KR102548622B1 - 불안정성 인덱스를 이용한 유동 응력과 소성가공 공정 분석 및 평가 방법 - Google Patents

불안정성 인덱스를 이용한 유동 응력과 소성가공 공정 분석 및 평가 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 소성가공 공정 분석 및 평가 방법은, 시편을 소성가공 시험기에 로딩하는 로딩 단계, 시편을 소성가공 공정하는 공정 단계, 공정 단계의 데이터를 이용하여 상기 공정의 불안정성을 분석 및 평가하는 분석 및 평가 단계를 포함할 수 있고,
분석 및 평가 단계에는 상기 소성가공 공정에서 기인하는 소성변형 불안정성, 또는 상기 시편에서 기인하는 소성변형 불안정성을 나타내는 불안정성 인덱스(instability index)가 이용될 수 있다.

Description

불안정성 인덱스를 이용한 유동 응력과 소성가공 공정 분석 및 평가 방법{Method of analyzing and evaluating flow stress or metal forming process using instability index}
본 발명은 불안정성 인덱스를 이용한 유동 응력과 소성가공 공정 분석 및 평가 방법에 관한 것이다.
소재의 소성변형 불안정성은, 소성변형의 증가에 따라 유동 응력 또는 유효 응력의 감소에 의하여 발생할 수 있으며, 예를 들면, 전위와 용질 원자 사이의 동적 상호 작용으로 인한 동적 변형 시효(DSA, Dynamic Strain Aging) 또는 고 유동 응력 저 열용량 재료의 소성가공에 의해 발생될 수 있다.
상온 이상의 특정 온도 구간에서 강을 인장 시험하면 소성 구간에서 요동하는 톱니모양(serration)이 발생할 수 있고, 인장강도의 증가 또는 인성(toughness)의 감소가 발생할 수 있다. 온간 상태 (500-800℃)의 티타늄 및 그 합금(예, Ti-6Al-4V)의 압축 시험에서 급격한 유동 응력의 감소가 발생할 수 있다.
기존에는 DSA 또는 과도한 유동 응력 감소가 유발되는 소재의 복잡한 소성변형 거동의 분석은 정성적인 접근(qualitative approach)이 대다수이다.
본 발명은, DSA 또는 과도한 유동 응력 감소가 유발되는 소재의 복잡한 소성변형 거동을 분석하기 위해 정량적인 접근(quantitative approach)을 위한 불안정성 인덱스(instability index)를 이용할 수 있다.
상기 불안정성 인덱스는 소성가공중 유동 응력 (재료) 또는 유효 응력 (공정)에 기인하는 소성가공 공정의 불안정성의 분석 및 평가 목적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 소성가공 공정 분석 및 평가 방법은, 시편을 소성가공 시험기에 로딩하는 로딩 단계, 시편을 소성가공 공정하는 공정 단계, 공정 단계의 데이터를 이용하여 상기 공정의 불안정성을 분석 및 평가하는 분석 및 평가 단계를 포함할 수 있고,
분석 및 평가 단계에는 상기 소성가공 공정에서 기인하는 소성변형 불안정성, 또는 상기 시편에서 기인하는 소성변형 불안정성을 나타내는 불안정성 인덱스(instability index)가 이용될 수 있다.
온도의 증가에 따라 유동 응력은 전반적으로 감소하는 경향일 수 있고, 국소적으로 증가하는 구간을 가질 수 있고, DSA도 국소적 증가의 원인이 될 수 있다.
온도 및 변형 경화(strain hardening)에 따른 유동 응력 거동은 3가지 패턴 유형으로 분류될 수 있고, 각각의 패턴 유형은 온도에 따라 유동 응력이 감소, 정지하거나 증가, 급격하게 감소할 수 있다.
시편의 유동 응력 거동은 특정 스트로크의 전 및 후에 서로 다른 불안정성 경향을 가지는 제1 스트로크 구간 및 제2 스트로크 구간으로 분별될 수 있다.
