재료 피로 특성화

재료 피로는 재료가 정적 강도 이하의 응력 수준에서도 반복적인 주기 하중 아래에서 점진적인 손상을 경험하는 과정입니다. 간결한 개요는 다음과 같습니다:

• 시작: 응력 집중이 있는 표면 결함이나 결정 경계와 같은 곳에서 미세한 균열이 형성됩니다.
• 균열 전파: 이 균열은 각 하중 주기마다 점진적으로 성장합니다.
• 임계 균열 크기: 균열이 재료가 더 이상 하중을 지탱할 수 없는 크기에 도달하면 갑작스러운 실패로 이어집니다.
• 영향 요인: 재료 미세 구조, 표면 마감, 환경 조건 및 하중 성격과 같은 요인이 피로 수명에 영향을 미칩니다.
• 피로 테스트: 시험체를 제어된 주기 하중에 노출시켜 피로 수명을 예측하기 위한 테스트가 수행됩니다.

재료에서 피로를 유발하는 원인은 무엇인가요?

재료 피로는 주로 주기 하중과 관련된 여러 요인에 의해 발생합니다. 다음은 재료의 피로 파괴의 주요 원인입니다:
 

• 주기적 응력: 재료의 정적 강도 이하의 응력 수준에서도 반복적인 하중과 하중 해제 주기는 시간이 지남에 따라 균열을 시작하고 전파할 수 있습니다.
• 응력 집중: 응력이 집중되는 구멍, 홈 또는 날카로운 모서리와 같은 기하학적 불연속성이 있는 영역.
• 표면 품질: 거친 표면이나 표면 결함은 균열의 시작점으로 작용할 수 있습니다.
• 환경 조건: 온도 변화, 부식 및 산화와 같은 요인은 피로 손상을 가속화할 수 있습니다.
• 재료 특성: 재료 내의 미세 구조, 결정 크기 및 내부 결함의 존재는 피로 저항에 영향을 미칩니다.
• 잔여 응력: 용접 또는 가공과 같은 제조 공정 후 재료에 남아 있는 응력은 피로에 기여할 수 있습니다.

더 높은 성능, 더 낮은 무게 또는 최적화된 제조 공정이든, 제품의 효율성이나 내구성을 높이는 것은 적절한 재료 선택에서 시작됩니다.

FEA 피로 분석을 위한 설계 데이터부터 일관된 재료 품질 보증까지, HBK 고급 재료 특성화 및 시험 시설 (AMCT)은 이러한 매개변수를 평가하고 설계에 대한 신뢰를 높이기 위해 다양한 서비스를 제공합니다.

재료 선택은 많은 산업에서 중요한 역할을 하며, 제조업체는 차량, 기계, 건축물 및 일반 소비재의 무게와 비용을 줄이기 위해 노력합니다.

구조적 무결성 분야의 일환으로, 금속, 합금, 콘크리트, 폴리머, 세라믹, 성형 구조 플라스틱 또는 고급 복합재와 같은 새로운 재료 구성 요소의 기계적 특성은 최적의 안전성, 내구성, 유연성, 강도 대 중량 비율, 성능, 신뢰성 및 비용 효율성을 달성하는 데 필수적입니다.

제품 설계, 시뮬레이션 및 테스트의 과학자와 엔지니어는 응력, 변형, 인장 계수 및 포아송 비율과 같은 재료 특성에 의존합니다. 정확한 재료 특성 데이터는 현장에서의 실패를 방지하고 문제가 발생하기 전에 예측합니다.

따라서 재료 특성 테스트는 다양한 스트레스 하에서 재료가 어떻게 작용할지를 이해하는 데 중요한 단계입니다. 이는 많은 ISO 및 ASTM 기준을 충족하는 테스트 기계에 의해 일반적으로 수행됩니다. 그러나 추가 센서를 추가하는 것이 강력히 권장됩니다. 이는 구조적 특성에 대한 더 나은 이해를 돕기 때문입니다.

