압축 시험이란 무엇입니까?
소개


압축 시험은 인장 및 굴곡 시험과 함께 가장 기본적인 기계 시험 중 하나입니다. 압축 시험은 적용된 파쇄 하중 하에서 소재의 거동을 결정하는 데 사용되며 통상적으로 만능 재료 시험기에 압반 또는 특수 치구를 사용하여 압축 압력을 시험 시편(보통 직육면체 또는 원통형)에 적용하여 수행됩니다. 시험 도중에 소재의 여러 특성들이 계산되며, 응력 도표를 통해 표시됩니다. 이 도표를 사용하여 탄성 한도, 비례 한도, 항복점, 항복 강도, 또한 일부 소재의 경우 압축 강도와 같은 특성을 확인합니다.

압축 시험은 왜 수행하나요?

압축 시험을 통해 제조업자들은 다양한 제조 프로세스 단계에서 소재와 구성 요소(부품), 제품의 완전성과 안전성을 평가할 수 있습니다. 하나의 소재를 새로운 곳에 적용하거나 제품에 선택하려면, 어떠한 기계적 힘이든 상관없이 견뎌낼 수 있는 능력을 제시해야만 최종적인 사용에 적용할 수 있습니다. 적용의 예로는 자동차의 전면 유리창의 강도 시험부터 건설에서 사용되는 콘크리트 빔의 내구성 시험에 이르기까지 다양합니다. 시팅에서 사용되는   은 소비자가 편안하게 느껴야 하며 반면  약품 배송 기기 는 의료 제공업체가 쉽게 배포할 수 있어야 합니다. 또한, 재료 및 제품은 주기적 또는 반복적 사용을 통해 그리고 매우 다양한 상이한 온도 및 환경 조건에서 단기간 또는 장기간 동안 기계적 힘에 노출될 수 있습니다. 시트 쿠션은 특정 시간 동안 지속되는 것으로 기대되지만  자동차 타이어 는 전천후 환경에서 탄성을 유지해야 할 것입니다. 보통 인장력이 높은 소재는 압축력이 낮습니다(항상 그렇지는 않습니다!). 반대로 압축력이 높은 소재는 인장력이 낮은 편입니다. 따라서 압축 시험은 종종 콘크리트, 금속, 플라스틱, 세라믹, 복합재, 카드보드 등 골지 자재와 같이 강도가 취약한 소재에 사용됩니다. 이런 소재는 압축력의 완전성이 중요한 하중 지지력에 종종 사용됩니다. 

보통 특정 소재의 인장 특성을 결정하기 위해 수행되는 인장 시험과는 반대로 압축 시험은 완성품에 대해 종종 수행됩니다. 압력을 평가해야 하는 제품의 예시로는 테니스 공, 골프 공, 물통, 보호용 케이스, 플라스틱 파이프, 가구와 같은 일반 품목 등이 있습니다. 예를 들어 엔지니어가 물통의 두께를 얇게 만들어 플라스틱을 절약하고 싶지만 그러면서도 팰릿에 포장하여 수송 시 겹겹이 쌓을 수 있을 정도로 견고해야 해야 한다고 가정해 봅시다. 압축 시험을 하면 엔지니어가 제품 강도와 소재 보존을 모두 해결할 수 있도록 미세하게 조율을 할 수 있습니다.

연구개발 프로세스에서 압축 시험이 중요하다는 점 외에도, 품질보증 부서에서는 완제품 배치(batch)가 압축 특성에 필요한 사양을 충족하는지 확인하기 위해 압축 시험을 사용합니다. 이는 안전과 사업 측면에서 모두 중요합니다. 결함이 있는 제품은 최종 사용자에게 위험할 수 있고 제품 지연, 수익 손실 및 평판 손상의 형태로 제조업체에 상당한 피해를 초래할 수도 있기 때문입니다.



압축 시험의 수행 방법 압축 시험의 기본 원칙

 


압축 시험은 압축 시험기로도 알려진 만능 재료 시험기에서 수행됩니다. 이 시험기는 로드셀, 시험 소프트웨어, 그리고 적용 분야별 압반과 액세서리가 장착된 단일 또는 이중 컬럼 프레임으로 구성됩니다. 만능 재료 시험기는 0.02N~2,000kN 범위의 다양한 하중 용량에서 사용 가능합니다. 대부분의 저하중 시험은 Instron의6800 시리즈와 같은 테이블 시험기에서 수행되는 반면, 고하중 시험은 Instron의 산업용 시리즈 에 있는 것과 같은 플로어 모델 시험기를 사용합니다. 이런 시험기는 모든 제품, 부품 또는 소재를 시험할 수 있도록 서로 다른 치구로 구성되어 있습니다.

