KR102568661B1 - 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치 및 방법 - Google Patents
판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 디지털 이미지 해석 기법을 통해 인장 시험 시 재료의 폭 방향, 축 방향, 두께 방향의 변형률 성분과 폭 방향 및 두께 방향에 대한 인장 시편의 감소를 고려하여 수행한 인장 시험에 상응하는 방향에 더하여 수직 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 한 번의 인장시험을 진행하여 수행한 인장 시험에 상응하는 방향에 더하여 수직한 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득할 수 있다.
Description
본 발명은 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 판상형 재료의 인장시험 시 일정 시간마다 시편 표면의 사진을 찍어 해당 연속적인 이미지를 통해 폭 방향, 축 방향, 두께 방향의 변형률 성분을 획득하고, 각 방향의 변형률 성분과 폭 방향 및 두께 방향에 대한 인장 시편의 감소를 고려하여 인장 방향의 소성변형비에 더하여 인장 방향에 수직 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이방성 계수(Anisotropic coefficient), 알 값(R value), 랜크포드 계수(Lankford coefficient)라고도 불리우는 소성변형비(Plastic strain ratio)는 기계공학 및 재료공학 분야에서 재료의 기계적 이방성을 나타내는 대표적인 지표이다. 높은 소성변형비를 가지는 재료는 전반적으로 우수한 성형성을 가지므로, 소성변형비를 이용하여 굽힘성(bendability), 딥 드로잉성(deep drawability), 두께 저항성(thinning resistance) 등을 평가할 수 있다. 또한, 소성변형비는 판재 성형과 같은 이방성 해석 시뮬레이션에서도 필수적인 입력 파라미터로 작용한다. 판재의 인장시험을 통해 소성변형비를 얻는 방법은 국제 표준으로 제정되어 있고, 국제 표준에 명시되어있는 방법을 통해 신뢰성 있는 결과를 획득할 수 있다. 하지만 국제 표준을 통한 방법의 경우, 구하고자 하는 방향의 소성변형비를 모두 수행해야 한다는 많은 시간과 노력이 필요한 번거로움이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디지털 이미지 해석 기법을 통해 인장 시험 시 재료의 폭 방향, 축 방향, 두께 방향의 변형률 성분과 폭 방향 및 두께 방향에 대한 인장 시편의 감소를 고려하여 수행한 인장 시험에 상응하는 방향에 더하여 수직 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치 및 방법이 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치는, 표면에 사전에 설정된 패턴이 형성된 인장 시편의 인장 시험시 상기 인장 시편의 표면 이미지를 획득하는 촬영부, 사전에 설정된 디지털 이미지 해석 기법을 사용하여 상기 촬영부에 의해 획득한 이미지로부터 상기 인장 시편의 사전에 설정된 폭 방향, 축 방향 및 두께 방향의 변형률 성분을 획득하고, 획득한 상기 인장 시편의 상기 폭 방향 및 두께 방향의 변형률 성분으로부터 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 계산하며, 획득한 상기 인장 시편의 상기 폭 방향, 축 방향 및 두께 방향의 변형률 성분과 측정한 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 이용하여 인장 시험이 수행된 방향의 수직한 방향으로의 상기 인장 시편의 인장 시 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 계산하여 상기 인장 시편의 상기 수직한 방향으로 인장 시의 소성 변형비를 획득하는 측정부를 포함할 수 있다.
더하여, 본 발명의 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 방법은, 인장 시편의 표면에 사전에 설정된 패턴을 형성하는 제1 단계, 촬영부가 인장 시험 중 상기 인장 시편의 연속된 표면 이미지를 획득하는 제2 단계, 측정부가 획득한 표면 이미지로부터 상기 인장 시편의 사전에 설정된 폭 방향, 축방향 및 두께 방향의 변형률 성분을 획득하는 제3 단계, 상기 측정부가 획득한 상기 인장 시편의 상기 폭 방향 및 두께 방향의 변형률 성분으로부터 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 계산하는 제4 단계, 상기 측정부가 획득한 상기 인장 시편의 상기 폭 방향, 축 방향 및 두께 방향의 변형률 성분과 측정한 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 이용하여 인장 시험이 수행된 방향의 수직한 방향으로의 상기 인장 시편의 인장 시 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 계산하여 상기 인장 시편의 상기 수직한 방향으로 인장 시의 소성 변형비를 획득하는 제5 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 한 번의 인장시험을 진행하여 수행한 인장 시험에 상응하는 방향에 더하여 수직한 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 방법의 개략적인 플로우챠트이다.
