KR20020076075A - Apparatus for indentation test, method for measuring data of indentation test and mechanical properties using it, and record medium saving method for measuring mechanical properties - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압입시험기 및 압입시험기를 이용한 압입시험 데이터 측정방법, 물성측정방법, 이 물성측정방법을 저장한 기록매체에 대한 것으로, 물성을 측정할 재료에 부착하여 연속적으로 압입시험을 수행하고 이를 통해 얻은 데이터를 이용하여 현장에서 인장물성 등의 재료의 물성을 계산할 수 있다.The present invention relates to the indentation test data measuring method using the indentation tester and the indentation tester, a physical property measuring method, a recording medium storing the physical property measuring method, attached to the material to measure the physical properties and continuously performing the indentation test The obtained data can be used to calculate the properties of materials such as tensile properties in the field.
현대의 구조물 및 각종 산업시설에 사용되고 있는 구조용 강은 높은 압력 및 온도의 열악한 환경으로 인해 시간의 경과에 따라 재료의 신뢰성이 저하된다는 큰 문제점을 지니고 있다. 따라서, 재료 열화에 따른 기계적 성질의 변화를 손쉽고 간편하게 측정할 수 있으며, 특정 취약부분에 대한 물성 평가가 가능한 비파괴 시험법의 개발의 필요성이 인식되어 왔다.Structural steel used in modern structures and various industrial facilities has a big problem that the reliability of the material decreases over time due to the harsh environment of high pressure and temperature. Therefore, it has been recognized that the development of a non-destructive test method that can easily and easily measure the change in mechanical properties due to material deterioration, and can evaluate the properties of specific weak areas.
이러한 필요성으로 인해 일정한 크기의 시편을 사용하지 않고 현장에서 인장물성을 평가하거나, 국소부위에 대한 인장물성을 평가할 수 있는 수단이 요구되었다. 이러한 수단으로서 압입시험을 이용하여 압입하중에 따른 압입깊이의 변화를 측정함으로써 얻어지는 압입하중-변위곡선으로부터 재료의 물성에 대한 정보를 예측하는 압입시험기가 발명되었다.This necessity required a means for evaluating the tensile properties in the field or for evaluating the tensile properties of the localized regions without using a specimen of constant size. As a means of this, an indentation tester for predicting information on material properties from the indentation load-displacement curve obtained by measuring the change in indentation depth according to the indentation load using the indentation test was invented.
이러한 압입시험기로는 종래 "Field indentation microprobe(FIM) for structural integrity evaluation(미국특허 US4852397)"가 있었다. 그러나 FIM은 측정된 데이터를 분석하는 데 있어서, 실험상수 보정을 위한 별도의 인장시험이 필요했기 때문에 시험비용이 많이 들고 인장시편을 얻기 어려운 부분에 대한 측정이 어려웠다.Such indentation tester was a conventional "Field indentation microprobe (FIM) for structural integrity evaluation (US Patent US4852397)". However, the FIM required a separate tensile test to calibrate the experimental constants in analyzing the measured data, which made it difficult to measure parts that were expensive and difficult to obtain.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 부피를 소형화하여 실구조물에 대한 부착이 용이한 압입시험기를 제공함을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide an indentation tester which is easy to attach to a real structure by miniaturizing a volume.
또한, 본 발명은 부착장치를 다양화하여 평가대상 재료의 종류와 크기에 관계없이 부착하여 시험할 수 있는 압입시험기를 제공함을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a press-fit tester that can be attached and tested by varying the attachment device irrespective of the type and size of the material to be evaluated.
또한, 본 발명은 수평 이동을 가능하게 하여 재료의 여러 위치를 시험하기 위해 본체 자체를 이동할 필요가 없는 압입시험기 및 이를 이용한 압입시험 데이터 측정방법, 물성측정방법, 이를 저장한 기록매체를 제공함을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a indentation tester that does not need to move the body itself to test the various positions of the material to enable horizontal movement, a method of measuring the indentation test data using the same, a method of measuring physical properties, and a recording medium storing the same. It is done.
또한, 본 발명은 하중의 인가 및 제거를 반복하고, 이 때 발생하는 하중 및 변위를 연속적으로 측정하는 연속압입시험을 가능하게 하는 압입시험기 및 이를 이용한 압입시험 데이터 측정방법, 물성측정방법, 이를 저장한 기록매체를 제공함을 목적으로 한다.In addition, the present invention repeats the application and removal of the load, the indentation tester that enables the continuous indentation test to continuously measure the load and displacement generated at this time, the indentation test data measurement method using the same, the method of measuring the physical properties, storage thereof The purpose is to provide a record carrier.
또한, 본 발명은 실험상수 보정을 위한 별도의 인장시험이 필요하지 않아 시험비용을 절감하고, 인장시편을 얻기 어려운 부분에 대한 측정도 가능한 압입시험 기를 이용한 물성측정방법을 제공함을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a method for measuring physical properties using an indentation tester that can reduce the test cost and do not require a separate tensile test for correction of the experimental constant, and also can measure the difficult part to obtain a tensile test piece.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 압입시험기의 전체구성도.1 is an overall configuration of the indentation tester according to an embodiment of the present invention.
도2는 도1의 본체의 정면 단면도.Figure 2 is a front sectional view of the main body of Figure 1;
도3은 도1의 본체의 측면 단면도.3 is a side cross-sectional view of the main body of FIG.
도4는 도1의 수평이동장치의 부분단면이 포함된 본체의 평면도.4 is a plan view of a main body including a partial cross section of the horizontal moving apparatus of FIG.
도5는 도1의 본체의 하부 일부와 부착장치, 시편테이블의 단면도.5 is a cross-sectional view of the lower part of the main body of FIG. 1, the attachment device, and the specimen table.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 압입시험기를 이용한 물성측정방법의 흐름도.Figure 6 is a flow chart of the physical property measurement method using an indentation tester according to an embodiment of the present invention.
도7은 도6의 압입자 이동방법선택단계의 상세흐름도.7 is a detailed flowchart of the indenter movement method selection step of FIG.
도8은 도6의 압입자 접근단계의 상세흐름도.8 is a detailed flow diagram of the indenter access step of FIG.
도9는 본 발명의 일실시예에 따른 압입시험기를 이용한 물성측정방법을 저장한 기록매체를 컴퓨터에 의해 실행한 경우의 초기화면.9 is an initial screen when a computer executes a recording medium storing a property measurement method using an indentation tester according to an embodiment of the present invention.
도10은 실험조건 설정화면.10 is an experimental condition setting screen.
도11a는 본 발명의 일실시예에 따른 압입시험기를 이용한 물성측정방법를 저장한 기록매체에 의해 측정된 압입깊이와 압입하중 곡선화면.11A is a press-fit depth and indentation load curve screen measured by a recording medium storing a physical property measuring method using an indentation tester according to an embodiment of the present invention.
도11b는 동일한 재료 또는 다른 재료에 대하여 다수 측정된 압입깊이와 압입하중 곡선 중첩화면.Fig. 11B shows the indentation depth and indentation load curve overlapping screens measured multiple for the same material or different materials.
도12는 도11a의 압입깊이와 압입하중 곡선을 이용하여 유도된 유동곡선 분석결과화면.12 is a flow curve analysis result screen derived using the indentation depth and indentation load curve of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 본체 101 : 프레임100: body 101: frame
110 : 하중부가장치 111 : 모터110: load adding device 111: motor
112 : 감속기 113 : 커플링112: reducer 113: coupling
114 : 연결축 115 : 베어링114: connecting shaft 115: bearing
116 : 지지축 117 : 볼스크루116 support shaft 117 ball screw
118 : 볼스크루너트118: Ball screw nut
121 : 실린더 123 : 하중센서121: cylinder 123: load sensor
125 : 압입자홀더 127 : 압입자125: indenter holder 127: indenter
128 : 변위센서 130 : 부착장치128: displacement sensor 130: attachment device
131 : 자석 133 : 본체베이스131: magnet 133: body base
140 : 수평이동장치 141 : 슬라이더140: horizontal moving unit 141: slider
143 : 잠금쇠 151 : 압입자위치제어센서143: clamp 151: indenter position control sensor
161, 161' : 모터커넥터161, 161 ': Motor Connector
163, 163' : 인코더커넥터 165, 165' : 변위커넥터163, 163 ': Encoder connector 165, 165': Displacement connector
200 : 노트북컴퓨터 300 : 인터페이스보드200: notebook computer 300: interface board
400 : 초기화면 430 : 모터의 수동구동부400: initial screen 430: manual drive of the motor
440 : 인게이지버튼 450 : 그래프창440: Engage button 450: Graph window
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 제어프로그램과 물성분석프로그램이 탑재된 컴퓨터와 인터페이스보드에 의해 커넥트 연결된, 재료의 하중 및 압입깊이를 측정하는 압입시험기에 있어서, 재료에 인가되는 하중을 발생시키는 모터와 감속기로 갖는 하중부가장치와; 하중부가장치에서 만들어진 회전력을 수직하중으로 변환하는 하중전달장치와; 하중전달장치에 장착되어 하중의 변화를 연속적으로 측정하는 하중센서와; 하중전달장치의 일단에 연결되어 하중센서와 같은 축으로 움직이는 연결축 및 압입자홀더와; 압입자홀더의 끝에 노출되고 재료에 실질적으로 접촉하중을 인가하는 압입자와; 압입자의 압입에 따른 압입깊이의 변화를 연속적으로 측정하는 변위센서를 갖는 압입시험기를 제공한다.The present invention, in order to achieve the above object, in the indentation tester for measuring the load and the indentation depth of the material connected by a computer and an interface board equipped with a control program and a property analysis program, generating a load applied to the material A load adding device having a motor and a speed reducer; A load transmitting device for converting the rotational force produced by the load adding device into a vertical load; A load sensor mounted on the load transmitting device and continuously measuring a change in load; A connecting shaft and an indenter holder connected to one end of the load transmitting device and moving in the same axis as the load sensor; An indenter exposed at the end of the indenter holder and substantially applying a contact load to the material; An indentation tester having a displacement sensor for continuously measuring a change in indentation depth according to indentation of an indenter is provided.