금속 성형 공정중 소재의 불안정성 또는 변형률 균일도를 정량적으로 분석하기 위해 불안정성 인덱스가 도입될 수 있다.
불안정성 인덱스는, DSA, 급격한 연화를 포함하는 거시적 거동의 변형 불안정성을 분석하는 것 뿐 아니라, 소성가공 공정 중 유동 거동 및 거시 반응 간의 관계 또는 공정의 불안정성을 설명하기 위한 정량적인 척도로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 시편 온도의 유동 응력에 대한 영향에 대한 설명도이다.
도 2는 본 발명의 압축 시험의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 3가지 패턴 유형에 대한 불안정성 인덱스 전파의 설명도이다.
도 4는 본 발명의 불안정성 인덱스의 설명도이다.
도 5는 도 4의 초기 일부 구간의 설명도이다.
도 6은 본 발명의 제1 스트로크 구간 및 제2 스트로크 구간의 설명도이다.
도 7은 본 발명의 온도 변화에 따른 응력-변형률 선도이다.
도 8은 본 발명의 변형 경화 속도-변형률 선도이다.
본 발명의 불안정성 인덱스는, 금속 성형중 발생하는 소성변형 불안정 현상을 분석 및 평가하는데 기여할 수 있다. 따라서, 소성변형 불안정 현상은 소재 실험 및 소성공정의 결합에 의해 야기될 수 있다.
일반적인 금속 소재는 온도의 상승에 따라 기계적 강도가 감소할 수 있으나, 동적 변형 시효(DSA, Dynamic Strain Aging) 현상은, 온도가 상승함에 따라 오히려 기계적 강도가 증가하는 것일 수 있다.
냉간 단조 공정 또는 제품에 대한 온도의 영향을 측정하기 위해, 소성가공 시험기(200)로 시편(100)을 냉간 단조 압축 시험하는 동안, 써모커플(300)(thermocouple)을 이용하여 시편(100)의 온도를 측정할 수 있고, 온도 변화에 따른 유동 응력의 변동 데이터를 얻을 수 있다.
본 발명은 시편(100)의 소성변형 거동을 분석하기 위한 것일 수 있고, 일 실시 예로, 시편(100)의 업세팅 실험(upsetting test)을 위한 소성가공 시험기(200), 시편(100)의 온도를 측정하기 위한 써모커플(300)을 포함할 수 있다.
시편(100)은 강(steel)을 포함하는 금속일 수 있고, 예를 들어, 시편(100)은 AISI 1025, SUS404C, SUS304, S35C, TWIP강(TWinning-Induced Plasticity steel), 또는 TRIP강(TRansformation Induced Plasticity steel)을 포함할 수 있다.
소성가공 시험기(200)는 시편(100)의 자동 다단계 냉간 단조(automatic multi-stage cold forging)를 위한 것일 수 있고, 써모커플(300)은 시편(100)의 중앙 위치인 중간 평면(120)(mid-plane)에 용접될 수 있다.
온도에 대한 유동 응력 데이터는, 유동 응력에 대한 DSA 거동의 영향을 분석하기 위해 다양한 샘플링 온도의 데이터가 수집될 수 있다. 예를 들어, 샘플링 온도 20도, 100도, 200도, 300도, 400도, 500도, 또는 600도에서 수집될 수 있다.
온도의 증가에 따라 유동 응력은 전반적으로 감소하는 경향일 수 있고, 국소적 증가하는 구간을 가질 수 있다. 국소적 증가 구간을 DSA 유동 응력 언덕(DSA flow stress hill)이라 할 수 있고, 국소적 증가 구간의 양 끝단은 극점을 포함할 수 있다.
극점은 제1 극점 및 제2 극점을 포함할 수 있고, 제1 극점은 제2 극점보다 낮은 온도일 수 있고, 제2 극점은 제1 극점보다 높은 응력을 가질 수 있다. 따라서, 유동 응력은, 온도의 증가에 따라 감소하다가 제1 극점에서 제2 극점까지 증가한 후, 제2 극점에서부터 다시 감소할 수 있다.