압축 시험기 설정 


압축 시험기
로드 프레임
압축 시험기는 하중 용량에 따라 단일 또는 이중 컬럼 구성으로 제공될 수 있습니다.
소프트웨어
시험 소프트웨어를 통해 운용자는 시험 방법과 출력 결과를 구성합니다.
로드셀
로드셀은 시험 시편에 가해지는 힘을 측정하는 변환기입니다. Instron 로드셀은 로드셀 용량의 1/1000 단위의 정확도를 가집니다.
압축 압반
다양한 압축 압반 및 기타 압축 치구를 통해 서로 다른 소재, 형상, 및 크기의 시험 시편을 수용할 수 있습니다.

 




INSTRON 압축 시험 장비 시스템, 구성품 및 부품

 



압축 시험기는 다양한 크기와 0.02N~2,000kN 범위의 다양한 하중 용량에서 사용 가능합니다. 대부분의 저하중 시험은 전기기계식 단일 컬럼 또는 이중 컬럼 테이블 시험기에서 수행되는 반면, 고하중 시험은 플로어 모델 프레임을 필요로 합니다. Instron의 6800 시리즈 시스템은 최대 300kN의 용량 범위로 제공되며 인장, 압축, 굽힘, 박리, 찢김, 전단, 마찰, 비틀림, 천공 등을 포함한 다양한 유형의 시험을 수행할 수 있습니다. Instron의 산업용 시리즈 서보 유압식 시스템은 고강도 금속, 합금 및 고급 복합소재의 훨씬 더 높은 용량의 시험을 위해 설계되었습니다.

6800 시리즈 만능 재료 시험기


만능 재료 시험기(최대 300kN)

하중 용량 범위가 0.02N(2gf)~300kN인 단일 및 이중 컬럼 테이블 모델 및 플로어 모델 시험기입니다.

자세한 정보

산업용 시리즈 만능 재료 시험기(최대 2000kN)


산업용 만능 재료 시험기(최대 2000kN)

Instron의 산업용 시리즈에는 단일 또는 이중 시험 공간과 300kN~2000kN의 하중 용량 범위의 프레임이 포함됩니다.

자세한 정보




압축 압반
자동 정렬 | 하이 포스 | 피로도 평가


압축 압반은 다양한 소재 및 구성 요소에 대해 압축 시험을 수행하는 데 사용됩니다. 만능 재료 시험기에 설치되면 다양한 시험을 수행할 수 있어 압축 모듈, 압축 강도, 압축 항복 강도와 같은 특성을 결정할 수 있습니다.

자동 정렬/구면 시팅


정적 시험용 2501 시리즈
50N~600kN 부하 용량

2501 시리즈 압축 압반은 시험 중에 압축 하중을 고르게 분산하도록 설계된 정밀하게 가공한 치구입니다. 이 압반은 경화 처리된 표면(Rockwell HRC 58/60)을 사용하여 일정한 응력 배포가 중요한 압축 시험이 가능합니다.


자세한 정보




자동 정렬/구면 시팅


자동 정렬/구면 시팅
정적 및 동적 시험 애플리케이션용

작은 예압을 가하는 동안, 구면 시트형 압축 압반은 표면이 완전히 평행하지 않은 압축 시편을 수용하는 데 필요한 자체 정렬을 제공합니다.


자세한 정보




W-2004-D 압축 압반


고하중 정적 시험용 W-2004 시리즈
600kN - 5000kN 부하 용량

이 고강도 다목적 압반은 Instron 및 기타 정적 만능 재료 시험기를 이용하여 쉽게 구성할 수 있습니다.


사양 보기






폼 압축 치구
카탈로그 번호 2810-130

폼 압축 치구는 팽창된 셀룰러 재료의 압입 및 압축 시험을 위해 설계되었습니다. 해당 스타일의 치구가 필요한 표준에는 다음이 포함됩니다. ASTM D3574, ASTM D5672, ISO 2439 및 ISO 3386. 치구의 주요 항목에는 천공이 있는 하중 테이블과 원형 압입기/모루가 포함됩니다. 직경 203mm의 상부 모루에는 회전 조인트가 포함되어 있습니다. 베이스 테이블은 20mm의 중심에 6.5mm 크기의 구멍이 뚫려 있으며, 표본에서 공기가 빠르게 빠져나갈 수 있도록 마운팅 표면에서 상승합니다.