재료 시험에서 매우 정확한 센서 데이터는 재료 특성에 대한 더 나은 및 더 정밀한 그림을 얻는 데 도움이 되며, 더 깊은 시험 데이터를 얻는 추가 이점을 제공합니다. QuantumX를 통합하면 추가 센서 데이터 소스를 오버레이할 수 있으며, 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 제공합니다.

MTS, Instron 또는 ZwickRoell과 같은 재료 시험 시스템에 HBK 측정 체인을 통합하는 것은 쉽습니다. 장치를 직접 통합할 수 있습니다:

• EtherCAT, PROFINET 또는 전압 입력을 통해 실시간으로
• PC 소프트웨어 통합을 통해 catman Easy로 병렬로 데이터 파일을 융합하여 측정
• 간단한 API 명령을 통해 시험 기계 소프트웨어에 직접

병렬 설치를 통해 재료 시험 기계가 작동하는 동안에도 센서 데이터를 얻을 수 있습니다. 샘플의 다양한 위치와 모든 재료에서 측정이 가능합니다. 하중, 변형, 온도 및 측정하고자 하는 모든 것에 대한 재료의 행동에 대한 정확한 데이터를 받습니다.

예제를 보고 싶으신가요? Zwick Roell은 QuantumX와 catman을 그들의 시험 시스템에 통합했습니다. 더 읽기

HBK는 또한 재료 시험을 서비스로 제공 하여 기계적 FEA 또는 CAE 기반 피로 분석에 사용할 수 있도록 완전히 특성화되고 해석된 재료 매개변수를 제공합니다. nCodeDesignLife를 사용하여.

재료 시험 기계 교정

재료 시험 기계가 교정될 때, 측정 장치의 기준점은 알려진 추적 가능한 표준 실험실에 교정된 기준 센서와 비교됩니다. 전 세계의 많은 재료 시험 기계 제조업체들은 HBK 기준 측정 체인을 사용하여 생산 및 서비스에서 센서와 기계를 보정합니다.

DMP41과 MGCplus는 PTB, NIST 및 기타 계측 기관을 포함하여 전 세계 실험실에서 강력한 입지를 가지고 있습니다. QuantumX MX238B는 고객 현장에서 보정 서비스를 위한 완벽한 휴대용 도구입니다. 모든 HBK 장치는 독일 다름슈타트에 있는 우리의 공인 실험실을 통해 DAkkS에 추적 가능하며, 귀하의 보정 서비스가 정확하고 효율적으로 수행되며 추적 가능한 결과를 보장합니다. 정적이든 동적이든 재료 시험 기계에 관계없이 HBK는 완벽한 측정 솔루션을 제공합니다.

국가 공인 기관의 상호 인정을 통해 귀하의 보정 증명서와 측정 결과의 전 세계 유효성을 보장합니다. 보정 절차는 국제적으로 인정된 표준에 의해 결정됩니다.

기기 자체의 보정도 가능합니다. 이는 궁극적으로 전체 정확성을 인증하고 측정의 추적 가능성을 결정합니다. 크로스헤드 속도 및 변위(ASTM E2658 및 E2309), 변형 및 하중 비율(ASTM E2309), 인장, 압축(ASTM E4), 토크(ASTM E2624) 및 동적 힘(ASTM E467)의 보정을 위해 국제적으로 인정된 표준이 개발되었습니다.

결국 HBK는 다양한 보정 및 유지 관리 서비스를 매우 효율적이고 추적 가능한 방식으로 수행할 수 있는 적절한 도구 세트를 제공합니다.

더 높은 성능, 더 낮은 무게 또는 최적화된 제조 공정이든, 제품의 효율성이나 내구성을 높이는 것은 적절한 재료 선택에서 시작됩니다. 새로 개발된 합금이든 복합재든, 주요 재료 매개변수에 대한 깊은 통찰력만이 시뮬레이션을 제공하거나 프로토타입을 구축할 수 있게 해줍니다. FEA 피로 분석을 위한 설계 데이터에서 일관된 재료 품질 보증까지, HBK 고급 재료 특성화 및 테스트 시설(AMCT)은 이러한 매개변수를 평가하고 설계에 대한 신뢰를 높이기 위한 다양한 서비스를 제공합니다.