온도 변화에 따른 유동 응력 거동 분석은 선택된 변형률 속도(strain rate)에서 수행될 수 있다. 선택된 변형률 속도 범위에는 예를 들어, 1/s, 5/s, 10/s, 20/s이 포함될 수 있다. 국소 극점의 온도는 변형률(strain)보다는 변형률 속도 및 온도에 더 의존적일 수 있다. 특정 변형률 속도에 대하여, 변형률 범위에서의 온도에 대한 유동 응력 곡선을 표시할 수 있고, 변형률 범위에는 0.01, 0.03, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5이 포함될 수 있다.
온도 및 변형 경화(strain hardening)에 따른 유동 응력 거동은 3가지 패턴 유형으로 분류될 수 있다. 3가지 패턴은, 온도 증가에 따른 유동 응력이 각각 감소, 정지하거나 증가, 급격하게 감소하는 경우에 해당할 수 있다. 즉, 3가지 패턴 유형은 제1 패턴 유형(P1), 제2 패턴 유형(P2), 또는 제3 패턴 유형(P3)을 포함할 수 있다.
제1 패턴 유형(P1)은, 온도 증가에 따라 유동 응력이 감소할 수 있고, 온도 20도, 100도, 또는 400도에서 나타날 수 있으며, 낮은 변형률에서 더 큰 변형률 경화가 발생할 수 있다. 변형률 경화(strain hardening)는 소성변형으로 금속이나 고분자가 경화되는 현상일 수 있다.
제2 패턴 유형(P2)은, 온도 증가에 따라 유동 응력이 거의 고정된 값을 유지하거나, 약간 증가할 수 있고, 온도 200도 및 300도에서 나타날 수 있다.
제3 패턴 유형(P3)은, 온도 증가에 따라 유동 응력이 급격하게 감소할 수 있고, 온도 500도에서 나타날 수 있다. 특정 변형률, 예를 들어 0.03에서 더 급격하게 감소할 수 있다.
금속 성형 공정중 소재의 불안정성 또는 변형률 균일도를 정량적으로 분석하기 위해 불안정성 인덱스(χ, instability index)가 정의될 수 있다. 불안정성 인덱스는 다음의 [수학식 1]로 주어질 수 있다.
Figure 112021116782125-pat00001
Figure 112021116782125-pat00002
는 불안정성 인덱스일 수 있고,
Figure 112021116782125-pat00003
는 변형률(strain)일 수 있으며,
Figure 112021116782125-pat00004
는 유효 변형률(effective strain)일 수 있다.
Figure 112021116782125-pat00005
는 유효 변형률 속도일 수 있고, 유효 변형률 속도는 유효 변형률의 시간에 대한 변화율일 수 있다.
Figure 112021116782125-pat00006
는 유동 응력일 수 있고,
Figure 112021116782125-pat00007
는 유효 응력일 수 있다.
Figure 112021116782125-pat00008
는 물질 미분(material derivative)일 수 있으며, 물질 미분은 재료 시험 또는 소성가공 공정 중 질점에서 단위 유효 변형률 증가에 대한 유동 응력이 의존하는 모든 파라미터에 의한 유효응력의 증가분의 전체 합일 수 있다.
Figure 112021116782125-pat00009
은 정규화 불안정성 상수일 수 있고, 예를 들어 1로 고정될 수 있다.
Figure 112021116782125-pat00010
즉, 유효 응력과 유효 변형률 속도의 곱을 응력 파워(stress power)라 할 수 있고, 정규화 불안정성 상수의 차원은 응력 파워와 동일할 수 있으며, 불안정성 인덱스는 유효 응력과 동일한 차원 또는 단위를 가질 수 있다.
불안정성 인덱스의 부호는, 유효 응력의 미분에 의존할 수 있고, 불안정성 인덱스의 부호는 업세팅 공정중 소재의 불안정성 또는 변형률 균일도를 결정할 수 있다.
