KR20100032576A - Calibration method for rounded shape indenter by using effective radius - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구형 압입자의 불완전형상 보정방법에 관한 것으로, 이는 접촉깊이에 따라 소재가 유효하게 반응하는 유효반지름을 정의해서, 불완전형상의 구형 압입자를 이용한 압입시험을 통해 평가되는 물성을 정확하게 유도할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 기준곡선을 이용한 간접보정법을 제시함으로써, 효율적으로 구형 압입자의 형상을 보정할 수 있는 장점이 있게 된다. The present invention relates to a method for correcting an incomplete shape of a spherical indenter, which defines an effective radius in which a material reacts effectively according to a contact depth, thereby accurately inducing physical properties evaluated through an indentation test using an incomplete spherical indenter. It is characterized by that. In addition, by providing an indirect correction method using a reference curve, there is an advantage that can be corrected the shape of the spherical indenter efficiently.
Description
본 발명은 전체적으로 압입시험기에 사용되는 구형 압입자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접촉깊이에 따라 연속적으로 변화하는 유효반지름을 정의함으로써, 구형 압입자를 이용한 압입시험을 통해 평가되는 물성을 정확하게 유도할 수 있도록 하는 구형 압입자의 불완전형상 보정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a spherical indenter used in the indentation tester as a whole, and more specifically, by defining an effective radius that varies continuously according to the contact depth, it is possible to accurately derive the properties evaluated through the indentation test using the spherical indenter. It relates to a method for correcting the incomplete shape of the spherical indenter.
현대의 구조물 및 각종 산업시설에 사용되고 있는 구조용 강은 높은 압력 및 온도의 열악한 환경으로 인해 시간의 경과에 따라 재료의 신뢰성이 저하된다는 큰 문제점을 지니고 있다. 따라서, 재료 열화에 따른 기계적 성질의 변화를 손쉽고 간편하게 측정할 수 있으며, 특정 취약부분에 대한 물성을 평가할 수 있는 비파괴 시험법의 필요성이 인식되어 왔다.Structural steel used in modern structures and various industrial facilities has a big problem that the reliability of the material decreases over time due to the harsh environment of high pressure and temperature. Therefore, the necessity of a non-destructive test method that can easily and simply measure the change in mechanical properties due to material deterioration, and can evaluate the properties of specific weak areas.
이러한 필요성으로 인해 일정한 크기의 시편을 사용하지 않고 현장에서 기계적 특성을 평가하거나, 국소부위에 대한 기계적 특성을 평가할 수 있는 수단이 요구되었다. 이러한 수단으로서는, 압입시험을 이용하여 압입하중에 따른 접촉깊이의 변화를 측정함으로써 얻어지는 압입하중-변위곡선으로부터 재료의 물성에 대한 정 보를 예측하는 압입시험기가 발명되었다.This necessity required a means for evaluating mechanical properties on site or for evaluating localized mechanical properties without the use of uniformly sized specimens. As such a means, an indentation tester for predicting information on material properties from the indentation load-displacement curve obtained by measuring the change in contact depth according to the indentation load using the indentation test was invented.
이와 같은 압입시험기에는 압입자가 사용되는데, 이는 실질적으로 재료에 접촉하중을 인가하는 부재로서, 그 형태는 주로 구형이지만, 용도에 따라 원뿔형이나 사각피라미드형을 사용할 수도 있다. The indenter is used in the indentation tester, which is a member that substantially applies a contact load to the material. Although the shape is mainly spherical, conical or square pyramid type may be used depending on the application.
구형 압입자는 브리넬 경도시험 및 계장화 압입시험을 통한 물성유도에 유용하게 사용되고 있다. 하지만 구형 압입자의 가공이 완벽하지 않거나 사용환경 등으로 압입자에 변형이 발생하게 되면 측정된 물성의 정확성을 보장할 수 없게 된다는 문제점이 있었다. Spherical indenter is useful for inducing physical properties through Brinell hardness test and instrumentation indentation test. However, there is a problem in that the accuracy of the measured physical properties cannot be guaranteed when the indenter is deformed due to incomplete processing of the spherical indenter or the use environment.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 접촉깊이에 따라 연속적으로 변화하는 유효반지름을 정의함으로써, 구형 압입자를 이용한 압입시험을 통해 평가되는 물성을 정확하게 유도할 수 있도록 하는 구형 압입자의 불완전형상 보정방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, by defining an effective radius that is continuously changed according to the contact depth, the spherical indenter to accurately induce the physical properties evaluated through the indentation test using the spherical indenter Its purpose is to provide an incomplete shape correction method.
