4점 굴곡 시험

4점 휨 테스트는 $E_{f}$ E $E_{f}$ {\ $displaystyle E_{f$ 굽힘 응력 $\sigma _{f}$ f {\ $displaystyle$ $\varepsilon _{f}$ \ $sigma$ _ ${$ $f$ 굽힘 $\varepsilon _{f}$ ${\$ f {\ $displaystyle$ \ $varepsilon _{$ f $\varepsilon _{f}$ }} 및 재료의 굽힘 응력 변형률 값을 제공합니다.이 테스트는 3점 굽힘 굽힘 테스트와 매우 유사합니다.주요 차이점은 네 번째 베어링을 추가하면 3점 굽힘의 경우 중앙 베어링 바로 아래의 재료에 비해 두 하중 지점 사이의 빔 부분이 최대 응력을 받는다는 것입니다.

이 차이는 최대 응력에 노출된 결함의 수와 심각도가 굽힘 강도 및 균열 시작과 직접 관련이 있는 메짐성 재료를 연구할 때 가장 중요합니다.3점 굽힘 굴곡 시험과 비교하여 4점 굽힘 시험에서는 2개의 하중 ^[1]핀 사이의 영역에 전단력이 없다.따라서 4점 굽힘 시험은 전단 응력을 잘 견딜 수 없는 메짐성 재료에 특히 적합합니다.

아스팔트 ^[2]혼합물의 피로와 휨 강성을 특징짓기 위해 가장 널리 사용되는 장치 중 하나입니다.

시험방법

테스트를 수행하기 위한 테스트 방법은 일반적으로 범용 테스트 기계에 지정된 테스트 픽스쳐를 포함합니다.시험 준비, 컨디셔닝 및 수행에 대한 세부 사항은 시험 결과에 영향을 미친다.샘플은 2개의 지지 핀에 일정한 거리를 두고 배치되며 2개의 로드 핀은 중심 주위의 동일한 거리에 배치됩니다.이들 2개의 로딩은 샘플이 고장날 때까지 일정한 속도로 위에서 내려갑니다.

휨응력 $\sigma _{f}$ f { $displaystyle \sigma$ _ { $f$ }의 계산

4점 굽힘 하중

\sigma _{f}={\frac {3}{4}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

∙

\sigma _{f}={\frac {3}{4}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

=

\sigma _{f}={\frac {3}{4}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

4 F

\sigma _{f}={\frac {3}{4}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

\sigma _{f}={\frac {3}{4}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

d 2 ({

displaystyle

\

flac

_ { f } =

flac

{

3

} {

4}} {\

frac {

FL

} {

bd

^[3]

\sigma _{f}={\frac {3}{4}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

^ {2}}}})

\sigma _{f}={\frac {3}{4}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

굽힘 시험(하중 스팬이 서포트 스팬의 1/2인 경우의 단면)

\sigma _{f}={\frac {FL}{bd^{2}}}

§

=

\sigma _{f}={\frac {FL}{bd^{2}}}

\sigma _{f}={\frac {FL}{bd^{2}}}

\sigma _{f}={\frac {FL}{bd^{2}}}

2

({displaystyle

\displaystyle

_{

f}=

bdfrac {FL}{bd^{

2

\sigma _{f}={\frac {FL}{bd^{2}}}

^[4]}}}) 하중경간이 지지경간의 1/3인 4점

\sigma _{f}={\frac {FL}{bd^{2}}}

\sigma _{f}={\frac {3}{2}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

§

\sigma _{f}={\frac {3}{2}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

=

\sigma _{f}={\frac {3}{2}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

\sigma _{f}={\frac {3}{2}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

\sigma _{f}={\frac {3}{2}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

L

\sigma _{f}={\frac {3}{2}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

2 ({

displaystyle

\

flac

_ { f } =

spec frac

{3} {2}}

{\ frac {FL}

{

bd ^

{2

\sigma _{f}={\frac {3}{2}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

^[5]}}}) 3점 굽힘 시험(

\sigma _{f}={\frac {3}{2}}{\frac {FL}{bd^{2}}}

단면)

이러한 공식에서는 다음 매개 변수가 사용됩니다.

$\sigma _{f}$ \ $displaystyle$ \ $display _$ { f } $\sigma _{f}$ = 중간점에서의 외섬유의 응력(MPa)
$F$ {\ $displaystyle$ F $}$ = $F$ 하중 편향 곡선의 특정 지점에서 하중, (N)
$L$ {\ $displaystyle$ L} = $L$ 지지 범위(mm)
$b$ {\ $displaystyle$ b $}$ = $b$ 테스트 빔의 폭(mm)
$d$ \ $displaystyle$ d= $d$ 시험빔의 깊이 또는 두께(mm)

장점과 단점

단축 인장 시험보다 3점 및 4점 굽힘 시험의 장점은 다음과 같습니다.

