3형 시편에서의 변형률은 ISO 8256에 따라 최대 200 1/s까지 달성할 수 있습니다.
시험 요구사항
이 시험에서는 어큐뮬레이터에 저장된 유압 에너지를 이용하여 필요한 시험 속도까지 피스톤을 신속하게 가속하는 유압 고속 인장 시험기가 일반적으로 사용됩니다. 이러한 기계 유형은 저속과 고속 모두에서 측정이 가능합니다.
속도 범위가 약 1.5m/s 이상인 시험 또한 플라스틱 시험용으로 특별히 채택된 낙하 충격 시험기를 이용하여 수행할 수 있습니다. 이때 시험 장비는 한 쪽에 시편을 단단히 잡고, 반대 쪽에 요크를 고정하여 낙하 추의 움직임을 시편으로 전달하는 인장 충격 시험과 비슷합니다. 저속에서 낙하 높이는 낮고 낙하 질량은 매우 커야 하기 때문에 낙하 충격 시험기로 시험하는 것은 적절치 않습니다.
시험의 유효성을 위해서는 풀링 그립(pulling grip)이나 요크의 속도와 시편 변형을 고해상도와 충분한 속도로 측정할 수 있는 적절한 신율계나 변위 측정 시스템을 사용하는 것이 중요합니다. 그래서 보통 2D DIC 평가 기능이 있는 고속 카메라 시스템을 사용합니다.
힘은 견고하고 질량이 낮은 측정 시스템으로 측정되며, 이 시스템은 우수한 측정 정확도와 200kHz 이상의 측정값 획득 외에도 가능한 한 최고의 기계적 자연 주파수를 보유해야 합니다. 이 고유 진동은 측정 기간보다 최소 8~10% 낮은 기간에서 최소 측정할 해당 시험 이벤트 기간까지 유지되어야 합니다.
이론적으로 풀링 그립의 움직임은 0에서 원하는 분리 속도까지 시간 지연 없이 가속된 후 일정하게 유지해야 합니다. 이 이상적인 시나리오에 가장 근접하게 도달하기 위해서는 피스톤과 시편 그립 사이에 로스트 모션바(lost motion bar)라는 저질량 부품을 하나 더 사용해야 합니다. 이 부품은 연결된 시편 그립과 함께 변형 과정의 동적 시퀀스를 측정하기 때문에 응력-변형 곡선을 필수 3축(변형률)에 할당할 때 매우 중요합니다
시험은 일반적으로 ISO 291에 따라 정상 환경에서 수행됩니다. ZwickRoell은 보다 광범위한 온도 범위에서 플라스틱의 고속 인장 거동을 시험하기 위해 고속 시험기의 시험 영역에 설치할 수 있는 온도 챔버를 갖추고 있습니다.