상기와 같은 목적을 성취하기 위해, 본 발명에 따른 구형 압입자의 불완전형상 보정방법은 접촉깊이와 접촉면적을 측정하고, 상기 접촉깊이에 따라 소재가 유효하게 반응하는 유효반지름을 정의해서, 불완전형상의 구형 압입자를 이용한 압입시험을 통해 평가되는 물성을 정확하게 유도할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the incomplete shape correction method of the spherical indenter according to the present invention measures the contact depth and the contact area, and defines the effective radius that the material reacts effectively according to the contact depth, It is characterized in that to accurately derive the properties evaluated through the indentation test using a spherical indenter.
또한, 본 발명에 따른 구형 압입자의 불완전형상 보정방법은, 동일 소재에 대해서 항상 동일하게 평가되어야 하는 물성의 압입시험 데이터로 기준곡선을 유도하는 단계와, 임의의 유효반지름을 설정하여 기준곡선을 유도할 때 사용하였던 관계식을 이용하여 예측 물성을 평가하는 단계와, 평가된 예측 물성이 상기 기준곡선과 일치하는지를 확인하는 단계와, 상기 확인결과가 허용오차를 넘어서면 예측 물성이 기준곡선과 일치할 때까지 임의의 유효반지름을 변화시켜서 위의 과정을 반복하는 단계 및, 상기 확인결과가 허용오차 범위 내에서 일치하면 상기 임의의 유효반지름을 압입자의 유효반지름으로 결정하는 단계를 거쳐 유효반지름을 정의해서, 불완전형상의 구형 압입자를 이용한 압입시험을 통해 평가되는 물성을 정확하게 유도할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. In addition, the method of correcting the incomplete shape of the spherical indenter according to the present invention, the step of deriving the reference curve with the indentation test data of the physical properties that should always be evaluated the same for the same material, and by setting a certain effective radius to derive the reference curve Evaluating the predicted physical properties using the relational equation used in the analysis, checking whether the evaluated predicted physical properties coincide with the reference curve, and when the predicted property exceeds the tolerance, when the predicted physical properties coincide with the reference curve. Repeating the above process by changing the arbitrary effective radius until, and if the verification result is matched within the tolerance range, the effective radius is defined by determining the arbitrary effective radius as the effective radius of the indenter, Through indentation test using incomplete spherical indenter, it is possible to accurately derive the property evaluated. Characterized in that.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 구형 압입자의 형상적인 불완전성을 보정하기 위하여 접촉깊이에 따른 유효반지름을 제시하고, 이 유효반지름을 통해 보정된 압입자는 모두 동일하고 재현성 있는 물성평가 결과를 보여주게 되므로, 구형 압입자를 활용한 물성평가에 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있게 된다. 또한, 기준곡선을 이용한 간접보정법을 제시함으로써, 효율적으로 구형 압입자의 형상을 보정할 수 있는 장점이 있게 된다. As described above, according to the present invention, in order to correct the shape imperfection of the spherical indenter, the effective radius according to the contact depth is presented, and the indenter corrected through the effective radius shows the same and reproducible property evaluation results. As a result, it can be usefully used for evaluation of physical properties using spherical indenters. In addition, by providing an indirect correction method using a reference curve, there is an advantage that can be corrected the shape of the spherical indenter efficiently.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention unclear.
완벽한 구형을 이루지 못한 압입자가 압입을 하게 되는 상황은 접촉깊이에 따라 연속적으로 반지름이 변화하는 압입자가 압입하는 상황으로 생각할 수 있다.The situation where the indenter does not form a perfect sphere is pressurized by the indenter whose radius changes continuously according to the contact depth.
즉, 접촉깊이가 정해지면 그 접촉깊이에 대해 소재가 유효하게 반응하는 유효반지름(Reff)을 정의함으로써 불완전형상의 구형 압입자를 해석할 수 있다. In other words, when the contact depth is determined, an incomplete spherical indenter can be analyzed by defining an effective radius R eff in which the material reacts effectively to the contact depth.
이상적인 구형 압입자가 압입하는 상황에서는 압입자의 반지름(R), 접촉깊이(hc), 접촉반지름(ac)와 접촉면적(Ac) 사이에 아래의 식이 성립한다.In the situation where the ideal spherical indenter is indented, the following equation is established between the indenter's radius (R), contact depth (h c ), contact radius (a c ) and contact area (A c ).