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2840 시리즈 압축 압반


2840 시리즈 동적 시험
200kN - 2,000kN 정적 하중 역량 | 100kN - 1,000kN 동적 하중 역량

2840 시리즈 압축 압반은 LVDT 마운팅을 통합하고 안정적인 고주기 압축 피로 시험을 할 수 있게 설계되어 있습니다.


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압축 치구 어댑터 세트


압축 치구 어댑터 세트
690MPa(100,000psi) 압력 등급

액추에이터 로드와 결합하여 저압축 압반 및 기타 선택적 치구의 배치에 적합한 테이블 어셈블리를 제공합니다.


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표준 압축 시험 플라스틱, 탄성중합체 및 금속 시험 표준

 



대부분의 압축 시험은 ASTM, ISO와 같은 표준 기관에서 발표한 기존 표준에 따라 수행됩니다. 시험 표준은 금속과 같은 다양한 유형의 원자재뿐만 아니라 의료 기기 , 가전제품 등의 완제품과 인프라 프로젝트에 사용되는 콘크리트에 대해 허용 가능한 시험 매개변수 및 결과를 규정합니다. 이 표준은 공급망에 진입하는 소재와 제품이 예측 가능한 기계적 특성을 보이며, 이들의 예상되는 최종 사용에 차질이 없도록 합니다. 예를 들어, 가구, 자동차, 매트리스 업계에서는 ASTM D3574를 준수하여 폴리우레탄 폼의 압입력 변형 정도를 측정합니다. 이 시험에서는 폼이 원래 두께의 25%로 압축될 때의 힘을 측정하여 폼의 초기 부드러움을 측정합니다. 그런 다음 원래 두께의 65%로 압축될 때의 힘을 측정하여 지지력을 측정합니다 자동차 시트 엔지니어는 최종 제품에 원하는 폼의 압입력 변형 값을 지정하고 제조 장소에서는 제조되는 모든 시트가 부드러움과 지지 면에서 동일한 느낌을 갖도록 보장하기 위해 시트를 바꾸어 가며 여러 번 시험을 수행합니다. 비용 및 안전 측면에서 제품 고장으로 인한 영향은 아무리 강조해도 지나치지 않기 때문에, 기업은 제품이 해당 표준을 충족하는지 여부를 쉽게 결정할 수 있도록 설계된 고품질의 정확한 시험 장비에 투자하는 것이 좋습니다.

다음은 가장 일반적인 국제 인장 시험 표준의 목록 일부입니다.

  • ASTM C109 | - 2인치 콘크리트 큐브 압축 시험
  • ASTM C170 | 치수 석재 압축 강도
  • ASTM C365 샌드위치 코어 자재 압축 시험
  • ASTM C39 | 콘크리트 실린더 압축 시험
  • ASTM D1621 | 경질 셀룰러 플라스틱의 압축 특성
  • ASTM D2844 | 다진 토양 수분 삼출 시험
  • ASTM D3410 | 폴리머 매트릭스 복합재 압축 강도
  • ASTM D575-91 | 고무 압축 특성의 표준 시험 방법
  • ASTM D6484 | 폴리머 매트릭스 복합 라미네이트의 오픈 홀 압축 강도
  • ASTM D6641 | 결합 로딩 압축(CLC) 시험 치구를 사용하는 폴리머 매트릭스 복합재의 압축 특성
  • ASTM D695 | 경질 플라스틱의 압축 시험
  • ASTM D7137 | 손상된 폴리머 매트릭스 복합 플레이트의 압축 잔류 강도 특성
  • ASTM F1306 | 연성 배리어 필름 및 라미네이트의 저속 침투 저항
  • ASTM D3574 | 연성 셀룰러 소재에 대한 표준 시험 방법
  • ISO 11608 | 바늘 기반 주입 시스템
  • ISO 14126 | 섬유 강화 플라스틱 복합재의 인플레인 압축 특성
  • ISO 604 | 플라스틱의 압축 특성
  • ISO 7886  멸균 피하 주사기 시험
  • ISO 844 | 경질 셀룰러 플라스틱의 압축 특성
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