3점 굽힘

3점 굽힘 시험은 재료의 굽힘 특성을 측정하는 데 널리 사용되는 방법입니다. 두 지점으로 지지된 시편의 중간 지점에 하중을 가하여 굽힘력을 발생시킵니다. 하중이 증가함에 따라 시편은 인장 응력과 압축 응력을 모두 받게 되는데, 하중이 가해진 반대쪽 면에는 인장 응력이, 하중 노즈 아래 쪽 면에는 압축 응력이 작용합니다. 시험은 시편이 파단되거나 최대 변형량에 도달할 때까지 계속됩니다.

이 테스트에서 도출된 주요 매개변수는 다음과 같습니다.

• 굽힘 강도 - 파괴되기 전에 가장 바깥쪽 섬유가 경험하는 최대 응력입니다.
• 굽힘 탄성계수 는 탄성 영역에서 응력과 변형률의 비율로, 굽힘 시 재료의 강성을 나타냅니다.
• 굽힘에 대한 응력-변형률 거동은 적용된 응력과 그에 따른 변형률 사이의 관계로, 탄성 및 소성 변형 특성을 모두 보여줍니다.

이 방법은 단순성, 반복성, 폴리머부터 복합재, 금속까지 다양한 재료의 굽힘 성능에 대한 중요한 데이터를 생성하는 능력으로 인해 높이 평가받고 있습니다.

휨 강도 시험은 엔지니어, 설계자, 그리고 연구자들에게 재료가 굽힘력에 어떻게 반응하는지에 대한 필수적인 통찰력을 제공합니다. 이 정보는 구조적 적용에 대한 적합성 평가, 파손 모드 이해, 그리고 제품이 성능 기준을 충족하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.

산업계에서는 다음과 같은 광범위한 응용 분야에 이 테스트를 사용합니다.

• 플라스틱 하우징, 트림 패널, 후드 아래 부품과 같은 자동차 부품은 굽힘 저항성이 내구성과 안전성에 영향을 미칩니다.
• 강성을 유지하면서도 무게를 줄여야 하는 복합 패널과 페어링을 포함한 항공우주 구조물 .
• 장기적인 하중 지지 신뢰성이 중요한 엔지니어링 목재 들보 및 적층 패널과 같은 건축 자재 .
• 스포츠 장비부터 포장재까지 소비자 제품은 굽힘 거동이 사용성과 수명에 영향을 미칩니다.

생산이나 설치 전에 약점을 파악함으로써, 굽힘 시험은 파손 위험을 줄이고, 설계 사양 준수를 보장하며, 재료 개발의 혁신을 지원합니다.

테스트 설정 및 절차

시험은 플라스틱, 복합재, 목재 또는 금속과 같은 재료로 직사각형 막대 형태의 시편을 준비하는 것으로 시작됩니다. 시편은 두 개의 지지대 위에 올려놓고, 하중 지지대 중앙에 하중 지지대를 놓습니다. 지지대 사이의 거리인 스팬 길이는 일반적으로 표준 비율에 따라 설정됩니다. 예를 들어 플라스틱 시편의 경우 스팬과 깊이의 비율은 16:1입니다.

테스트 중:

• 로딩 노즈는 제어된 속도로 아래쪽으로 움직이며 시편에 힘을 가합니다.
• 힘과 처짐은 파괴 또는 최대 변위에 도달할 때까지 지속적으로 측정됩니다.
• 그 결과 얻은 하중-변형 데이터는 휨 강도 , 탄성 계수, 변형률을 계산하는 데 사용됩니다.

로딩 노즈와 지지대는 응력 집중을 최소화하고 조기 파손을 방지하기 위해 특정 반경으로 설계되었습니다.

테스트 조건 및 정확도 계수

정확한 결과는 다음을 포함한 테스트 매개변수의 정밀한 제어에 달려 있습니다.

• 일관된 기하학, 표면 마감 및 사전 테스트 보관 조건을 보장하기 위해 샘플을 준비하고 조절합니다.
• 크로스헤드 속도와 로딩 속도는 비교성을 유지하기 위해 관련 표준에 따라 설정됩니다.
• 스팬 길이와 정렬을 통해 응력이 고르지 않게 분포되는 것을 방지합니다.
• 시편 크기와 재료 유형에 맞춰 지지 및 로딩 노즈 반경을 조정합니다.
• 온도와 습도가 폴리머와 목재 등의 재료에 영향을 줄 수 있으므로 환경 제어가 필요합니다.

추적성과 표준 준수를 위해서는 시험 장비와 고정 장치를 정기적으로 교정하는 것이 필수적입니다.

3점 굽힘 시험에서는 힘이 단일 중간 지점에 가해집니다. 4점 굽힘 시험 에서는 두 개의 하중 노즈가 시편의 더 넓은 부분에 하중을 분산시킵니다. 이렇게 하면 하중 지점 사이에 일정한 굽힘 모멘트가 생성되어 특정 파손 모드를 감지하는 데 더 효과적일 수 있습니다.

