KR20060070046A - Advanced tensile test for sm570tmc high-strength steel with continuous yielding - Google Patents
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Abstract
본 발명은 SM570TMC 비선형 무항복 강재의 인장력 시험방법에 있어서, SM570TMC 무항복 비선형 강재 인장력의 50% 가력 후 10%까지 Unloading 한 기울기로 탄성계수를 얻는 것을 특징으로 하는 SM570TMC 비선형 무항복 강재의 인장력 시험방법을 요지로 한다. 또한, 바람직하게는 탄성계수 데이터와 일반 강재 탄성계수(2.1×106 kg/㎠)가 동일한지 가설검증을 하여, 동일한 경우에는 강재 탄성계수로 0.2% 오프셋하여 항복강도를 구하고, 그렇지 않은 경우는 실험에 의해 구해진 탄성계수에 의해 0.2% 오프셋시켜 항복강도를 구하는 것을 특징으로 하는 SM570TMC 비선형 무항복 강재의 인장력 시험방법을 요지로 한다. 또한, 실험하고자 하는 소재의 강도와 실험장비의 특성에 따라서 50%가 아닌 임의 %의 하중 가력 후, 10%가 아닌 미끌림이 일어나지 않는 임의 %의 하중까지 Unloading한 기울기가 가설검증에서 일반 강재의 탄성계수와 동일하다는 귀무가설을 만족할 때에는 임의 %의 하중을 50% 대신에 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 SM570TMC 비선형 무항복 강재의 인장력 시험방법을 요지로 한다. The present invention is a tensile strength test method of SM570TMC nonlinear non-breaking steel, characterized in that the elastic modulus is obtained by the slope unloaded up to 10% after 50% force of SM570TMC non-breaking nonlinear steel tensile strength To the point. In addition, it is preferable to test the hypothesis that the elastic modulus data and the general steel modulus of elasticity (2.1 × 106 kg / cm 2) are the same, and if it is the same, the yield strength is obtained by offsetting the steel modulus by 0.2%. The tensile strength test method of SM570TMC nonlinear non-breaking steels is characterized by obtaining a yield strength by offsetting 0.2% by the elastic modulus obtained by. In addition, depending on the strength of the material to be tested and the characteristics of the test equipment, the slope of the unloaded load of any%, not 50%, to any% load without slippage, other than 10%, the elasticity of the general steel in the hypothesis verification. When the null hypothesis of equality is met, the tensile strength test method of SM570TMC non-linearly yielding steels is characterized in that an arbitrary percentage load can be used instead of 50%.
인장시험Tensile test
Description
도 1은 일반 강의 인장실험에서 얻을 수 있는 응력-변형율 선도1 is a stress-strain diagram obtained in a tensile test of a general steel
도 2는 고강도강의 얻을 수 있는 응력-변형율 선도2 is a stress-strain diagram obtainable of high strength steel
도 3은 0.2% offset법3 is 0.2% offset method
도 4는 SM570TMC 12t 응력-변형률도 (전체)4 shows the SM570TMC 12t stress-strain diagram (overall).
도 5는. SM570TMC 12t 응력-변형률도 (확대)5 is. SM570TMC 12t Stress-Strain Diagram (Enlarged)
도 6는 단순반복인장실험 응력-변형도 (반복구간확대)6 is a simple repeated tensile test stress-strain diagram (expansion repeat section)
도 7은 단순반복 인장실험 결과 탄성계수 히스토그램7 is a coefficient of elasticity histogram of simple repeated tensile test results
본 발명은 SM570TMC 비선형 무항복 강재의 개선된 인장실험방법에 관한 것으로서 특히, 실험이 단순하고 간단할 뿐만 아니라 탄성계수, 항복강도, 항복비를 합리적으로 구할 수 있게 하는 SM570TMC 비선형 무항복 강재의 개선된 인장실험방법에 관한 것이다. The present invention relates to an improved method for tensile testing of SM570TMC non-linearly yielding steels. In particular, the present invention relates to an improved tensile test method for SM570TMC non-linearly yielding steels that not only makes the experiment simple and simple, but also allows the ratio of elastic modulus, yield strength, and yield ratio to be rationally obtained. It relates to a tensile test method.
일반적으로 건축물이 고층화·장스팬화 됨에 따라 기둥 부재 단면의 크기와 보 부재의 춤(높이)이 점점 크게 되었다. 그래서 기둥 크기의 증가는 임대면적을 줄이고, 보 춤의 증가는 건축할 수 있는 층수가 줄어들기 때문에, 고층이며 장스팬인 건축물이 경제적으로 불리한 여건에 놓이게 된다. In general, as the structure becomes higher and longer spans, the size of the cross section of the pillar member and the dance (height) of the beam member become larger. Thus, the increase in pillar size reduces the lease area, and the increase in dance reduces the number of floors that can be built, so that high-rise, long-span buildings are economically disadvantageous.