위의 관계를 활용하여, 접촉깊이(hc)와 접촉면적(Ac)을 통해 불완전형상의 구형 압입자의 유효반지름(Reff)을 도 1 및 아래의 식과 같이 계산할 수 있다. Using the above relationship, the effective radius R eff of the incomplete spherical indenter through the contact depth h c and the contact area A c can be calculated as shown in FIG. 1 and the following equation.
따라서, 접촉깊이(hc)와 접촉면적(Ac)을 측정할 수 있으면 접촉깊이(hc)에 따른 구형 압입자의 유효반지름(Reff)을 계산할 수 있게 되는 것이다. Therefore, if the contact depth (h c ) and the contact area (A c ) can be measured, the effective radius (R eff ) of the spherical indenter according to the contact depth (h c ) can be calculated.
구형 압입자가 소재를 압입하게 되면 압입자 주변에 탄성적으로 발생하는 탄성휨(elastic deflection:hd) 현상과 소성적으로 발생하는 파일업(pile-up:hp) 현상이 일어나게 되는데, 이러한 2가지 탄소성 현상으로 인하여 상기 접촉깊이(hc)는 도 2 및 아래의 식과 같이 표현된다.When spherical indenter intrudes the material, elastic deflection (h d ) and elastic pile-up (h p ) occur elastically around the indenter. Due to the branch elastoplastic phenomenon, the contact depth h c is expressed as shown in FIG. 2 and the following equation.
상기 탄성휨(hd)은 일반적으로 다음 식으로 나타낼 수 있다. The elastic deflection h d may be generally expressed by the following equation.
여기서, Lmax는 최대 압입하중이고, S는 강성도(stiffness)이며, ε은 압입자의 형상에 따른 상수로서 구형상일 때에는 0.75가 채택된다. Where L max is the maximum indentation load, S is the stiffness, and ε is a constant according to the shape of the indenter, and 0.75 is adopted when it is spherical.
또, 소성변형에 의해 발생하는 상기 파일업(hp)은 하중을 제거한 후, 즉 탄성휨이 모두 회복된 후, 압흔의 경계면에서 표면의 기준점으로부터 증가된 높이를 측정하여 얻을 수 있다. 만약 파일업(hp)을 고려한 정확한 접촉깊이(hc)를 측정할 수 없다면, 최대 압입깊이(hmax) 혹은 탄성휨까지 반영한 접촉깊이를 이용하는 것도 오차범위가 넓지 않은 경우에 가능하다.In addition, the pile up h p generated by plastic deformation can be obtained by removing the load, that is, after all the elastic deflection is recovered, by measuring the height increased from the reference point of the surface at the interface of the indentation. If the exact contact depth (h c ) cannot be measured considering the pile-up (h p ), it is possible to use the contact depth reflecting the maximum indentation depth (h max ) or the elastic deflection.
한편, 압입하중이 제거될 때 탄성회복은 대부분은 압입방향으로 발생하고 압입방향에 수직한 평면방향으로는 거의 발생하지 않는다는 것이 이미 검증되었으므로, 압입하중이 인가된 순간의 접촉면적(Ac)은 압입하중이 제거된 압흔을 광학 혹은 접촉식 프로파일을 통해 관측함으로써 직접 측정할 수 있다.On the other hand, since it has already been verified that the elastic recovery mostly occurs in the indentation direction and hardly occurs in the plane direction perpendicular to the indentation direction when the indentation load is removed, the contact area A c at the moment of indentation load is applied. The indentation without any indentation load can be measured directly by observing through an optical or contact profile.
아울러, 상기 접촉깊이(hc)와 상기 접촉면적(Ac)은 다른 방법으로 결정될 수 있는데, 구형 압입자의 형상을 3차원으로 프로파일하는 것이 가능한 경우에, 압입자의 형상을 직접적으로 프로파일한 후 접촉깊이(hc)를 정해 압입자의 투영면적을 측정하여 접촉면적(Ac)을 결정할 수도 있다.In addition, the contact depth (h c ) and the contact area (A c ) can be determined in other ways, if it is possible to profile the shape of the spherical indenter in three dimensions, the contact after directly profiling the shape of the indenter The contact area A c can also be determined by determining the depth h c and measuring the projected area of the indenter.
