장력에서의 전단

인장 전단 시험은 결합 표면에 평행하게 작용하는 힘에 대한 재료 또는 결합 조인트의 저항을 측정하는 데 사용되는 기계적 방법입니다. 시편에 수직으로 힘이 가해지는 순수 인장 시험과 달리 인장 전단 시험은 하중을 가하여 평면 내 전단 응력을 생성합니다. 이는 접착 또는 접합된 재료가 미끄러지는 힘을 받는 실제 조건을 시뮬레이션합니다.

이 방법은 항공우주, 자동차, 전자, 포장 및 건설 분야에서 접착제, 코팅, 복합재 및 기계적 접합부의 성능을 검증하는 데 널리 사용됩니다. 엔지니어와 품질 팀은 작동 스트레스를 재현함으로써 재료와 접착 공정의 적합성을 판단하여 신뢰성, 안전성 및 산업 표준 준수를 보장할 수 있습니다.

단일 랩 전단 시험 절차

단일 랩 전단 시험에서는 두 개의 시편을 겹치는 구성으로 접착제로 접착합니다. 접합부를 인장 시험기에 고정하고 파단이 발생할 때까지 힘을 가합니다. 이 설정은 하중 경로의 오프셋으로 인해 전단 응력과 약간의 굽힘 응력이 모두 발생하지만 가장 널리 인정되고 표준화된 접착 결합 평가 방법 중 하나입니다.

이 과정에는 필요한 치수와 표면 마감으로 시편을 준비하고, 일정한 두께로 접착제를 도포하고, 통제된 조건에서 경화하고, 그립에 각 끝을 고정하고, 실패할 때까지 일정한 인장 하중을 가하는 과정이 포함됩니다. 기록된 최대 힘은 전단 강도를 결정하는 데 사용됩니다. ASTM D1002 조건에서 알루미늄 대 알루미늄 접합부는 일반적으로 15~25MPa의 전단 강도를 얻을 수 있습니다.

이중 랩 전단 시험 절차

이중 랩 전단 방법은 중앙 부품의 각 측면에 두 개의 외부 접착제가 접착된 세 개의 접착 섹션을 사용합니다. 이 배열은 굽힘 효과를 줄이고 접착층 전체에 걸쳐 보다 균일한 전단 응력 분포를 제공합니다.

일반적인 단계에는 테스트 표준에 따라 3중 접착 시편을 준비하고 대칭 그립에 배치한 후 파단될 때까지 지정된 비율로 인장 하중을 가하는 것이 포함됩니다. 이 방법은 응력 분포가 더 균일하기 때문에 단일 랩 테스트보다 최대 20% 더 높은 겉보기 강도를 보여줄 수 있는 항공우주 복합재 접착에 특히 유용합니다.

인장 전단 시험을 통한 접착 결합 테스트는 하중 하에서 접착제가 어떻게 작동하는지 이해하는 데 필수적입니다. 접착 성능에 영향을 미치는 요인으로는 접착제 화학, 표면 준비, 경화 방법, 접합부 설계 및 환경 조건 등이 있습니다.

산업 분야에는 항공우주 복합재 접착, 자동차 차체 패널 조립, 전자 PCB 및 다이 접착 재료, 건축용 구조용 접착제가 포함됩니다. 예를 들어, 자동차 분야에서는 도어 프레임 접착을 위한 구조용 접착제 배합을 비교하여 일관된 충돌 성능을 보장하기 위해 랩 전단 테스트를 자주 사용합니다.

전단 파괴 분석은 결합이 어떻게 실패하는지 파악하고 서비스 성능에 대한 인사이트를 제공합니다:

• 응집 실패: 접착층 내에서 균열이 발생하여 접착력은 양호하지만 내부 접착 강도가 제한되어 있음을 나타냅니다.
• 접착 실패: 접착제와 피착재 사이의 인터페이스에서 분리되는 것으로, 종종 부적절한 준비 또는 호환성 저하로 인해 발생합니다.
• 혼합 모드 실패: 응집 실패와 접착 실패의 조합.

테스트에서 얻은 하중-신장 곡선은 강성, 연성 및 고장 시 최대 하중을 평가하는 데에도 사용할 수 있습니다.

인장 테스트 는 재료가 늘어나는 것에 대한 저항을 측정하는 반면, 전단 테스트는 층 사이 또는 본드를 가로질러 미끄러지는 것에 대한 저항을 측정합니다. 두 테스트는 상호 보완적입니다. 복합재에서 인장 테스트는 섬유와 매트릭스 강도를 평가하고 전단 테스트는 섬유와 매트릭스 사이의 인터페이스를 평가합니다.

기타 관련 방법은 다음과 같습니다:

• 복합재의 평면 내 전단 응답을 위한 V-노치 레일 전단.
• 폴리머 매트릭스 복합재의인장 전단 시험은 결합된 인장 및 전단 하에서 접착제와 매트릭스 거동을 평가합니다.

공인된 표준을 준수하면 결과의 일관성과 비교 가능성을 보장할 수 있습니다. 일반적인 예는 다음과 같습니다:

• ASTM D3166 - 장력 하에서 접착제의 전단 강도.
• ASTM F2255-05 - 의료 기기 재료의 전단 시험.
• BS EN ISO 4587 - 강성 대 강성 접착 결합의 랩 전단 시험.
• ASTM D1002 - 금속 대 금속 접합 어셈블리에 대한 단일 랩 전단 시험.

각각 시편 준비, 치수, 하중 속도 및 보고 요건을 정의합니다. 재료, 접착 방법 및 용도에 따라 선택이 달라집니다.

인장 상태에서 정확한 전단 테스트를 위해서는 고품질의 정밀한 장비가 필요합니다:

• 광범위한 용량에 걸쳐 인장 하중을 제어할 수 있는 범용 테스트 프레임인 Mecmesin OmniTest 및 MultiTest-dV.
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• 보정된 로드셀 - 수 뉴턴에서 수 킬로뉴턴까지 다양한 범위로 제공되어 모든 시료 유형에 대해 정확한 측정을 보장합니다.
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Mecmesin은 ASTM, ISO 및 BS EN 요구 사항을 충족하도록 설계된 인장 전단 테스트를위한 정밀 엔지니어링 솔루션을 제공합니다. 당사의 테스트 프레임, 고정구 및 소프트웨어는 접착 결합 성능이 중요한 산업에 반복 가능하고 정확한 결과를 제공합니다.

첨단 장비와 전문 애플리케이션 지원을 결합하여 Mecmesin은 엔지니어가 재료를 최적화하고 접착 공정을 검증하며 산업 표준을 준수 할 수 있도록 지원합니다.

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