충격 시험이란?
충격 시험은 재료나 물체가 순간적인 충격 하중을 받았을 때 어떻게 반응하는지를 재현하도록 설계된 시험입니다. 이러한 충격 하중은 시편에 즉각적인 변형, 파단 또는 완전 파괴를 일으킬 수 있습니다. 충격 시험은 재료가 충격 시 얼마나 많은 에너지를 흡수할 수 있는지, 그리고 이러한 상황에서 발생하는 힘을 얼마나 견딜 수 있는지를 평가합니다. 또한 재료의 탄성과 충격 저항성을 측정하며, 이는 다양한 산업 분야에서 제품과 재료의 안전성과 신뢰성을 확보하는 데 필수적인 특성입니다.
이 페이지에서는 충격 시험이 무엇인지, 어떻게 수행되는지, 그리고 이에 적합한 시험 장비에 대해 상세히 설명합니다.
충격 시험의 목적은 무엇인가?
충격 시험의 주요 목적은 재료나 물체가 충격을 받았을 때 보이는 거동을 평가하는 것입니다. 이는 다음과 같은 이유로 매우 중요합니다.
- 재료가 충돌 상황에서 에너지를 흡수하고 변형을 견디는 능력을 평가하기 위해
- 제품이나 구조물의 취약 지점을 파악하고 이해하여 설계 개선에 활용하기 위해
- 차량, 보호 장비, 건축 자재 등 다양한 분야에서 안전성을 평가하고 확보하기 위해
충격 시험은 어떻게 수행되는가?
충격 시험은 시편을 시험 방식에 맞게 구성된 지그 또는 고정 구조물에 설치한 후, 일정한 높이에서 규정된 무게를 떨어뜨려 시편과 충돌시키는 방식으로 수행됩니다. 이 충격은 시편에 큰 힘을 가하며, 보통 시편은 파단되지만, 이 과정에서 전달되는 에너지를 분석하여 재료의 파괴 거동과 기계적 특성을 평가합니다.
시험 중에는 충격력, 시편의 변형량, 흡수된 에너지 등 주요 파라미터가 측정됩니다. 이 측정 데이터는 재료 또는 제품의 성능을 평가하는 데 활용됩니다.
샤르피 및 아이조드 시험
가장 널리 사용되는 충격 시험 방식은 샤르피 시험과 아이조드 시험입니다. 두 시험은 재료의 기본적인 충격 특성을 측정한다는 점에서는 동일하지만, 시편의 설치 방향과 하중이 가해지는 방식이 달라 서로 다른 조건에서 재료의 거동을 평가할 수 있습니다.
- 샤르피 시험은 재료의 충격 탄성을 평가하기 위해 널리 사용되는 시험입니다. 이 시험은 V-노치가 있는 시편을 지그에 고정한 뒤, 추 형태의 해머를 낙하시켜 시편을 타격하는 방식으로 진행됩니다. 해머가 시편을 타격하면 시편이 파단되며, 이때 흡수된 에너지량이 재료의 충격 탄성을 나타내는 핵심 지표가 됩니다.
- 아이조드 시험은 기본 개념은 샤르피 시험과 비슷하지만 시편의 설치 방식이 다릅니다. 이 시험에서는 시편을 수평 방향으로 고정한 뒤 해머가 시편의 반대쪽 면을 타격합니다. 아이조드 시험은 특히 취약한 재료의 충격 저항성을 평가하는 데 사용됩니다.
일반적인 충격 시험 종류
- ASTM D1709 – Impact resistance of plastic films using the free-fall arrow method.
- ASTM D3763 – High-speed drilling properties of plastic materials using load and displacement sensors.
- ASTM D5420 – Impact resistance of a rigid plastic flat specimen by point impact with a falling weight (Gardner impact).
- ASTM E208 – Impact test on notched bars of metallic materials.
- ISO 13802 – Charpy, Izod and tensile tests.
- ISO 148 – Charpy impact test.
- ISO 179 – Determination of Charpy impact properties.
- ISO 6603 – Determination of perforation impact behaviour of rigid plastic materials.
- ISO 7765 – Performance of the weight drop test to determine the non-ductile transition temperature of ferritic steels (Pellini test).
- ISO 10274 – Tear test with falling weight.
충격 시험기
충격 시험에는 전용 충격 시험기가 필요합니다. 이 장비들은 시편에 일정한 충격을 가하고, 재료나 제품이 충격을 받았을 때 나타나는 특성 변화를 정밀하게 측정하도록 설계되었습니다. 충격 시험기는 시험의 정확성, 재현성, 그리고 규격 준수를 보장하는 데 필수적입니다.
DW 시리즈 – 낙하 충격 시험기
HTM 고속 시험기는 플라스틱 시험에 널리 사용되며, 높은 시험 속도와 넓은 하중 범위를 제공하여 인장 및 압축 시험에 모두 유연하게 활용할 수 있습니다. 또한 다양한 온도 조건에서 시험이 가능하도록 온도 챔버를 장착할 수도 있습니다.
특징
- 다양한 액세서리 구성
- 충격 에너지 범위: 0.2 ~ 2000 J
- 낙하 속도 연속 측정 기능
- 직관적인 사용자 인터페이스로 편리한 조작
- 리셋 시 자동으로 작동되는 도어 잠금장치로 향상된 안전성
- 공압식 낙하 하중 해제 시스템
- 자동 하중 상승 및 위치 제어 기능
- 가변 낙하 높이 설정 기능
- 최대 충격 속도 5.0 m/s (스프링 프리로드 시스템 적용 시 최대 20 m/s)
- 표준 낙하 하중 세트: 0.5 ~ 10 kg 구성, 총 70 kg
- 200 kHz 샘플링 속도의 충격 속도 측정
- 최대 10 MHz의 하중 신호 측정 속도
- ISO와 ASTM 시험 장비 간 신속한 전환 기능
- 다양한 그립 옵션 및 전용 시험 액세서리
- 스트레인 게이지식과 압전식 하중 셀 모두와 호환되는 통합 시스템
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