불완전형상의 구형 압입자를 보정하기 위해 직접적으로 압입자 형상을 측정하거나 압흔을 통해 간접적으로 측정하는 것이 경우에 따라서는 번거로울 수 있다. 이에 본 발명에서는 보다 경제적이고 효율적인 방법으로 기준곡선(master curve)을 이용하는 방법(이하 간접보정법)을 제안한다. 이 기준곡선을 이용하게 되면 유효반지름으로 보정하는 것을 필요로 하는 구형 압입자를 간접적으로 보정할 수 있게 되는 것이다.In some cases it may be cumbersome to measure the indenter shape directly or indirectly through the indentation in order to correct the incomplete spherical indenter. Accordingly, the present invention proposes a method using a master curve (hereinafter referred to as an indirect correction method) in a more economical and efficient manner. By using this reference curve, it is possible to indirectly correct spherical indenters that require correction to the effective radius.
유효반지름(Reff)을 적용함으로써 불완전형상이 보정된 구형 압입자 혹은 이상적인 구에 가까운 구형 압입자를 통해 동일 소재에 대해서 항상 동일하게 평가되어야 하는 물성(A, B)을 기준곡선으로 표현할 수 있다. By applying the effective radius (R eff ), it is possible to express the physical properties (A, B) that should always be equally evaluated for the same material through spherical indenters whose incomplete shape is corrected or spherical indenters close to the ideal sphere.
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 임의의 유효반지름을 설정하여 기준곡선을 유도할 때 사용하였던 관계식(A = f(B))을 이용하여 예측 물성(A*, B*)을 평가한다. 평가된 예측 물성이 상기 기준곡선과 일치하는지를 확인한 다음, 결과가 허용오차 범위 내에서 잘 일치하면 상기 임의의 유효반지름을 압입자의 유효반지름(Reff)으로 결정하게 된다. Next, as shown in FIG. 3, the predicted physical properties A * and B * are evaluated using the relation A (f = B) used to derive a reference curve by setting an arbitrary effective radius. After confirming that the estimated predicted physical properties coincide with the reference curve, if the result matches well within the tolerance range, the arbitrary effective radius is determined as the effective radius of the indenter (R eff ).
만약 결과가 허용오차를 넘어서면 예측 물성이 기준곡선과 일치할 때까지 임의의 유효반지름을 변화시켜서 위의 과정을 반복한다.If the result exceeds the tolerance, the above process is repeated by changing the arbitrary effective radius until the predicted property matches the reference curve.
실험 1
먼저, 유효반지름의 측정을 통한 보정의 유용성을 확인하기 위하여, 250㎛의 반지름을 가질 것으로 기대한 불완전형상의 구형 압입자 3개를 이용하여 검증작업을 수행하였다. First, in order to confirm the usefulness of the correction through the measurement of the effective radius, the verification was performed using three incomplete spherical indenters expected to have a radius of 250㎛.
사용된 시편은 194HV를 갖는 표준경도시편(Yamamoto, 일본)을 사용하였다. 압입시험은 AIS3000((주)프론틱스)을 사용하여 수행되었으며, 10㎛ 단위로 100㎛까지 총 10개의 서로 다른 최대 압입깊이에서 시험을 수행하였다. 압흔은 광학현미경을 사용하여 관측하였으며, 3차원 프로파일러 SIS 1200(에스엔유프리시젼(주))을 이용하여 압흔의 파일업을 측정하였다.The specimen used was a standard light fixture (Yamamoto, Japan) having 194HV. Indentation test was carried out using AIS3000 (PRONTIX Co., Ltd.), the test was carried out at 10 different maximum indentation depth up to 100㎛ in 10㎛ unit. The indentation was observed using an optical microscope, and the pile-up of the indentation was measured using a three-dimensional profiler SIS 1200 (S & E Precision Co., Ltd.).
측정된 접촉면적과 접촉깊이를 통해 얻어진 유효반지름을 접촉깊이에 따라 도 4에 나타내었다. 가공시 기대했던 250㎛와 정확하게 일치하지 않았으며, 초기에 불완전형상이 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 구형 압입자의 유효반지름은 접촉깊이에 따라서 연속적으로 변화하기 때문에 불완전형상을 갖는 구형 압입자의 경우에는 하나의 반지름으로 압입시험의 결과를 해석할 수 없음을 시사한다.The effective radius obtained through the measured contact area and the contact depth is shown in FIG. 4 according to the contact depth. It did not exactly correspond to the expected 250㎛ during processing, it was confirmed that the incomplete shape appears large initially. Since the effective radius of the spherical indenter changes continuously according to the contact depth, it is suggested that the spherical indenter having an incomplete shape cannot interpret the result of the indentation test with one radius.
