KR102484969B1 - Method of obtaining tensile true stress-strain curves of the material in a large range of strains in tensile testing using digital image correlation technique and mean point technique - Google Patents

Method of obtaining tensile true stress-strain curves of the material in a large range of strains in tensile testing using digital image correlation technique and mean point technique Download PDF

Info

Publication number
KR102484969B1
KR102484969B1 KR1020210029166A KR20210029166A KR102484969B1 KR 102484969 B1 KR102484969 B1 KR 102484969B1 KR 1020210029166 A KR1020210029166 A KR 1020210029166A KR 20210029166 A KR20210029166 A KR 20210029166A KR 102484969 B1 KR102484969 B1 KR 102484969B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tensile
true
strain
specimen
stress
Prior art date
Application number
KR1020210029166A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220125402A (en
Inventor
김형섭
서민홍
문종언
박형근
구강희
Original Assignee
주식회사 포스코
포항공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코, 포항공과대학교 산학협력단 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020210029166A priority Critical patent/KR102484969B1/en
Publication of KR20220125402A publication Critical patent/KR20220125402A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102484969B1 publication Critical patent/KR102484969B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/20Analysis of motion
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014Type of force applied
    • G01N2203/0016Tensile or compressive
    • G01N2203/0017Tensile
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058Kind of property studied
    • G01N2203/0069Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0075Strain-stress relations or elastic constants
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/0202Control of the test
    • G01N2203/021Treatment of the signal; Calibration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

본 발명은, 인장시험에서 진응력 및 진변형률을 측정함에 있어서, 디지털 이미지 해석 기법과 평균 지점 기법을 통해 인장 시험 시 인장시편의 고 변형 구간에서의 정확한 진응력-진변형률 곡선을 획득하는 방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법은 인장시편 표면에 디지털 이미지 해석 기법을 위한 패턴을 형성하는 단계, 촬영부가 인장시편에 대한 인장시험의 수행 중 사전에 설정된 시간 간격으로 촬영된 인장시편의 연속적인 표면 이미지를 획득하는 단계, 측정부가 획득한 이미지로부터 인장시편의 네킹(necking) 부위를 정하는 단계, 상기 측정부가 상기 네킹 부위에 수평한 복수의 지점을 설정하여, 각 지점의 변형률의 평균값을 통해 인장시편의 폭 전체의 변형률을 구하고, 인장시험을 통해 구한 하중으로 얻은 진응력에 기초하여 진응력-진변형률 인장 곡선을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention, in measuring true stress and true strain in a tensile test, provides a method for obtaining an accurate true stress-true strain curve in the high strain section of a tensile test specimen through a digital image analysis technique and an average point technique. In order to provide this, a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention is applied to the surface of the tensile specimen. Forming a pattern for the digital image analysis technique, acquiring continuous surface images of the tensile specimen photographed at preset time intervals while the photographing unit performs the tensile test on the tensile specimen, and measuring the tensile specimen from the acquired image. Determining the necking portion of the specimen, the measuring unit sets a plurality of points horizontal to the necking portion, and obtains the strain of the entire width of the tensile specimen through the average value of the strain at each point, obtained through a tensile test Calculating a true stress-true strain tensile curve based on the true stress obtained from the load may be included.

Description

인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법 {Method of obtaining tensile true stress-strain curves of the material in a large range of strains in tensile testing using digital image correlation technique and mean point technique}Method of obtaining tensile true stress-strain curves of the material in a large range of tensile specimens in a high strain range using digital image analysis technique and averaging point technique in tensile test strains in tensile testing using digital image correlation technique and mean point technique}

본 발명은 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test.

인장시험은 인장시편공학 분야에서 인장시편의 기계적 물성을 얻어낼 수 있는 가장 일반적인 방법으로서, 시험 중의 하중과 변형을 통해 탄성계수, 항복 강도, 인장 강도, 진응력-진변형률(True stress-strain) 곡선 등의 정보를 얻을 수 있다. 인장시험은 시편의 폭, 두께, 표점 거리(Gauge length)에 따라서 시험의 결과가 다르게 나오므로, 시험의 재현성을 위해 시편의 제작 방법 및 시편의 폭, 두께, 표점 거리, 시험 방법이 국제 표준으로 제정되어 있고, 이러한 기준에 맞추어 인장시편의 물성을 얻어야 신뢰성 있는 결과를 획득할 수 있다. 하지만 국제 표준을 통한 방법의 경우, 인장강도 이후의 구간에서는 시편이 국부적으로 네킹 부위를 중심으로 불균일한 변형이 일어나지만 표점부 길이 전체로 변형률을 계산하기 때문에 진응력-진변형률 곡선을 얻을 수 없다는 한계가 있다. Tensile test is the most common method to obtain the mechanical properties of a tensile specimen in the field of tensile specimen engineering. Elastic modulus, yield strength, tensile strength, and true stress-strain are obtained through load and deformation during the test. Information such as curves can be obtained. Since the tensile test results are different depending on the width, thickness, and gauge length of the specimen, the manufacturing method of the specimen and the specimen width, thickness, gauge length, and test method are international standards for reproducibility of the test. It has been established, and reliable results can be obtained only when the physical properties of the tensile specimen are obtained in accordance with these standards. However, in the case of the method through the international standard, in the section after tensile strength, uneven deformation occurs locally around the necking area of the specimen, but since the strain is calculated over the entire gage length, the true stress-true strain curve cannot be obtained. There are limits.

이를 해결하기 위해 인장시험에서 진응력 및 진변형률을 측정함에 있어서, 디지털 이미지 해석 기법(Digital image correlation technique)을 이용하여 표점 거리를 줄여 가며 가장 고 변형인 구간에서 인장시편의 정확한 진응력-진변형률 곡선을 얻으려는 시도가 있었다(선행특허문헌 0001). 하지만 이 방법은 변형이 가장 국부화(strain localization)되는 영역에서 표점 거리를 계산하기 때문에 실제 변형률에 비해 과대 계산되는 경향이 있어 진응력이 실제 진응력에 비해 과대 계산되는 한계가 있다. In order to solve this problem, in measuring the true stress and true strain in the tensile test, the digital image correlation technique is used to reduce the gauge distance and the exact true stress-true strain of the tensile specimen in the highest strain section There was an attempt to obtain a curve (Prior Patent Document 0001). However, since this method calculates the gauge distance in the region where strain is most localized, it tends to be overestimated compared to the actual strain, and thus has a limit in that the true stress is overestimated compared to the actual true stress.

