선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구의 관심사인 소성변형에 의한 함몰을 측정하기 위해 Lee and Kang(4)은 레이저보다 가간섭성이 낮아진 동에 더욱 둔감하고 취득이 유리한 백색광을 광원으로 한 SDSP(Stereoscopic Digital Speckle Photography)으로 CT 시편의 파괴실험을 하여 측면함몰 변형을 측정한 바 있다. 본 연구는 Lee and Kang(4)의 연구의 연장선에서 SENB 시편에 대한 측면 함몰 변형 측정 및 소성영역과 함몰부피의 관계를 조사하였다.
제안 방법
- 6.1 SDSP 법과 디지털 화상관련법을 이용하여 SENB 시험편의 측면함몰 변형을 효과적으로 측정하였다.
- 측정하였다. Fig.1과 같이 설치된 두 대의 카메라 앞에 정밀한 변위제어가 가능한 이동 스테이지(SURUGA SEIKI D121MS, 0.05em/step) 를 설치하고 그위에 시험편을 고정한 후 수평으로 0.1mm 씩 총 Uz =1mm 를 이동하면서 촬영, 디지털 화상을 취득하였다. 각 카메라별로 이동거리에 따른 화상 내 화소의 변위 Ay 를 DIC 소프트웨어(Correlated-Solution, Inc.
- 파괴실험은 ASTM 표준 E1737-96 에 의거하여 수행되었다. 균열길이는 직류전위차법(DCPD), 균열개시 점은 후방에 근접하여 설치된 별도의 아날로그 카메라로 측정되었다. 측정을 위하여 由 = ±20o 의 경사각을 갖는 두대의 카메라와 화상캡쳐보드 (DT3157)를 이용하여 초당 1 프레임씩 PC 에 저장하였다.
- 이를 방지하기 위해서 랜덤한 스패클 패턴이 존재하는 무반사 표면이 바람직하다. 본 연구에서는 시편 표면을 사포(#400)로 연마한 후 흑색 무광택 래커로 얇게 도포하였다. 시편에 표면처리를 하지 않았을 때 변형에 따른 반사의 영향을 조사하기 위해 한 개의 시험편에는 래커를 도포하지 않은채 파괴실험하여 반사의 영향을 살펴보았다.
- 실험 후 시편의 파단면 관찰을 위해 고온로 내에서 300℃ 에서 약 2 시간 정도 열처리를 한 후 완전 파단 하였다. 비디오 촬영한 화면을 통해 균열 개시점을 확인한 후, 취득한 Data 를 이용하여 Jic, J-R CURVE 를 취득하였다.
- 소성영역과 측면에서의 함몰부피와의 관계를 알아보기 위해 식(3)과 같은 재료에 식(4)와 같은 외부경계 조건을 주고 3차원 수정된경계층문제(modified boundary layer formulation) 에 대해서 탄소성 유한요소해석을 하였다. 모델 형상은 Fig.
- 본 연구에서는 시편 표면을 사포(#400)로 연마한 후 흑색 무광택 래커로 얇게 도포하였다. 시편에 표면처리를 하지 않았을 때 변형에 따른 반사의 영향을 조사하기 위해 한 개의 시험편에는 래커를 도포하지 않은채 파괴실험하여 반사의 영향을 살펴보았다.
- 측정을 위하여 由 = ±20o 의 경사각을 갖는 두대의 카메라와 화상캡쳐보드 (DT3157)를 이용하여 초당 1 프레임씩 PC 에 저장하였다. 실험 후 시편의 파단면 관찰을 위해 고온로 내에서 300℃ 에서 약 2 시간 정도 열처리를 한 후 완전 파단 하였다. 비디오 촬영한 화면을 통해 균열 개시점을 확인한 후, 취득한 Data 를 이용하여 Jic, J-R CURVE 를 취득하였다.
- 균열길이는 직류전위차법(DCPD), 균열개시 점은 후방에 근접하여 설치된 별도의 아날로그 카메라로 측정되었다. 측정을 위하여 由 = ±20o 의 경사각을 갖는 두대의 카메라와 화상캡쳐보드 (DT3157)를 이용하여 초당 1 프레임씩 PC 에 저장하였다. 실험 후 시편의 파단면 관찰을 위해 고온로 내에서 300℃ 에서 약 2 시간 정도 열처리를 한 후 완전 파단 하였다.