한편, 서로 다른 불완전형상을 갖고 있는 구형 압입자라도 접촉깊이에 따른 유효반지름을 정확하게 평가하여 적용하면 구형 압입자의 압입하중-변위곡선으로부터 평가되는 다양한 인자 및 물성이 재현성있게 평가될 수 있다. On the other hand, even spherical indenters having different incomplete shapes can be reproducibly evaluated various factors and physical properties evaluated from the indentation load-displacement curve of the spherical indenter by accurately evaluating and applying the effective radius according to the contact depth.
예를 들면, 구형 압입자를 이용한 압입시험에서 유효변형률은 접촉반지름(ac)과 압입자의 반지름(R)의 비로 정의되며 경도는 압입하중(Lmax)과 접촉면적(Ac)의 비로 표현된다. For example, in the indentation test using spherical indenters, the effective strain is defined as the ratio of the contact radius (a c ) and the radius of the indenter (R), and the hardness is expressed as the ratio of the indentation load (L max ) and the contact area (A c ). .
구형 압입자를 유효반지름으로 보정하기 전과 후의 유효변형률에 따른 경도 의 변화를 도 5에 나타내었다. 도 5의 (a)에서와 같이 유효반지름이 적용되기 전에는 유효변형률에 따른 경도가 압입자에 따라 차이를 보이지만, 도 5의 (b)에서와 같이 유효반지름으로 보정된 후에는 압입자와 무관하게 동일한 경도가 평가되고 있다. The change in hardness according to the effective strain before and after correcting the spherical indenter to the effective radius is shown in FIG. 5. Before the effective radius is applied as shown in (a) of FIG. 5, the hardness according to the effective strain shows a difference according to the indenter, but after correction to the effective radius as shown in (b) of FIG. 5, regardless of the indenter The same hardness is evaluated.
유효반지름의 측정을 통한 보정의 유용성은 구형 압입자를 활용한 강도평가에서도 의미를 찾을 수 있다. 구형 압입자를 이용한 강도평가는 대표응력(σr)과 대표변형률(εr)의 계산을 통해 인장곡선을 모사하는 것으로, 두 값은 모두 구형 압입자의 반지름의 함수로 표현된다. The usefulness of the calibration through the measurement of the effective radius can also be found in the strength assessment using spherical indenters. The strength evaluation using the spherical indenter simulates the tensile curve by calculating the representative stress (σ r ) and the representative strain (ε r ), both of which are expressed as a function of the radius of the spherical indenter.
여기서, ψ은 소성 구속계수이고, α는 상수이다.Where ψ is the plastic confinement coefficient and α is a constant.
대표응력과 대표변형률로 모사되는 인장곡선은 소재의 물성으로 압입자에 관계없이 일정하게 평가되어야 한다. 도 6의 (b)에 도시된 것과 같이 구형 압입자에 유효반지름을 적용하여 보정한 결과가 압입자에 관계없이 재현성이 있었음을 확인 할 수 있었으며, 물성측정을 위한 유효한 결과임을 확인할 수 있었다.The tensile curve simulated by the representative stress and the representative strain should be evaluated constantly regardless of the indenter due to the material properties. As shown in (b) of FIG. 6, the result of applying the effective radius to the spherical indenter was found to be reproducible regardless of the indenter, and was confirmed to be a valid result for measuring physical properties.
실험 2Experiment 2
간접보정법을 위한 기준곡선의 제작과, 이 기준곡선을 이용한 간접보정법의 유용성을 확인하기 위하여, 구형 압입자를 이용한 압입시험을 통해서 응력과 변형률의 물성에 대한 검증작업을 진행하였다. In order to confirm the usefulness of the indirect correction method using the reference curve for the indirect correction method, the verification of the properties of stress and strain was carried out through the indentation test using spherical indenter.
도 7은 광학기술을 통해 얻은 유효반지름으로 보정한 구형 압입자 3개를 이용하여 297HV의 표준경도시편(Yamamoto, 일본)의 대표응력과 대표변형률을, 즉 압입시험 데이터를 구한 것으로, 여기에 도시된 곡선이 기준곡선의 역할을 수행한다. FIG. 7 shows the representative stress and representative strain of 297HV standard light guide (Yamamoto, Japan), that is, indentation test data, using three spherical indenters corrected by the effective radius obtained through optical technology. Curves serve as reference curves.
