금속재의 고변형률 시험(High Strain Rate Testing Metals)

자동차 충돌 성능은 현대적인 자동차를 디자인 하는데 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 충돌 상황에서, 구조 소재에는 높은 속도의 변형(strain)과 하중이 작용합니다. 자동차의 차체에 사용되는 철강과 알루미늄을 포함한 많은 재료의 특성은 변형 속도 (strain-rate sensitive)에 민감합니다. 따라서, 준정적 응력-변형 데이터 (quasi-static stress-strain data)는 매우 빠른 속도의 변형에서의 반응에 대한 정밀한 예측을 제공하지 못하기 때문에, 동적 하중이 가해지는 구조물을 분석하고 설계하는데 있어서 이러한 데이터를 사용하는 것은 초과 중량 설계나 초기 구조 손상이 우려 될 수 있습니다.

인스트론의 유압식 VHS 고속인장시스템(VHS high rate systems )은 금속 연구자들에게 충격(impact) 및 고변형률(high strain rate) 테스트에 있어서 광범위한 기능을 제공합니다. VHS 시스템은 준정적(quasi-static) 시험으로부터 충격(impact) 시험의 기능을 제공하는 것뿐만 아니라 반복 주기적인(cyclic) 시험을 수행할 수 있도록 설정을 할 수 있습니다.

VHS 시스템은 유정압 베어링 (hydrostatic bearing) 과 오일씰이 없는 피스톤 로드(seal-less piston rod)를 특징으로 하는 고성능의 유압식 액추에이터 (hydraulic actuator)를 사용합니다. 고성능의 컨트롤 밸브와 함께, 이 시스템은 최대 25m/s(81ft/s)의 속도에 대하여 설정될 수 있습니다. 높은 강성(stiffness)의 2개 또는 4개의 프레임 (column load frame)과 함께, 최신의 8800 control system 과 Profiler 소프트웨어가 거의 일정한 속도를 얻는데 도움을 줄 것입니다. 일단 액추에이터가 테스트에 적합한 속도에 도달하면, 특허된 ‘Fastjaw’ 그립이 순간적으로 시편을 붙잡는데 사용됩니다.

시험 하중은 높은 강성(stiffness)의 압전형(piezo-electronic) 로드셀과, 최대 5 MHz의 속도로 전체 응력-변형율(stress-strain) 곡선를 기록하는 고속 데이터 수집 시스템을 통해 측정합니다. 이러한 특징들을 통해, 금속 연구자들은 과거에는 불가능했던 정밀도로 그들의 재료를 분석할 수 있습니다. High rate test를 수행하기 위해서,  Console software하에서 작동하는 우리의 high-rate 소프트웨어 프로그램을 사용할 것을 제안합니다. 이 프로그램은 테스트 설정, 시험발사, 데이터 수집 및 관측을 할 수 있는 1인 사용자 인터페이스를 제공합니다. 우리는 보다 진보된 분석 기술을 위해서 Impulse™ Software를 사용할 것을 제안합니다.