■ 기본 원리: 대표응력-변형율 방법

 

금속의 경도와 일축 인장 (또는 압축) 강도의 관계는 현재까지 광범위하게 연구되고 있습니다. 일반적으로, 압입된 위치부근 변형이나 변형률의 양은 지점마다 다릅니다. 그러나, 완전 소성변형에 도달하게 되면 소성영역에서 평균 혹은 ‘대표’ 값이 있을 것으로 예상할 수 있습니다. 실험 및 분석 결과는 시편 표면과 구형 압입자 가장자리에서 유동 응력이 가장 크다는 것을 보여줬으며, 그 크기는 평균 압력 (p_m)과 관련이 있습니다. 또한, 이러한 결과는 소성영역에서 생성된 변형율이 a/R 에만 의존한다는 것을 보여주고 있습니다. 여기서 a는 접촉 반경이며, R은 구형 압입자의 반경입니다. 위의 결과를 바탕으로, 다음 식의 관계가 성립됩니다. 

σ_r=p_m/ψ,     ε_{r = f(a/R)}

여기서 σ_r, ε_r 는 압입에 의해 야기된, ‘대표’ 응력과 변형율이며, _ψ 는 구형 압입자 아래 응력장 해석으로부터 얻어진 소성구속계수입니다. 따라서, 각 압입 깊이에서 평균 압력(p_m)을 측정하면 p_m – a/R curve 을 얻을 수 있습니다. (접촉 반경(a)은 접촉 깊이(h_c) 및 으로부터 얻을 수 있음) 대표 응력-변형율 방법으로, p_m – a/R 곡선은 σ_r – ε_r 곡선으로 변환할 수 있으며, 이러한 알고리즘은 2008년 ISO 기술 보고서 29381에 소개 되었습니다.

그림 2. IIT를 활용한 인장 물성 평가 방법