다음으로, 유효반지름을 측정하지 않은 2개의 구형 압입자로 동일 시편에 대한 시험을 수행하였다. 임의의 유효반지름을 대입하여 기준곡선과 일치하는 결과가 나올 때까지 상기 도 3의 과정을 반복하여 최종적인 유효반지름을 유도하였으며, 도 8에 그 결과를 나타내었다.Next, a test was performed on the same specimen with two spherical indenters with no effective radius measured. Substituting the arbitrary effective radius, the process of FIG. 3 was repeated until the result coincided with the reference curve to derive the final effective radius, and the result is shown in FIG. 8.
간접보정법의 결과가 실제 물성평가에 적용될 수 있는지를 검토하기 위하여 광학기술을 이용한 압입자와 간접보정법을 이용한 압입자를 사용하여, Al6061, S45C, SKD11, SKS3의 4가지 소재에 대한 대표응력과 대표변형률을 구하여 인장시험의 결과와 비교하였다. 간접보정법을 통한 보정이 유효하다면 광학기술을 이용한 압입자와 유사한 결과를 제공해야 할 것이며, 실제 인장곡선과의 중첩성도 좋아야 할 것이다. In order to examine whether the results of the indirect calibration method can be applied to the evaluation of actual properties, the representative stresses for the four materials Al6061, S45C, SKD11, and SKS3, using the indenter using optical technology and the indenter using indirect calibration method, The representative strain was obtained and compared with the results of the tensile test. If the correction through indirect calibration is valid, the results should be similar to the indenter using optical techniques, and the overlap with the actual tensile curve should be good.
도 9는 간접보정법을 통한 구형 압입자의 보정이 유효하게 적용되고 있음을 보여주고 있다. 여기서, 압입자 1은 광학기술을 이용한 압입자이고, 압입자 4 및 압입자 5는 간접보정법을 이용한 압입자이다.9 shows that the correction of the spherical indenter through the indirect correction method is effectively applied. Here, the
이들 실험을 통해서, 구형 압입자의 형상정보를 보정함으로써 구형 압입자를 활용한 물성평가에 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다. 또한 기준곡선을 이용한 간접보정법으로도 효율적으로 압입자 형상을 보정할 수 있었으며 간접보정법이 유효함을 검증하였다. 이에 따라, 제시된 구형 압입자의 보정법을 통해 효율적으로 구형 압입자의 불완전형상을 보정할 수 있을 것으로 판단된다.Through these experiments, it was confirmed that by correcting the shape information of the spherical indenter, it can be usefully used for evaluation of physical properties using the spherical indenter. In addition, the indirect correction method using the reference curve was able to efficiently correct the indenter shape and proved that the indirect correction method was effective. Accordingly, it is determined that the incomplete shape of the spherical indenter can be corrected efficiently through the proposed method of correcting the spherical indenter.
본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 이용되는 유효반지름과 접촉깊이 및 접촉면적 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the relationship between the effective radius and the contact depth and the contact area used in the present invention.
도 2는 상기 유효반지름을 구하는 데에 이용되는 접촉깊이를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining the depth of contact used to obtain the effective radius.
도 3은 본 발명에 이용되는 유효반지름을 간접보정법으로 구하는 과정을 나타낸 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a process of obtaining an effective radius used in the present invention by an indirect correction method.
도 4는 측정된 접촉면적과 접촉깊이를 통해 얻어진 유효반지름을 접촉깊이에 따라 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the effective radius obtained through the measured contact area and the contact depth according to the contact depth.
도 5는 구형 압입자를 유효반지름으로 보정하기 전과 후의 유효변형률에 따른 경도의 변화를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the change in hardness according to the effective strain before and after correcting the spherical indenter to the effective radius.
도 6은 구형 압입자를 유효반지름으로 보정하기 전과 후의 대표응력과 대표변형률을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing representative stress and representative strain before and after correcting a spherical indenter to the effective radius.
도 7은 광학기술을 통해 얻은 유효반지름으로 보정한 구형 압입자들을 이용하여 시편의 대표응력과 대표변형률을 구한 결과이며 기준곡선의 역할을 하는 곡선을 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing a representative stress and representative strain of a specimen using spherical indenters corrected by an effective radius obtained through optical technology and showing a curve serving as a reference curve.
도 8은 상기 간접보정법을 통해 얻어진 유효반지름을 접촉깊이에 따라 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the effective radius obtained by the indirect correction method according to the contact depth.
도 9는 광학기술을 이용한 압입자와 간접보정법을 이용한 압입자를 사용하여 여러 소재에 대한 응력과 변형률을 구한 결과를 나타낸 그래프들이다. 9 are graphs showing the results of obtaining stresses and strains for various materials using the indenter using optical technology and the indenter using indirect correction method.
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