또한, 본 발명은 연결축 및 압입자홀더가 수직이동할 수 있는 공간을 가지며, 부품들(이하 "본체"라 함)의 하부에 위치하여 부품들을 고정지지하는 베이스와, 베이스와 체결되어 재료를 압입시험기에 고정시키는 부착장치를 추가로 포함하되, 부착장치는 자석, 체인, U-블럭 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 압입시험기를 제공한다.In addition, the present invention has a space in which the connecting shaft and the indenter holder can move vertically, and is located below the components (hereinafter referred to as the "body") to support the fixed parts, and the base is fastened to press-in the material Further comprising an attachment device for fixing to the tester, the attachment device provides a press-fit tester, characterized in that any one of a magnet, chain, U-block.
또한, 본 발명은 부착장치와 베이스가 고정된 상태에서 압입자가 부착된 본체만 일축으로 수평이동할 수 있도록 하는 수평이동장치를 추가로 포함하되, 수평이동장치는, 베이스의 상부면에 상기 베이스와 체결되고, 상부면에 도브테일이 형성된 슬라이더베이스와, 슬라이더베이스와 본체 사이에 위치하며, 하부면에 슬라이더베이스의 도브테일과 맞춤결합가능한 도브테일홈이 형성되며, 도브테일홈 방향과동일한 방향으로 외주면에 나사산이 형성된 홈을 갖는 슬라이더와, 일단은 슬라이더의 홈의 나사산과 나사회전가능한 나사산이 형성되어 슬라이더의 홈의 나사산과 나사체결되고, 타단은 손잡이가 형성되어 있고, 일단과 타단 사이는 브라켓에 의해 베이스 또는 슬라이더베이스에 나사체결된 이동손잡이를 갖는 것을 특징으로 하는 압입시험기를 제공한다.In addition, the present invention further includes a horizontal moving device for horizontally moving only the main body to which the indenter is attached in a fixed state of the attachment device and the base, the horizontal moving device is fastened with the base on the upper surface of the base A slider base having a dovetail formed on an upper surface thereof, a dovetail groove formed between a slider base and a main body, and a dovetail groove that can be custom-fitted with the dovetail of the slider base formed thereon, and a thread formed on an outer circumferential surface in the same direction as the dovetail groove direction A slider having a groove, one end of which is formed with a thread of the groove of the slider and a threadable thread, is screwed with the thread of the groove of the slider, the other end of which has a handle, and between one end and the other end by a bracket between the base and the slider. Indentation tester characterized in that it has a movement handle screwed to the base Provided.
또한, 본 발명은 압입자와 변위센서가 안전하게 이동할 수 있도록 설정된 영역의 한계위치에 부착되는 압입자이동제어센서를 추가로 포함하는 압입시험기를 제공한다.The present invention also provides an indentation tester further comprising an indenter movement control sensor attached to the limit position of the area set to allow the indenter and the displacement sensor to move safely.
또한, 본 발명은 압입자의 형태는 구형, 원뿔형, 사각피라미드형 중 하나이며, 압입자홀더와 압입자는 일체인 것을 특징으로 하는 압입시험기를 제공한다.In addition, the present invention provides a press-fit tester characterized in that the form of the indenter is one of spherical, conical, square pyramid type, the indenter holder and the indenter are integral.
또한, 본 발명은 압입시험기에 설치된 압입자를 이용하여 재료의 압입시험 데이터를 측정하는 방법에 있어서, 압입자를 압입시험을 시작할 수 있는 위치로 이동하여 재료에 접근하는 압입자 접근단계와; 압입자의 이동속도 및 압입자의 이동깊이를 설정하고, 재료에 하중을 가하는 하중부가단계와; 압입자의 이동깊이 만큼 압입자가 수직이동한 후, 압입자의 이동깊이의 일정 하중제거율만큼 압입자를 위로 이동시키는 하중제거단계와; 하중부가단계 및 하중제거단계를 통해 압입자의 수직이동에 따른 압입자의 압입깊이 및 압입하중을 측정하는 측정단계와; 하중부가단계와 하중제거단계와 측정단계를 다수회 반복하는 연속시험단계와; 압입자를 재료에서 제거하는 압입자 제거단계;를 포함하는 압입시험기를 이용한 압입시험 데이터 측정방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for measuring the indentation test data of the material using the indenter installed in the indentation test apparatus, the indenter access step of moving the indenter to a position where the indentation test can be started to approach the material; A load adding step of setting a moving speed of the indenter and a moving depth of the indenter and applying a load to the material; A load removing step of moving the indenter upward by a predetermined load removal rate of the moving depth of the indenter after the indenter vertically moves by the moving depth of the indenter; A measurement step of measuring the indentation depth and the indentation load of the indenter according to the vertical movement of the indenter through a load addition step and a load removal step; A continuous test step of repeating the load adding step, the load removing step and the measuring step a plurality of times; It provides an indentation test data measurement method using an indentation tester comprising a; indentation removing step of removing the indenter from the material.
또한, 본 발명은 압입자 접근단계는, 압입자를 아래로 이동시키는 압입자 하방이동단계와, 압입하중이 하중설정값 이상이면 압입자의 이동을 멈추고 압입자를 거리설정값만큼 상방 이동하고, 압입하중이 하중설정값 미만이면 압입자 하방이동단계를 계속실행하는 판단단계를 갖는 압입시험기를 이용한 압입시험 데이터 측정방법을 제공한다.In addition, the present invention, the indenter approach step, the indenter downward movement step for moving the indenter down, if the indentation load is greater than the load set value, the indenter stops moving and moves the indenter upward by the distance set value, the indentation load Provided is a method of measuring indentation test data using an indentation tester having a determination step of continuing to carry out the indenter downward movement step if the load is less than the set value.
또한, 본 발명은 하중설정값은 0.2∼2kgf이고, 거리설정값은 5∼30㎛인 것을 특징으로 하는 압입시험기를 이용한 압입시험 데이터 측정방법를 제공한다.The present invention also provides a method for measuring indentation test data using an indentation tester, characterized in that the load setting value is 0.2 to 2 kgf and the distance setting value is 5 to 30 µm.
또한, 본 발명은 각각의 연속시험단계마다, 압입자 이동속도와, 압입자 이동깊이와 하중제거율 중 어느 하나 또는 하나 이상을 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 압입시험기를 이용한 압입시험 데이터 측정방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for measuring indentation test data using an indentation tester, characterized in that for each successive test step, one or more of the indenter movement speed, the indenter movement depth, and the load removal rate can be changed. to provide.
또한, 본 발명은 압입시험기를 이용하여 재료의 물성을 측정하는 측정방법에 있어서, 압입자를 아래로 이동시켜 압입자를 압입시험을 시작할 수 있는 위치로 이동시키되, 압입하중이 하중설정값 이상이면 압입자의 이동을 멈추고 압입자를 거리설정값만큼 상승하고, 압입하중이 하중설정값 미만이면 압입자를 계속 아래로 이동시키는 압입자 접근단계와; 압입자의 이동속도 및 압입자의 이동깊이를 설정하고, 재료에 하중을 가하는 하중부가단계와; 압입자의 이동깊이 만큼 압입자가 수직이동한 후, 압입자의 이동깊이의 일정 하중제거율만큼 압입자를 위로 이동시키는 하중제거단계와; 하중부가단계 및 하중제거단계를 통해 압입자의 수직이동에 따른 압입자의 압입깊이 및 압입하중을 측정하는 측정단계와; 하중부가단계와 하중제거단계와 측정단계를 다수회 반복하는 연속시험단계와; 압입자를 재료에서 제거하는 압입자 제거단계와, 압입자 제거단계 전후에 측정단계에서 측정한 압입깊이 및 압입하중으로 이루어진 압입하중-변위곡선에 의해 재료의 응력-변형율 곡선을 구하고, 이 응력-변형율 곡선을 이용하여 재료의 물성을 계산하는 물성계산단계;를 포함하는 압입시험기를 이용한 물성측정방법을 제공한다.In addition, the present invention is a measuring method for measuring the physical properties of the material by using the indentation tester, by moving the indenter to the position where the indentation test can be started, if the indentation load is more than the load set value of the indenter An indenter approaching step of stopping the movement and raising the indenter by the distance setting value and continuously moving the indenter if the indentation load is less than the load setting value; A load adding step of setting a moving speed of the indenter and a moving depth of the indenter and applying a load to the material; A load removing step of moving the indenter upward by a predetermined load removal rate of the moving depth of the indenter after the indenter vertically moves by the moving depth of the indenter; A measurement step of measuring the indentation depth and the indentation load of the indenter according to the vertical movement of the indenter through a load addition step and a load removal step; A continuous test step of repeating the load adding step, the load removing step and the measuring step a plurality of times; The stress-strain curve of the material is calculated from the indentation load-strain curve, which consists of the indentation step of removing the indenter from the material and the indentation depth and the indentation load measured in the measurement step before and after the indenter removal step. It provides a physical property measurement method using an indentation tester comprising; calculating the physical properties of the material using a curve.
또한, 본 발명은 압입시험기 중 압입자를 포함하는 프레임만을 수평이동시키고, 압입시험기의 베이스나 부착장치는 이동시키지 않고 동일한 재료의 일축 여러 위치에서 단계들을 반복하여 계산한 물성값을 평균하여 재료의 물성을 계산하는 단계를 추가로 포함하는 압입시험기를 이용한 물성측정방법을 제공한다.In addition, the present invention is to move only the frame containing the indentation in the indentation tester horizontally, without moving the base or the attachment device of the indentation tester by repeating the steps in a single position of the same material at various locations of the same material to average the physical properties of the material It provides a physical property measurement method using an indentation tester further comprising the step of calculating.
