NADCAP 표준 얼라인먼트 (Alignment Standards) 인장 시험

NADCAP은 미국우주항공산업 특별공정 관리프로그램(National Aerospace Defense Contractors Accreditation Program)의 약자 입니다. 이는 “특별한 공정 및 제품에 대한 비용 효율이 높은 합의 방식을 관리하고 우주 항공 및 자동차 산업 내에서 지속적인 개선을 제공하기 위해 설계된 주요 기업의 세계적 선도 협력 프로그램”입니다. 기계적 시험에 적용되는 NADCAP 이것은, 우주항공산업 공급회사가 NADCAP 순응하기 위하여 반드시 통과해야 하는 감사 체크리스트입니다. 두 가지 주요한 감사 체크리스트가 기계적 시험에 적용됩니다: 금속 재료에 대한 AC7101, 비금속 재료에 대한 AC7122. 각각의 체크리스트는 수십 장의 페이지로 이루어져 있지만, 기계적 시험 실험실에서 중요하게 여겨야 할 것은 얼라인먼트(alignment)와 허용 굽힘량(allowable bending)입니다.

금속에 대해서, 정적 시험에서 최대 허용 굽힘량은 10%(non-brittle material, <5% elongation="" to="" failure)와="" 8%(brittle="" materials,="">5% elongation to failure)입니다. 모든 동적 시험에서의 허용 굽힘량은 5%입니다. 복합재의 경우, 최대 허용 굽힘량은 8%입니다.

굽힘 변형 확률 (Percent bending strain)은 ASTM E1012에 따라 계산되며, 다음과 같이 정의합니다 “하중 부하 상태에서 축 방향의 평균 변형율 (3 or 4 strain gages in any circumferential set)과 set안의 각각의 게이지 변형율 사이의 최대 차이값을 평균 변형율로 나눈 다음 곱하기 100”. 뿐만 아니라, 이 굽힘이 실제 시험에 의미 있는 방법으로 측정되었다는 것을 확신하기 위해, 스트레인게이지가 장착된 시편이 모든 시험이 될 시편을 대표해야 하고, 인장 시험에 사용될 실제 하중 행열 (load train)을 사용해야 합니다. 실제 시험에 사용 될 그립을 제거하는 것은 적절치 못합니다. 이러한 이유로, 원하는 굽힘 요구 조건을 달성하는 것은 매우 시도해 볼 만합니다. 오직 매우 튼튼하고, 정밀하며, 품질을 확보한(quality-made) 기계적 시험 시스템과 그립만이 NADCAP의 굽힘 조건(bending requirements)을 반복적으로 만족할 수 있습니다.

NADACP에 적합한 얼라인먼트(alignment) 검증 수행에는 다음과 같은 측정 절차를 포함합니다:

• 시험에 사용될 시편을 대표하는 얼라인먼트 “cell” (strain-gaged specimen)을 제작합니다.
• Ÿ 인장 시험에 사용하기 위한 실제 그립에 “cell” 을 넣습니다.
• Ÿ NADCAP에 의해 정의된 하중을 가하고, 굽힘량(bending)을 측정합니다.
• Ÿ “cell”을 제거하고, reverse position (길이 방향으로 180도 회전)에서 다시 “cell”을 그립에 넣습니다
• Ÿ Proof 하중을 가하고, bending을 측정합니다
• Ÿ “cell”을 제거하고 inverted position (평행 축 방향으로 180도 회전)에서 다시 “cell”을 그립에 넣습니다
• Ÿ Proof 하중을 가하고, bending을 측정합니다
• Ÿ 마지막으로, 셀을 제거하고 inverted 뿐만 아니라 reversed 한 방향으로 넣습니다
• Ÿ; 최종적으로, 어떠한 bending strain도 허용치를 넘지 않아야 합니다

허용치를 넘는 bending strain이 있다면, 반드시 load string을 조정하여 위의 과정을 다시 해야 합니다. 이 과정은 load string을 loosening/tapping/retightening하기, shimming, 또는 다른 기계적으로 실증적인 방법을 통해서 수동적(manually)으로 할 수 있습니다. 그 대신에 인스트론은, 로드 셀과 기계의 크로스 헤드 사이에 장착하여 하중이 가해지는 동안 시스템의 각 얼라인먼트(angular alignment)와 축 얼라인먼트(axial alignment) 를 조절할 수 있도록 해주는 “AlignPro”키트를 제공합니다. 스트레인게이지 출력값은 , 최소 bending을 얻기 위한 그립 정렬을 정확히 조절하기 위해서 실시간으로 모니터 됩니다. NADCAP의 요구 조건을 만족하고자 하는 실험실에서는 “Alignpro” 키트를 Electro-mechanical 또는 Servo-hdraulic 시스템에 적용 하는 것을 추천합니다.