이러한 불리함을 극복하고자 고강도 건축재료들이 개발되었다. 따라서 압축력에 강한 콘크리트는 400kg/㎠ 이상 고강도콘크리트가 일반콘크리트와 함께 현장에서 자연스럽게 사용되고 있다. 인장력에 약한 콘크리트와는 달리 강재는 인장과 압축력에 모두 강하며, 490 MPa 이상 고강도 강재가 개발되어 사용되고 있다.High strength building materials have been developed to overcome this disadvantage. Therefore, high strength concrete of more than 400kg / ㎠ concrete is used in the field with the general concrete is strong compressive force. Unlike concrete, which is weak in tensile strength, steel is strong in both tensile and compressive forces, and high strength steels of more than 490 MPa have been developed and used.
건축 일반구조용 강재는 재료인장실험에서 도 1과 같이 뚜렷한 항복점을 보이는 것이 일반이지만, 강도가 높아질수록 재료인장실험에서 항복점이 뚜렷하게 보이지 않는 도 2와 같이 비선형 곡선을 나타내는 것이 특징이다. 대표적인 강종은 SM570TMC이며, 앞으로 개발되어 생산될 고강도강에서도 무항복 강재의 특성이 발생할 가능성이 높다. SM570TMC의 경우, 소재는 뚜렷한 항복점을 가지고 있지 않는데 반해서 표 1과 같이 기계적인 규격 즉 항복강도 (Fy)의 상항복과 하항복 및 항복비 (YR)를 규제하고 있다. 표 1에서는 PILAC- BT45가 SM570TMC를 말하며, 건축에 사용되는 고성능강재로 개발되어 용접 및 내진성능이 향상된 강재이다. In general, the structural structural steel exhibits a distinct yield point as shown in FIG. 1 in the material tension test, but it is characterized by a nonlinear curve as shown in FIG. 2 in which the yield point is not clearly seen in the material tension test as the strength increases. The representative steel grade is SM570TMC, and the characteristics of non-yielding steels are likely to occur in high strength steels to be developed and produced in the future. In the case of SM570TMC, the material does not have a clear yield point, but the mechanical specifications, namely yield yield (Fy), yield yield and yield yield (YR) are regulated as shown in Table 1. In Table 1, PILAC-BT45 refers to SM570TMC, which is developed as a high-performance steel for construction and has improved welding and seismic performance.
건축 구조물의 초고층 및 대형화로 건축재료도 고강도화 되어 가고 있다. 강재의 고강도화는 항복점이 없는 무항복 강재 특성을 가지게 되고, 항복점을 발견할 수 없는 비선형 무항복 강재에 대해서 일반적으로 도 3과 같이 초기 기울기나 임의 하중 후 Unloading에 의한 기울기의 0.2% 오프셋법을 사용하고 있다.Building materials are also getting stronger due to the higher and larger building structures. Intensity of steel has non-yielding steel characteristics without yield point, and for nonlinear non-yielding steels with no yield point, as shown in Fig. 3, the initial slope or 0.2% offset of slope due to unloading after arbitrary loading is used Doing.
0.2% 오프셋법은 초기기울기를 0.2% 뒤로 오프셋 시켜서 만나는 점을 항복점으로 가정하는 법이다. 그런데 초기 기울기가 심하게 비선형성을 가지는 이 강종에 대해서 85% 이하로 항복비를 규제하고 있기 때문에 분석자가 선택하는 기울기에 따라 생산되는 강판의 불량판단 여부가 달라질 수 있다. 따라서 초기 기울기 대신에 강재의 일반 탄성계수를 사용할 수 있는지의 여부를 알 필요가 있다.The 0.2% offset method assumes the point of yield as the point where the initial slope is offset by 0.2%. However, since the yield ratio is regulated to 85% or less for the steel grade having the initial slope which is severely nonlinear, it may be determined whether the steel sheet produced is defective according to the slope selected by the analyst. Therefore, it is necessary to know whether the general modulus of elasticity of steel can be used instead of the initial slope.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 항복점이 없는 강종에 항복점 규제가 있다는 것이 아이러니하겠지만 기존의 건축구조관련 설계법들이 항복점을 근거로 부재 설계법을 제안하고 있기 때문에 기존의 설계법을 사용하려면 SM570TMC에서도 합리적인 항복점을 제공하여야 한다. 따라서 본 발명은 SM570TMC에서 합리적인 항복점을 얻을 수 있는 개선된 인장실험법을 제안하는 것을 목적으로 한다. 한편, 일반 인장실험법은 항복점이 있는 강재에 적합하다. 또한 이를 근거로 실험기기의 소프트웨어가 제작되었기 때문에 항복점이 없는 비선형 강재를 기존의 인장실험법으로 실험하면, 실험결과분석 S/W에는 탄성계수와 항복강도, 항복비가 빈칸(Blank)으로 표시된다. 따라서 본 발명에 의한 실험법을 수행하면, 실험이 단순하고 간단할 뿐만 아니라 탄성계수, 항복강도, 항복비를 합리적으로 구할 수 있게 하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, it is ironic that there is a yield point regulation in steel grades without yield point, but the existing design method is to use the existing design method in SM570TMC Reasonable yield points should be provided. Therefore, an object of the present invention is to propose an improved tensile test method that can obtain a reasonable yield point in SM570TMC. On the other hand, the general tensile test method is suitable for steel with a yield point. In addition, since the software of the experimental equipment was manufactured on the basis of this, when the non-linear steel without yield point is tested by the existing tensile test method, the elastic modulus, yield strength, and yield ratio are shown as blanks in the experimental result analysis S / W. Therefore, when the test method according to the present invention is carried out, the purpose of the experiment is not only simple and simple, but also to reasonably obtain the elastic modulus, yield strength and yield ratio.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.