등록특허 10-1720845(2017 03월 28일 공고)Registered Patent No. 10-1720845 (Announced on March 28, 2017) 등록특허 10-1161775(2012 07월 09 공고)Registered Patent No. 10-1161775 (Announced on July 09, 2012) 공개특허 10-2013-0034321(2013 04월 05 공개)Patent Publication 10-2013-0034321 (published on April 05, 2013) 등록특허 10-1262893(2013 05월 10 공고)Registered Patent No. 10-1262893 (Announced on May 10, 2013)

JI Yoon et al., Korean J. Met. Mater., Vol. 54, pp.231-236(2016). JI Yoon et al., Korean J. Met. Mater., Vol. 54, pp.231-236 (2016).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 인장시험에서 진응력 및 진변형률을 측정함에 있어서, 디지털 이미지 해석 기법과 평균 지점 기법을 통해 인장 시험 시 인장시편의 고 변형 구간에서의 정확한 진응력-진변형률 곡선을 획득하는 방법이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, in measuring true stress and true strain in a tensile test, an accurate true stress-true strain curve in the high strain section of a tensile test specimen through a digital image analysis technique and an average point technique A method for obtaining is provided.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법은 인장시편 표면에 디지털 이미지 해석 기법을 위한 패턴을 형성하는 단계, 촬영부가 인장시편에 대한 인장시험의 수행 중 사전에 설정된 시간 간격으로 촬영된 인장시편의 연속적인 표면 이미지를 획득하는 단계, 측정부가 획득한 이미지로부터 인장시편의 네킹(necking) 부위를 정하는 단계, 상기 측정부가 상기 네킹 부위에 수평한 복수의 지점을 설정하여, 각 지점의 변형률의 평균값을 통해 인장시편의 폭 전체의 변형률을 구하고, 인장시험을 통해 구한 하중으로 얻은 진응력에 기초하여 진응력-진변형률 인장 곡선을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In order to solve the above-described problems of the present invention, in a tensile test according to an embodiment of the present invention, using a digital image analysis technique and an average point technique to obtain a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section The method includes forming a pattern for digital image analysis on the surface of the tensile specimen, acquiring continuous surface images of the tensile specimen photographed at predetermined time intervals while the photographing unit performs the tensile test on the tensile specimen, and measuring Determining the necking part of the tensile specimen from the image acquired by the part, the measurement part setting a plurality of points horizontal to the necking part, obtaining the strain of the entire width of the tensile specimen through the average value of the strain at each point, , calculating a true stress-true strain tensile curve based on the true stress obtained from the load obtained through the tensile test.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고 변형 구간에서의 인장시편의 진응력-진변형률 곡선을 정확히 얻어 낼 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, there is an effect of accurately obtaining a true stress-true strain curve of a tensile specimen in a high strain range.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법에 이용되는 장비들의 구성 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법에 이용되는 장비가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법의 개략적인 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법의 의해 진응력-진변형률을 산출하게 되는 인장시편의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법의해 진응력-진변형률을 산출하게 되는 인장시편에 대해 재료의 변형이 가장 심한 네킹 부위의 중심에 수평한 유한 개의 지점을 임의로 선택하는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법을 통해 산출되는 정확한 진응력-진변형률 곡선과 종래의 표점 거리를 줄여가며 산출되는 진응력-진변형률 곡선, 유한요소해석(Finite element method)를 통해 산출되는 분석 모델을 비교한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법에서 진응력-진변형률을 산출하게 되는 인장시편에 대해 임의로 선택한 5개의 지점 및 임의로 선택한 20개의 지점으로부터 변형률의 평균을 통해 산출되는 진응력-진변형률 곡선을 나타내는 그래프이다.
1 is an example of the configuration of equipment used in a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. It is also
2 shows equipment used in a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. It is a diagram illustrating an exemplary computing environment that may be used.
3 is a schematic flowchart of a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention.
4 is a true stress-true strain by a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. It is an example of a tensile specimen that produces
5 shows the true stress-true strain by a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. This is an example of arbitrarily selecting a finite number of points horizontal to the center of the necking area where the deformation of the material is the most severe for the tensile specimen to be calculated.
6 is an accurate true stress calculated through a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. -This is a graph comparing the true strain curve, the true stress-true strain curve calculated by reducing the conventional gauge distance, and the analysis model calculated through the finite element method.
7 shows the true stress-true strain in a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. It is a graph showing the true stress-true strain curve calculated through the average of strains from 5 randomly selected points and 20 randomly selected points for the tensile specimen to be calculated.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법에 이용되는 장비들의 구성 예시도이다.1 is an example of the configuration of equipment used in a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. It is also

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법에 이용되는 장비들(100)은 촬영부(120), 측정부(130) 및 디스플레이(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, equipment used in a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. The fields 100 may include a photographing unit 120 , a measurement unit 130 and a display 140 .

촬영부(120)는 인장시편(110)의 인장시험 중 사전에 설정된 일정 시간 간격으로 연속된 인장시편 표면의 이미지를 획득하여 저장할 수 있다.During the tensile test of the tensile specimen 110, the photographing unit 120 may acquire and store continuous images of the surface of the tensile specimen at predetermined time intervals.

인장시편(110)은 인장시험을 위한 판상 및 봉상 인장시편일 수 있다.The tensile specimen 110 may be a plate-shaped or bar-shaped tensile specimen for a tensile test.

측정부(130)는 저장된 인장시편 표면의 이미지데이터에 기초하여 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용해서 평균 변형률을 구하고, 공칭응력을 진응력으로 변환하여 진응력-진변형률 인장 곡선을 구하여, 디스플레이(140)를 통해 출력할 수 있다.The measurement unit 130 obtains an average strain based on the stored image data of the tensile specimen surface using a digital image analysis technique and an average point technique, converts the nominal stress into true stress, and obtains a true stress-true strain tensile curve, It can be output through the display 140.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법에 이용되는 장비가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시하는 도면이다.2 shows equipment used in a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. It is a diagram illustrating an exemplary computing environment that may be used.

예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 개인 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 핸드헬드 또는 랩탑 디바이스, 모바일 디바이스(모바일폰, PDA, 미디어 플레이어 등), 멀티프로세서 시스템, 소비자 전자기기, 미니 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 임의의 전술된 시스템 또는 디바이스를 포함하는 분산 컴퓨팅 환경 등을 포함하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.For example, computing device 1100 may be a personal computer, server computer, handheld or laptop device, mobile device (mobile phone, personal digital assistant, media player, etc.), multiprocessor system, consumer electronics, mini computer, mainframe computer, distributed computing environments that include any of the foregoing systems or devices; and the like.

컴퓨팅 디바이스(1100)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛(1110) 및 메모리(1120)를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛(1110)은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리(1120)는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다.Computing device 1100 may include at least one processing unit 1110 and memory 1120 . Here, the processing unit 1110 may include, for example, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a microprocessor, an Application Specific Integrated Circuit (ASIC), a Field Programmable Gate Arrays (FPGA), and the like. and may have a plurality of cores. The memory 1120 may be volatile memory (eg, RAM, etc.), non-volatile memory (eg, ROM, flash memory, etc.), or a combination thereof.