3점 굽힘은 간단하고, 복잡한 고정 장치가 덜 필요하며, 비교 시험이나 재료 수량이 제한적인 경우에 적합합니다. 4점 굽힘은 단일 하중 지점에서 발생하는 추가적인 전단 효과 없이 시편 중앙 영역의 파괴를 평가하는 데 적합합니다.

굽힘 시험을 위한 정밀 시스템

Mecmesin의 전기기계식 테스터( MultiTest-dV 및 OmniTest 제품군 포함)는 저하중부터 고하중까지 다양한 하중에 적합하도록 설계되었으며, 정밀한 하중 및 변위 제어 기능을 제공합니다. 이 시스템은 뛰어난 분해능과 안정성을 제공하여 변형에 대한 민감도가 중요한 재료에 이상적입니다.

고정 장치 및 하중 프레임 호환성

조절 식 굽힘 지그는 다양한 시편 폭, 두께 및 스팬 길이를 수용합니다. 고정 장치는 변형률 측정을 위한 신율계와 호환되며, 특이한 시편 형상에 맞게 맞춤 제작할 수 있습니다. 이러한 유연성 덕분에 다양한 재료에 대한 정확한 시험이 가능합니다.

테스트 제어 및 데이터 분석을 위한 소프트웨어

VectorPro 소프트웨어는 하중 대 처짐 곡선을 실시간으로 시각화하고 굽힘 강도 , 탄성 계수, 파단 신율 등의 계산을 자동화합니다. 사용자는 프로그래밍된 합격/불합격 기준에 따라 반복 가능한 시험 루틴을 생성하고, 다양한 형식으로 데이터를 내보내고, 규정 준수에 적합한 보고서를 생성할 수 있습니다.

애플리케이션 지원 및 사용자 정의

Mecmesin의 애플리케이션 팀은 고객과 협력하여 최적의 테스트 솔루션을 선택하거나 설계합니다. 맞춤형 설비 설계 , 시스템 교정 , 설치 및 교육을 포함한 서비스를 제공하여 장비가 현재 및 미래의 테스트 요구 사항에 맞게 구성되도록 보장합니다.

3점 굽힘 시험은 다음을 포함한 확립된 국제 표준에 따라 관리됩니다.

• ASTM D790 - 비강화 및 강화 플라스틱의 굽힘 특성에 대한 표준 시험 방법.
• ISO 178 - 플라스틱의 굽힘 특성 결정, 시편 준비, 스팬 선택 및 시험 속도 지정.

복합재, 폼 및 구조재에 대한 추가 절차가 존재하여 각 재료 유형의 고유한 특성을 반영하는 시험 방법을 보장합니다. Mecmesin 시스템은 연구, 품질 관리 및 학술 환경에서 이러한 기준을 충족하도록 구성할 수 있습니다.

플라스틱 및 열가소성 플라스틱

굽힘 시험은 플라스틱의 강성, 항복점 , 그리고 파괴 모드를 밝혀내 하중 지지 응용 분야의 소재 선정에 도움을 줍니다. 굽힘 시험 결과는 소비재, 자동차 부품 , 그리고 포장재의 설계 결정에 중요한 지침이 됩니다.

섬유 강화 복합재

항공우주 , 해양, 자동차 분야 에서는 굽힘 시험을 통해 박리 및 매트릭스 균열을 감지합니다. 이러한 파손 모드를 이해하면 엔지니어가 적층 구조의 강도와 내구성을 최적화하는 데 도움이 됩니다.

목재 및 엔지니어링 패널

가구, 바닥재, 건축 자재 의 경우 굽힘 강도와 변형 특성이 매우 중요합니다. 시험을 통해 구조적 성능 요건 준수 여부를 확인하고 새로운 엔지니어링 목재 제품 개발을 지원합니다.

폼과 경량 소재

보호 포장재부터 항공우주용 코어까지, 이러한 소재들은 충격 저항성과 하중 지지력을 평가하기 위해 테스트됩니다. 굴곡 시험은 실제 하중 조건을 시뮬레이션하면서 성능을 정량화합니다.

Mecmesin은 플라스틱, 복합재, 금속 및 목재 기반 재료에 대한 맞춤형 굽힘 시험 솔루션을 통해 엔지니어, 설계자 및 연구원을 지원합니다. 저희 팀은 고정구 선택 에 대한 자문을 제공하고, 고유한 샘플 형상에 맞는 지그를 맞춤 제작하며, ASTM D790 , ISO 178 및 기타 관련 표준 준수를 입증해 드립니다. 3점 굽힘 시험에서 정확하고 반복 가능한 결과를 얻는 가장 효과적인 방법을 알아보고 싶으시면 지금 바로 문의해 주세요 .