본 발명에 의한 인장실험법의 실험순서는 다음과 같다.The experimental sequence of the tensile test method according to the present invention is as follows.
1. 실험강종의 인장응력 TS에 단면적 A을 곱한 인장력 Tmax(= TS × A = 570MPa × A = 5.81 tf/㎠× A)의 50%까지 힘을 가력한다.1. Apply force up to 50% of the tensile force Tmax (= TS × A = 570 MPa × A = 5.81 tf / cm 2 × A) multiplied by the cross-sectional area A of the tensile stress TS of the test steel.
2. Tmax의 10%까지 Unloading을 한다.2. Unload up to 10% of Tmax.
3. 다시 가력하여 일반 인장실험과 같이 시편이 끊어질 때까지 실험을 한다. 3. Repeat the test until the specimen breaks, like the normal tensile test.
한편, 개선된 인장실험법의 실험분석은 다음과 같다.On the other hand, the experimental analysis of the improved tensile test method is as follows.
1. 50% 가력과 10% Unloading에 의한 기울기를 탄성계수 E로 한다.1. The slope due to 50% force and 10% unloading is the modulus of elasticity E.
2. 탄성계수 데이터베이스에 실험결과를 누적한다.2. Accumulate the experimental results in the elastic modulus database.
3. 탄성계수를 검증한다.3. Verify the modulus of elasticity.
4. 검증 후 귀무가설 채택이면 강재의 탄성계수 E값인 205,926MPa(2.1×106 ㎏f/㎠)에 대한 0.2% Offset법에 의해서 항복강도를 구한다. 만약 대립가설이 채택되면 "1" 에 의해 구해진 탄성계수로부터 0.2% Offset법에 의해서 항복강도를 구한다. 4. After verification, if the null hypothesis is adopted, yield strength is obtained by 0.2% offset method for 205,926 MPa (2.1 × 106 kgf / ㎠), the modulus of elasticity of steel. If the alternative hypothesis is adopted, yield strength is obtained by the 0.2% offset method from the elastic modulus obtained by "1".
5. 항복강도와 인장강도에 의해 항복비를 구한다.5. Yield ratio is calculated by yield strength and tensile strength.
이하, 본 발명에 대하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
Monotonic cycle의 하중 프로그램을 시뮬레이션 하기 위하여 30%에서부터 10%씩 증가하다가 70%부터는 5%씩 증가하는 1차 실험을 수행하였다. 1차 실험 결과 표 2와 같이 6 cycle(50%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%)의 하중 프로그램을 얻고, 이에 대한 표 3과 같이 10개 시편에 대해서 Monotonic cycle 실험을 수행하였다. 표 2 하중 프로그램 및 표 3 실험체 일람 중 SM570TMC D8901강판 C방향 12㎜ 두께의 실험결과인 응력-변형도는 도 4부터 도 6에 나타내었다. 10개 데이터는 표 4에 나타내었다. 도 6은 SM570TMC가 무항복 비선형 강재임을 잘 나태내줄 뿐만 아니라 Unloading함으로써 탄성계수를 명확히 알 수 있음을 나타내준다.In order to simulate the monotonic cycle load program, the first experiment was performed from 30% to 10% and from 70% to 5%. As a result of the first experiment, 6 cycles (50%, 70%, 80%, 85%, 90%, 95%) of the load program were obtained as shown in Table 2, and monotonic cycle experiments were performed on 10 specimens as shown in Table 3 below. Was performed. The stress-strain of the test results of the SM570TMC D8901 steel sheet C direction 12 mm thickness in the load program and the table 3 specimens is shown in FIGS. 4 to 6. Ten data are shown in Table 4. 6 shows that the SM570 TM C is a non-yielding non-linear steel as well as can clearly know the elastic modulus by unloading.