불안정성 인덱스가 양의 값으로 증가할수록 변형률 균일도는 더 증가할 수 있고, 불안정성 인덱스가 음의 값으로 감소할수록 변형률 균일도는 더 감소할 수 있으며, 즉 불안정도는 더 증가할 수 있다.
시편(100)에 대한 압축 테스트의 경우, 압축 테스트중 시편(100)에 대한 불안정성 인덱스를 계산할 수 있고, 각 패턴 유형의 대표 온도를 선정하여 비교할 수 있다. 예를 들어, 각 패턴 유형의 대표 온도는 각각 100도, 300도, 500도일 수 있고, 모두 변형률 속도 5/s에서 수행될 수 있다.
특정 스트로크(stroke)의 전 및 후에 서로 다른 불안정성 경향이 나타날 수 있기에, 특정 스트로크를 기준으로, 2개의 다른 불안정성 인덱스 스케일로 구분될 수 있다. 특정 스트로크는, 예를 들어 1.0mm일 수 있다. 1.0mm 스트로크보다 작은 스트로크 구간을 제1 스트로크 구간(S1), 1.0mm 스트로크보다 큰 스트로크 구간을 제2 스트로크 구간(S2)이라 할 수 있다.
제1 스트로크 구간(S1)에서, 제2 패턴 유형(P2)은 다른 패턴 유형에 비해 배럴링(barreling)이 더 빨리 시작될 수 있다. 제3 패턴 유형(P3)은 다른 패턴 유형에 비해 배럴링이 지연될 수 있고, 이러한 지연된 배럴링은 변형률 균질성을 증가시킬 수 있다.
제2 스트로크 구간(S2)은 제1 스트로크 구간(S1)과는 다른 불안정성 인덱스의 경향 또는 전파가 나타날 수 있다. 제1 패턴 유형(P1) 및 제2 패턴 유형(P2)은 제3 패턴 유형(P3)에 비해서 더 안정적일 수 있고, 특히 제2 패턴 유형(P2)이 가장 안정적일 수 있다. 제3 패턴 유형(P3)은 다른 유형에 비해서 배럴링이 더 빨리 나타날 수 있고, 시편(100)의 중앙에서 더 큰 음의 값을 가질 수 있다. 제1 스트로크 구간(S1) 및 제2 스트로크 구간(S2)에서 불안정성 인덱스가 클수록 (양의 값) 더 안정함을 의미할 수 있고, 불안정성 인덱스가 음수로써 그 절대값이 클수록 더 불안정함을 의미할 수 있다.
스트로크 또는 변위(displacement)에 대한 불안정성 인덱스를 나타낼 수 있다.
제1 스트로크 구간(S1)에서, 제3 유형 패턴은 다른 패턴 유형과는 확연히 다른 경향을 보일 수 있고, 이는 매우 높은 변형률 경화에 기인한 것일 수 있으며, 상대적으로 높은 변형률 균일도를 가질 수 있다.
제2 유형 패턴의 초기의 불안정성 인덱스의 급증은 업세팅 하중의 가파른 증가를 야기할 수 있다. 이는 향상된 변형 균질성으로 인한 접촉 인터페이스가 증가했기 때문일 수 있다.
변형률 1.5 근방에서, 제3 유형 패턴의 업세팅 하중은 상대적으로 작게 증가할 수 있고, 불안정성 인덱스는 가파르게 감소할 수 있다. 이는 거시적 DSA 및 변형 불안정성의 결과일 수 있다.
따라서, 불안정성 인덱스는, DSA, 급격한 연화를 포함하는 거시적 거동의 변형 불안정성을 분석하는 것 뿐 아니라, 유동 거동 및 거시 반응간의 관계를 설명하기 위한 정량적인 척도로 사용될 수 있다.