또한, 본 발명은 압입시험기를 이용하여 재료의 물성을 측정하는 측정방법이 저장된 기록매체에 있어서, 압입자를 아래로 이동시켜 압입자를 압입시험을 시작할 수 있는 위치로 이동시키되, 압입하중이 하중설정값 이상이면 압입자의 이동을 멈추고 압입자를 거리설정값만큼 상승하고, 압입하중이 하중설정값 미만이면 압입자를 계속 아래로 이동시키는 압입자 접근수단과; 압입자의 이동속도 및 압입자의 이동깊이를 설정하고, 재료에 하중을 가하는 하중부가수단과; 압입자의 이동깊이 만큼 압입자가 수직이동한 후, 압입자의 이동깊이의 일정 하중제거율만큼 압입자를 위로 이동시키는 하중제거수단과와; 하중부가단계 및 하중제거단계를 통해 압입자의 수직이동에 따른 압입자의 압입깊이 및 압입하중을 측정하는 측정수단과; 하중부가수단과 하중제거수단과 측정수단을 다수회 반복하는 연속시험수단과; 압입자를 재료에서 제거하는 압입자 제거수단과, 압입자 제거수단 전후에 측정수단에서 측정한 압입깊이 및 압입하중으로 이루어진 압입하중-변위곡선에 의해 재료의 응력-변형율 곡선을 구하고, 이 응력-변형율 곡선을 이용하여 재료의 물성을 계산하는 물성계산수단;을 포함하는 압입시험기를 이용한 물성측정방법을 저장한 기록매체를 제공한다.In addition, the present invention is a recording medium in which the measuring method for measuring the physical properties of the material using the indentation tester is stored, the indenter is moved to a position to start the indentation test by moving the indenter down, the indentation load is set load value An indenter access means for stopping the movement of the indenter if it is abnormal and increasing the indenter by a distance setting value, and continuously moving the indenter if the indentation load is less than the load setting value; Load adding means for setting a moving speed of the indenter and a moving depth of the indenter and applying a load to the material; Load removing means for moving the indenter upward by a predetermined load removal rate of the moving depth of the indenter after the indenter vertically moves by the moving depth of the indenter; Measuring means for measuring the indentation depth and indentation load of the indenter according to the vertical movement of the indenter through a load adding step and a load removing step; Continuous test means for repeating the load adding means, the load removing means and the measuring means a plurality of times; The stress-strain curve of the material is obtained from the indentation removal means for removing the indenter from the material, and the indentation load-strain curve composed of the indentation depth and the indentation load measured by the measuring means before and after the indenter removal means. It provides a recording medium that stores a physical property measurement method using an indentation tester including a; physical property calculation means for calculating the physical properties of the material using a curve.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 이 실시예들은 본 발명의 기술사상을 설명하기 위한 일실시예에 불과하며, 본 발명은 이 실시예들만으로 제한되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. These embodiments are merely one embodiment for describing the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to these embodiments only.
1. 압입시험기1. Indentation tester
먼저 도1 내지 도5를 참조하여 본 발명에 따른 압입시험기의 일실시예를 설명한다.First, an embodiment of an indentation tester according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 압입시험기의 전체구성도를, 도2는 도1의 본체의 정면 단면도를, 도3은 도1의 본체의 측면 단면도를, 도4는 도1의 수평이동장치의 부분단면이 포함된 본체의 평면도를, 도5는 도1의 본체의 하부 일부와 부착장치, 시편테이블의 단면도를 나타낸다.1 is an overall configuration diagram of the indentation tester according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front cross-sectional view of the main body of Figure 1, Figure 3 is a side cross-sectional view of the main body of Figure 1, Figure 4 is a horizontal 5 is a plan view of the main body including the partial cross section of the moving device, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the lower part of the main body of FIG.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 압입시험기는 기본적으로 본체(100)와, 본체(100)에 연결된 노트북컴퓨터(200)와, 본체(100)와 노트북컴퓨터(200)를 연결하는 인터페이스보드(300)로 구성된다.Referring to Figure 1, the indentation tester according to the present invention basically an interface board for connecting the main body 100, the notebook computer 200 connected to the main body 100, the main body 100 and the notebook computer 200 ( 300).
본체(100)는 물성을 측정할 재료에 부착하여 압입시험을 수행하기 위한 기기의 주요부이다. 노트북컴퓨터(200)는 본체(100)의 작동을 제어하고, 본체(100)의측정수단에 의해 측정된 데이터를 분석하기 위한 프로그램이 탑재되어 있다. 인터페이스보드(300)는 본체(100)와 노트북컴퓨터(200)를 연결하여 신호값을 변환하는 장치로서, 본체(100)와 노트북컴퓨터(200)에 포함된 커넥터들이 인터페이스보드(300)의 커넥터들에 연결된다.The main body 100 is the main part of the device for performing the indentation test by attaching to the material to measure the physical properties. The notebook computer 200 is equipped with a program for controlling the operation of the main body 100 and analyzing the data measured by the measuring means of the main body 100. The interface board 300 is a device that connects the main body 100 and the notebook computer 200 to convert signal values, and the connectors included in the main body 100 and the notebook computer 200 are connectors of the interface board 300. Is connected to.
도2 및 도3을 참조하면, 본체(100)는 프레임(101), 하중부가장치(110), 실린더(121), 하중센서(123), 압입자홀더(125), 압입자(127), 변위센서(128), 수평이동장치(140), 압입자이동제어센서(151), 본체커넥터들(161, 163, 165)을 포함한다.2 and 3, the main body 100 includes a frame 101, a load adding device 110, a cylinder 121, a load sensor 123, an indenter holder 125, an indenter 127, The displacement sensor 128, the horizontal moving device 140, the indenter movement control sensor 151, and the main body connectors 161, 163, and 165 are included.
프레임(101)은 원통형으로, 내부 부품을 보호하는 케이싱이다. 프레임(101)은 하중부가장치(110), 실린더(121), 하중센서(123) 및 압입자(127)의 일부분 등을 포함하며, 고강도 알루미늄 경량합금을 사용하여 무게를 줄임으로써 휴대 및 운반이 용이하도록 하였다.The frame 101 is cylindrical and is a casing that protects internal components. The frame 101 includes a load adding device 110, a cylinder 121, a load sensor 123, a part of the indenter 127, etc., and is portable and transported by reducing the weight by using a high strength aluminum lightweight alloy. To facilitate.
하중부가장치(110)는 압입시험시 재료에 인가되는 하중을 만들어 내는 곳으로, 크게 모터(111)와 감속기(112)와 볼스크루(117)로 이루어진다.The load adding device 110 is a place for generating a load applied to the material during the indentation test, and consists of a motor 111, a reducer 112, and a ball screw 117.
모터(111)는 외부 하중 및 과부하에 안정하며 정밀제어가 가능한 AC 서보모터를 사용하여 현장에서 외부 진동 등 발생가능한 위험요소의 영향을 제거한다. 감속기(112)는 모터(111)의 아래에 위치하며, 모터(111)로 인해 발생한 동력으로 압입자(127)를 이동시킬 때, 압입자(127)의 이동속도를 시험에 필요한 만큼의 저속으로 감소시킨다. 감속기(112)의 아래에는 커플링(113)이 있어 감속기(112)와 볼스크루(117)가 연결되는 연결축(114)을 연결하고 모터(111)의 동력을 연결축(114)에 전달한다. 연결축(114)의 둘레의 소정 위치에는 베어링(115)이 있어 연결축(114)의회전운동을 지지한다. 지지축(116)은 실린더(121)를 관통하여 실린더(121)가 상하로 이동할 때, 실린더(121)의 이동을 안내하고 실린더(121)가 외부충격이나 자체 흔들림을 방지한다. 볼스크루(117)는 모터(111)에서 발생한 동력으로 인해 회전하는 부분이며 이때의 회전력을 이용하여 하중센서(123)에 하중을 가하게 된다. 볼스크루너트(118)는 볼스크루(117)와 나사산 결합되어 있어 볼스크루(117)가 회전하면 볼스크루너트(118)는 상하방향으로 수직이동한다.The motor 111 is stable to external loads and overloads, and uses an AC servomotor capable of precise control to remove the influence of dangerous factors such as external vibration in the field. The reducer 112 is located below the motor 111, and when the indenter 127 is moved by the power generated by the motor 111, the speed of movement of the indenter 127 is lowered as necessary for the test. Decrease. Below the reducer 112 is a coupling 113 connects the connecting shaft 114 to which the reducer 112 and the ball screw 117 are connected, and transmits the power of the motor 111 to the connecting shaft 114. . The bearing 115 is located at a predetermined position around the connecting shaft 114 to support the rotational movement of the connecting shaft 114. The support shaft 116 penetrates the cylinder 121 and guides the movement of the cylinder 121 when the cylinder 121 moves up and down, and prevents the cylinder 121 from impacting itself or shaking itself. The ball screw 117 is a portion that rotates due to the power generated from the motor 111 and applies a load to the load sensor 123 using the rotational force at this time. The ball screw nut 118 is threadedly coupled to the ball screw 117 so that when the ball screw 117 rotates, the ball screw nut 118 vertically moves in the vertical direction.
실린더(121)는 볼스크루너트(118)와 압착결합되어 볼스크루너트(118)의 수직이동에 따라 하중부가장치(110)에서 만들어진 회전력을 수직하중으로 변환시켜 압입자(127)가 재료에 하중을 가할 수 있게 해 준다. 실린더(121)에는 위에서 설명한 바와 같이 지지축(116)이 관통되어 있다.The cylinder 121 is press-bonded with the ball screw nut 118 to convert the rotational force produced by the load adding device 110 into a vertical load according to the vertical movement of the ball screw nut 118, so that the indenter 127 is loaded on the material. Allow to add The support shaft 116 penetrates the cylinder 121 as described above.