또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 추가적인 스토리지(1130)를 포함할 수 있다. 스토리지(1130)는 자기 스토리지, 광학 스토리지 등을 포함하지만 이것으로 한정되지 않는다. 스토리지(1130)에는 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예를 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 명령이 저장될 수 있고, 운영 시스템, 애플리케이션 프로그램 등을 구현하기 위한 다른 컴퓨터 판독 가능한 명령도 저장될 수 있다. 스토리지(1130)에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령은 프로세싱 유닛(1110)에 의해 실행되기 위해 메모리(1120)에 로딩될 수 있다.Additionally, computing device 1100 may include additional storage 1130 . Storage 1130 includes, but is not limited to, magnetic storage, optical storage, and the like. The storage 1130 may store computer readable instructions for implementing one or more embodiments disclosed herein, and may also store other computer readable instructions for implementing an operating system, application programs, and the like. Computer readable instructions stored in storage 1130 may be loaded into memory 1120 for execution by processing unit 1110 .

또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 입력 디바이스(들)(1140) 및 출력 디바이스(들)(1150)을 포함할 수 있다. 여기서, 입력 디바이스(들)(1140)은 예를 들어 키보드, 마우스, 펜, 음성 입력 디바이스, 터치 입력 디바이스, 적외선 카메라, 비디오 입력 디바이스 또는 임의의 다른 입력 디바이스 등을 포함할 수 있다. 또한, 출력 디바이스(들)(1150)은 예를 들어 하나 이상의 디스플레이, 스피커, 프린터 또는 임의의 다른 출력 디바이스 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 다른 컴퓨팅 디바이스에 구비된 입력 디바이스 또는 출력 디바이스를 입력 디바이스(들)(1140) 또는 출력 디바이스(들)(1150)로서 사용할 수도 있다.Computing device 1100 can also include input device(s) 1140 and output device(s) 1150 . Here, the input device(s) 1140 may include, for example, a keyboard, mouse, pen, voice input device, touch input device, infrared camera, video input device, or any other input device. Output device(s) 1150 may also include, for example, one or more displays, speakers, printers, or any other output device, or the like. Additionally, computing device 1100 may use an input device or output device included in another computing device as input device(s) 1140 or output device(s) 1150 .

또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 네트워크(1200)을 통하여 다른 디바이스(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(1300))와 통신할 수 있게 하는 통신접속(들)(1160)을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 접속(들)(1160)은 모뎀, 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 통합 네트워크 인터페이스, 무선 주파수 송신기/수신기, 적외선 포트, USB 접속 또는 컴퓨팅 디바이스(1100)를 다른 컴퓨팅 디바이스에 접속시키기 위한 다른 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 통신 접속(들)(1160)은 유선 접속 또는 무선 접속을 포함할 수 있다.Computing device 1100 may also include communication connection(s) 1160 that allow it to communicate with other devices (eg, computing device 1300 ) over network 1200 . Here, communication connection(s) 1160 may be a modem, network interface card (NIC), integrated network interface, radio frequency transmitter/receiver, infrared port, USB connection, or other device for connecting computing device 1100 to other computing devices. May contain interfaces. Further, communication connection(s) 1160 may include a wired connection or a wireless connection.

상술한 컴퓨팅 디바이스(1100)의 각 구성요소는 버스 등의 다양한 상호접속(예를 들어, 주변 구성요소 상호접속(PCI), USB, 펌웨어(IEEE 1394), 광학적 버스 구조 등)에 의해 접속될 수도 있고, 네트워크에 의해 상호접속될 수도 있다.Each component of the aforementioned computing device 1100 may be connected by various interconnections such as a bus (eg, peripheral component interconnection (PCI), USB, firmware (IEEE 1394), optical bus structure, etc.) and may be interconnected by networks.

본 명세서에서 사용되는 "측정부" 등과 같은 용어들은 일반적으로 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행중인 소프트웨어인 컴퓨터 관련 엔티티를 지칭하는 것이다. 예를 들어, 구성요소는 프로세서 상에서 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능물(executable), 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컨트롤러 상에서 구동중인 애플리케이션 및 컨트롤러 모두가 구성요소일 수 있다. 하나 이상의 구성요소는 프로세스 및/또는 실행의 스레드 내에 존재할 수 있으며, 구성요소는 하나의 컴퓨터 상에서 로컬화될 수 있고, 둘 이상의 컴퓨터 사이에서 분산될 수도 있다.As used herein, terms such as "measurement unit" and the like generally refer to a computer-related entity that is hardware, a combination of hardware and software, software, or software in execution. For example, a component may be, but is not limited to, a process running on a processor, a processor, an object, an executable, a thread of execution, a program, and/or a computer. For example, both the application running on the controller and the controller may be components. One or more components can reside within a process and/or thread of execution and a component can be localized on one computer or distributed between two or more computers.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법의 개략적인 순서도이다.3 is a schematic flowchart of a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention.

도 1과 함께, 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법은 크게, 인장시편(110)의 표면에 임의의 패턴을 구현하는 단계(제 1단계)(S10), 인장시험을 실시하면서 촬영부(120)가 시편의 표면의 디지털 이미지를 얻는 단계(제 2단계)(S20), 이렇게 얻어진 이미지에서 측정부(130))가 인장시편의 변형이 가장 심한 네킹(necking) 부위에 폭 방향의 수평한 영역을 정하는 단계(제 3단계)(S30), 측정부(130)가 재료의 변형이 가장 심한 네킹 부위에 수평하게 임의로 선택한 유한 개의 지점에서 각 지점마다 변형률을 산출해 평균한 값을 통해 진변형률을 측정하고 측정된 진변형률을 이용하여 공칭응력을 진응력으로 변환하는 단계(제 4단계)(S40)로 구분할 수 있다. Referring to FIG. 3 together with FIG. 1, obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention The method is largely divided into a step of implementing a random pattern on the surface of the tensile specimen 110 (first step) (S10), and a step of obtaining a digital image of the surface of the specimen by the photographing unit 120 while performing a tensile test (first step). Step 2) (S20), in the image obtained in this way, the measurement unit 130) determines a horizontal area in the width direction at the necking part where the deformation of the tensile specimen is the most severe (third step) (S30), measurement The unit 130 calculates the strain at each point at a finite number of points randomly selected horizontally on the necking part where the deformation of the material is the most severe, measures the true strain through the average value, and applies the nominal stress using the measured true strain. It can be divided into the step of converting into stress (fourth step) (S40).

(제 1단계)(S10)(Step 1) (S10)

우선 준비된 인장시편(110)의 표면에 디지털 이미지 해석 기법을 위한 패턴을 형성하는 단계를 수행한다. First, a step of forming a pattern for a digital image analysis technique is performed on the surface of the prepared tensile specimen 110.

