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재료의 기계적 특성 시험에서 중요한 부분을 차지하는 인장 시험은 산업 제조, 재료 연구 개발 등에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 몇 가지 일반적인 오류는 시험 결과의 정확도에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 세부 사항들을 알아차리셨나요?

1. 힘 센서가 테스트 요구 사항을 충족하지 않습니다.

힘 센서는 인장 시험의 핵심 구성 요소이며, 올바른 힘 센서를 선택하는 것이 매우 중요합니다. 흔히 발생하는 실수로는 힘 센서를 교정하지 않거나, 측정 범위가 부적절한 힘 센서를 사용하거나, 힘 센서의 노후화로 인해 고장이 발생하는 경우 등이 있습니다.

해결책:

시료에 따라 가장 적합한 힘 센서를 선택할 때 다음 요소들을 고려해야 합니다.

1. 힘 센서 범위:
시험 시료에 필요한 최대 및 최소 힘 값을 기준으로 필요한 힘 센서 범위를 결정하십시오. 예를 들어 플라스틱 시료의 경우 인장 강도와 탄성 계수를 모두 측정해야 한다면, 두 측정값에 필요한 힘 범위를 종합적으로 고려하여 적절한 힘 센서를 선택해야 합니다.

2. 정확도 및 정확도 범위:

일반적인 힘 센서의 정확도 수준은 0.5와 1입니다. 예를 들어 0.5는 측정 시스템에서 허용되는 최대 오차가 표시 값의 ±0.5% 이내임을 의미하며, 전체 스케일의 ±0.5%를 의미하는 것은 아닙니다. 이 점을 명확히 구분하는 것이 중요합니다.

예를 들어, 100N 힘 센서의 경우 1N의 힘 값을 측정할 때 표시 값의 ±0.5%는 ±0.005N의 오차에 해당하고, 전체 스케일의 ±0.5%는 ±0.5N의 오차에 해당합니다.
정확도가 높다고 해서 전체 측정 범위의 정확도가 동일한 것은 아닙니다. 최소 정확도가 존재해야 하며, 이때는 측정 범위에 따라 달라집니다.
다양한 테스트 시스템을 예로 들면, UP2001 및 UP-2003 시리즈 힘 센서는 최대치부터 최대치의 1/1000까지 0.5 수준의 정확도를 충족할 수 있습니다.

조명기구가 적합하지 않거나 작동 방식이 잘못되었습니다.
고정 장치는 힘 센서와 시편을 연결하는 매개체입니다. 고정 장치를 어떻게 선택하느냐는 인장 시험의 정확성과 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 시험 결과에서 부적절한 고정 장치 사용이나 잘못된 조작으로 인해 발생하는 주요 문제는 고정 장치의 미끄러짐이나 파손입니다.

미끄러짐:

시편의 미끄러짐이 가장 명확하게 나타나는 경우는 시편이 고정 장치에서 빠져나오거나 곡선에 비정상적인 힘 변동이 발생하는 것입니다. 또한, 시험 전에 클램핑 위치 근처에 표시를 하여 표시선이 클램핑 표면에서 멀리 떨어져 있는지, 또는 시편 클램핑 위치의 톱니 자국에 끌림 자국이 있는지를 확인함으로써 미끄러짐 여부를 판단할 수 있습니다.

해결책:

미끄러짐이 발견되면 먼저 시료를 고정할 때 수동 클램프가 제대로 조여졌는지, 공압 클램프의 공기압이 충분한지, 시료의 고정 길이가 충분한지 확인하십시오.
작동에 문제가 없다면 클램프 또는 클램프 면의 선택이 적절한지 검토하십시오. 예를 들어 금속판은 매끄러운 클램프 면 대신 톱니 모양의 클램프 면으로 테스트해야 하며, 변형이 큰 고무는 수동 평면 푸시 클램프 대신 자동 잠금식 또는 공압식 클램프를 사용해야 합니다.

턱이 부러질 정도:
해결책:

시편 고정 집게가 부러지는 현상은 이름에서 알 수 있듯이 고정 지점에서 발생합니다. 미끄러짐 현상과 마찬가지로 시편에 가해지는 고정 압력이 과도한지, 클램프 또는 집게 표면이 적절하게 선택되었는지 등을 확인해야 합니다.
예를 들어, 로프 인장 시험을 수행할 때 과도한 공기압은 시편이 조(jaw) 부분에서 파손되어 강도와 신장률이 낮아지는 결과를 초래할 수 있습니다. 필름 시험의 경우, 시편 손상 및 필름의 조기 파손을 방지하기 위해 톱니형 조 대신 고무 코팅 조 또는 와이어 접촉 조를 사용해야 합니다.