하중센서(123)는 실린더(121)의 아래에 위치하며, 실린더(121)와 나사(123a)에 의해 나사결합되어 실린더(121)에 의해 가해진 하중의 변화를 연속적으로 측정한다. 하중센서(123)를 압입하면 압입하중에 비례하는 변형이 발생하고 이 변형에 따라 하중센서(123)에 내장된 변형게이지의 전기저항이 변화하게 되어, 결국 흐르는 전류가 변화하므로 이 전류의 변화를 감지하여 하중을 연속 측정한다. 하중센서(123)의 최대하중은 300kgf이고, 하중분해능은 0.3kgf이다. 최대하중이 늘어날수록 하중분해능도 같이 증가하므로 정밀한 분석이 어려워지고, 최대하중이 낮을 경우에는 충분한 데이터를 얻을 수 없으므로 다양한 실험을 통해 최적의 하중범위를 결정한다.The load sensor 123 is positioned below the cylinder 121 and is continuously screwed by the cylinder 121 and the screw 123a to continuously measure a change in the load applied by the cylinder 121. When press-fitting the load sensor 123, a deformation proportional to the indentation load occurs, and according to this deformation, the electrical resistance of the strain gage built into the load sensor 123 changes, resulting in a change in the current because the current flowing therein changes. Detect and measure the load continuously. The maximum load of the load sensor 123 is 300 kgf, and the load resolution is 0.3 kgf. As the maximum load increases, the load resolution also increases, making precise analysis difficult. If the maximum load is low, sufficient data cannot be obtained. Therefore, the optimal load range is determined through various experiments.
하중센서(123)의 아래에는 볼스크루(117)와 압입자(127) 부분을 연결하는 연장축(124)이 있다. 연장축(124)은 상부말단의 외주면에 수나사가 형성되어 하중센서(123)의 하부말단에 형성된 홈의 내주면에 형성된 암나사와 나사결합되어 있다.Below the load sensor 123 is an extension shaft 124 connecting the ball screw 117 and the indenter 127 portion. Extension shaft 124 is a male screw is formed on the outer peripheral surface of the upper end is screwed with the female screw formed on the inner peripheral surface of the groove formed on the lower end of the load sensor 123.
연장축(124)의 말단에는 압입자홀더(125)와 압입자(127)가 있다. 압입자(127)는 실질적으로 재료에 접촉하중을 인가하는 부분으로 그 형태는 구형이다. 압입자홀더(125)와 압입자(127)는 일체형으로 압입자홀더(125)의 말단에 압입자(127)가 성형되어 있다. 이처럼 압입자홀더(125)와 압입자(127)가 일체형으로 되어 있으므로 압입자홀더(125)가 파손되어 압입자(127)가 압입자홀더(125)에서 빠져나갈 위험성을 없애고 압입자홀더(125)와 압입자(127) 사이에서 발생하는 실험오차를 제거한다. 본 실시예에서는 압입자(127)의 형태는 구형이지만, 용도에 따라 원뿔형이나 사각피라미드형을 사용할 수도 있다 또한, 압입자홀더(125)와 압입자(127)는 일체형이 아니라 분리형일 수도 있다.At the end of the extension shaft 124 is an indenter holder 125 and an indenter 127. The indenter 127 is a portion that substantially applies a contact load to the material, the shape of which is spherical. The indenter holder 125 and the indenter 127 are integrally formed with the indenter 127 at the end of the indenter holder 125. Since the indenter holder 125 and the indenter 127 are integrally formed as described above, the indenter holder 125 is broken to eliminate the risk of the indenter 127 escaping from the indenter holder 125 and thus the indenter holder 125. ) And the experimental error occurring between the indenter 127. In the present embodiment, the shape of the indenter 127 is spherical, but a conical shape or a square pyramid type may be used depending on the application. In addition, the indenter holder 125 and the indenter 127 may be separate types instead of integral types.
변위센서(128)는 압입자(127)와 평행하게 접촉하고 있는 커넥터(128a)의 하부에 위치한다. 변위센서(128)는 커넥터(128a)의 하부말단에 형성된 홈 내부로 힘을 가하면 삽입될 수 있으나, 힘을 제거하면 홈 내부에 설치된 탄성부재에 의해 원래의 길이로 연장된다. 센서브라켓(129)은 압입자(127)와 연결된 연결축(124)과, 변위센서(128)와 연결된 커넥터(128a)를 체결한다. 압입자(127)가 시편에 압입되면 변위센서(128)는 커넥터(128a)의 홈 내부로 삽입되어 이 삽입깊이를 측정하므로 압입자의 압입길이를 측정할 수 있게 된다. 변위센서(128)의 최대측정범위는 2mm이며, 정확한 압입깊이를 측정할 수 있게 하기 위하여 LVDT(Linear Variable Displacement Transducer)를 사용하였으나 이에 제한되지 않는다.The displacement sensor 128 is located under the connector 128a in parallel contact with the indenter 127. The displacement sensor 128 may be inserted when a force is applied into the groove formed at the lower end of the connector 128a, but when the force is removed, the displacement sensor 128 is extended to its original length by an elastic member installed inside the groove. The sensor bracket 129 fastens the connecting shaft 124 connected to the indenter 127 and the connector 128a connected to the displacement sensor 128. When the indenter 127 is pressed into the specimen, the displacement sensor 128 is inserted into the groove of the connector 128a to measure the insertion depth, thereby measuring the indentation length of the indenter. The maximum measurement range of the displacement sensor 128 is 2 mm, but LVDT (Linear Variable Displacement Transducer) is used to measure the precise indentation depth, but the present invention is not limited thereto.
하중부가장치(110) 및 하중센서(123)와 베이스(133) 사이에는 수평이동장치(140)가 있다. 수평이동장치(140)는 압입시험을 시행한 후 동일한 재료에 대하여 다른 위치에서 다음 압입시험을 시행할 때 압입시험기 전체를 이동하지 않고 프레임(101)만 수평이동하여 다음 압입시험을 시행하기 위한 장치이다.There is a horizontal moving device 140 between the load adding device 110 and the load sensor 123 and the base 133. The horizontal moving device 140 is a device for performing the next indentation test by horizontally moving only the frame 101 without moving the entire indentation tester when the next indentation test is performed at a different position on the same material after the indentation test. to be.
도2 및 도3, 도4를 참조하되 도4를 주로 참조하면, 본체(100)의 프레임(101) 하부에 위치한 수평이동장치(140)는 슬라이더(141)와 슬라이더베이스(142)와 잠금쇠(143)와 잠금쇠볼트(143a)와 이동손잡이(145)로 이루어진다. 슬라이더(141)은 본체(100)의 프레임(101) 하부에 위치하며, 슬라이더베이스(142)는 슬라이더(141)의 하부에 위치한다. 슬라이더베이스(142)에는 오목형의 도브테일 홈(142a, dovetail groove)이 형성되어 있고, 슬라이더(141)에는 볼록형의 도브테일(141b , dovetail)이 형성되어, 이들이 끼워맞춤결합되어 있다. 따라서 슬라이더(141)가 슬라이더베이스(142)를 타고 도브테일 방향(141b, 또는 도브테일 홈(142a) 방향)으로 슬라이딩하여 본체(100)를 수평이동하게 할 수 있다. 잠금쇠볼트(143a)는 슬라이더(141)에 형성된 홈을 관통하여 슬라이더베이스(142)와 단면접촉하고 있다. 잠금쇠(143)는 잠금쇠볼트(143a)와 체결되어 잠금쇠(143)를 회전시키면 잠금쇠볼트(143a)가 상하로 이동한다. 잠금쇠(143)를 잠금쇠볼트(143a)가 연장되도록 회전하면 잠금쇠볼트(143a)가 슬라이더베이스(142)를 가압하여 슬라이더(141)를 고정한다. 이 상태에서 잠금쇠(143)을 잠금쇠볼트(143a)가 단축되도록 회전하면 잠금쇠볼트(143a)는 슬라이더베이스(142)의 가압을 풀어, 슬라이더(141)에 힘을 가하면 수평이동 가능하게 한다. 슬라이더(141)의 수평이동할 수 있는 힘은 이동손잡이(145)를 회전하므로 얻어진다. 이동손잡이(145)에는 브라켓(145a)을 관통하여 슬라이더(141)에 형성된 너트(145c)와 나사결합된 볼트(145b)가 존재한다. 이동손잡이(145)를 회전하면 이동손잡이볼트(145b)도 함께 회전한다. 이동손잡이볼트(145b)의 회전에 의해 이동손잡이너트(145c)와 슬라이더(141), 프레임(101)이 나사산의 방향에 따라 이동손잡이(145) 방향 또는 반대방향으로 이동할 수 있게 한다. 이동손잡이(145)에는 이동거리를 알 수 있는 눈금이 형성되어 있다.2, 3, and 4, but mainly referring to FIG. 4, the horizontal moving device 140 located below the frame 101 of the main body 100 includes a slider 141, a slider base 142, and a clamp ( 143) and the clamping bolt (143a) and the movement handle 145. The slider 141 is located under the frame 101 of the main body 100, and the slider base 142 is located under the slider 141. Concave dovetail grooves 142a are formed in the slider base 142, and convex dovetails 141b and dovetail are formed in the slider 141, and they are fitted to each other. Accordingly, the slider 141 may slide in the dovetail direction 141b or the dovetail groove 142a in the slider base 142 to horizontally move the main body 100. The clamping bolt 143a is in cross-sectional contact with the slider base 142 through a groove formed in the slider 141. The fastener 143 is fastened to the fastener bolt 143a to rotate the fastener 143, the fastener bolt 143a moves up and down. When the clamp 143 is rotated to extend the clamp bolt 143a, the clamp bolt 143a presses the slider base 142 to fix the slider 141. In this state, when the clamping bolt 143 is rotated to shorten the clamping bolt 143a, the clamping bolt 143a releases the pressure of the slider base 142, and when the force is applied to the slider 141, horizontal movement is possible. The horizontally movable force of the slider 141 is obtained by rotating the movement knob 145. The movement handle 145 has a bolt 145b screwed with the nut 145c formed on the slider 141 through the bracket 145a. Rotating the movement knob 145 also rotates the movement knob bolt (145b). By the rotation of the movement knob bolt 145b, the movement knob nut 145c, the slider 141, and the frame 101 can move in the direction of the movement knob 145 or the opposite direction according to the direction of the thread. The movement handle 145 is formed with a scale to know the moving distance.