이러한 제 1단계에서는, 금속인장시편(110)의 표면에 임의의 패턴을 구현한다. 이러한 패턴을 구현하는 방법은 인장시편(110)의 크기 및 이미지 측정방법과 이미지 배율에 따라 스프레이로 도포하여 패턴을 형성할 수 있으며, 예를 들어 흰색 및 검은색 스프레이를 이용하는 방법, 표면을 에칭하는 방법, 마이크로-그리드(Micro-grid)를 증착하는 방법, 기계연마를 통해 스크래치를 내는 방법 등 다양한 방법으로 인장시편(110)에 패턴을 형성할 수 있다다. 무배율의 이미지 배율에서는 흰색 및 검은색 스프레이를 이용하는 방법이 가장 널리 이용되고 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In this first step, an arbitrary pattern is implemented on the surface of the metal tensile specimen 110. A method of implementing such a pattern may be formed by spraying according to the size of the tensile specimen 110, the image measurement method, and the image magnification. For example, a method using white and black spray or etching the surface Patterns can be formed on the tensile specimen 110 by various methods, such as a method of depositing a micro-grid, a method of scratching through mechanical polishing, and the like. In non-magnification image magnification, a method using white and black spray is most widely used, but is not limited thereto.

(제 2단계)(S20)(Step 2) (S20)

제 2단계에서는, 인장시편(110)에 대한 인장시험을 실시함과 동시에 상기 제 1단계에서 구현한 임의의 패턴을 디지털 이미지를 통해 측정하여 측정부(120)의 데이터저장부(미도시)에 저장한다. 디지털 이미지 측정 기법으로 일정 시간 간격마다 같은 배율의 연속적인 이미지 시리즈를 얻으면 디지털 이미지 분석이 가능하다. 이미지를 얻는 방법은 원하는 이미지 배율에 따라 디지털 카메라, 고속 카메라, 캠코더, 광학현미경, 주사전자현미경, 원자현미경 등의 촬영부(120)를 이용할 수 있다. In the second step, a tensile test is performed on the tensile specimen 110, and at the same time, the arbitrary pattern implemented in the first step is measured through a digital image and stored in a data storage unit (not shown) of the measuring unit 120. Save. Digital image analysis is possible by obtaining a series of consecutive images of the same magnification at regular time intervals with digital image measurement techniques. A method for obtaining an image may use a photographing unit 120 such as a digital camera, a high-speed camera, a camcorder, an optical microscope, a scanning electron microscope, or an atomic force microscope according to a desired image magnification.

(제 3단계)(S30)(Step 3) (S30)

다음으로 측정부(130)에 의하여 상기 제 2단계에서 촬영한 연속적인 이미지를 분석하여 재료의 변형이 가장 심한 네킹 부위에 폭 방향으로 수평한 영역을 정하는 단계를 수행한다. Next, by analyzing the continuous images taken in the second step by the measuring unit 130, a step of determining a horizontal region in the width direction of the necking region where the deformation of the material is the most severe is performed.

(제 4단계)(S40)(4th step) (S40)

다음으로 디스플레이(140)을 통해 측정부(130)에 의하여 상기 변형이 가장 심한 네킹 부위의 폭 방향으로 유한 개의 지점을 임의로 선택하고, 상기 유한 개의 지점에서의 각 지점에서의 연속적인 이미지의 분석으로 진응력-진변형률을 구하는 단계를 수행한다. Next, through the display 140, the measurement unit 130 randomly selects a finite number of points in the width direction of the necking region where the deformation is the most severe, and analyzes continuous images at each point of the finite number of points. The step of obtaining the true stress-true strain is performed.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법의 의해 진응력-진변형률을 산출하게 되는 인장시편의 예시도이다. 4 is a true stress-true strain by a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. It is an example of a tensile specimen that produces

도 1 및 도 3과 함께, 도 4를 참조하면, 상기 임의로 선택한 유한 개의 지점은 네킹 부위의 폭 방향으로 수평한 영역 안에 존재해야 하며, 적어도 5개 이상의 지점을 선택한다(S41).Referring to FIG. 4 together with FIGS. 1 and 3, the randomly selected finite number of points must exist within a horizontal area in the width direction of the necking region, and at least five or more points are selected (S41).

임의로 선택한 유한 개의 지점이 5개의 지점 미만의 경우에는 이미지 분석이 불량하게 될 우려가 있으며, 유한 개의 지점의 개수가 많을수록 더 신뢰할 수 있는 진응력-진변형률 곡선을 구할 수 있다. If the randomly selected finite number of points is less than five, there is a risk of poor image analysis, and a more reliable true stress-true strain curve can be obtained as the number of finite points increases.

임의로 선택한 유한 개의 지점은 각 지점이 등간격으로 존재해야 하며, 인장시편(110)의 폭 방향의 전체에 균등하게 분포해야 한다. The finite number of arbitrarily selected points must exist at equal intervals, and must be evenly distributed throughout the width direction of the tensile specimen 110.

진응력-진변형률을 구하는 단계(S40)는, 상기 변형이 가장 심한 네킹 부위의 폭 방향으로 수평한 영역을 포함하여 임의로 지정한 유한 개의 지점에서의 국부적인 변형률(εy(i))을 대상으로 하기의 수학식 1과 같이 인장시편의 폭 전체의 평균적인 변형률을 얻는 과정을 포함한다(S42). 즉 유한 개의 지점에서의 인장 축 방향 변형률의 평균값(εy(AVERAGE))에 의한 진변형률의 산출에 의하여, 고 변형 구간에서 진응력-진변형률 곡선을 구하는 것이다. In the step of obtaining true stress-true strain (S40), the local strain (ε y (i) ) at a finite number of randomly designated points, including the horizontal region in the width direction of the necking portion where the deformation is the most severe, is targeted As shown in Equation 1 below, a process of obtaining an average strain over the entire width of the tensile specimen is included (S42). That is, the true stress-true strain curve is obtained in the high strain section by calculating the true strain based on the average value of tensile axial strain (ε y(AVERAGE) ) at a finite number of points.

(수학식 1)(Equation 1)

Figure 112021026105719-pat00001
Figure 112021026105719-pat00001

(n: 평균 지점 기법에서의 지점 개수)(n: the number of points in the average point method)

이러한 상기 진응력-진변형률을 구하는 단계는, 하기의 수학식 2와 같이 상기 인장시험을 통해 얻은 하중을 공칭응력으로 변환하는 과정을 포함한다(S43).The step of obtaining the true stress-true strain includes converting the load obtained through the tensile test into a nominal stress as shown in Equation 2 below (S43).

(수학식 2)(Equation 2)

Figure 112021026105719-pat00002
Figure 112021026105719-pat00002

(여기서, σeng는 공칭응력, P는 하중, w는 인장시편의 폭, t는 인장시편의 두께이다)(Where σ eng is the nominal stress, P is the load, w is the width of the tensile specimen, and t is the thickness of the tensile specimen)

이러한 상기 진응력-진변형률을 구하는 단계는, 하기의 수학식 3과 같이 상기 인장시험과 상기 산출한 공칭응력에 의하여, 공칭응력을 진응력으로 변환하는 과정을 포함한다. 즉 진응력-진변형률 곡선을 구하기 위해 공칭응력으로부터의 진응력의 산출에 의하여, 고 변형 구간에서 정확한 진응력-진변형률 곡선을 구하는 것이다(S44). The step of obtaining the true stress-true strain includes a process of converting the nominal stress into the true stress according to the tensile test and the calculated nominal stress as shown in Equation 3 below. That is, by calculating the true stress from the nominal stress to obtain the true stress-true strain curve, an accurate true stress-true strain curve is obtained in the high strain section (S44).

