KR20110109187A - 잔류응력 검증용 시편 및 잔류응력 검증용 시편제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잔류응력 검증용 시편 및 잔류응력 검증용 시편제조방법에 관한 것으로, 개구홀이 형성되는 제1시편 및 개구홀에 삽입되어 제1시편과 결합되는 제2시편을 포함한다.
본 발명에 따른 잔류응력 검증용 시편 및 잔류응력 검증용 시편제조방법은 시편에 대한 잔류응력 예측이 가능하여 잔류응력 측정장치에 대한 검증이 가능하다.

Description

잔류응력 검증용 시편 및 잔류응력 검증용 시편제조방법{SPECIMEN FOR VERIFIABLE RESIDUAL STRESS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 잔류응력 검증용 시편 및 잔류응력 검증용 시편제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강판의 잔류응력을 측정하는 잔류응력 측정장치가 잔류응력을 정확하게 측정하는지 검증할 수 있는 잔류응력 검증용 시편 및 잔류응력 검증용 시편제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 강판제조공정을 통해 생산되는 강판은 가열공정, 압연공정, 냉각공정을 거치게 된다.
이러한 강판은 냉각공정을 통해 냉각되는데, 강판이 균일하게 냉각되지 못하면 잔류응력이 발생된다.
따라서, 냉각공정을 거친 강판은 천공법이나 엑스선 회절법 등을 이용한 잔류응력 측정장치에 의해 잔류응력이 측정되고, 잔류응력 측정장치에 의해 측정된 잔류응력은 냉각교정기에 전달된다.
냉각교정기는 강판의 구역별 잔류응력에 근거하여 구역별로 부여되는 압력을 조절하여 강판을 교정한다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 강판의 잔류응력을 측정하는 잔류응력 측정장치를 검증할 수 있는 잔류응력 검증용 시편 및 잔류응력 검증용 시편제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 개구홀이 형성되는 제1시편; 및 상기 개구홀에 삽입되어 상기 제1시편과 결합되는 제2시편을 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류응력 검증용 시편을 제공한다.
상기 제1시편은 원반형상을 하며, 상기 개구홀은 상기 제1시편의 중심부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2시편은 원기둥 형상을 하며, 상기 제1시편이 가열되어 상기 개구홀이 확장될 때 확장된 상기 개구홀에 대응되는 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 개구홀이 형성되는 제1시편을 가열하는 단계; 및 상기 제1시편이 가열되어 상기 개구홀이 확장되면, 상기 확장된 개구홀에 대응되는 직경을 갖는 제2시편을 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류응력 검증용 시편제조방법을 제공한다.
상기 제1시편을 가열하는 단계에서, 상기 제1시편의 온도는 600℃ 내지 730℃ 범위에서 가열되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2시편을 가열하는 단계에서, 상기 제2시편의 온도는 20℃ 내지 30℃ 범위인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 잔류응력 검증용 시편 및 잔류응력 검증용 시편제조방법은 작업자가 잔류응력을 예측할 수 있으므로, 잔류응력 측정장치에 대한 검증이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력 검증용 시편의 제1시편을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력 검증용 시편의 제1시편을 가열한 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력 검증용 시편에서 가열된 제1시편에 제2시편을 삽입한 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력 검증용 시편의 잔류응력 분포를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력 검증용 시편을 제조하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 잔류응력 검증용 시편 및 잔류응력 검증용 시편제조방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력 검증용 시편의 제1시편을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력 검증용 시편의 제1시편을 가열한 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력 검증용 시편에서 가열된 제1시편에 제2시편을 삽입한 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력 검증용 시편의 잔류응력 분포를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력 검증용 시편을 제조하는 흐름도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시편(1)에는 제1시편(10)과 제2시편(20)이 구비된다.
제1시편(10)은 중심부에 개구홀(11)이 형성된다. 이러한 제1시편(10)은 원반 형상을 하며, 강재질을 포함하여 이루어진다. 예를 들어, 제1시편(10)은 도넛 형상을 한다.
제2시편(20)은 개구홀(11)에 삽입되어 제1시편(10)에 압입된다. 이러한 제2시편(20)은 원기둥 형상을 하며, 강재질을 포함하여 이루어진다.
제1시편(10)은 가열에 의해 확장되고, 이로 인해 개구홀(11)의 크기도 커진다. 이때, 제2시편(20)은 제1시편(10)이 가열될 때 확장된 개구홀(11)에 대응되는 지름 및 외주면을 갖는다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력 검증용 시편제조방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도넛 형상을 갖는 제1시편(10)을 가열한다(S10). 강재질을 포함하는 제1시편(10)은 730℃ 이상으로 가열될 경우 재질의 특성상 일시 수축되는 현상이 발생된다.
따라서, 제1시편은 600℃ 내지 730℃로 가열되는 것이 바람직하다. 이러한 제1시편(10)에 대한 가열온도는 제작자가 예측되는 잔류응력양에 따라 결정할 수 있다.
제1시편(10)이 가열되어 개구홀(11)이 확장되면, 확장된 개구홀(11)에 대응되는 직경을 갖는 원기둥 형상의 제2시편(20)을 개구홀(11)에 삽입한다(S20).
이러한 제2시편(20)은 가열되지 않은 상온의 온도를 유지한다. 바람직하게는 제2시편(20)이 20℃ 내지 30℃가 유지되도록 한다.
상술한 바와 같이 제조되는 시편(10)은 잔류응력 분포영역 및 잔류응력양에 대한 예측이 가능하다.
즉, 도 1에서 제1시편(10)의 외경은 D이고, 내경은 d이다. 이러한 제1시편(10)이 가열되면, 강재질의 특성상 확장되므로, 외경은 D'가 되고, 내경은 d'가 된다.
가열된 제1시편(10)을 냉각하면, 외경은 D'에서 D로 복귀되고, 내경은 d'에서 d로 복귀된다.
그러나, 가열된 제1시편(10)에 d'의 외경을 갖는 제2시편(20)을 삽입하여 냉각함으로써, 제1시편(10)은 수축되는 과정에서 제2시편(20)에 의해 잔류응력이 발생된다. 이때, 제1시편(10)의 형상으로 인해 제1시편(10)의 잔류응력에 대한 분포영역(a)을 예측할 수 있다(도 4 참조).
한편, 탄성계수와 변형율을 통해 제1시편(10)의 잔류응력양을 예측할 수 있다.
수학식 1에서 σ는 잔류응력양이고, E는 탄성계수이며, ε는 변형율이다.(탄성계수는 재료가 갖는 고유한 물성이다. 예를 들어 ss400재질의 경우 140GPa이다.)
변형율은 제1시편(10)의 내경과 제2시편(20)의 외경간의 관계를 통해 다음과 같은 수학식으로 도출된다.
Figure pat00002
수학식 2에서 α는 열팽창계수로서, 1.2*10-5이고, ΔT는 가열된 제1시편(10)과 제2시편(20)의 온도차이다.
예를 들어, d=0.5m, ΔT=700℃, d'=0.5042m이면,
ε=0.0084가 되고, 결과적으로 잔류응력 σ=1.18GPa가 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 잔류응력 검증용 시편(1)은 작업자가 잔류응력양을 예측 가능함으로써, 잔류응력 측정장치가 정확하게 잔류응력을 측정하는지 점검할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 제1시편 11 : 개구홀
20 : 제2시편