100... 시편 120... 중간 평면
200... 소성가공 시험기 300... 써모커플
P1... 제1 패턴 유형 P2... 제2 패턴 유형
P3... 제3 패턴 유형 S1... 제1 스트로크 구간
S2... 제2 스트로크 구간

Claims (10)

  1. 시편을 소성가공 시험기에 로딩하는 로딩 단계;
    상기 시편을 소성가공 공정하는 공정 단계;
    상기 공정 단계의 데이터를 이용하여 상기 공정의 불안정성을 분석 및 평가하는 분석 및 평가 단계; 를 포함하고,
    상기 분석 및 평가 단계에는 상기 소성가공 공정에서 기인하는 소성변형 불안정성, 또는 상기 시편에서 기인하는 소성변형 불안정성을 나타내는 불안정성 인덱스(instability index)가 이용되는 소성가공 공정 분석 및 평가 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 불안정성 인덱스의 부호는 유효 유동 응력(effective flow stress)을 유효 변형률(effective strain)에 대해 물질 미분(material derivative)한 값에 의해 결정되고,
    상기 물질 미분은 재료 시험 또는 소성가공 공정 중 질점에서 단위 유효 변형률 증가에 대한 유동 응력이 의존하는 모든 파라미터에 의한 유효 응력의 증가분의 전체 합이며,
    상기 불안정성 인덱스가 더 큰 양의 값으로 증가할수록, 상기 시편의 소성변형은 더 안정적이고,
    상기 불안정성 인덱스가 더 작은 음의 값으로 감소할수록, 상기 시편의 소성변형은 더 불안정적인 소성가공 공정 분석 및 평가 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 불안정성 인덱스인
    Figure 112021116782125-pat00011
    는 다음의 식으로 주어지고,
    Figure 112021116782125-pat00012

    Figure 112021116782125-pat00013
    는 변형률이며,
    Figure 112021116782125-pat00014
    는 유효 변형률이고,
    Figure 112021116782125-pat00015
    는 유효 변형률 속도(effective strain rate)이며, 유효 변형률 속도는 유효 변형률의 시간에 대한 변화율이고,
    Figure 112021116782125-pat00016
    는 유동 응력이며,
    Figure 112021116782125-pat00017
    는 유효 유동 응력이고,
    Figure 112021116782125-pat00018
    는 물질 미분(material derivative)이며, 상기 물질 미분은 재료 시험 또는 소성가공 공정 중 질점에서 단위 유효 변형률 증가에 대한 유동 응력이 의존하는 모든 파라미터에 의한 유효 응력의 증가분의 전체 합이며,
    Figure 112021116782125-pat00019
    은 정규화 불안정성 상수이고,
    Figure 112021116782125-pat00020
    은 상기 유효 응력과 유효 변형률 속도의 곱으로 응력 파워(stress power)이며,
    상기 정규화 불안정성 상수의 차원은 상기 응력 파워와 동일한 소성가공 공정 분석 및 평가 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 분석 및 평가 단계에서, 상기 시편의 유동 응력-온도 선도가 이용되고,
    상기 시편의 온도 또는 변형 경화(strain hardening)에 대한 상기 시편의 유동 응력 거동은 세가지 패턴 유형으로 분별되며,
    상기 세가지 패턴 유형은 제1 패턴 유형, 제2 패턴 유형, 제3 패턴 유형을 포함하고,
    상기 제1 패턴 유형은 상기 시편의 온도 증가에 따라 유동 응력이 감소하며,
    상기 제2 패턴 유형은 상기 시편의 온도 증가에 따라 유동 응력이 거의 유지되거나 증가하고,