(수학식 3)(Equation 3)

Figure 112021026105719-pat00003
Figure 112021026105719-pat00003

(여기서, σtrue는 진응력이다). (Where σ true is the true stress).

상술한 바와 같이 제4단계(S40)에서는, 제1단계(S10)에서 구현한 임의의 패턴들이 인장시험 중의 위치 변화를 측정하여 제2단계(S20)에서 얻은 이미지를 이용하여 추출한 연속적인 이미지를 이용해 진응력-진변형률을 산출하는 단계이다. As described above, in the fourth step (S40), the random patterns implemented in the first step (S10) measure the positional change during the tensile test and extract continuous images using the images obtained in the second step (S20). This step calculates the true stress-true strain using

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법의해 진응력-진변형률을 산출하게 되는 인장시편에 대해 재료의 변형이 가장 심한 네킹 부위의 중심에 수평한 유한 개의 지점을 임의로 선택하는 예시도이다.5 shows the true stress-true strain by a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. This is an example of arbitrarily selecting a finite number of points horizontal to the center of the necking area where the deformation of the material is the most severe for the tensile specimen to be calculated.

도 5를 참조하면, 변형이 가장 심한 네킹 부위에서 폭 방향으로 수평한 영역의 국부 변형률을 알기 위하여 폭 전체에 임의로 선택한 유한 개의 지점을 지정해 각 지점의 변형률을 구해 평균을 통해 정확한 진응력-진변형률을 산출할 수 있다. Referring to FIG. 5, in order to know the local strain in the horizontal area in the width direction in the necking area where the deformation is the most severe, a finite number of randomly selected points are designated and the strain at each point is obtained, and the correct true stress-true strain is obtained through the average. can be calculated.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용해 진응력-진변형률 곡선을 추출하게 되면, 도 6과 같은 정확한 진응력-진변형률 곡선을 얻을 수 있다.As described above, when the true stress-true strain curve is extracted using the digital image analysis technique and the average point technique according to the present invention, an accurate true stress-true strain curve as shown in FIG. 6 can be obtained.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법을 통해 산출되는 정확한 진응력-진변형률 곡선과 종래의 표점 거리를 줄여가며 산출되는 진응력-진변형률 곡선, 유한요소해석(Finite element method)를 통해 산출되는 분석 모델을 비교한 그래프이다. 6 is an accurate true stress calculated through a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. -This is a graph comparing the true strain curve, the true stress-true strain curve calculated by reducing the conventional gauge length, and the analysis model calculated through the finite element method.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용해 진응력-진변형률 곡선을 추출하게 되면, 도 6과 같이 표점거리를 줄여가며 정확한 진응력-진변형률 곡선을 얻으려는 종래에 비해 매우 정확한 진응력-진변형률 곡선을 얻을 수 있다. 정확한 진응력-진변형률 곡선은 매개변수(Parameter) 역추적 방법을 통해 최적 매개변수를 도출한 후 이 매개변수를 기반으로 한 유한요소해석 결과 및 분석 모델(Analytical model)을 추출해 최적의 매개변수를 도출함으로써 알 수 있다. As described above, when the true stress-true strain curve is extracted using the digital image analysis technique and the average point technique according to the present invention, as shown in FIG. In comparison, a very accurate true stress-true strain curve can be obtained. An accurate true stress-true strain curve derives the optimal parameters through the parameter backtracking method, and then extracts the finite element analysis results and analytical model based on these parameters to determine the optimal parameters. It can be known by derivation.

즉, 본 발명에 따른 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용해 진응력-진변형률 곡선을 추출하게 되면, 도 6과 같이 분석 모델과 일치하는 것을 알 수 있다. 그에 반해 종래의 표점거리를 줄여가며 정확한 진응력-진변형률 곡선을 얻으려는 방법은 고 변형률 구간에서 네킹이 심해질수록 실험적으로 구한 경화(Hardening)가 과대평가 되었기 때문에 분석 모델의 진응력-진변형률 곡선과 일치하지 않는 것을 알 수 있다. That is, when the true stress-true strain curve is extracted using the digital image analysis technique and the average point technique according to the present invention, it can be seen that it matches the analysis model as shown in FIG. 6. On the other hand, the conventional method of obtaining an accurate true stress-true strain curve while reducing the gauge length is the true stress-true strain curve of the analytical model because the experimentally obtained hardening is overestimated as the necking intensifies in the high strain range. It can be seen that it does not match.

(실시 예1)(Example 1)

이와 같은 방법을 통한 본 발명에 따른 인장시험을 통한 인장시편의 정확한 진응력-진변형률 산출방법에 대한 실시예를 살펴보면 다음과 같다. An embodiment of a method for calculating accurate true stress-true strain of a tensile specimen through a tensile test according to the present invention through such a method is as follows.

먼저 인장시험을 위한 인장시편을 준비한다.First, prepare a tensile specimen for the tensile test.

준비한 시편의 표면에 흰색 스프레이를 시편 표면 전체에 도포 후 검은색 스프레이를 도포해 반점 형태를 만든다. On the surface of the prepared specimen, white spray is applied to the entire surface of the specimen, and then black spray is applied to form spots.

준비한 인장시편을 변형률 속도(strain rate) 10-3s-1로 당기면서 인장시험을 실시함과 동시에 무배율의 두 개의 카메라를 이용하여 2초마다 한 번씩 촬영해 같은 배율의 연속적인 3차원 이미지를 얻었다.A tensile test is conducted while pulling the prepared tensile specimen at a strain rate of 10 -3 s -1 , and at the same time, using two non-magnifying cameras, a continuous three-dimensional image of the same magnification is taken once every 2 seconds. got

인장시험 도중 얻은 이미지를 ARAMIS 소프트웨어를 이용하여 분석하였다. ARAMIS 소프트웨어를 이용해 변형이 가장 심한 네킹 부위를 알 수 있었다. 네킹 부위에 수평하면서도 폭 전체에 걸쳐 등간격으로 5개의 임의의 지점을 선택해 각 지점에서의 변형률을 알 수 있었다.Images obtained during the tensile test were analyzed using ARAMIS software. ARAMIS software was used to determine the necking area with the most deformation. Five random points were selected at regular intervals along the entire width while being horizontal to the necking area, and the strain at each point could be determined.

각 지점에서의 변형률의 평균값을 통해 폭 전체의 균일한 진변형률을 알 수 있었다. 인장시험 중의 하중을 이용해 진응력을 구함으로써, 정확한 진응력-진변형률 곡선을 구할 수 있었다.Through the average value of the strain at each point, a uniform true strain across the entire width was found. By calculating the true stress using the load during the tensile test, an accurate true stress-true strain curve was obtained.

본 예시에서는 초고장력 강판(Advanced high strength steel)의 일종인 DP980 판재에 대해 시행했다.In this example, it was performed on DP980 plate, which is a type of advanced high strength steel.

