ISO 178에 대한 최종 가이드

ISO 178은 원하는 결과 및 관련 정확도에 따라 다양한 편향 측정 시스템을 사용할 수 있도록 하고 있습니다. 최소 정확도에서 최대 정확도까지, 허용되는 편향 측정의 유형은 크로스헤드 변위, 컴플라이언스 수정이 포함된 크로스헤드 변위 및 직접 변형률 측정 장치를 사용하는 것입니다. ISO 178의 2010년 업데이트 이전에는 편향 측정 정확도의 오류가 값의 1%를 초과할 수 없었습니다. 그러나 2010년 업데이트 이후, 운용자는 ISO 9513에 따라 클래스 1 편향계를 사용하거나 결과에서 기계 컴플라이언스를 제거할 수 있는 소프트웨어를 사용해야 합니다.

실험실에서 요구하는 편향 정확도가 무엇이든, Instron은 이를 충족하는 솔루션을 제공합니다. Bluehill^® Universal 소프트웨어가 장착된 모든 3400 시리즈 및 6800 시리즈 시험 프레임은 컴플라이언스 수정 여부에 관계없이 크로스헤드의 편향을 측정할 수 있습니다. Instron은 또한 직접 변형률 측정을 위한 다양한 솔루션을 제공합니다. 한 가지 일반적인 솔루션은 플런저 또는 편향계에 장착된 클립온 연신계입니다. 가장 진보되고 처리량이 높은 솔루션에는 AutoX750 및 고급 비디오 연신계 (AVE2)가 있습니다.

시스템의 로드셀과 마찬가지로 편향 측정 장치도 보고된 결과의 작동 범위에 대한 검증을 받아야 합니다. 특히 굴곡 탄성계수는 예외적으로 작은 편향(0.1mm 미만) 상태에서 계산됩니다. 검증 수행자에게 적절한 지침이 되도록 시험의 최소 및 최대 변위를 식별해주는 것이 도움이 됩니다.

ISO 178 시험에는 3점 굽힘 치구가 필요합니다. 이 치구는 로딩, 움직이는 크로스헤드에 장착된 상부 앤빌 및 2개의 조정 가능한 앤빌이 있는 고정식 하부 지지 빔으로 구성됩니다. Instron의 2810-400 굴곡 치구는 치구 요구사항을 완벽하게 준수하며 최대 3.0mm 두께의 시편을 시험하기 위해 2.0mm 반경 앤빌과 함께 사용하거나, 더 두꺼운 시편을 위해 5.0mm 반경 앤빌과 함께 사용할 수 있습니다. 지지 스팬 요구사항은 시험할 소재의 강성에 따라 달라지는 시편 두께의 비율을 기반으로 합니다. 조정 가능한 앤빌을 이용하면 운용자가 지지 스팬의 거리를 설정할 수 있으며, 지지 빔에 눈금 길이 단위가 있어 앤빌의 정확한 위치를 지정할 수 있습니다. 또한 변형률 측정 장치를 사용할 때 편향계의 중심을 쉽게 맞출 수 있습니다. 시편 정렬은 결과에 상당한 변동을 일으킬 수 있으므로 각 시험에 대해 시편이 일관되게 정렬되도록 적절한 주의를 기울여야 합니다. Instron 굽힘 치구에는 시편 너비에 맞게 조정할 수 있는 정렬 암도 함께 제공됩니다.

ISO 178은 ISO 16012에 따라 시편 길이의 중심에서 폭 및 두께 측정을 수행하도록 요구하고 있습니다. 최소 3회 측정을 수행하고 폭과 두께 모두에 대한 평균을 기록합니다. Bluehill Universal에 포함된 Instron의 자동 시편 측정 장치(ASMD) 기능을 통해 운용자는 최대 2개의 마이크로미터 또는 측정 장치를 컴퓨터에 연결하고 측정 평균을 소프트웨어에 직접 입력할 수 있습니다. 이는 운용자 입력 오류의 가능성을 제거하고 효율성을 높여줍니다.

3점 굽힘 치구의 스팬(하부 앤빌 사이의 거리)은 시편 두께의 함수로 결정됩니다. 시험 환경 조건(예: 저온 또는 고온)은 시험되는 소재에 따라 다르며 시험실과 고객이 동의해야 합니다. ISO 291은 이 정보가 없는 경우에 대한 안내서를 제공합니다. Instron은 비주변(non-ambient) 시험을 수용할 수 있도록 완전히 통합된 환경 챔버를 제공합니다.

ISO 178은 크로스헤드의 속도를 설정하기 위한 방법 A와 방법 B를 명시합니다. 방법 A는 전체 시험에 걸쳐 단일 속도를 사용하는 반면, 방법 B는 초기 탄성계수 영역에서는 하나의 속도를 사용하고 나머지 시험에는 더 높은 두 번째 속도를 사용합니다. 사용된 일정한 크로스헤드 속도는 지정된 변형률을 추정하기 위한 것입니다. 예압 루틴에 이어서, 시편은 파손 또는 5% 굴곡 변형 중 먼저 발생하는 시점까지 휘어집니다. 힘 및 편향 데이터는 시험 전체에 걸쳐 충분한 데이터 획득 속도로 기록됩니다.

시험을 설정할 때는 정확하고 일관된 변형 측정을 보장하기 위해 적절한 예압을 사용하는 것이 좋습니다. 시험을 시작하기 전에 시편에 가해진 힘의 양은 계산의 반복성에 직접적인 영향을 미칩니다.

다음은 ISO 178에 대해 보고할 수 있는 계산 및 결과 목록입니다.

• 굴곡 응력 – 적용된 하중, 스팬, 시편 너비 및 시편 두께의 함수. 이는 단위 면적당 힘인 인장 또는 압축 응력과 다릅니다.
• 굴곡 변형률 – 편향, 스팬 및 시편 두께의 함수. 이는 게이지의 원래 길이에 대한 현재 게이지 길이의 변화인 인장 또는 압축 변형과는 다릅니다.
• 굴곡 탄성계수 – 0.05%~0.25% 굴곡 변형률 사이의 굴곡 응력 및 굴곡 변형률의 함수. 굽힘 응력 대 굴곡 변형률 곡선상의 각 점에서 코드 탄성계수를 맞출 수 있습니다.
• 굴곡 강도 – 굽힘 시험 중에 얻은 최대 굴곡 응력.
• 파단 시 굴곡 응력 – 시편이 파단될 때의 굴곡 응력. 일부 소재의 경우, 시편이 항복점 이전에 파손되는데, 이 경우 굴곡 강도가 파단 시 굴곡 응력과 동일한 값이 됩니다.
• 5% 굴곡 변형률에서의 굴곡 응력 – 시편이 5% 굴곡 변형률 내에서 파손되지 않는 시험의 경우 시험 종료 시의 굴곡 응력.

처리량을 늘리고자 하는 실험실의 경우, 시스템 설정을 몇 가지 수정할 수 있습니다. 자동 시편 측정 장치와 시편 정렬 장치는 모두 시험 운용자의 수동 입력을 줄여 시험 효율성을 높여줍니다. Instron의 AT3 및 AT6과 같은 완전 자동화된 시험기도 이용 가능하며, 이들은 시편 측정, 시편 로딩, 시험 및 제거 기능을 통합할 수 있게 설계되어 있습니다. 이들 시스템은 운용자의 개입 없이 몇 시간 동안 작동할 수 있습니다. 또한 이러한 시스템은 인적 오류로 인한 변동성을 줄이는 데에도 도움이 됩니다.