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중변형률 속도 유동응력 확보를 위한 고속 인장 실험기 설계

Design of High Speed Tensile Test Machine for Flow Stress under Intermediate Strain Rate Condition

韓國海洋工學會誌 = Journal of ocean engineering and technology, v.29 no.1, 2015년, pp.34 - 44  

정준모 (인하대학교 조선해양공학과) ,  윤성원 (인하대학교 조선해양공학과) ,  박성주 (인하대학교 조선해양공학과) ,  김영훈 (경남대학교 조선해양IT공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A hydraulic tensile test machine (HSTM) is one of the devices used to obtain the flow stress of a material during high-speed elongation. This paper first describes some features of a newly built HSTM. The improvement histories of the upper and lower jigs, which are the most vital parts of the HSTM, ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 최대 사용 압력 300bar (30MPa) (최대 사용 하중 10.6tonf) 용량의 유압 서보 밸브형 HSTM을 이용하여 고속인장 실험을 수행하기 위한 부대 장비의 설계 과정을 설명할 것이다. 특히 고강도 프레임의 진동, 지그의 진동, 시편의 진동 등과 같은 고주파수 진동이 하중 신호에 조합되어 나타나기 때문에 이 신호를 적절히 억제하거나 제거하는 경험적인 연구 결과를 제시할 것이다.
  • 본 논문에서는 해양 구조물이 실제로 경험할 수 있는 변형률 속도의 범위가 중변형률 속도임에 착안하여 중변형률 속도에서 사용 가능한 서보 제어형 고속인장실험기(HSTM)의 사양 및 작동 원리에 대하여 설명하였다. 또한 서보 밸브의 개폐도 제어에 따른 인장 속도의 변화를 실험적으로 제시하였다.

가설 설정

  • 반면 구조물의 변형 중에 발생한 열은 소산(Dissipation)될 시간이 비교적 충분해서 온도 상승으로 인한 소재의 물성치가 변화하지는 않는 것으로 알려져 있다. 즉 중변형률 속도에서는 등온 상태(Isothermal condition)를 가정한다 (ASM, 2000). 탄도학(Ballistics)이나 자동차의 고속 충돌과 같은 문제에서는 1000/s 이상의 고변형률 속도가 발생하며, 이를 고변형률 속도(High strain rate)로 간주한다.
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참고문헌 (16)

  1. American Society of Materials International (ASM), 2000. ASM Handbook Volume 8 Mechanical Testing and Evaluation. ASM. 

  2. Cadoni, E. Fenu, L., Forni, D., 2012. Strain Rate Behavior in Tension of Austenitic Stainless Steel Used for Reinforcing Bars. Construction and Building Materials, 35, 399-407. 

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  12. Simulia, 2008. Abaqus User's Manual Version 6.8. 

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  14. Zhu, D., Rajan, S.D., Mobasher, B., Peled, A., 2010. Modal Analysis of a Servo-Hydraulic High Speed Machine and its Application to Dynamic Tensile Testing at an Intermediate Strain Rate. Experimental Mechanics, 51(8), 1347-1363. 

  15. Zhu, D., Mobasher, B., Rajan, S.D., Peraita, P., 2011. Characterization of Dynamic Tensile Testing Using Aluminum Alloy 6061-T6 at Intermediate Strain Rates. Journal of Engineering Mechanics, 137, 669-679. 

  16. Zrida, M., Laurent, H., Grolleau, V., Rio, G., Khlif, M., Guines, D., Masmoudi, N., Bradai, C., 2010. High-speed Tensile Tests on a Polypropylene Material. Polymer Testing, 29, 685-692. 

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