6 cycle 중 50%일 때의 탄성계수에 대해서 가설검증을 실시하였다. "인장응력의 50%를 가력한 후 Unloading시 구할 수 있는 탄성계수는 강재의 탄성계수와 동일하다" 라는 귀무가설 H0 가설을 세워 검증하였다. 데이터에 대한 기술통계량과 가설검증 결과는 표 5와 표 6에 각각 나타내었다. 도 7은 탄성계수의 히스토그램과 정규분포곡선을 함께 그린 그림이다. 표 5은 통계량이고, 표 6은 모분산을 모를 때 모평균에 대한 검증값이다. 검정통계량 t는 0.919이며 95% 신뢰구간인 -2,768.23과 6558.45 사이에 존재하므로 즉, 검정통계량이 귀무가설 H0의 채택영역에 속해 있으므로 귀무가설 H0를 채택할 수 있다.Hypothesis testing was performed for the elastic modulus at 50% of 6 cycles. The null hypothesis H0 hypothesis was verified by "The elastic modulus that can be obtained during unloading after applying 50% of tensile stress is the same as the elastic modulus of steel". Descriptive statistics and hypothesis test results for the data are shown in Table 5 and Table 6, respectively. 7 is a diagram of a histogram and a normal distribution curve of elastic modulus. Table 5 shows the statistics, and Table 6 shows the test values for the population mean when the population variance is not known. Since the test statistic t is 0.919 and lies between -2,768.23 and 6558.45, which is the 95% confidence interval, that is, the test statistic is within the range of adoption of the null hypothesis H0.
앞으로 수없이 많이 생산될 이 강종의 항복강도와 항복비를 합리적인 실험과 판단으로 강판의 불량 여부를 판단하는데 사용하고자 한다. 생산된 강판의 품질 실험을 위한 인장실험시 기존의 방법이 아닌 50% 가력 후 10%까지 Unloading 시켜 탄성계수 정보를 얻고, 다시 가력하여 일반 인장실험과 동일하게 파단시켜 인장강도와 연신율을 얻도록 한다. 본 발명의 실험법과 실험분석은 상술하였다.Yield strength and yield ratio of this steel, which will be produced many times in the future, will be used to determine the failure of steel sheet by rational experiment and judgment. In the tensile test for the quality test of the produced steel sheet, the elastic modulus information is obtained by unloading up to 10% after 50% tension, instead of the conventional method, and breaking again in the same way as the general tensile test to obtain tensile strength and elongation. . Experimental method and experimental analysis of the present invention has been described above.
실험에 의해서 얻어진 탄성계수는 기존의 데이터에 누적되어 가설검증의 대 립가설이 채택될 때까지 SM570TMC의 탄성계수 데이터로서 데이터베이스에 보관할 필요가 있다.The modulus of elasticity obtained from the experiment needs to be accumulated in the existing data and stored in the database as the modulus of elasticity of the SM570TMC until the alternative hypothesis of hypothesis testing is adopted.
일반 강재의 인장실험을 하면 항복강도, 탄성계수, 인장강도가 자동 계산되지만 고강도 강재의 비선형 무항복 강재의 경우 실험에서 항복강도와 탄성계수의 정보는 공백인 상태가 된다. 이러한 정보결여의 실험을 보완하기 위하여 본 발명이 제안되었다. Yield strength, modulus, and tensile strength are automatically calculated when tensile tests are performed on general steels. However, in the case of nonlinear yielding steels of high strength steels, the yield strength and modulus of elasticity are blank. The present invention has been proposed to supplement the experiment of this lack of information.
1)XXX/- 하한치/상한치없음1) XXX /-No lower limit / no upper limit
XXX/XXX 하한치/상한치XXX / XXX lower limit / upper limit
2)판두께 방향 단면수축율 시험은 KS D 0276을 따름2) Section thickness shrinkage test in plate thickness direction follows KS D 0276
3개 시험체의 평균값은 25%이상, 개개 시험체의 값은 15% 이상이어야 함The average value of three specimens should be at least 25% and the value of each specimen should be at least 15%
3) UT 검사는 당사자건의 협정에 따름 3) UT inspection is in accordance with the agreement of the parties.
항복점이 없는 비선형 강재의 소재실험에서도 탄성계수 E와 항복강도 Fy를 구할 수 있다.The elastic modulus E and the yield strength Fy can also be obtained in the material test of nonlinear steel without yield point.
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| CN102841013A (en) * | 2011-06-23 | 2012-12-26 | 北京隆盛泰科石油管科技有限公司 | Method for measuring yield strength of non-planar structure material |
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| CN104777047A (en) * | 2015-05-05 | 2015-07-15 | 中国矿业大学 | Testing method for measuring unloading strength of fractured rock |
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2004
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