3. 하중 체인 정렬 불량:

하중 체인의 정렬은 힘 센서, 고정 장치, 어댑터 및 시편의 중심선이 일직선상에 있는지 여부로 간단히 이해할 수 있습니다. 인장 시험에서 하중 체인의 정렬이 불량하면 시험 시편에 하중이 가해지는 동안 추가적인 변형력이 발생하여 힘이 불균일해지고 시험 결과의 정확성에 영향을 미칩니다.

해결책:

시험 시작 전에 시편을 제외한 하중 체인의 중심을 확인하고 조정해야 합니다. 시편을 고정할 때마다 시편의 기하학적 중심과 하중 체인의 하중 축이 일치하는지 주의 깊게 살펴야 합니다. 시편의 고정 폭과 유사한 고정 폭을 선택하거나, 시편 중심 맞춤 장치를 설치하여 위치 조정을 용이하게 하고 고정 반복성을 향상시킬 수 있습니다.

4. 균주 공급원의 잘못된 선택 및 작동:

인장 시험 중 재료는 변형됩니다. 변형률 측정에서 흔히 발생하는 오류로는 변형률 측정 소스의 잘못된 선택, 신장계의 부적절한 선택, 신장계의 잘못된 설치, 부정확한 교정 등이 있습니다.

해결책:

변형 발생원의 선택은 시편의 형상, 변형량 및 요구되는 시험 결과에 따라 결정됩니다.
예를 들어 플라스틱이나 금속의 탄성 계수를 측정하려는 경우, 빔 변위 측정 방식을 사용하면 낮은 탄성 계수 값이 나올 수 있습니다. 이때 시편의 게이지 길이와 필요한 스트로크를 고려하여 적합한 신장계를 선택해야 합니다.

긴 호일 조각, 로프 및 기타 시편의 경우, 빔 변위를 이용하여 신장률을 측정할 수 있습니다. 빔을 사용하든 신장계를 사용하든, 인장 시험을 수행하기 전에 프레임과 신장계의 계측이 정확한지 확인하는 것이 매우 중요합니다.

동시에 신장계가 제대로 설치되었는지 확인하십시오. 너무 헐겁게 설치하면 시험 중 신장계가 미끄러질 수 있고, 너무 꽉 조이면 시편이 신장계 날에 부러질 수 있습니다.

5. 부적절한 샘플링 빈도:

데이터 샘플링 빈도는 종종 간과되는 요소입니다. 샘플링 빈도가 낮으면 핵심 테스트 데이터가 손실되어 결과의 정확성에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 실제 최대 힘이 측정되지 않으면 최대 힘 결과가 낮게 나올 수 있습니다. 반대로 샘플링 빈도가 너무 높으면 과샘플링으로 인해 데이터 중복이 발생할 수 있습니다.

해결책:

시험 요구사항 및 재료 특성에 따라 적절한 샘플링 주파수를 선택하십시오. 일반적으로 50Hz의 샘플링 주파수를 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 값이 빠르게 변화하는 경우에는 더 높은 샘플링 주파수를 사용하여 데이터를 기록해야 합니다.

6. 치수 측정 오류:

치수 측정 오류에는 실제 시료 크기를 측정하지 않은 경우, 측정 위치 오류, 측정 도구 오류 및 치수 입력 오류가 포함됩니다.

해결책:

시험 시 표준 시편 크기를 그대로 사용해서는 안 되며, 실제 측정을 수행해야 합니다. 그렇지 않으면 응력이 너무 낮거나 너무 높게 측정될 수 있습니다.

시편의 종류와 크기 범위에 따라 요구되는 시험 접촉 압력과 치수 측정 장치의 정확도가 다릅니다.

시료의 치수를 측정할 때는 여러 위치의 치수를 측정하여 평균값을 내거나 최소값을 구하는 경우가 많습니다. 오류를 방지하기 위해 측정, 계산, 입력 과정에 더욱 주의를 기울여야 합니다. 자동 치수 측정 장치를 사용하면 측정된 치수가 자동으로 소프트웨어에 입력되어 통계적으로 계산되므로 조작 오류를 줄이고 검사 효율을 높일 수 있습니다.

7. 소프트웨어 설정 오류:

하드웨어에 문제가 없다고 해서 최종 결과가 정확하다는 의미는 아닙니다. 다양한 재료에 대한 관련 표준에는 테스트 결과에 대한 구체적인 정의와 테스트 지침이 포함되어 있습니다.

소프트웨어 설정은 사전 로딩, 테스트 속도, 계산 유형 선택 및 특정 매개변수 설정과 같은 이러한 정의 및 테스트 프로세스 지침을 기반으로 해야 합니다.

위에서 언급한 시험 시스템 관련 일반적인 오류 외에도 시편 준비, 시험 환경 등도 인장 시험에 중요한 영향을 미치므로 주의를 기울여야 합니다.