단순한 샘플 지오메트리
최소 샘플 기계가공 필요
간이 시험 기구
증착^[6] 재료의 사용 가능성

단점은 다음과 같습니다.

표본을 통한 보다 복잡한 적분 응력 분포

다른 재료를 사용한 응용 프로그램

세라믹스

세라믹은 일반적으로 매우 부서지기 쉬우며, 그 굴곡 강도는 세라믹 고유의 인성과 결함의 크기 및 심각도에 따라 달라집니다.많은 양의 재료를 최대 응력에 노출시키면 주어진 부하에서 임계 길이에 도달하는 균열이 발생할 가능성이 높아지기 때문에 측정된 휨 강도가 감소합니다.4점 벤딩으로 측정한 휨 강도의 값은 3점 벤딩에 비해 상당히 낮으며,^[7] 3점 벤딩 시험과 비교하여 버트 조인트 시료의 강도 평가에 더 적합하다.4점 굽힘 테스트의 장점은 두 개의 내부 하중 핀 사이에 있는 시료의 큰 부분에 일정한 굽힘 모멘트가 적용되므로 접합 영역의 위치가 더 ^[8]반복 가능하다는 것입니다.

복합 재료

플라스틱

표준

ASTM C1161: 고도 세라믹의 주변온도에서의 휨강도 표준시험방법
ASTM D6272: 4점 굽힘에 의한 비강제 및 보강 플라스틱 및 전기 절연재의 휨 특성 표준 시험 방법
ASTM C393: 보 굽힘에 의한 샌드위치 구조물의 코어 전단특성 표준시험방법
ASTM D7249: 롱빔 굴곡에 의한 샌드위치 구조물의 면상특성 시험방법
ASTM D7250: 샌드위치 빔의 휨 및 전단 강성 판별 표준 프랙티스

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

^ tec-science (2018-07-13). "Bending flexural test". tec-science. Retrieved 2019-11-09.
^ Pais & Harvey (Eds) (2012). Four Point Bending. Taylor & Francis Group. ISBN 978-0-415-64331-3.
^ ASTM C1161
^ ASTM D6272
^ ASTM C1161
^ Davis, Joseph R. (2004). Tensile testing (2nd ed.). ASM International. ISBN 978-0-87170-806-9.
^ ASTM C1161-13, 섹션 4: http://www.astm.org/Standards/C1161.htm
^ Hasanabadi, M. Fakouri; Faghihi-Sani, M.A.; Kokabi, A.H.; Groß-Barsnick, S.M.; Malzbender, J. (September 2018). "Room- and high-temperature flexural strength of a stable solid oxide fuel/electrolysis cell sealing material". Ceramics International. 45: 733–739. doi:10.1016/j.ceramint.2018.09.236. ISSN 0272-8842.

외부 링크

ASTM C1161: 고도 세라믹의 주변온도에서의 휨강도 표준시험방법
ASTM D6272: 4점 굽힘에 의한 비강제 및 보강 플라스틱 및 전기 절연재의 휨 특성 표준 시험 방법
ASTM C393: 보 굽힘에 의한 샌드위치 구조물의 코어 전단특성 표준시험방법
ASTM D7249: 롱빔 굴곡에 의한 샌드위치 구조물의 면상특성 시험방법
ASTM D7250: 샌드위치 빔의 휨 및 전단 강성 판별 표준 프랙티스

[1] tec-science (2018-07-13). "Bending flexural test". tec-science. Retrieved 2019-11-09.

[pais1-2] Pais & Harvey (Eds) (2012). Four Point Bending. Taylor & Francis Group. ISBN 978-0-415-64331-3.

[3] ASTM C1161

[4] ASTM D6272

[5] ASTM C1161

[davis1-6] Davis, Joseph R. (2004). Tensile testing (2nd ed.). ASM International. ISBN 978-0-87170-806-9.

[7] ASTM C1161-13, 섹션 4: http://www.astm.org/Standards/C1161.htm

[8] Hasanabadi, M. Fakouri; Faghihi-Sani, M.A.; Kokabi, A.H.; Groß-Barsnick, S.M.; Malzbender, J. (September 2018). "Room- and high-temperature flexural strength of a stable solid oxide fuel/electrolysis cell sealing material". Ceramics International. 45: 733–739. doi:10.1016/j.ceramint.2018.09.236. ISSN 0272-8842.

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