도 3은 판재의 인장시험이 수행되는 인장 시편과 인장 시편의 디지털 이미지를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4f는 판재의 인장시험이 수행되는 인장 시편의 강종들에 대한 진응력-진변형률 곡선(True stress-strain curve)을 나타내는 그래프이다.
도 5a 내지 도 5l은 본 발명의 일 실시예에 따른 강종들의 인장시험을 수행한 인장시편에 대한 폭 방향및 두께 방향 단면 감소와 인장시험을 수행한 인장시편에 수직한 방향으로 인장시험을 수행한 인장시편에 대한 폭 방향 및 두께 방향 단면 감소를 나타낸 그래프들이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 소성변형 구간에서의 강종들의 폭 방향 및 두께 방향 단면 감소의 관계를 나타낸 그래프들이다.
도 7은 강종별로 종래의 시험 결과와 본 발명의 일 실시예에 따라 획득한 소성 변형비를 비교하는 그래프이다.
도 8은 도 1에 도시된 장치 중 일부가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 방법의 개략적인 플로우챠트이다.
도 3은 판재의 인장시험이 수행되는 인장 시편과 인장 시편의 디지털 이미지를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4f는 판재의 인장시험이 수행되는 인장 시편의 강종들에 대한 진응력-진변형률 곡선(True stress-strain curve)을 나타내는 그래프이다.
도 5a 내지 도 5l은 본 발명의 일 실시예에 따른 강종들의 인장시험을 수행한 인장시편에 대한 폭 방향및 두께 방향 단면 감소와 인장시험을 수행한 인장시편에 수직한 방향으로 인장시험을 수행한 인장시편에 대한 폭 방향 및 두께 방향 단면 감소를 나타낸 그래프들이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 소성변형 구간에서의 강종들의 폭 방향 및 두께 방향 단면 감소의 관계를 나타낸 그래프들이다.
도 7은 강종별로 종래의 시험 결과와 본 발명의 일 실시예에 따라 획득한 소성 변형비를 비교하는 그래프이다.
도 8은 도 1에 도시된 장치 중 일부가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 방법의 개략적인 플로우챠트이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치(100)는 촬영부(110), 측정부(120)를 포함할 수 있으며, 디스플레이(130)를 더 포함할 수 있다.
디지털 이미지 해석 기법은 시편이 변형되지 않은 상태의 초기 이미지(Reference image)와 변형된 상태의 이미지(Deformed images) 사이의 상관관계를 이용한 기법이다. 이 방법은 최근 인장시험을 비롯한 여러 분야에서 물체 표면의 변위 및 변형률을 측정하기 위한 시각적 분석 방법으로 널리 사용되고 있다. 이 방법은 재료의 표면 전체에 흰색 스프레이를 도포하고 검은색 스프레이를 통해 반점 형태를 만드는 방법과 같이 재료 표면에 패턴을 만든다. 검은색 반점을 통해 초기 변형되지 않은 이미지의 사각형의 픽셀 집합을 만들고, 변형된 이미지에서 초기 이미지와 가장 유사한 패턴을 가지는 픽셀 집합을 찾아서 표면의 변위 및 변형률을 결정할 수 있다.