(실시 예2) (Example 2)

본 발명에 의해 진응력-진변형률을 산출하게 되는 인장시편에 대해 임의로 선택한 5개의 지점 및 임의로 선택한 20개의 지점으로부터 산출한 진응력-진변형률의 신뢰성을 비교하기 위해 인장시편 준비 및 인장시험 방법은 상기 실시 예1과 동일하게 실시 예2를 진행하였다. In order to compare the reliability of the true stress-true strain calculated from 5 randomly selected points and 20 randomly selected points for the tensile specimen for which the true stress-true strain is calculated according to the present invention, the tensile test method and preparation of the tensile specimen are Example 2 was performed in the same manner as Example 1 above.

실시 예1과 달리, ARAMIS 소프트웨어를 이용해 네킹 부위에 수평하면서도 폭 전체에 걸쳐 등간격으로 20개의 임의의 지점을 선택해 산출한 각 지점에서의 변형률의 평균과 인장시험 중의 하중을 이용해 정확한 진응력-진변형률 곡선을 구할 수 있었다. Unlike Example 1, using the ARAMIS software to select 20 random points horizontally and at equal intervals across the entire width of the necking area, and using the average of the strain at each point calculated and the load during the tensile test, the accurate true stress-true strain curves could be obtained.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법에서 진응력-진변형률을 산출하게 되는 인장시편에 대해 임의로 선택한 5개의 지점 및 임의로 선택한 20개의 지점으로부터 변형률의 평균을 통해 산출되는 진응력-진변형률 곡선을 나타내는 그래프이다.7 shows the true stress-true strain in a method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test according to an embodiment of the present invention. It is a graph showing the true stress-true strain curve calculated through the average of strains from 5 randomly selected points and 20 randomly selected points for the tensile specimen to be calculated.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 임의로 선택한 5개의 지점 및 임의로 선택한 20개의 지점에 대한 인장시편의 진응력-진변형률 곡선을 살펴보면, 임의로 선택한 지점의 개수에 상관없이 곡선의 모양은 일치하지만 임의로 선택한 20개의 지점에 대한 진응력-진변형률 곡선이 임의로 선택한 5개의 지점에 대한 진응력-진변형률 곡선에 비해 매끄러운 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 7, looking at the true stress-true strain curves of the tensile specimen at 5 randomly selected points and 20 randomly selected points according to the present invention, the shapes of the curves match regardless of the number of randomly selected points, but are arbitrarily selected. It was confirmed that the true stress-true strain curves for the 20 selected points were smoother than the true stress-true strain curves for the randomly selected 5 points.

실시 예 1과 마찬가지로 본 예시에서는 초고장력 강판(Advanced high strength steel)의 일종인 DP980 판재에 대해 시행했으며, 도 6에 도시한 바와 같이 매개변수 역추적 방법을 통해 분석 모델을 추출해 비교한 결과 종래의 표점거리를 줄이는 방법에 비해 매우 정확한 진응력-진변형률 곡선을 획득한 것을 알 수 있다.As in Example 1, in this example, the DP980 plate, which is a kind of advanced high strength steel, was performed, and as shown in FIG. 6, the analysis model was extracted and compared through the parameter back tracking method. It can be seen that a very accurate true stress-true strain curve was obtained compared to the method of reducing the gauge length.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고 변형 구간에서의 재료의 진응력-진변형률 곡선을 얻는 방법에 의하면, 기존의 인장시험을 진행하여 고 변형 구간에서의 재료의 진응력-진변형률 곡선을 정확히 얻어 낼 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the method of obtaining a true stress-true strain curve of a material in a high strain range according to the present invention, a conventional tensile test is performed to obtain a true stress-true strain curve of a material in a high strain range. There is an effect that can be obtained accurately.

그리고 본 발명의 다른 효과는, 본 발명을 통해 인장시험에서 파단까지의 정확한 진응력-진변형률 곡선을 획득함으로써 정확한 재료의 변형 거동을 얻어낼 수 있으며, 인장에 국한된 변형 거동이 아닌 재료의 변형을 가하는 다양한 공정 과정에서의 재료의 변형 거동을 정확히 예측하는 데 도움을 주어 앞으로의 재료의 개발 및 연구에 크게 기여할 수 있는 효과가 있다. Another effect of the present invention is that the accurate deformation behavior of the material can be obtained by obtaining an accurate true stress-true strain curve from the tensile test to fracture through the present invention, and the deformation of the material, not the deformation behavior limited to tension, can be obtained. It has the effect of contributing greatly to the development and research of future materials by helping to accurately predict the deformation behavior of materials in various process processes.

또한 본 발명의 다른 효과는, 고 변형 구간의 재료의 진응력-진변형률 곡선을 얻는 방법에 의하면, 재료공학 분야에서 널리 이용되는 인장시험을 바탕으로 실시되기 때문에 시험 방법이 복잡하거나 어렵지 않고 진응력-진변형률 외에도 탄성계수, 항복 강도, 인장 강도와 같은 기계적 물성을 제공할 수 있다. In addition, another effect of the present invention is that according to the method for obtaining the true stress-true strain curve of a material in the high strain range, the test method is not complicated or difficult because it is performed based on a tensile test widely used in the field of material engineering. -In addition to true strain, mechanical properties such as modulus of elasticity, yield strength, and tensile strength can be provided.

또한 본 발명의 효과는 KS 규격 혹은 ASTM 규격의 인장시편을 사용해야 하는 기존의 인장시험과는 달리 평균 지점 기법에 의해 정확한 변형률의 측정이 가능하기 때문에 인장 시편 형상이 표준 규격에서 벗어나도 정확한 진응력-진변형률 곡선을 도출할 수 있다는 것이다.In addition, the effect of the present invention is that, unlike conventional tensile tests that require the use of KS or ASTM tensile specimens, accurate strain measurement is possible by means of the average point technique, so that even if the tensile specimen shape deviates from the standard specification, accurate true stress- That is, the true strain curve can be derived.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is limited by the claims to be described later, and the configuration of the present invention can be varied within a range that does not deviate from the technical spirit of the present invention. Those skilled in the art can easily know that the present invention can be changed and modified accordingly.

