인장 시험기의 실제 측정 범위를 결정하는 다섯 가지 매개변수

인장 시험기 견적서 두 개가 용량, 속도 범위, 소프트웨어 등 모든 면에서 거의 동일해 보일 수 있지만, 실제로 측정할 수 있는 항목에서는 최대 3배까지 차이가 ​​날 수 있습니다. 이러한 차이는 대개 견적서에 명시된 수치에서 발생하는 것이 아닙니다.

이 글에서는 장비가 귀사의 자재 포트폴리오에 적합한지 여부를 결정하는 다섯 가지 매개변수를 테스트 결과에 영향을 미치는 순서대로 설명합니다. 이 글은 여러 제품을 비교하는 구매자와 내부적으로 구매 결정을 정당화해야 하는 엔지니어를 위해 작성되었습니다.

발행해야 할 보고서부터 시작하세요.

기계 사양은 비교를 위해 작성되고, 시험 보고서는 승인을 위해 작성됩니다. 따라서 유용한 출발점은 향후 보고서의 마지막 페이지, 즉 어떤 표준, 어떤 값, 어떤 허용 오차를 사용하는지입니다.

ASTM D882에 따른 플라스틱 필름의 파단 신율 시험, ASTM D3330에 따른 테이프의 박리 접착력 시험, 그리고 EN ISO 13934-1에 따른 직물의 스트립 인장 시험을 수행하는 실험실에서는 세 가지 모두 "인장 시험"이지만 실제로는 상당히 다른 세 가지 장비가 필요합니다. 이러한 장비 중 하나를 구입하는 것은 쉽지 않습니다.인장 시험기세 가지 모두를 충족하는 것은 가능하지만, 아래의 다섯 가지 매개변수가 함께 지정된 경우에만 가능합니다.

1. 용량은 숫자가 아니라 범위입니다.

5kN 용량의 로드셀이 5kN의 정확도를 보장하는 것은 아닙니다. 정확도는 일정 용량 범위 내에서 검증되므로, 최대 하중을 기준으로 설계된 로드셀은 필름이나 테이프를 실제로 테스트하는 구간에서는 점차 신뢰도가 떨어집니다.

최대 힘과 작동 힘은 크기가 같은 경우가 드뭅니다. 부드러운 포장 필름은 30N에서 파손될 수 있지만, 같은 실험실에서 제작한 직조 백은 2kN이 필요할 수도 있습니다. 하나의 센서로 두 가지 힘을 모두 측정하는 경우, 저력 테스트는 해상도가 가장 낮고 노이즈가 곡선에 나타나는 센서의 측정 범위 하단에 위치하게 됩니다.

대부분의 실험실에서 실제로 사용하는 방법은 일상적인 테스트는 센서 범위의 상위 절반 정도에서 수행하고, 얇은 재료용으로는 용량이 더 작은 센서를 따로 준비하는 것입니다. 제품을 비교할 때는 최대값이 아니라 실제로 사용 가능한 범위가 얼마인지 문의하세요.

2. 속도 제어는 데이터의 비교 가능성을 결정합니다.

고분자, 필름 및 접착제는 점탄성 물질입니다. 즉, 측정된 강도는 당기는 속도에 따라 달라집니다. 크로스헤드 속도를 변경하면 재료 자체의 변화 없이 박리 강도, 신장률 및 탄성 계수가 모두 변합니다.

이것이 바로 표준에서 평균 속도가 아닌 일정한 변형률을 지정하는 이유이며,컴퓨터 제어식 서보 인장 시험기이는 비교 가능한 데이터를 제공하는 모든 실험실의 기준선입니다. 고정 속도 또는 단일 속도 드라이브는 수치를 생성할 수는 있지만, 신뢰할 수 있는 수치를 생성할 수는 없습니다.

서보 제어는 단일 속도로만 주행하는 기계에서는 불가능한 다중 루프 모드(일정 응력, 일정 변형률, 크리프 및 이완)를 구현할 수 있도록 해줍니다. 제품군에 가스켓, 씰 또는 지오텍스타일이 포함되는 경우, 이는 선택 사항이 아니라 필수 사항입니다.

3. 그립감에 따라 테스트 가능한 범위가 결정됩니다.

본체는 범용적이지만, 고정 장치와 그립이 천, 필름, 테이프, 고무 또는 종이 등 다양한 재료에 적합한 기계를 만드는 요소입니다. 동일한 기계를 사용하더라도 그립 세트가 다르면 두 연구실에서 같은 재료에 대해 서로 다른 결과를 보고할 수 있습니다.