먼저, 상술한 바와 같이 인장 시편(A)의 표면에는 사전에 설정된 패턴이 형성될 수 있다(S10). 인장 시편(A)의 표면에 상기 패턴을 형성하는 방법으로는 이미지 측정방법과 이미지 배율에 따라 검은색 스프레이로 도포하여 패턴을 형성하는 방법, 표면을 에칭하여 재료 고유의 대조를 이용해 패턴을 형성하는 방법, 기계연마를 통해 스크래치 형태의 패턴을 형성하는 방법, 및 물리기상증착 또는 스퍼터링 장비를 이용해 입자의 형태로 패턴을 형성하는 방법 등 다양한 방법으로 인장시편에 패턴을 형성하게 된다. 패턴의 크기와 모양을 고려해 어느 한 방법으로 패턴을 형성할 수 있지만, 디지털 이미지 해석 기법에서 인식할 수 있는 패턴을 형성한다면 위 방법들에 한정되지는 않는다.
촬영부(110)는 인장 시험시 인장 시편(A)의 표면 이미지를 획득할 수 있으며, 측정부(120)는 획득한 인장 시편(A)의 표면 이미지를 저장할 수 있다(S20).
촬영부(110)는 원하는 이미지 배율과 패턴의 크기에 따라 디지털 카메라, 고속 카메라, 광학 현미경, 주사전자현미경 및 원자현미경 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 일정 시간 간격마다 같은 시점의 연속적인 이미지 시리즈를 획득할 수 있다. 도 3은 판재의 인장시험이 수행되는 인장 시편과 인장 시편의 디지털 이미지를 나타내는 도면이다.
촬영부(110)에 의해 획득된 인장 시편(A)의 표면 이미지 및 이의 디지털 이미지는 도 3과 같을 수 있다.
측정부(120)는 디지털 이미지 해석 기법을 사용하여 촬영부(110)에 의해 획득한 이미지로부터 상기 인장 시편의 사전에 설정된 폭 방향, 축 방향 및 두께 방향의 변형률 성분을 획득하고(S30), 획득한 상기 인장 시편의 상기 폭 방향 및 두께 방향의 변형률 성분으로부터 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 계산하며(S40), 획득한 상기 인장 시편의 상기 폭 방향, 축 방향 및 두께 방향의 변형률 성분과 측정한 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 이용하여 인장 시험이 수행된 방향의 수직한 방향으로의 상기 인장 시편의 인장 시 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 계산하여 상기 인장 시편의 상기 수직한 방향으로 인장 시의 소성 변형비를 획득할 수 있다(S50).
보다 상세하게는, 먼저, 측정부(120)는 획득한 인장 시편(A)의 연속적인 표면 이미지를 분석하여 사전에 설정된 폭 방향, 축 방향, 두께 방향의 변형률 성분을 추출할 수 있다. 상기 폭 방향, 축 방향, 두께 방향 변형률 성분은 네킹 중심의 한 점으로부터 구하는 방법, 네킹 폭 방향으로 여러 개의 지점의 평균으로부터 구하는 방법 등 다양한 방법으로 획득이 가능하며 정확한 각 방향 변형률 성분을 획득할 수 있다면 위 방법들에 한정되지는 않는다.
다음으로, 측정부(120)는 상기 폭방향, 축 방향, 두께 방향의 변형률 성분으로부터 인장 시험이 수행되는 인장 시편(A)의 인장 방향에 수직한 방향으로 인장 시의 폭방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 계산할 수 있다(S40).
인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소값을 구하는 단계(S40)는, 하기의 수식 1로 명시되어 있는 등방성의 경우에 사용하는 식으로부터 인장시험을 수행한 방향에 대한 인장시편의 이방성을 고려하기 위해 하기의 수식 2 및 수식 3과 같이 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소값를 나타내는 계수를 추가하는 과정을 포함한다(S41). 즉 등방성의 경우에 사용하는 식으로부터 단면 감소를 고려하는 계수를 추가해 이방성에 적용할 수 있는 식을 정립하는 것이다.