Claims (6)

  1. 개구홀이 형성되는 제1시편; 및
    상기 개구홀에 삽입되어 상기 제1시편과 결합되는 제2시편을 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류응력 검증용 시편.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1시편은 원반형상을 하며, 상기 개구홀은 상기 제1시편의 중심부에 형성되는 것을 특징으로 하는 잔류응력 검증용 시편.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2시편은 원기둥 형상을 하며, 상기 제1시편이 가열되어 상기 개구홀이 확장될 때 확장된 상기 개구홀에 대응되는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 잔류응력 검증용 시편.
  4. 개구홀이 형성되는 제1시편을 가열하는 단계; 및
    상기 제1시편이 가열되어 상기 개구홀이 확장되면, 상기 확장된 개구홀에 대응되는 직경을 갖는 제2시편을 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류응력 검증용 시편제조방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제1시편을 가열하는 단계에서
    상기 제1시편의 온도는 600℃ 내지 730℃ 범위에서 가열되는 것을 특징으로 하는 잔류응력 검증용 시편제조방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 제2시편을 가열하는 단계에서
    상기 제2시편의 온도는 20℃ 내지 30℃ 범위인 것을 특징으로 하는 잔류응력 검증용 시편제조방법.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103837603A (zh) * 2014-02-28 2014-06-04 北京理工大学 残余应力梯度校准试块的使用方法
CN103837395A (zh) * 2014-02-28 2014-06-04 北京理工大学 残余应力梯度热缩试块的制备工艺与保存方法
CN103837386A (zh) * 2014-02-28 2014-06-04 北京理工大学 基于热缩原理的残余应力梯度试块设计方法
WO2014082400A1 (zh) * 2012-11-29 2014-06-05 北京理工大学 定值残余应力试块及其制作和保存方法
CN104296894A (zh) * 2014-11-04 2015-01-21 苏州精创光学仪器有限公司 构件的残余应力盲孔检测法
CN106033037A (zh) * 2015-03-18 2016-10-19 中国科学院金属研究所 一种残余应力标样制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3021834B2 (ja) * 1991-09-20 2000-03-15 株式会社日立製作所 残留応力測定方法及び装置
JP3212392B2 (ja) * 1992-12-03 2001-09-25 日本特殊陶業株式会社 セラミックスと金属との接合体
JP3822455B2 (ja) 2001-04-11 2006-09-20 株式会社神戸製鋼所 圧入嵌合部材の設計方法
DE10357369A1 (de) * 2003-12-09 2005-07-07 Bilz Werkzeugfabrik Gmbh & Co. Kg Werkzeughalter zur Schrumpfbefestigung rotierender Werkzeuge mit vorwiegend zylindrischen Schäften

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014082400A1 (zh) * 2012-11-29 2014-06-05 北京理工大学 定值残余应力试块及其制作和保存方法
US9989496B2 (en) 2012-11-29 2018-06-05 Beijing Institute Of Technology Fixed value residual stress test block and manufacturing and preservation method thereof
CN103837603A (zh) * 2014-02-28 2014-06-04 北京理工大学 残余应力梯度校准试块的使用方法
CN103837395A (zh) * 2014-02-28 2014-06-04 北京理工大学 残余应力梯度热缩试块的制备工艺与保存方法
CN103837386A (zh) * 2014-02-28 2014-06-04 北京理工大学 基于热缩原理的残余应力梯度试块设计方法
CN104296894A (zh) * 2014-11-04 2015-01-21 苏州精创光学仪器有限公司 构件的残余应力盲孔检测法
CN106033037A (zh) * 2015-03-18 2016-10-19 中国科学院金属研究所 一种残余应力标样制备方法

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