압입자이동제어센서(151)는 압입자(127)와 변위센서(128)의 무리한 상하 이동에 따른 기기의 파손을 방지하기 위하여 부착된다. 압입자(127)와 변위센서(128)가 안전하게 이동할 수 있는 영역을 설정하고, 각 영역의 한계위치에 압입자이동제어센서(151)를 부착한다. 이 영역을 초과할 경우에는 모터(111)의 회전이 중단되어 압입자(127)와 변위센서(128)의 이동이 중단된다.The indenter movement control sensor 151 is attached to prevent damage to the device due to excessive movement of the indenter 127 and the displacement sensor 128. Set the area where the indenter 127 and the displacement sensor 128 can safely move, and attach the indenter movement control sensor 151 to the limit position of each area. When this area is exceeded, the rotation of the motor 111 is stopped and the movement of the indenter 127 and the displacement sensor 128 is stopped.
본체(100)의 말단에는 본체베이스(133)가 있다. 본체베이스(133)는 부착장치(130)를 본체(100)와 연결시켜 주고, 부착장치(130)를 체결하지 않았을 경우에는 본체(100)를 지지한다.At the end of the body 100 is a body base 133. The body base 133 connects the attachment device 130 to the main body 100, and supports the main body 100 when the attachment device 130 is not fastened.
도5를 참조하면, 본 발명에 따른 압입시험기는 본체(100)와 별도로 부착장치(130)를 갖는다. 부착장치(130)는 자석(131)과 자석브라켓(131a), 2개의 볼트(133b, 133b')를 갖는다. 자석(131)과 본체베이스(133)은 자석브라켓(131a)과 2개의 볼트(133b,133b') 에 의해 각각 나사결합되어 있다. 자석(131)은 부착할 부분이 철재 재료일 때 사용하는데, 곡률이 있는 재료일 경우에는 자석(131) 바닥을 곡률에 맞게 가공하여 사용한다. 본 실시예에서는 부착장치(130)가 자석(131)인 것으로 설명하였으나, 부착할 재료의 종류에 따라 체인이나 곡률이 있는 U-블럭(U-block)을 사용할 수도 있다. 체인은 자석을 사용할 수 없는 경우에, 재료 둘레를 감아서 본체에 부착하게 된다. 300kg의 고하중을 지지하기 위하여 4줄 체인을 사용하며, 본체베이스(133)와 체인 사이는 볼트체결방식과 고정쇠용 나사체결방식을 혼용하여 체결한다. U-블럭은 튜브에 사용하며, 본체(100)를 지지하는 양쪽의 브라켓과 U-블럭을 볼트로 체결하여 본체(100)를 고정한다.Referring to Figure 5, the indentation tester according to the present invention has an attachment device 130 separately from the main body 100. The attachment device 130 has a magnet 131, a magnet bracket 131a, and two bolts 133b and 133b '. The magnet 131 and the main body base 133 are screwed together by the magnet bracket 131a and two bolts 133b and 133b '. The magnet 131 is used when the portion to be attached is made of a steel material, and in the case of a material having curvature, the bottom of the magnet 131 is processed to be used according to the curvature. In the present embodiment, the attachment device 130 is described as being a magnet 131, but a U-block having a chain or curvature may be used according to the type of material to be attached. If the magnet cannot be used, the chain is wound around the material and attached to the body. Four-row chain is used to support the high load of 300kg, and the body base 133 and the chain is fastened by mixing the bolt fastening method and the fastening screw fastening method. The U-block is used for the tube and fastens the main body 100 by fastening the brackets and the U-blocks that support the main body 100 with bolts.
다시 도1을 참조하면, 본체(100) 프레임(101)의 상단부에 위치하는 본체커넥터는 본체(100)와 인터페이스보드(300)를 신호연결하는 부분이다. 본체커넥터에는 모터커넥터(161), 인코더커넥터(163) 및 변위커넥터(165)가 있어서 각각 인터페이스보드(300)의 모터커넥터(161'), 인코더커넥터(163') 및 변위커넥터(165')와 연결된다.Referring back to FIG. 1, the main body connector located at the upper end of the main body 100 frame 101 is a part for signal connecting the main body 100 and the interface board 300. The main body connector includes a motor connector 161, an encoder connector 163, and a displacement connector 165, respectively, and the motor connector 161 ', the encoder connector 163' and the displacement connector 165 'of the interface board 300, respectively. Connected.
노트북컴퓨터(200)는 측정한 재료의 압입하중과 변위 데이터를 분석하는 프로그램을 탑재하여 현장에서 다양한 물성을 계산할 수 있다. 변환가능한 물성값은 경도, 유동곡선, 항복강도, 가공경화지수, 인장강도, 불균일연신율 등으로, 본 출원인이 2001년 1월 12일자로 특허출원하였으나 미공개된 "연속압입시험을 이용한 가공경화지수 및 응력계수 결정방법"(출원번호 10-2001-1770), "연속압입시험을 이용한 항복강도 결정방법"(출원번호 10-2001-1771), "연속압입시험을 이용한 인장강도 결정방법"(출원번호 10-2001-1772)에 의하여 계산된다.The notebook computer 200 may be equipped with a program for analyzing the indentation load and displacement data of the measured material to calculate a variety of physical properties in the field. Convertible property values include hardness, flow curve, yield strength, work hardening index, tensile strength, non-uniform elongation, etc. The applicant filed a patent on January 12, 2001, but the unpublished work hard work index and stress Determination method of coefficient "(Application No. 10-2001-1770)," Determination of yield strength using continuous indentation test "(Application No. 10-2001-1771)," Determination method of tensile strength using continuous indentation test "(Application No. 10 -2001-1772).
또한 노트북컴퓨터(200)에 탑재된 프로그램에는 시험 전에 압입자(127)를 재료에 접근시키거나, 시험 후 압입자를(127) 재료로부터 제거하기 위한 모터의 수동구동 기능과, 시험을 시작할 때 자동으로 재료를 시험을 시작할 수 있는 위치로 이동하게 하는 인게이지(engage) 기능이 있다. 이는 후에 상세하게 설명한다.In addition, the program loaded in the notebook computer 200 includes a manual driving function of a motor for approaching the indenter 127 to the material before the test or removing the indenter 127 from the material after the test, and automatically starting the test. There is an engagement function that moves the material to the position where the test can be started. This will be described later in detail.
다시 도1을 참조하면, 인터페이스보드(300)에는 각각 본체(100)의 모터커넥터(161), 인코더커넥터(163) 및 변위커넥터(165)와 연결되는 모터커넥터(161'), 인코더커넥터(163') 및 변위커넥터(165')가 있다. 또한 노트북컴퓨터(200)의 통신포트와 연결되는 컴퓨터커넥터(167)가 있다. 또한, 인터페이스보드(300)에는 압입자(127)를 수동 구동시킬 때 압입자(127)를 위, 아래로 이동시키기 위한 업/다운(UP/DOWN) 버튼(301)이 있다. 이외에도 초기화버튼(303), 긴급버튼(305), 전원버튼(307)이 있다.Referring back to FIG. 1, the interface board 300 includes a motor connector 161 ′, an encoder connector 163 connected to a motor connector 161, an encoder connector 163, and a displacement connector 165 of the main body 100, respectively. ') And displacement connector 165'. In addition, there is a computer connector 167 connected to the communication port of the notebook computer (200). In addition, the interface board 300 has an UP / DOWN button 301 for moving the indenter 127 up and down when the indenter 127 is manually driven. In addition, there is an initialization button 303, emergency button 305, power button 307.