(수식 1)
(여기서, : RD(압연(Roll Direction)) 방향으로 인장 시 축 방향 변형률 성분, : RD 방향으로 인장 시 폭 방향 변형률 성분, : RD 방향으로 인장 시 두께 방향 변형률 성분)
(수식 2)
(여기서, : RD 방향으로 인장 시 폭 방향 감소를 고려한 계수)
(수식 3)
(여기서, : RD 방향으로 인장 시 두께 방향 감소를 고려한 계수)
이러한 상기 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소를 구하는 단계는, 상기한 수식 2 및 수식 3의 경우와 마찬가지로 수행한 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시에 대한 인장시편의 이방성을 고려할 수 있으므로, 하기의 수식 4 및 수식 5와 같이 등방성의 경우에 사용하는 식으로부터 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소를 나타내는 계수를 추가하는 과정을 포함한다.
(수식 4)
(여기서, : 90 RD o 방향(인장 방향의 수직한 방향)으로 인장 시 축 방향 변형률 성분, : 90 RD o 방향으로 인장 시 폭 방향 감소를 고려한 계수, : 90 RD o 방향으로 인장 시 폭 방향 변형률 성분)
(수식 5)
(여기서,: 90 RD o 방향으로 인장 시 두께 방향 변형률 성분, : 90 RD o 방향으로 인장 시 두께 방향 감소를 고려한 계수)
이러한 상기 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소를 구하는 단계는, 상기한 수식 2 내지 수식 5 로부터 하기의 수식 6 내지 수식 8과 같이 구한 폭 방향 및 두께 방향을 고려한 계수를 이용하여 인장시험을 수행한 방향에 대한 변형률 성분으로부터 수행한 인장시편에 수직한 방향으로 인장시험을 수행했을 때의 변형률 성분을 구하는 과정을 포함한다.
(수식 6)
(수식 7)
(수식 8)
이러한 상기 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 구하는 단계는, 수식 2와 수식 6으로부터 가 성립하는 것을 도출하는 과정을 포함한다. 즉, 상기한 수식 6 내지 수식 8에 명시된 바의 역으로 하기의 수식 9 내지 수식 11과 같이 수행한 인장시편에 수직한 방향으로 인장시험을 수행했을 때의 변형률 성분으로부터 인장시험을 수행한 방향에 대한 변형률 성분을 구하는 과정을 포함한다.
(수식 9)
(수식 10)
(수식 11)
이러한 상기 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소를 구하는 단계는, 하기의 수식 12 및 수식 13으로 명시되어있는 바와 같이 인장시험 도중에 발생하는 소성 변형은 부피 변화가 없다는 사실로부터 상기한 수식 2 및 수식 3에 수식 4 및 수식 5를 대입하여 하기의 수식 14를 도출하는 과정을 포함한다(S42).
(수식 12)
(수식 13)
(수식 14)
이러한 상기 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소를 구하는 단계는, 수식 15를 도출하는 과정을 포함한다.
(수식 15)
이러한 상기 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소를 구하는 단계는, 상기한 수식 14 및 수식 15를 연립하여 하기의 수식 16 및 수식 17과 같이 수행한 인장시편에 수직한 방향의 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 도출할 수 있다(S43).
(수식 16)
(수식 17)
다음으로 상기한 수행한 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 통해 상기한 수식 6 내지 수식 8에 대입하여 수행한 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 변형률 성분을 획득하고 수행한 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 소성변형비를 계산할 수 있다(S50).
계산된 소성 변형비는 디스플레이(130)를 통해 외부에 표시될 수 있다.
(실시 예1)
이와 같은 방법을 통한 본 발명에 따른 수행한 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 소성변형비를 구하는 방법에 대한 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
먼저 인장시험을 위한 판상 인장시편을 준비한다.
준비한 시편의 표면에 흰색 스프레이를 시편 표면 전체에 도포 후 검은색 스프레이를 도포해 반점 형태를 만든다.
준비한 인장시편을 변형률 속도(strain rate) 로 인장시험을 실시함과 동시에 무배율의 두 개의 카메라를 이용하여 2초마다 한 번씩 촬영해 같은 배율의 연속적인 3차원 이미지를 얻었다.