    상기 제3 패턴 유형은 상기 시편의 온도 증가에 따라 유동 응력이 상기 제1 패턴 유형에 비해서 급격하게 감소하는 소성가공 공정 분석 및 평가 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 응력-온도 선도의 온도 범위는 0도에서 600도 사이인 경우,
    상기 제1 패턴 유형은, 온도 20도, 100도, 또는 400도에서 나타나고, 더 낮은 변형률에서 더 큰 변형률 경화(strain hardening)가 발생하며, 상기 변형률 경화는 상기 소성변형시 시편의 강도가 상승하는 것이고,
    상기 제2 패턴 유형은 온도 200도 및 300도에서 나타나며,
    상기 제3 패턴 유형은 온도 500도에서 나타나고,
    상기 응력-온도 선도는 변형률 범위 0.01에서 0.5중, 0.03에서 가장 급격하게 감소하는 유동 응력과 소성가공 공정 분석 및 평가 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 공정 단계에는, 상기 소성가공 시험기의 스트로크(stroke)의 변화에 따른 상기 불안정성 인덱스의 전파를 상기 시편 상에 표시하는 스트로크 단계가 포함되고,
    상기 스트로크 단계에서, 상기 시편의 유동 응력 거동은, 설정 스트로크를 기준으로 상기 설정 스트로크 이전인 제1 스트로크 구간 및 상기 설정 스트로크 이후인 제2 스트로크 구간으로 분별되며,
    상기 제1 스트로크 구간 및 제2 스트로크 구간은 서로 다른 상기 불안정성 인덱스 경향을 가지는 유동 응력과 소성가공 공정 분석 및 평가 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 공정 단계에는, 상기 소성가공 시험기의 스트로크(stroke)의 변화에 따른 상기 불안정성 인덱스의 전파를 상기 시편 상에 표시하는 스트로크 단계가 포함되고,
    상기 스트로크 단계에서, 상기 시편의 유동 응력 거동은, 소정의 스트로크를 기준으로 상기 소정의 스트로크 이전인 제1 스트로크 구간, 및 상기 소정의 스트로크 이후인 제2 스트로크 구간으로 분별되며, 상기 제1 스트로크 구간 및 제2 스트로크 구간은 서로 다른 상기 불안정성 인덱스 경향을 가지고,
    상기 시편의 온도 또는 변형 경화(strain hardening)에 대한 상기 시편의 유동 응력 거동은 세가지 패턴 유형으로 분별되며,
    상기 세가지 패턴 유형은, 상기 시편의 온도 증가에 따라, 유동 응력이 감소하는 제1 패턴 유형, 유동 응력이 거의 유지되거나 증가하는 제2 패턴 유형, 및 유동 응력이 상기 제1 패턴 유형에 비해서 급격하게 감소하는 제3 패턴 유형을 포함하고,
    상기 제1 스트로크 구간에서, 상기 제2 패턴 유형은 다른 패턴 유형에 비해 배럴링(barreling)이 더 빠르게 시작되고, 상기 제3 패턴 유형은 다른 패턴 유형에 비해 배럴링이 지연되는 소성가공 공정 분석 및 평가 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 공정 단계에는, 상기 소성가공 시험기의 스트로크(stroke)의 변화에 따른 상기 불안정성 인덱스의 전파를 상기 시편 상에 표시하는 스트로크 단계가 포함되고,
    상기 스트로크 단계에서, 상기 시편의 유동 응력 거동은, 소정의 스트로크를 기준으로 상기 소정의 스트로크 이전인 제1 스트로크 구간, 및 상기 소정의 스트로크 이후인 제2 스트로크 구간으로 분별되며, 상기 제1 스트로크 구간 및 제2 스트로크 구간은 서로 다른 상기 불안정성 인덱스 경향을 가지고,
    상기 시편의 온도 또는 변형 경화(strain hardening)에 대한 상기 시편의 유동 응력 거동은 세가지 패턴 유형으로 분별되며,
    상기 세가지 패턴 유형은, 상기 시편의 온도 증가에 따라, 유동 응력이 감소하는 제1 패턴 유형, 유동 응력이 거의 유지되거나 증가하는 제2 패턴 유형, 및 유동 응력이 상기 제1 패턴 유형에 비해서 급격하게 감소하는 제3 패턴 유형을 포함하고,