이하, 도1 내지 도5를 참조하여 본 발명에 따른 압입시험기의 작동에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the indentation tester according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
먼저, 부착장치(130)를 본체(100)의 본체베이스(133)에 나사결합한 후 부착장치(130)를 시험할 재료에 부착한다. 잠금쇠(143)가 잠겨있으며 잠금쇠볼트(143a)가 아래로 이동하도록 잠금쇠(143)를 회전하여 잠금쇠볼트(143a)가 슬라이더베이스(142)를 가압하여 슬라이더(141) 및 본체(100)등을 고정시킨다. 인터페이스보드(300)의 전원버튼(307)을 눌러 전원을 켜고 노트북 컴퓨터에 탑재된 프로그램으로 모터(111)를 회전시키면, 감속기(112)에서 압입자(127)의 이동속도에 필요한 만큼의 저속으로 감속시킨다. 모터(111)의 회전력은 연결축(114)과 볼스크루(117)를 회전시켜 볼스크루너트(118)를 아래 방향으로 수직이동하게 한다. 볼스크루너트(118)의 수직이동은 실린더(121), 하중센서(123), 연장축(124), 압입자홀더(125), 압입자(127)를 동시에 아래로 이동하게 한다. 이때 하중센서(123)는 하중의 변화를 연속적으로 측정한다. 상기 수직하중은 압입자(127)를 재료에 압입시킨다. 변위센서(128)는 압입자(127)가 압입되어 압입깊이가 연장되면 커넥터(128a)의 홈으로 삽입되며 삽입길이에 의해 압입자(127)의 압입깊이를 연속적으로 측정하게 된다. 하중센서(123)와 변위센서(128)에 의해 하중 및 압입깊이를 일정 깊이까지 측정하고, 모터(111)를 반대방향으로 회전시켜 압입자(127)의 하중을 일정 정도 제거하면서 하중 및 압입깊이를 측정하여 응력 및 변형율을 구하는 과정을 한 위치에서 연속적으로 시행한다. 다시 상기 방법으로 압입자(127)에 하중을 가하여 더욱 압입깊이를 연장하여 하중 및 압입깊이를 측정하고, 다시 하중을 일정 정도 제거하여 하중 및 압입깊이를 연속적으로 측정하여 응력 및 변형률을 구한다. 이러한 과정을 반복하므로 한 위치에서의 응력 및 변형율 곡선을 완성할 수 있다.First, the attachment device 130 is screwed onto the body base 133 of the body 100, and then the attachment device 130 is attached to the material to be tested. The clamp 143 is locked and the clamp bolt 143 is rotated so that the clamp bolt 143a moves downward, and the clamp bolt 143a presses the slider base 142 to fix the slider 141 and the main body 100. Let's do it. Press the power button 307 of the interface board 300 to turn on the power and rotate the motor 111 with the program mounted on the notebook computer, at a low speed as necessary for the moving speed of the indenter 127 in the reducer 112 Slow down. The rotational force of the motor 111 rotates the connecting shaft 114 and the ball screw 117 to vertically move the ball screw nut 118 downward. Vertical movement of the ball screw nut 118 causes the cylinder 121, the load sensor 123, the extension shaft 124, the indenter holder 125, and the indenter 127 to move downward at the same time. At this time, the load sensor 123 continuously measures the change in the load. The vertical load presses the indenter 127 into the material. The displacement sensor 128 is inserted into the groove of the connector 128a when the indenter 127 is press-fitted to extend the indentation depth, and continuously measures the indentation depth of the indenter 127 by the insertion length. The load and indentation depth are measured to a certain depth by the load sensor 123 and the displacement sensor 128, and the motor 111 is rotated in the opposite direction to remove the load of the indenter 127 to a certain degree. The process of calculating the stress and strain by measuring the results is carried out continuously at one location. Again, by applying a load to the indenter 127 in this manner to further extend the indentation depth to measure the load and the indentation depth, and remove the load to some extent to continuously measure the load and the indentation depth to obtain the stress and strain. This process is repeated to complete the stress and strain curves at one location.
한 위치에서 압입시험이 끝났으면 수평이동장치(140)의 잠금쇠(143)를 풀고 이동손잡이(145)를 돌려서 슬라이더(141)를 수평이동시킨 후, 다음 위치에서 동일한 압입시험을 수행한다.When the indentation test is completed in one position, the lock 143 of the horizontal moving device 140 is released and the slider 141 is horizontally moved by rotating the movement knob 145, and then the same indentation test is performed at the next position.
다른 재료에 대하여 압입시험을 수행하기 위해서는 부착장치(130)의 자석(131)을 떼어내어 다른 재료에 압입시험기 전체를 이동한 후 자석(131)을 다시 다른 재료에 부착하여 압입시험을 실시한다. 또한 곡률을 가진 대상에 부착하기 위하여 자석을 곡률 가공하여 사용할 수 있다. 한편 측정재료가 자성체가 아닌 경우에는 도5의 부착장치(130)의 자석브라켓(133a)과 본체베이스(133)를 나사결합시키는 볼트(133b)를 회전시켜 부착장치(130)를 본체(100)로부터 분리한 후 다른 부착장치, 예를 들면 체인이나 U-블럭을 본체베이스(133)에 체결한 후 압입시험한다.In order to perform the indentation test on other materials, the magnet 131 of the attachment device 130 is removed, the entire indentation tester is moved to another material, and the magnet 131 is again attached to the other material to perform the indentation test. In addition, the magnet can be used to bend the curvature to attach to the object having a curvature. On the other hand, when the measurement material is not a magnetic material, by rotating the bolt 133b for screwing the magnet bracket 133a and the body base 133 of the attachment device 130 of FIG. After detaching from the other attachment device, for example a chain or a U-block is fastened to the body base 133, and then subjected to a press-fit test.
2. 압입시험기를 이용한 압입시험 데이터 측정방법 및 물성 계산방법2. Method of measuring indentation test data and physical property calculation using indentation tester
도6 내지 도8을 주로 참조하고, 도1 내지 도5를 부수적으로 참조하여 본 발명에 따른 압입시험기를 이용한 압입시험 데이터 측정방법 및 물성 계산방법의 일실시예를 설명한다.With reference to FIGS. 6 to 8 mainly, and with reference to Figures 1 to 5 additionally will be described an embodiment of the indentation test data measurement method using the indentation tester according to the present invention and a physical property calculation method.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 압입시험기를 이용한 물성측정방법의 흐름도를, 도7은 도6의 압입자 이동방법선택단계의 상세흐름도를, 도8은 도6의 압입자 접근단계의 상세흐름도를 나타낸다.Figure 6 is a flow chart of a physical property measurement method using an indentation tester according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a detailed flow chart of the indenter moving method selection step of Figure 6, Figure 8 is a indenter access step of FIG. Show detailed flow chart.
도6을 참조하면, 본 발명에 따른 압입시험기를 이용한 물성측정방법은 압입자 이동방법 선택단계(S10)와, 압입자 접근단계(S20)와, 하중부가단계(S30)와, 하중제거단계(S40)와, 측정단계(S50)와, 연속시험단계(S60)와, 물성계산단계(S70)와, 압입자 제거단계(S80)를 갖는다. 본 발명에 따른 압입시험 데이터 측정방법은 상기 단계 중 물성계산단계(S70)만을 제외한 방법으로, 물성계산을 위한 기초 데이터를 측정하는 방법이다. 반복설명을 피하기 위하여 물성측정방법을 설명하면서 압입시험 데이터 측정방법을 설명한다.Referring to Figure 6, the physical property measurement method using the indentation tester according to the present invention, the indenter movement method selection step (S10), the indenter access step (S20), the load addition step (S30), the load removal step ( S40), the measuring step (S50), the continuous test step (S60), the physical property calculation step (S70), and the indenter removal step (S80). The indentation test data measuring method according to the present invention is a method of measuring the basic data for the physical property calculation, except the physical property calculation step (S70) of the above step. Indentation test data measurement method is explained while explaining the property measurement method to avoid repeated explanation.
압입자 이동방법 선택단계(S10)는 압입시험기의 압입자(127)의 이동을 수동 또는 자동으로 선택하는 단계이다. 도7을 참조하면, 먼저 압입시험을 시작하기 전에 압입자(127)를 재료에 접근시키기 위해 먼저 압입자(127) 이동방법을선택한다(S100). 압입자(127)의 이동을 수동으로 할 것인지를 묻고(S110), 수동으로 한다고 하면 압입자(127)의 이동속도를 설정한다(S120). 압입자(127)의 이동속도를 설정한 후 업(Up)을 선택하면(S130) 압입자(127)를 위로 이동한다(S150). 반면, 다운(Down)을 선택하면(S135) 압입자(127)을 아래로 이동한다(S155).The indenter movement method selection step (S10) is a step of manually or automatically selecting the movement of the indenter 127 of the indentation tester. Referring to FIG. 7, first, the method of moving the indenter 127 is selected in order to approach the indenter 127 to the material before starting the indentation test (S100). When asked if the indenter 127 is to be moved manually (S110), if it is done manually, the movement speed of the indenter 127 is set (S120). After setting the moving speed of the indenter 127 and selecting Up (S130), the indenter 127 is moved upward (S150). On the other hand, if Down is selected (S135), the indenter 127 is moved down (S155).
압입자(127)의 이동을 수동으로 하지 않고 자동으로 한다고 하여도(S115), 일단 압입자(127)의 이동속도를 설정해야 한다(S120'). 그 후 이동거리를 입력하고(S140), 이동거리가 음수인지를 판단하여(S145), 이동거리가 음수이면 압입자(127)를 위로 이동시키고(S150), 이동거리가 양수이면 압입자를 아래로 이동한다(S155).Even if the indenter 127 is automatically moved without being manually moved (S115), the moving speed of the indenter 127 should be set once (S120 '). Then, enter the moving distance (S140), and determine whether the moving distance is negative (S145), if the moving distance is negative to move the indenter 127 up (S150), if the moving distance is positive, the indenter down It moves (S155).
압입자 접근단계(S20)는 압입자(127)를 압입시험을 시작할 수 있는 위치로 이동하여 재료에 접근시키는 단계이다. 도8을 참조하면, 압입자(127)를 아래로 이동시키면서(S210) 실시간으로 이동거리 및 하중을 표시한다(S220). 다음으로 압입자(127)가 받는 하중이 1kgf 이상인가를 판단하고(S230), 하중이 1kgf 이상이면(예), 압입자(127)의 하방 이동을 멈추고(S240) 위로 10㎛ 이동한 후(S250) 정지한다(S260). 이렇게 되면 압입자(127)와 재료간의 거리가 시험을 시작할 수 있는 적당한 정도로 세팅된다. 만약 하중이 1kgf 이상이 아니면(아니오), 압입자(127)의 하중이 1kgf에 도달할 때까지 압입자(127)를 계속 아래로 이동하며 압입자 접근단계를 반복한다. 이때 1kgf와 10㎛라는 값은 각각 하중설정값과 길이설정값을 나타내며, 반복적인 실험 결과 얻어낸 값으로서, 데이터 측정 시작 범위가 1kgf 이상이기 때문에 물성 측정에는 영향을 주지 않는다. 또한, 본 실시예에서는 하중설정값과 길이설정값이 각각 1kgf와 10㎛이지만, 실험 결과 인게이지의 하중설정값은 0.2∼2kgf, 길이설정값은 5∼30㎛ 내에서 유효범위를 가지므로 이 범위 내에서의 인게이지 설정은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.Indenter access step (S20) is to move the indenter 127 to a position to start the indentation test to approach the material. Referring to FIG. 8, while moving the indenter 127 down (S210), the moving distance and the load are displayed in real time (S220). Next, it is determined whether the load received by the indenter 127 is 1 kgf or more (S230), and when the load is 1 kgf or more (Yes), the downward movement of the indenter 127 is stopped (S240) and then moved upwards 10 μm (S240). S250) Stop (S260). This sets the distance between the indenter 127 and the material to an appropriate level to begin the test. If the load is not greater than 1 kgf (No), the indenter 127 continues to move down until the load of the indenter 127 reaches 1 kgf and repeats the indenter approach step. At this time, the values of 1 kgf and 10 μm represent the load set value and the length set value, respectively. The values obtained from the repeated test results do not affect the measurement of physical properties since the data measurement start range is 1 kgf or more. In addition, in the present embodiment, the load set value and the length set value are 1 kgf and 10 μm, respectively. Engagement setting within the range will be within the scope of the present invention.
