유리섬유강화 쿠폰을 대상으로 한 임베디드형과 일반 스트레인 게이지 비교

HBM에서 생산한 전기 스트레인 게이지는 전 세계적으로 널리 사용되고 있습니다. HBM의 제품은 쿠폰이나 각종 구성요소를 대상으로 한 정적 재료시험과 내구성시험 등 다양하게 적용할 수 있습니다. HBM는 2,000개가 넘는 다양한 종류가 포함된 폭넓은 스트레인 게이지 포트폴리오를 제공하고, 양질의 제품만을 제공하기 때문입니다.

HBM는 프랑스 소재의 플라스틱 복합소재 산업기술연구소(IPC)와 협력하여 ISO 527-4 표준에 따른 테스트를 수행하였습니다. , 복합소재(LI66-10/350) 내부에 내장된 임베디드형 스트레인 게이지와  시험 대상인 구조물(LY21-6/350)표면에 설치된 일반 스트레인 게이지를 비교하기 위해서입니다. 테스트는 유리섬유강화 플라스틱 쿠폰을 대상으로 실시하였습니다.

 

주요 관심사항

1.섬유재료에 스트레인 게이지를 내장하면 시편에 어떠한 영향을 미치는가?

2. 표면에 설치된 스트레인 게이지가 발생시키는 측정 신호는 내장된 게이지의 측정 신호와 어떤 차이가 있는가?


테스트 후 스트레인 게이지

LI66-10/350 (임베이드형 스트레인 게이지)

  • 10mm 그리드 길이
  • 350 Ohm
  • 핀 길이: 15mm
  • 온도 범위: -40°C to +180°C (-40°F to +356°F)

LY21-6/350 (일반 스트레인 게이지)

  • 6mm 그리드 길이
  • 350 Ohm
  • 온도 범위: -200°C to +200°C (-328°F to +392°F)

테스트 준비

시험대상인 쿠폰들은 아래와 같은 시험 환경에서 측정되었습니다.

  • 표면실장 LY21 스트레인 게이지 + 임베디드형 LI66 스트레인 게이지로 테스트한 쿠폰 #1

  • 표면에 설치된 LY21 스트레인 게이지로 테스트한 쿠폰 #2

  • 스트레인 게이지를 이용하지 않고 신율계(익스텐소미터)로 테스트한 쿠폰 #3.

 

해당 쿠폰들은 50N의 예비하중과 2mm/min 속도 조건 하에 파손 지점까지 단축 인장시험을 수행했고, 시험 환경은 섭씨온도 23도, 상대습도 50%였습니다.

결과

  • 각각의 스트레인 게이지는 응력/변형률 측정 시 매우 유사한 결과값을 나타냅니다. LI66 스트레인 게이지를 복합재료에 내장시키는 경우, 쿠폰 시편에 가시적인 영향을 미치지 않습니다. 재료 표면에 설치된 LY21 스트레인 게이지의 경우 가시적인 영향을 미치거나 층분리가 발생하지 않습니다.
  • 게이지 종류와 상관없이 모든 시편에 대해 균열은 같은 곳에서 발생합니다.
  • 위의 그래프는 스트레인 게이지가 고장날 때까지(신호 손실) 응력/변형률 거동을 측정한 결과를 나타냅니다. 테스트를 수행한 쿠폰 3개에 대하여 복합재료가 파손되는 궁극적인 지점은 400MPa입니다. 임베디드형 스트레인 게이지로 테스트를 실시한 쿠폰 시편의 경우, 핀과 와이어 간의 연결 신호가 손실되면 더욱 빨리 파손됩니다.  

임베디드 LI66 vs. 일반 LY21 스트레인 게이지

IPC는

IPC (플라스틱 복합재료 산업기술 연구소) 는 혁신적인 플라스틱과 복합재료 개발을 전문으로 하는 프랑스 소재의 산업기술 연구소입니다. 2016년 설립 이래 연구개발, 혁신, 기술이전, 전문성 등에 꾸준히 투자한 결과, 기업 규모나 공정의 종류와는 상관없이 모든 중소기업에 새로운 기술을 지원하고 있습니다.

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