중 변형률속도 0.1/s ~ 50/s 영역에서의 차체 강판의 인장/압축 경화 거동에 관한 연구

Abstract

박판 성형은 박판에 소성변형을 부과하여 원하는 형상을 생산하는 방법을 일컫는다. 이러한 박판 성형 과정에서 박판은 복잡한 하중 경로를 거치게 되고 그 중 인장/압축 경화 거동을 파악하는 것이 매우 중요하다. 박판의 인장/압축 경화 거동을 측정하기 위한 시험기법은 과거 연구자들에 의하여 제안되었으나 변형률속도를 고려한 인장/압축 시험 기법은 제안된 바가 없다. 하지만 실제 박판 성형 공정에서는 수십 s-1의 중 변형률속도 영역이 발생하게 되고 보다 정확하게 박판 성형을 예측하기 위해서는 중 변형률속도 영역에서 인장/압축 경화 거동을 측정해야 한다.본 연구에서는 실제 공정에서 가장 빈번하게 발생하는 변형률속도 0.001 s-1 ~ 50 s-1 영역에서의 인장/압축 시험 기법을 제안하였다. 시험 기법 제안은 박판 시편 설계, 가압 장치 설계, 중 변형률속도영역에서 인장/압축 시험을 위한 추가 장치 설계를 포함한다. 시편의 경우 중 변형률속도 영역에서 좌굴현상을 방지할 수 있도록 설계하였으며 가압 장치의 경우 균일한 가압력을 부과하며 가압력 조절이 가능하고 DIC 기법에 용이하도록 설계하였다. 또한 고속재료시험기를 이용하여 중 변형률속도 영역에서의 인장/압축 시험을 위하여 초기 변형률부과 장치와 압축 하중 부과 장치를 추가로 설계하였다. 제작된 장치를 이용하여 변형률속도 0.001 s-1 ~ 50 s-1 에서의 변위 3 mm 인장 이후 압축 시험을 수행하여 인장/압축 경화 거동을 측정하고 유동응력선도를 확보하였다. 확보한 유동응력선도를 이용하여 압축 거동에서 발생하는 바우싱거 효과, 영구 연화, 과도 거동에 대하여 정량적인 분석을 수행하였다. 또한 각 재료와 변형률속도에 따라 인장/압축 경화 거동이 민감한 영향을 받는 원인에 대하여 고찰을 수행하였다.