하중부가단계(S30)는 재료에 하중을 가하여 압입자(127)를 수직하강하는 단계이다. 이때 수직하강 속도(이동속도)와 수직하강 길이(이동거리)를 미리 정하여 놓는다. 압입자(127)의 이동속도와 이동거리는 상기 압입시험기의 모터(111)와 감속기(112)를 제어하여 얻을 수 있다. 예를 들면 최대 이동깊이를 300㎛, 반복회수를 10으로 택한 경우, 이동속도를 0.1mm/min, 일회 이동깊이를 30㎛로 할 수 있다.The loading step S30 is a step of vertically lowering the indenter 127 by applying a load to the material. At this time, the vertical descent speed (moving speed) and the vertical descent length (moving distance) are set in advance. The moving speed and the moving distance of the indenter 127 can be obtained by controlling the motor 111 and the reducer 112 of the indentation tester. For example, when the maximum moving depth is 300 µm and the repetition frequency is 10, the moving speed can be 0.1 mm / min and the one-time moving depth can be 30 µm.
하중제거단계(S40)는 압입자(127)가 이동길이만큼 아래로 이동한 후, 일정 하중제거율만큼 하중을 제거하여 압입자를 일정거리만큼 위로 이동하는 단계이다. 이 또한 상기 압입시험기의 모터(111)와 감속기(112)를 제어하여 얻을 수 있다. 상기 예에서 하중제거율이 30%인 경우 일회 이동깊이를 얻기 위하여 부가한 하중의 70%에 해당하는 하중까지 압입자를 위로 이동시킨다.The load removing step S40 is a step in which the indenter 127 moves downward by a moving length, and then removes a load by a predetermined load removal rate to move the indenter upward by a predetermined distance. This can also be obtained by controlling the motor 111 and the reducer 112 of the indentation tester. In the above example, when the load removal rate is 30%, the indenter is moved upwards to a load corresponding to 70% of the added load to obtain a one-time moving depth.
측정단계(S50)는 하중부가단계(S30)와 하중제거단계(S40)를 통해 압입자(127)의 수직이동에 따른 압입자(127)의 압입깊이와 압입하중을 측정하는 단계이다. 이 단계(S50)는 압입시험기의 변위센서(128)와 하중센서(123)에 의하여 이루어진다.The measuring step S50 is a step of measuring the indentation depth and the indentation load of the indenter 127 according to the vertical movement of the indenter 127 through the load adding step S30 and the load removing step S40. This step (S50) is made by the displacement sensor 128 and the load sensor 123 of the indentation tester.
연속시험단계(S60)는 하중부가단계(S30)와 하중제거단계(S40)와 측정단계(S50)를 일정회수 반복하는 단계이다. 한편, 이동속도와 압입자 이동깊이, 하중제거율을 각 차수마다 달리할 수 있다. 예를 들면 차수가 낮고 부가 하중이적은 경우(1회 내지 3회)에는 하중제거율을 크게 하고, 점점 차수가 커지면 하중제거율을 작게 할 수도 있다. 차수가 낮은 경우 하중제거율을 크게 하므로 소성변형양상을 정확하게 반영할 수 있다.Continuous test step (S60) is a step of repeating the load addition step (S30), the load removal step (S40) and the measurement step (S50) a predetermined number of times. On the other hand, the moving speed, the indenter moving depth, and the load removal rate can be varied for each order. For example, when the order is low and the additional load is low (1 to 3 times), the load removal rate may be increased, and as the order increases, the load removal rate may be reduced. When the degree is low, the load removal rate is increased to accurately reflect the plastic deformation pattern.
물성계산단계(S70)는 측정단계(S60)에서 측정하여 구한 압입깊이에 대한 압입하중 곡선을 이용하여 응력-변형율 곡선을 구하고, 이 응력-변형율 곡선을 이용하여 재료의 물성을 계산하는 단계이다. 여기서 물성이란, 유동곡선, 항복강도, 가공경화지수, 인장강도, 불균일연신율 등으로, 본 출원인이 2001년 1월 12일자로 특허출원하였으나 미공개된 " 연속압입시험을 이용한 가공경화지수 및 응력계수 결정방법 " (출원번호 10-2001-1770), " 연속압입시험을 이용한 항복강도 결정방법 " (출원번호 10-2001-1771), " 연속압입시험을 이용한 인장강도 결정방법 " (출원번호 10-2001-1772)에 의하여 계산된다.Physical property calculation step (S70) is a step of calculating the stress-strain curve using the indentation load curve for the indentation depth measured in the measurement step (S60), and calculates the physical properties of the material using the stress-strain curve. Here, the physical properties are the flow curve, yield strength, work hardening index, tensile strength, non-uniform elongation, etc. Method "(Application No. 10-2001-1770)," Determination of Yield Strength Using Continuous Indentation Test "(Application No. 10-2001-1771)," Determination of Tensile Strength Using Continuous Indentation Test "(Application No. 10-2001 -1772).
압입자 제거단계(S80)는 압입자(127)를 재료에서 제거하는 단계이다. 물론 물성계산단계(S70)는 압입자 제거단계(S80) 전후에 위치할 수 있다.The indenter removal step S80 is a step of removing the indenter 127 from the material. Of course, the physical property calculation step (S70) may be located before and after the indenter removal step (S80).
이상, 도면을 참조하여 압입시험기를 이용한 압입시험 데이터 측정방법 및 물성측정방법을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.As mentioned above, although the indentation test data measuring method and the physical property measuring method using the indentation tester were demonstrated with reference to drawings, this invention is not limited to this.
압입시험기의 수평이동장치(140)을 이용하여 압입자(127)를 동일한 재료에 대하여 일축방향으로 수평이동하면서 상기 물성측정방법을 반복하므로 동일한 재료에 대하여 물성값을 다수 계산할 수도 있다. 다수 측정된 물성값 중 너무 작거나 너무 큰 값을 나타내는 데이터는 버리고 나머지 물성값을 평균하므로 재료의 물성을 보다 정확하게 구할 수 있다.The property measurement method is repeated while the indenter 127 is horizontally moved in the uniaxial direction with respect to the same material by using the horizontal moving device 140 of the indentation tester. Therefore, a large number of property values may be calculated for the same material. The data indicating too small or too large of the measured physical properties are discarded and the remaining properties are averaged to obtain more accurate physical properties of the material.
3. 압입시험기를 이용한 물성측정방법을 저장한 기록매체3. Recording medium storing property measurement method using indentation tester
도9 내지 도12를 주로 참조하고 도1 내지 도8을 부수적으로 참조하여 본 발명에 따른 압입시험기를 이용한 물성측정방법을 저장한 기록매체(이하 "이 기록매체"라 함)를 설명한다. 이 기록매체는 컴퓨터 등 연산장치에서 실행할 수 있다. 예를 들면, 이 기록매체는 도1에 도시한 노트북컴퓨터(200)에서 실행하여 인터페이스보드(300)를 통해 압입시험기를 제어하고, 압입시험기의 측정데이터를 입력받아 재료의 물성값을 측정하여 출력할 수 있다.Referring to Figs. 9 to 12 and incidentally with reference to Figs. 1 to 8, a recording medium (hereinafter referred to as " this recording medium ") storing a physical property measuring method using an indentation tester according to the present invention will be described. The recording medium can be executed in a computing device such as a computer. For example, the recording medium may be executed in the notebook computer 200 shown in FIG. 1 to control the indentation tester through the interface board 300, receive measurement data of the indentation tester, and measure and output material properties. Can be.
도9는 본 발명의 일실시예에 따른 압입시험기를 이용한 물성측정방법을 저장한 기록매체를 컴퓨터에 의해 실행한 경우의 초기화면을, 도10은 실험조건 설정화면을, 도11a는 본 발명의 일실시예에 따른 압입시험기를 이용한 물성측정방법를 저장한 기록매체에 의해 측정된 압입깊이와 압입하중 곡선화면을, 도11b는 동일한 또는 서로 다른 재료에 대하여 다수 측정된 압입깊이와 압입하중 곡선 중첩화면을, 도12는 도11a의 압입깊이와 압입하중 곡선을 이용하여 유도된 유동곡선 분석결과화면를 도시하고 있다.9 is an initial screen when a recording medium storing a physical property measuring method using an indentation tester according to an embodiment of the present invention is executed by a computer, FIG. 10 is an experimental condition setting screen, and FIG. 11A is an embodiment of the present invention. Indentation depth and indentation load curve screen measured by the recording medium storing the physical property measurement method using the indentation tester according to an embodiment, Figure 11b is a superimposed screen of the indentation depth and indentation load curve multiple measured for the same or different materials 12 shows a flow curve analysis result screen derived using the indentation depth and indentation load curve of FIG. 11A.