인장시험 도중 얻은 이미지를 ARAMIS 소프트웨어를 이용하여 분석하였다. 본 예시에서는 ARAMIS 소프트웨어를 이용해 네킹 부위에 수평하면서도 폭 전체에 걸쳐 등간격으로 17개의 임의의 지점을 선택해 각 지점에서의 폭 방향, 축 방향, 두께 방향 변형률 성분을 알 수 있었다.
각 지점에서의 폭 방향, 축 방향, 두께 방향 변형률 성분의 평균값을 통해 폭 전체의 균일한 폭 방향, 축 방향, 두께 방향 변형률 성분을 알 수 있었다.
이렇게 얻은 폭 방향, 축 방향, 두께 방향 변형률 성분과 폭 방향 및 두께 방향 변형률 성분으로부터 알 수 있는 인장시험을 수행한 인장시편에 대한 폭 방향 및 두께 방향 단면 감소를 알 수 있었다.
각 방향 별 변형률 성분과 인장시험을 수행한 인장시편에 대한 폭 방향 및 두께 방향 단면 감소로부터 상기한 수식 2 내지 수식 17에 대입해 구한 수행한 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 폭 방향, 축 방향, 두께 방향 변형률 성분으로부터 수행한 인장시편에 수직한 방향으로 인장 시의 소성변형비를 구할 수 있었다.
도 4a 내지 도 4f는 판재의 인장시험이 수행되는 인장 시편의 강종들에 대한 진응력-진변형률 곡선(True stress-strain curve)을 나타내는 그래프이고, 도 5a 내지 도 5l은 본 발명의 일 실시예에 따른 강종들의 인장시험을 수행한 인장시편에 대한 폭 방향및 두께 방향 단면 감소와 인장시험을 수행한 인장시편에 수직한 방향으로 인장시험을 수행한 인장시편에 대한 폭 방향 및 두께 방향 단면 감소를 나타낸 그래프들이며, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 소성변형 구간에서의 강종들의 폭 방향 및 두께 방향 단면 감소의 관계를 나타낸 그래프들이고, 도 7은 강종별로 종래의 시험 결과와 본 발명의 일 실시예에 따라 획득한 소성 변형비를 비교하는 그래프이다.
도 4a 내지 도 4f, 도 5a 내지 도 5l, 도 6a 내지 도 6c 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에서는 응력-변형률 곡선(Stress-strain curve)와 소성변형비가 각각 다른 Dual-phase (DP) steel, Twinning-induced plasticity (TWIP) steel, Low-carbon (LC) steel, AZ31B, Ti-6Al-4V, Al6061-T6에 대해 시행하였으며, 인장시험을 수행한 인장시편에 수직한 방향에 대하여 인장시험을 수행한 후 본 발명의 결과와 종래의 실험 결과가 매우 일치하는 것을 알 수 있었다.
도 8은 도 1에 도시된 장치 중 일부가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시하는 도면이다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
상술한 바와 같이, 본 발명의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 방법에 의하면, 한 번의 인장시험을 진행하여 수행한 인장 시험에 상응하는 방향에 더하여 수직한 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명을 통해 수행한 인장 시험에 상응하는 방향에 더하여 수직 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득함으로써 한 번의 인장 시험을 진행함으로서 기계공학 및 재료공학 분야에서 굽힘성, 딥 드로잉성, 두께 저항성과 같은 성형성을 평가할 수 있는 지표인 소성변형비를 두 가지 방향에 대해 도출할 수 있다. 더하여, 본 발명을 통해 수행한 인장 시험에 상응하는 방향에 더하여 수직 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득함으로써 판재 성형과 같은 이방성 해석 시뮬레이션에서 필수적인 입력 파라미터를 두 가지 방향에 대해 제공할 수 있다.
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.