흔히 발생하는 문제는 시편 자체가 아니라 집게 부분에서 발생합니다. 쐐기형 집게는 응력을 집중시켜 얇은 필름의 경우 집게 부근에서 조기 파열을 유발합니다. 압력 조절이 가능한 공압식 집게는 응력을 보다 고르게 분산시킵니다. 폼이나 엘라스토머 소재의 경우 절단되지 않는 집게가 필요합니다. 섬유 스트립 테스트에는 시편 전체 너비를 미끄러짐 없이 고정할 수 있을 만큼 넓은 집게가 필요합니다.

박리 시험에서 각도는 힘만큼이나 중요합니다. 90° 박리와 180° 박리는 서로 다른 시험이며, 각도는 기계가 아닌 고정 장치에 의해 결정됩니다. 그립 세트를 명시하지 않고 기계만 나열한 견적은 시스템의 절반에 대한 견적과 같습니다.

4. 샘플링 속도 및 소프트웨어에서 내보낼 수 있는 항목

최대 힘은 단일 지점에서 발생합니다. 탄성 계수, 항복 거동 및 파괴 곡선의 형태는 모두 데이터 샘플링 밀도와 소프트웨어가 표준에서 요구하는 파생 값을 계산할 수 있는지 여부에 따라 달라집니다.

실질적인 점검 사항 두 가지입니다. 첫째, 소프트웨어가 특정 응력에서의 신장률, 할선 탄성 계수, 파괴 에너지와 같은 파생 결과를 자체적으로 계산하는지, 아니면 작업자가 스프레드시트에서 후처리해야 하는지 여부입니다. 후처리를 해야 하는 경우 추적성이 사실상 사라집니다. 둘째, 곡선이 그대로 유지된 원시 데이터를 내보낼 수 있는지 여부입니다. 고객이 특정 배치에 대해 이의를 제기할 경우, 결과만 보여주는 보고서는 방어하기 어렵기 때문입니다.

5. 프레임 강성 및 정렬

에이만능 시험기하중을 받으면 휘어지는 프레임은 시편뿐만 아니라 자체도 측정합니다. 단단한 시편의 경우 오차가 작지만, 신장률이 높은 필름이나 가는 섬유의 경우 크로스헤드 컴플라이언스와 컬럼 정렬 불량으로 인해 배치 간 차이를 감지하려는 것보다 결과가 더 크게 달라질 수 있습니다.

정렬 상태는 사양서에서 확인할 수 없으므로 프레임 도면보다는 검증 보고서를 요청하는 것이 좋습니다. 일상적인 품질 관리의 경우 요구 사항은 비교적 간단하지만, 공인 데이터를 발행하는 실험실의 경우에는 그렇지 않습니다.ISO 7500-1힘 표시의 등급 검증과 평탄도 및 정렬 검사는 제3자가 실제로 검토할 증거입니다.

대부분의 인용문에서 빠져 있는 세 가지

• 교정 인증서와 기준 표준. "정확도 ±0.5%"는 무엇을 기준으로 어떤 범위에서 검증되었는지 알지 못하면 큰 의미가 없습니다.
• 전체 그립 장비 재고가 포함되어 있습니다. 필요한 부속품이 제외된 가격은 더 저렴한 가격이 아닙니다.
• 소프트웨어 라이선스 및 업그레이드 조건. 두 번째 워크스테이션 라이선스는 종종 운영자 한 명과 제대로 작동하는 품질 시스템 간의 차이를 결정짓는 요소가 됩니다.

간단한 구매 체크리스트

• 실험실에서 보고해야 하는 모든 표준을 나열한 다음, 각 표준을 힘 범위, 속도 및 그립 유형에 매핑하십시오.
• 재료의 파괴 ​​강도가 약 10배 이상 차이가 나는 경우 센서를 두 개 지정하십시오.
• 서보 제어가 필요하며, 멀티 루프 모드가 선택 사항이 아닌 필수 기능으로 포함되어 있는지 확인하십시오.
• 표준 강철 시편이 아닌, 직접 가져온 재료로 시연을 요청하십시오.
• 보고서 양식이 고객 또는 인증 기관에서 요구하는 형식과 일치하는지 확인하십시오.

자주 묻는 질문