100: 본 발명의 방법에 이용되는 장비들
110: 인장시편
120: 촬영부
130: 측정부
140: 디스플레이
100: Equipment used in the method of the present invention
110: tensile specimen
120: shooting unit
130: measurement unit
140: display

Claims (10)

인장시편 표면에 디지털 이미지 해석 기법을 위한 패턴을 형성하는 단계;
촬영부가 인장시편에 대한 인장시험의 수행 중 사전에 설정된 시간 간격으로 촬영된 인장시편의 연속적인 표면 이미지를 획득하는 단계;
측정부가 획득한 이미지로부터 인장시편의 네킹(necking) 부위를 설정하는 단계; 및
상기 측정부가 상기 네킹 부위에 수평한 복수의 지점을 설정하여, 각 지점의 인장 축 방향 변형률의 평균값을 통해 인장시편의 폭 전체의 진변형률을 구하고, 인장시험을 통해 구한 하중으로 얻은 진응력에 기초하여 진응력-진변형률 인장 곡선을 산출하는 단계;
를 포함하는, 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법.
Forming a pattern for digital image analysis on the surface of the tensile specimen;
Acquiring continuous surface images of the tensile specimen photographed at predetermined time intervals while the photographing unit performs the tensile test on the tensile specimen;
Setting a necking part of the tensile specimen from the image acquired by the measuring unit; and
The measurement unit sets a plurality of points horizontal to the necking portion, and the true strain of the entire width of the tensile specimen is obtained through the average value of the tensile axial strain at each point, based on the true stress obtained from the load obtained through the tensile test. Calculating a true stress-true strain tensile curve by doing;
A method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test, including a.
제1항에 있어서,
상기 인장시편 표면에 디지털 이미지 해석 기법을 위한 패턴을 형성하는 단계는,
상기 인장시편 표면에,
스프레이로 도포하여 패턴을 형성하는 방법;
표면을 에칭하는 방법;
마이크로-그리드(Micro-grid)를 증착하는 방법; 및
기계연마를 통해 스크래치를 형성하는 방법;
중 어느 한 방법으로 패턴을 형성하는, 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법.
According to claim 1,
The step of forming a pattern for the digital image analysis technique on the surface of the tensile specimen,
On the surface of the tensile specimen,
a method of forming a pattern by applying with a spray;
how to etch a surface;
a method of depositing a micro-grid; and
A method of forming scratches through mechanical polishing;
A method of obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test in which a pattern is formed by any one of the methods.
제1항에 있어서,
상기 인장시편의 연속적인 표면 이미지를 획득하는 단계는,
촬영부가 인장시편을 디지털카메라, 고속 카메라, 캠코더, 광학현미경, 주사전자현미경, 및 원자현미경 중 어느 하나로 촬영된 이미지 데이터를 저장하는, 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법.
According to claim 1,
The step of obtaining continuous surface images of the tensile specimen,
High strain using digital image analysis technique and average point technique in tensile test, in which the photographing unit stores image data photographed by any one of digital camera, high-speed camera, camcorder, optical microscope, scanning electron microscope, and atomic force microscope for tensile specimen. A method for obtaining the true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in the interval.
인장시편 표면에 디지털 이미지 해석 기법을 위한 패턴을 형성하는 단계;
촬영부가 인장시편에 대한 인장시험의 수행 중 사전에 설정된 시간 간격으로 촬영된 인장시편의 연속적인 표면 이미지를 획득하는 단계;
측정부가 획득한 이미지로부터 인장시편의 네킹(necking) 부위를 설정하는 단계; 및
상기 측정부가 상기 네킹 부위에 수평한 복수의 지점을 설정하여, 각 지점의 변형률의 평균값을 통해 인장시편의 폭 전체의 변형률을 구하고, 인장시험을 통해 구한 하중으로 얻은 진응력에 기초하여 진응력-진변형률 인장 곡선을 산출하는 단계;
를 포함하고,
상기 진응력-진변형률 인장 곡선을 산출하는 단계는,
상기 측정부가 상기 네킹 부위에 수평한 복수의 지점을 설정하는 단계;
상기 측정부가 상기 복수의 지점 각각의 변형률의 평균값을 구하는 단계;
상기 측정부가 인장시험을 통해 얻은 하중으로 인장시편의 진응력을 구하는 단계; 및
상기 측정부가 상기 진응력과 상기 변형률의 평균값에 기초하여 인장시편의 진응력-진변형률 곡선을 산출하는 단계
를 포함하는, 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법.
Forming a pattern for digital image analysis on the surface of the tensile specimen;
Acquiring continuous surface images of the tensile specimen photographed at predetermined time intervals while the photographing unit performs the tensile test on the tensile specimen;
Setting a necking part of the tensile specimen from the image acquired by the measuring unit; and
The measurement unit sets a plurality of points horizontal to the necking portion, obtains the strain of the entire width of the tensile specimen through the average value of the strain at each point, and based on the true stress obtained from the load obtained through the tensile test, the true stress- Calculating a true strain tensile curve;
including,
In the step of calculating the true stress-true strain tensile curve,
setting a plurality of horizontal points on the necking part by the measurement unit;
obtaining an average value of the strain of each of the plurality of points by the measuring unit;
obtaining the true stress of the tensile specimen with the load obtained by the measuring unit through the tensile test; and
Calculating a true stress-true strain curve of the tensile specimen based on the average value of the true stress and the strain by the measuring unit
A method for obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test, including a.
제4항에 있어서,
상기 네킹 부위에 수평한 복수의 지점을 설정하는 단계는
상기 네킹 부위의 중심에 폭 방향으로 수평하고 등간격인 복수의 지점을 설정하는, 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법.
According to claim 4,
The step of setting a plurality of horizontal points on the necking part
In the tensile test, which sets a plurality of points horizontally and equally spaced in the width direction at the center of the necking region, the true stress-true strain tensile curve of the tensile specimen is obtained in the high strain section by using a digital image analysis technique and an average point technique. How to.
제5항에 있어서,
상기 네킹 부위에 수평한 복수의 지점을 설정하는 단계는
적어도 5개의 지점을 설정하는, 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법.
According to claim 5,
The step of setting a plurality of horizontal points on the necking part
A method of obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test, which sets at least five points.
제4항에 있어서,
상기 복수의 지점 각각의 변형률의 평균값을 구하는 단계는
하기의 수학식 1에 따라 각 지점의 변형률의 평균값을 구하는, 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법
(수학식 1)
Figure 112021026105719-pat00004

(여기서, n은 평균 지점 기법에서의 지점 개수).
According to claim 4,
The step of obtaining the average value of the strain of each of the plurality of points
A method for obtaining the true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test, in which the average value of strain at each point is obtained according to Equation 1 below
(Equation 1)
Figure 112021026105719-pat00004

(Where n is the number of points in the average point method).
제4항에 있어서,
상기 진응력-진변형률을 구하는 단계는,
하기의 수학식 2에 따라 인장시험 중 산출한 하중으로부터 공칭응력을 구하고, 하기의 수학식 3에 따라 진응력을 구하는, 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법
(수학식 2)
Figure 112021026105719-pat00005

(여기서, σeng는 공칭응력, P는 하중, w는 인장시편의 폭, t는 인장시편의 두께이다)

(수학식 3)
Figure 112021026105719-pat00006

(여기서, σtrue는 진응력이다).
According to claim 4,
The step of obtaining the true stress-true strain,
In the tensile test, the nominal stress is obtained from the load calculated during the tensile test according to Equation 2 below, and the true stress is obtained according to Equation 3 below. How to obtain the true stress-true strain tensile curve of a specimen
(Equation 2)
Figure 112021026105719-pat00005

(Where σ eng is the nominal stress, P is the load, w is the width of the tensile specimen, and t is the thickness of the tensile specimen)