도9을 참조하면, 이 기록매체를 컴퓨터에 의해 실행한 경우의 초기화면(400)은 상위메뉴(410), 기기현재상태표시부(420), 모터의 수동구동부(430), 인게이지버튼(engage, 440), 그래프창(450), 유동곡선버튼(460), 경도분석버튼(470)으로 구성된다. 상기 초기화면의 구성요소들은 마우스나 키보드를 이용하여 클릭하거나 키보드를 이용하여 수동조작할 수 있다.Referring to FIG. 9, the initial screen 400 when the recording medium is executed by a computer includes an upper menu 410, an apparatus current state display unit 420, a manual drive unit 430 of the motor, and an engagement button. , 440, a graph window 450, a flow curve button 460, and a hardness analysis button 470. Components of the initial screen may be clicked using a mouse or a keyboard or manually operated using a keyboard.
상위메뉴(410)에는 실험조건설정(410a), 기기설정(410b), 그래프(410c)등의기본메뉴를 갖는다. 실험조건설정(410a) 메뉴를 선택하면, 도10에 도시한 실험조건 설정화면이 출력된다. 실험조건은 압입자 종류, 압입자 반경, 다중실험회수, 최대변위, 하중제거율, 하중유지시간 등이다. 하부의 수동부에는 최종변위와 시험속도를 조절할 수 있다. 이러한 실험조건에 의한 실험조건모식도가 출력되어 실험조건에 따른 실험결과를 예측하여 출력한다.The upper menu 410 has basic menus such as experiment condition setting 410a, device setting 410b, and graph 410c. When the experiment condition setting menu 410a is selected, the experiment condition setting screen shown in FIG. 10 is output. Experimental conditions include indenter type, indenter radius, multiple experiments, maximum displacement, load removal rate and load holding time. The lower passive part can adjust final displacement and test speed. The experimental condition schematic diagram according to the experimental condition is output and the experimental result is predicted and output according to the experimental condition.
기기현재상태표시부(420)는 현재 압입시험기의 압입자(127)의 하중과 변위를 표시한다.The current instrument status display unit 420 displays the load and displacement of the indenter 127 of the current indentation tester.
모터의 수동구동버튼(430)은 시험 전에 압입자(127)를 재료에 접근시키거나, 압입시험 종료 후 다음 압입시험 위치로 이동하기 위하여 압입자(127)를 재료로부터 제거할 때 사용하는 메뉴이다. 도7을 참조하면, 압입자(127)의 이동속도를 설정한 후(S120), 수동구동버튼의 업(Up)버튼을 누르면(S130) 압입자가 위로 이동한다(S150). 반면, 다운 버튼(버튼)을 누르면(S135) 압입자(127)가 아래로 이동한다(S155).Manual drive button 430 of the motor is a menu used to remove the indenter 127 from the material in order to approach the indenter 127 to the material before the test, or to move to the next indentation test position after the end of the indentation test. . Referring to FIG. 7, after setting the moving speed of the indenter 127 (S120), pressing the Up button of the manual driving button (S130) moves the indenter up (S150). On the other hand, if the down button (button) is pressed (S135), the indenter 127 is moved downward (S155).
인게이지버튼(engage, 440)은 재료를 시험을 시작할 수 있는 위치로 이동할 때 시험자가 직접 압입자와 재료를 관찰하면서 압입자를 재료에 접근시켜야 하는 불편함을 없애기 위하여 자동으로 재료를 시험을 시작할 수 있는 위치로 이동하는 메뉴이다. 도8을 참조하면, 먼저 인게이지버튼(440)을 누르면 도6의 압입자 접근단계(S20)를 실행하여 압입자(127)를 압입시험할 수 있는 위치로 이동한다.Engage button 440 automatically initiates testing of the material to eliminate the inconvenience of having the indenter approach the material while the tester observes the indenter and the material directly when the material is moved to a starting point. It is a menu to move to a location. Referring to FIG. 8, first, when the gauge button 440 is pressed, the indenter approaching step S20 of FIG. 6 is executed to move to the position where the indenter 127 can be pressed.
초기화면(400)에 미도시된 시작버튼을 클릭하면 이 기록매체에 저장된 측정방법을 실행하여 재료의 물성값을 측정할 수 있다. 먼저, 현재 압입자의 하중과변위는 기기의 현재상태부(420)에 출력되는 것은 위에서 설명하였다. 또한 현재까지의 누적 압입깊이(변위)에 따른 압입하중 곡선은 도11a에 도시한 바와 같이 그래프창(450)에 나타낸다. 동일한 재료에 대하여 수평이동하여 압입깊이에 따른 압입하중 곡선을 다수 구한 경우 또는 시험부위에 따라 인장물성이 변화하여 이에 대한 비교가 필요한 경우에는 동시에 도11b에 도시한 바와 같이 곡선을 중첩하여 나타낼 수도 있다.If the start button is not shown on the initial screen 400, the measurement method stored in the recording medium may be executed to measure the physical property value of the material. First, the load and displacement of the current indenter is output to the current state portion 420 of the device described above. The indentation load curve according to the cumulative indentation depth (displacement) thus far is shown in the graph window 450 as shown in Fig. 11A. When a plurality of indentation load curves according to the indentation depth are obtained by moving horizontally with respect to the same material or when tensile properties change according to the test site and a comparison is necessary, the curves may be overlapped as shown in FIG. 11B. .
초기화면(400)에는 유동곡선버튼(460) 및 경도분석버튼(470)이 있어, 유동곡선버튼(460)을 클릭하면 유동곡선 분석창이 화면에 나타난다. 유동곡선 분석창에서 분석시작 버튼을 누르면 유동곡선이 유도된다. 또한, 경도분석버튼(470)을 클릭하면 경도곡선 분석창이 화면에 나타나고 분석시작 버튼을 누르면 경도값이 표시된다. 예를 들어 유동곡선버튼(460)을 클릭하면, 도12에 도시한 바와 같이 가로축을 변형율로 하고 세로축을 응력으로 하는 유동곡선이 나타난다. 도12의 유동곡선의 하부에는 가공경화거동을 최적화시킨 홀로몬(Hollomon) 식이 표시되고, 우측에는 항복강도, 인장강도, 가공경화지수가 표시된다. 이러한 내용들을 여러 종류의 파일형태, 예를 들면 BMP로 저장할 수도 있다.The initial screen 400 has a flow curve button 460 and a hardness analysis button 470, when the flow curve button 460 is clicked, a flow curve analysis window appears on the screen. Press the Start Analysis button in the flow curve analysis window to induce the flow curve. In addition, when the hardness analysis button 470 is clicked, the hardness curve analysis window is displayed on the screen, and when the analysis start button is pressed, the hardness value is displayed. For example, when the flow curve button 460 is clicked on, a flow curve appears with a horizontal axis as strain and a vertical axis as stress as shown in FIG. In the lower part of the flow curve of Fig. 12, the Hollomon equation for optimizing the work hardening behavior is shown, and the yield strength, tensile strength and work hardening index are shown on the right side. You can also save this content in a variety of file formats, for example BMP.
본 발명은 부피를 소형화하여 실구조물에 대한 부착이 용이한 압입시험기를 제공한다.The present invention provides a press-fit tester that is easy to attach to the actual structure by miniaturizing the volume.
또한, 본 발명은 부착장치를 다양화하여 대상재료의 크기와 종류에 관계없이 다양한 재료에 부착하여 시험할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that can be attached to a variety of materials and tested by varying the attachment device regardless of the size and type of the target material.
또한, 본 발명은 수평 이동을 가능하게 하여 재료의 여러 위치를 시험하기 위해 본체 자체를 이동할 필요가 없는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that it is possible to move horizontally so that the body itself does not need to be moved to test different positions of the material.
또한, 본 발명은 한번의 연속압입시험을 가능하게 하여 시험시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of saving the test time by enabling one continuous indentation test.
또한, 본 발명은 측정된 데이터를 분석하는 데 있어서, 실험상수 보정을 위한 별도의 인장시험이 필요하지 않아 시험비용을 절감하고, 인장시편을 얻기 어려운 부분에 대한 측정도 가능한 효과가 있다.In addition, the present invention does not require a separate tensile test for the correction of the experimental constant in analyzing the measured data, reducing the test cost, there is an effect that can be measured for the difficult to obtain a tensile test piece.
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KR20160055630A (en) * | 2014-11-10 | 2016-05-18 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for safety assessement of glass materials and evaluation method thereof |
KR20160063467A (en) * | 2014-11-26 | 2016-06-07 | (주)프론틱스 | Portable Testing Apparatus |
KR20160093398A (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-08 | 한국수력원자력 주식회사 | In-situ tensile testing device |
KR20160118427A (en) * | 2015-04-01 | 2016-10-12 | (주)프론틱스 | Apparatus for Indentation Test |
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150132632A (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-26 | 한국표준과학연구원 | Measuring apparatus and method of elastic modulus for diagnosing material damages |
KR20160055630A (en) * | 2014-11-10 | 2016-05-18 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for safety assessement of glass materials and evaluation method thereof |
KR20160063467A (en) * | 2014-11-26 | 2016-06-07 | (주)프론틱스 | Portable Testing Apparatus |
KR20160093398A (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-08 | 한국수력원자력 주식회사 | In-situ tensile testing device |
KR20160118427A (en) * | 2015-04-01 | 2016-10-12 | (주)프론틱스 | Apparatus for Indentation Test |
US9702798B1 (en) | 2016-07-27 | 2017-07-11 | Frontics, Inc. | Method for evaluating fracture toughness using instrumented indentation testing |
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CN113454436A (en) * | 2019-02-18 | 2021-09-28 | 丰堤克斯有限公司 | Instrumented press-in testing device |
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KR102354437B1 (en) * | 2020-07-16 | 2022-01-25 | 한국생산기술연구원 | Impact Test Apparatus for Detecting Transitions of Coating Layer of Material |
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