100: 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치
110: 촬영부
120: 측정부
130: 디스플레이
110: 촬영부
120: 측정부
130: 디스플레이
Claims (8)
- 표면에 사전에 설정된 패턴이 형성된 인장 시편의 인장 시험시 상기 인장 시편의 표면 이미지를 획득하는 촬영부; 및
사전에 설정된 디지털 이미지 해석 기법을 사용하여 상기 촬영부에 의해 획득한 이미지로부터 상기 인장 시편의 사전에 설정된 폭 방향, 축 방향 및 두께 방향의 변형률 성분을 획득하고, 획득한 상기 인장 시편의 상기 폭 방향 및 두께 방향의 변형률 성분으로부터 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 계산하며, 획득한 상기 인장 시편의 상기 폭 방향, 축 방향 및 두께 방향의 변형률 성분과 측정한 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 이용하여 인장 시험이 수행된 방향의 수직한 방향으로의 상기 인장 시편의 인장 시 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 계산하여 상기 인장 시편의 상기 수직한 방향으로 인장 시의 소성 변형비를 획득하는 측정부를 포함하고,
상기 측정부는 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값에 대한 계수를 추가하여 인장 시험을 수행한 방향 및 그에 수직한 방향에 대한 인장 시편의 변형률 성분을 계산하는 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 촬영부는 적어도 디지털 카메라, 고속 카메라, 광학 현미경, 주사전자현미경 및 원자현미경 중 어느 하나인, 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 측정부는 상기 인장 시편의 넥킹 부위의 사전에 설정된 지점에서 상기 폭 방향, 축 방향 및 두께 방향의 변형률 성분을 획득하는, 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 장치.
- 인장 시편의 표면에 사전에 설정된 패턴을 형성하는 제1 단계;
촬영부가 인장 시험 중 상기 인장 시편의 연속된 표면 이미지를 획득하는 제2 단계;
측정부가 획득한 표면 이미지로부터 상기 인장 시편의 사전에 설정된 폭 방향, 축방향 및 두께 방향의 변형률 성분을 획득하는 제3 단계;
상기 측정부가 획득한 상기 인장 시편의 상기 폭 방향 및 두께 방향의 변형률 성분으로부터 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 계산하는 제4 단계; 및
상기 측정부가 획득한 상기 인장 시편의 상기 폭 방향, 축 방향 및 두께 방향의 변형률 성분과 측정한 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 이용하여 인장 시험이 수행된 방향의 수직한 방향으로의 상기 인장 시편의 인장 시 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값을 계산하여 상기 인장 시편의 상기 수직한 방향으로 인장 시의 소성 변형비를 획득하는 제5 단계를 포함하고,
상기 제4 단계는 측정부가 상기 폭 방향 및 두께 방향의 단면 감소 값에 대한 계수를 추가하여 인장 시험을 수행한 방향 및 그에 수직한 방향에 대한 인장 시편의 변형률 성분을 계산하는 단계인 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 방법.
- 제4항에 있어서,
상기 제1 단계는 상기 인장 시편의 표면에 도료를 스프레이로 도포하여 패턴을 형성하는 방법, 상기 인장 시편의 표면을 에칭하는 방법, 기계 연마를 통해 상기 인장 시편의 표면에 스크래치를 형성하는 방법, 물리기상증착 또는 스퍼터링 장비를 이용하여 상기 인장 시편의 표면에 입자를 증착하는 방법 중 적어도 하나의 방법으로 상기 인장 시편의 표면에 패턴을 형성하는 단계인, 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 방법.
- 제4항에 있어서,
상기 제2 단계에서 상기 촬영부는 적어도 디지털 카메라, 고속 카메라, 광학 현미경, 주사전자현미경 및 원자현미경 중 어느 하나인, 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 방법.
- 제4항에 있어서,
상기 제3 단계에서 상기 측정부가 상기 인장 시편의 네킹 중심의 한 점으로또는 네킹 폭 방향으로 여러 개의 지점의 평균으로부터 상기 폭 방향, 축 방향, 두께 방향 변형률 성분을 획득하는, 판재의 인장시험에서 디지털 이미지 해석 기법을 이용하여 인장 방향에 수직하는 방향으로 인장 시의 소성변형비를 획득하는 방법.
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