    상기 제2 스트로크 구간은, 상기 제2 패턴 유형, 제1 패턴 유형, 및 제3 패턴 유형의 순서로 상기 불안정성 인덱스가 높고, 상기 제3 패턴 유형은 다른 패턴 유형에 비해서 배럴링이 더 빠르게 나타나는 소성가공 공정 분석 및 평가 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 분석 및 평가 단계에서, 상기 시편의 불안정성 인덱스-스트로크(stroke) 선도가 이용되고,
    상기 불안정성 인덱스-스트로크(stroke) 선도는 스트로크의 증감에 따른 불안정성 인덱스의 변화를 나타내며,
    초기 스트로크에서 상기 불안정성 인덱스는 급격하게 증가하고, 상기 급격한 증가후 상기 불안정성 인덱스는, 상기 스트로크의 증가에 따라 점차적으로 감소하는 소성가공 공정 분석 및 평가 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 분석 및 평가 단계에서, 상기 시편의 불안정성 인덱스-스트로크(stroke) 선도가 이용되고,
    상기 불안정성 인덱스-스트로크(stroke) 선도는 스트로크의 증감에 따른 불안정성 인덱스의 변화를 나타내며,
    상기 분석 및 평가 단계에서, 상기 시편의 유동 응력 거동은, 소정의 스트로크를 기준으로 상기 소정의 스트로크 이전인 제1 스트로크 구간, 및 상기 소정의 스트로크 이후인 제2 스트로크 구간으로 분별되며, 상기 제1 스트로크 구간 및 제2 스트로크 구간은 서로 다른 상기 불안정성 인덱스 경향을 가지고,
    상기 시편의 온도 또는 변형 경화(strain hardening)에 대한 상기 시편의 유동 응력 거동은 세가지 패턴 유형으로 분별되며,
    상기 세가지 패턴 유형은, 상기 시편의 온도 증가에 따라, 유동 응력이 감소하는 제1 패턴 유형, 유동 응력이 거의 유지되거나 증가하는 제2 패턴 유형, 및 유동 응력이 상기 제1 패턴 유형에 비해서 급격하게 감소하는 제3 패턴 유형을 포함하고,
    상기 제1 스트로크 구간에서, 상기 제3 유형 패턴은 다른 유형 패턴에 비해 상기 불안정성 인덱스가 높고,
    상기 제2 스트로크 구간의 초기에서, 상기 제3 유형 패턴은 다른 패턴 유형에 비해 낮은 상기 불안정성 인덱스를 가지는 소성가공 공정 분석 및 평가 방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013149599A1 (zh) 2012-04-05 2013-10-10 中国科学院武汉岩土力学研究所 基于流变应力恢复原理的深部软岩地应力测试方法和装置
JP2014074640A (ja) 2012-10-04 2014-04-24 Rikkyo Gakuin セルロースハイドロゲルの応力歪関係を取得する方法
JP2020046184A (ja) 2018-09-14 2020-03-26 Ｊｆｅスチール株式会社 応力−ひずみ関係推定方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4369545B2 (ja) * 1998-11-30 2009-11-25 新日本製鐵株式会社 ひずみ速度依存性に優れたフェライト系薄鋼板およびそれを用いた自動車
KR20030017151A (ko) * 2001-08-24 2003-03-03 재단법인 포항산업과학연구원 단열공동에 부착된 스트레인 게이지를 이용한 유동 벽전단응력 측정 센서
KR102134184B1 (ko) * 2018-11-30 2020-07-15 한국생산기술연구원 Ti-6Al-4V 합금의 유동 응력 예측방법 및 그 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013149599A1 (zh) 2012-04-05 2013-10-10 中国科学院武汉岩土力学研究所 基于流变应力恢复原理的深部软岩地应力测试方法和装置
JP2014074640A (ja) 2012-10-04 2014-04-24 Rikkyo Gakuin セルロースハイドロゲルの応力歪関係を取得する方法
JP2020046184A (ja) 2018-09-14 2020-03-26 Ｊｆｅスチール株式会社 応力−ひずみ関係推定方法

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