대상 데이터
- C 으로 제작된 SENB 시험편을 사용하였다. 250KN 용량의 유압식 인장시험기(INSTRON 8800), 균열 진전을 확인하기 위한 전원 공급 장치 (DC Power Supply, HP6573A), 신호 증폭과 노이즈 제거를 위한 스트레 인 앰프(Vishay 2311) 2 대 , COD 게 이 지 (INSTRON A5710C-1001), 시편 표면의 스페클을 측정하기 위한 디지탈 CCD 카메라(Kodak Megaplus ES1.0) 2 대와 Zoom Lens(Navitar 1-60135), 균열 개시점을 찾기 위한 별도의 아날로그 CCD 카메라(Vision-Q), Data 저장을 위한 DT322 보드, 화상 캡쳐 및 저장을 위한 DT3157 보드, 신호취득과 화상 처리를 위한 두 대의 PC 로 구성되어 있다.
- 저 합금 페라이트 강인 SA106 Gr.C 으로 제작된 SENB 시험편을 사용하였다. 250KN 용량의 유압식 인장시험기(INSTRON 8800), 균열 진전을 확인하기 위한 전원 공급 장치 (DC Power Supply, HP6573A), 신호 증폭과 노이즈 제거를 위한 스트레 인 앰프(Vishay 2311) 2 대 , COD 게 이 지 (INSTRON A5710C-1001), 시편 표면의 스페클을 측정하기 위한 디지탈 CCD 카메라(Kodak Megaplus ES1.
- 주고 3차원 수정된경계층문제(modified boundary layer formulation) 에 대해서 탄소성 유한요소해석을 하였다. 모델 형상은 Fig.6 과 같고 요소수는 5280 개이며 노드수는 24517 개이며 해석은 ABAQUS6.3 을 사용하였다.
- 본 측정법을 교정 (calibration)하고 정확성을 검증하기 위하여 강체 이동하는 시험편을 대상으로 변위를 측정하였다. Fig.
이론/모형
- 2는 통상적인 파괴실험과 SDSP 에 의한 함몰변형 측정을 병행하기 위한 실험장치이다. 파괴실험은 ASTM 표준 E1737-96 에 의거하여 수행되었다. 균열길이는 직류전위차법(DCPD), 균열개시 점은 후방에 근접하여 설치된 별도의 아날로그 카메라로 측정되었다.
성능/효과
- 6.2 측면함몰부분의 소성에 의한 변형 형상이 McClintock(8)의 결과와 유사한 경향을 보임을 확인하였다.
- 6.3 MBL 모델의 해석을 통해 소성에 의한 측면함몰부피와 소성영역부피가 선형적인 관계를 보이고 있음을 확인하였다. 즉, 측면함몰부피로 소성영역의 크기 및 형상을 예측할 수 있을 것으로 보인다.
후속연구
- 따라서 탄성변형에 의한 것을 제외하면 함몰부피는 소성변형이 일어난 영역의 부피와 비례하는 관계가 존재할 것이다. 시편 측면에서 측정된 함몰에 대한 정보로부터 소성 영역의 크기와 더불어 균열선단 응력장의 응력 삼축성 정도를 예측할 수 있을 것으로 기대된다. 저자는 이와 같은 논리에 입각하여 함몰량으로부터 연성재료 파괴 시 균열선단 응력의 응력 삼축성의 감소정도를 나타내는 2 번째 변수。를 측정할 수 있음을 보인바 있다.
- 이와 같은 결과로 볼 때 측면에서의 함몰량을 측정할 수 있다면 소성영역의 크기 및 형상을 예측할 수 있을 것으로 보인다. 앞으로 실제 심험편 (CT, SENB)의 형상에 대해 좀더 많은 연구를 통해 구체적으로 소성영역의 크기 및 형상과 측면에서의 함몰량의 관계를 조사하고자 한다.
- 5 와 유사한 형상을 보이고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 결과로 볼 때 측면 함몰부피와 소성영역의 크기의 관계를 알 수만 있다면 측면함몰량의 측정으로 대략적인 소성영역의 크기와 형상을 예측할 수 있을 것으로 보인다.
- 8 를 보면 소성영역의 부피와 측면에서의 함몰부피의 관계가 비례관계를 보이는 것을 알 수 있다. 이와 같은 결과로 볼 때 측면에서의 함몰량을 측정할 수 있다면 소성영역의 크기 및 형상을 예측할 수 있을 것으로 보인다. 앞으로 실제 심험편 (CT, SENB)의 형상에 대해 좀더 많은 연구를 통해 구체적으로 소성영역의 크기 및 형상과 측면에서의 함몰량의 관계를 조사하고자 한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.