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Home > 기술정보 > 물성측정방법 > 굴곡시험

  • 굴곡시험(Flexural Test)
    • 시편을 일정한 거리만큼 떨어져 있는 두개의 지점에 올려 놓고 시편의 파괴가 발생할 때까지 일정한 속도로 시편이 놓인 수직방향으로 하중을 가해 눌러서 응력과 왜곡을 측정하는 실험법이다. 이러한 시험은 3접점과 4접점 굽힘시험 2가지 방식이 있으며 고분자의 특성에 따라 아래 그림과 같이 3개 Type의 Stress-strain curve가 있다.
    • 곡선 A : 항복이 일어나기 전에 파단 발생
      곡선 B : 5% Strain limit 이전에 항복과 파단 발생
      곡선 C : 5% Strain limit 이전에도 항복과 파단이 발생하지 않는 경우
    • 굴곡강도(Flexural strength)
      • 일정한 속도로 시편을 누르는 경우 시편으로부터 발생되는 최대의 강도를 말한다. (위 그림 참조) 그러나 대부분의 열가소성 수지의 경우 시편이 곡선 C와 같은 경향을 보이는 경우가 많은데 이 경우에는 5% Strain limit에서 강도를 굴곡강도로 정한다.
    • 굴곡탄성율(Flexural modulus)
      • 시편의 중앙에 상부로부터 힘을 가하는 값을 시편에 생기는 변형으로 나눈 값으로 굴곡탄성율이 클수록 강성(Stiffness)이 높아지며 낮을수록 유연한(Flexible) 플라스틱이다.
  • 시험방법
    • 3접점굽힘(Three point bending)과 4접점굽힘(Four point bending) 시험법이 있다.
    • 3접점굽힘(Three point bending)
      • 아래의 그림에서 보는 것처럼 시편을 두개의 지점으로 지지하고 그 중간 지점에 하중을 가하여 구부리는 방법이다. 이 방법은 변형이 작은 재질이나 파단시까지의 응력-변형 관계가 Hook의 법칙을 따르는 재료에 적용된다. 이 방법의 경우 지점간의 거리와 시편 두께의 비는 약 16:1 정도가 된다.

        Support Span
        Note - (a) Minimum radius = 3.2mm(1/s in), (b) Maximum radius support = 1.5 specimen depth, Maximum radius loading nose = 4 times specimen depth
      • a) 굴곡강도(Maximum flexural strength)
      • b) 굴곡탄성율(Flexural modulus)
    • 4접점굽힘(Four point bending)
      • 아래의 그림에서 보는 것처럼 시편을 두개의 지점으로 지지하고 두 지점으로부터 거리의 1/3에 해당하는 지점에 각각 하중을 가하는 방법이다. 3접점굽힘 방법에 의해서도 시편이 파단되지 않는 경우 이 방법을 사용한다.
      • a) 굴곡강도(Maximum flexural strength)
      • b) 굴곡탄성율(Flexural modulus)
  • 시험조건
    • 수지의 종류, 시편의 형상에 따라 다양한 시험조건이 있으나 현재 가장 많이 사용하는 3접점굽힘 방법을 기준으로 아래의 조건표를 예시한다.


    • 두께 0.8 1.6 2.4 3.2 4.8
      (1/32) (1/16) (1/18) (1/8) (3/16
      25 25 25 25 13
      -1 -1 -1 -1 (1/2)
      지지대의길이/
      두께(L/d)
      1∼ l 50 50 60 80 100
      16 -2 -2 -2.5 -3 -4
        L 16 25 40 50 80
        P 0.5 0.8 1 1.3 2
      16∼ l 50 80 100 130 191
      32 -2 -3 -4 -5 -7.5
        L 25 50 80 100 150
        P 1.3 2.8 4.1 5.3 8.1
      32∼ l 60 90 120 180 240
      40 -1.5 -3.5 -3.75 -7 -9.5
        L 40 60 95 130 191
        P 2 4.3 6.4 8.4 12.7
      40∼ l 60 124 185 247 372
      60 -2 3/8 -4 7/8 -7 9/32 -9 3/4 -14 5/8
        L 48 95 143 190 286
        P 48 9.4 14.2 18.8 28.4