(Equation 3)
Figure 112021026105719-pat00006

(Where σ true is the true stress).
제4항에 있어서,
상기 인장시편 표면에 디지털 이미지 해석 기법을 위한 패턴을 형성하는 단계는,
상기 인장시편 표면에,
스프레이로 도포하여 패턴을 형성하는 방법;
표면을 에칭하는 방법;
마이크로-그리드(Micro-grid)를 증착하는 방법; 및
기계연마를 통해 스크래치를 형성하는 방법;
중 어느 한 방법으로 패턴을 형성하는, 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법.
According to claim 4,
The step of forming a pattern for the digital image analysis technique on the surface of the tensile specimen,
On the surface of the tensile specimen,
a method of forming a pattern by applying with a spray;
how to etch a surface;
a method of depositing a micro-grid; and
A method of forming scratches through mechanical polishing;
A method of obtaining a true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in a high strain section using a digital image analysis technique and an average point technique in a tensile test in which a pattern is formed by any one of the methods.
제4항에 있어서,
상기 인장시편의 연속적인 표면 이미지를 획득하는 단계는,
촬영부가 인장시편을 디지털카메라, 고속 카메라, 캠코더, 광학현미경, 주사전자현미경, 및 원자현미경 중 어느 하나로 촬영된 이미지 데이터를 저장하는, 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법 및 평균 지점 기법을 이용하여 고 변형 구간에서 인장시편의 진응력-진변형률 인장 곡선을 획득하는 방법.
According to claim 4,
The step of obtaining continuous surface images of the tensile specimen,
High strain using digital image analysis technique and average point technique in tensile test, in which the photographing unit stores image data photographed by any one of digital camera, high-speed camera, camcorder, optical microscope, scanning electron microscope, and atomic force microscope for tensile specimen. A method for obtaining the true stress-true strain tensile curve of a tensile specimen in the interval.
KR1020210029166A 2021-03-05 2021-03-05 Method of obtaining tensile true stress-strain curves of the material in a large range of strains in tensile testing using digital image correlation technique and mean point technique KR102484969B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210029166A KR102484969B1 (en) 2021-03-05 2021-03-05 Method of obtaining tensile true stress-strain curves of the material in a large range of strains in tensile testing using digital image correlation technique and mean point technique

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210029166A KR102484969B1 (en) 2021-03-05 2021-03-05 Method of obtaining tensile true stress-strain curves of the material in a large range of strains in tensile testing using digital image correlation technique and mean point technique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220125402A KR20220125402A (en) 2022-09-14
KR102484969B1 true KR102484969B1 (en) 2023-01-05

Family

ID=83278881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210029166A KR102484969B1 (en) 2021-03-05 2021-03-05 Method of obtaining tensile true stress-strain curves of the material in a large range of strains in tensile testing using digital image correlation technique and mean point technique

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102484969B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118150327A (en) * 2023-10-19 2024-06-07 贵州安大航空锻造有限责任公司 Intelligent detection method and device for tensile property of high-temperature alloy ring forging blank

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101328475B1 (en) 2012-05-22 2013-11-13 포항공과대학교 산학협력단 Method for estimating interface bonding properties in layered materials using digital image analysis
KR101431244B1 (en) 2013-02-08 2014-08-20 전남대학교산학협력단 Measurement system of dynamic strain by image processing and method thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100421570B1 (en) * 2001-07-26 2004-03-09 한국전력공사 A Extensometer for Large Diamter
KR101161775B1 (en) 2010-06-30 2012-07-09 한국전력공사 Device and method for measurement of hardness and tensile properties
KR101163916B1 (en) * 2010-10-20 2012-07-09 한국생산기술연구원 A mesuring method for stress-strain curve and a apparatus for the same
KR20130034321A (en) 2011-09-28 2013-04-05 한국건설기술연구원 Concrete tension test and method for split hopkinson tension bar
KR101262893B1 (en) 2011-10-21 2013-05-10 부산대학교 산학협력단 Jig Structure for Tensile and Fatigue Tests of Thin Plates and Method for Tensile and Fatigue Test Using the Same
KR101720845B1 (en) * 2014-12-24 2017-03-28 포항공과대학교 산학협력단 Method of obtaining reliable true stress-strain curves in a large range of strains in tensile testing using digital image correlation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101328475B1 (en) 2012-05-22 2013-11-13 포항공과대학교 산학협력단 Method for estimating interface bonding properties in layered materials using digital image analysis
KR101431244B1 (en) 2013-02-08 2014-08-20 전남대학교산학협력단 Measurement system of dynamic strain by image processing and method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220125402A (en) 2022-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101720845B1 (en) Method of obtaining reliable true stress-strain curves in a large range of strains in tensile testing using digital image correlation
Tong An evaluation of digital image correlation criteria for strain mapping applications
CN110532591B (en) Method for analyzing strain field of crack tip based on DIC-EFG combined simulation
JP4811567B2 (en) Stress measurement method for structures using photographed images
Zhu et al. A hybrid DIC–EFG method for strain field characterization and stress intensity factor evaluation of a fatigue crack
WO2015049757A1 (en) Displacement field and strain field measurement method, and material testing machine
KR102484969B1 (en) Method of obtaining tensile true stress-strain curves of the material in a large range of strains in tensile testing using digital image correlation technique and mean point technique
Wang et al. Theoretical analysis on the measurement errors of local 2D DIC: part II assessment of strain errors of the local smoothing method–approaching an answer to the overlap question
CN112101229B (en) Point cloud data feature point extraction method and device, computer equipment and storage medium
KR101924024B1 (en) Method for measuring stress using digital image correlation and device thereof
JP2016156817A (en) Pattern measuring device, method for evaluating high-molecular compound used in self-organization lithography, and computer program
Godinho et al. An efficient technique for surface strain recovery from photogrammetric data using meshless interpolation
CN110532725B (en) Engineering structure mechanical parameter identification method and system based on digital image
Aspenberg et al. An evaluation of the statistics of steel material model parameters
CN110360979B (en) Concrete crack monitoring method and system
JP6464815B2 (en) Distortion measuring method and apparatus, program and recording medium
Zhao Deformation measurement using digital image correlation by adaptively adjusting the parameters
KR102568661B1 (en) Apparatus and Method for obtaining plastic strain ratio in the perpendicular direction to loading in the sheet tensile testing accompanied by the digital image correlation technique
JP2000266613A (en) Apparatus and method for analyzing fracture surface of material
CN117330405A (en) Method for measuring tensile section shrinkage of plate
CN110033435B (en) High-sensitivity digital image displacement frequency domain analysis method
JP3799419B2 (en) Non-contact mechanical property measurement system
CN112630793A (en) Method and related device for determining plane abnormal point
KR102653004B1 (en) Method for tracing displacement fields and stress fields at structures containing discontinuous regions using non-ordinary state-based peridynamics and digital image correlation
JP7447957B1 (en) Calculation method, equipment and program for residual stress distribution

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant