The tension/compression hardening behavior is important in sheet metal forming processes because of complicated loading paths. Experimental methods to measure the tension/compression behavior have not considered the e ect of the strain rate although the strain rate is related to the hardening behavior of sheet metal. The tension/compression tests need to be conducted considering the strain rate to acquire accurate hardening behavior.
This paper deals with an experimental technique to measure the tension/compression be-
havior of sheet metal at strain rates from 0.001/s to 50/s for real sheet metal forming. The experimental method involves design of a specimen, a clamping device and devices to impose pre-strain and compression. In order to prevent buckling of a specimen, an optimum specimen design and a clamping device are required. Euler eqaution and secant formula proposed by Boger ea al [6] were applied to design a specimen for the tension/compression test at intermediate strain rates. The specimen having a new dimension was used for the tension/compression test at intermediate strain rates. A new clamping device was developed to prevent a sheet specimen from buckling under compression loading condition. Bae [2] proposed a calmping device
to impose sucient clamping force. Compression type coil springs were used for the clamping device proposed by bae to imopse clamping force. This clamping device, however, is not suitable for measuring the strain by the DIC method. In this paper, a newly developed clamping device was used by modifying the device proposed by Bae. A newly developed device has an advantage for measuring the stain by the DIC method and imposing uniformly distributed clamping force. The static material testing machine(Instron 5583) was utilized for tension/compression tests from quasi-static states to low strain rates ranging from 0.001/s to 0.1/s. High speed material testing machine(HSMTM) was used for tension/compression tests at intermediate strain rates ranging from 1/s to 50/s. Techincal functions, for imposing pre-strain and reverse loading, are required for HSMTM. Devices to impose pre-strain and reverse loading, therefore,
were developed for HSMTM. Tension/compression tests ranging from 1/s to 50/s were
availble by using these devices.
박판 성형은 박판에 소성변형을 부과하여 원하는 형상을 생산하는 방법을 일컫는다. 이러한 박판 성형 과정에서 박판은 복잡한 하중 경로를 거치게 되고 그 중 인장/압축 경화 거동을 파악하는 것이 매우 중요하다. 박판의 인장/압축 경화 거동을 측정하기 위한 시험기법은 과거 연구자들에 의하여 제안되었으나 변형률속도를 고려한 인장/압축 시험 기법은 제안된 바가 없다. 하지만 실제 박판 성형 공정에서는 수십 s-1의 중 변형률속도 영역이 발생하게 되고 보다 정확하게 박판 성형을 예측하기 위해서는 중 변형률속도 영역에서 인장/압축 경화 거동을 측정해야 한다.
본 연구에서는 실제 공정에서 가장 빈번하게 발생하는 변형률속도 0.001 s-1 ~ 50 s-1 영역에서의 인장/압축 시험 기법을 제안하였다. 시험 기법 제안은 박판 시편 설계, 가압 장치 설계, 중 변형률속도영역에서 인장/압축 시험을 위한 추가 장치 설계를 포함한다. 시편의 경우 중 변형률속도 영역에서 좌굴현상을 방지할 수 있도록 설계하였으며 가압 장치의 경우 균일한 가압력을 부과하며 가압력 조절이 가능하고 DIC 기법에 용이하도록 설계하였다. 또한 고속재료시험기를 이용하여 중 변형률속도 영역에서의 인장/압축 시험을 위하여 초기 변형률부과 장치와 압축 하중 부과 장치를 추가로 설계하였다. 제작된 장치를 이용하여 변형률속도 0.001 s-1 ~ 50 s-1 에서의 변위 3 mm 인장 이후 압축 시험을 수행하여 인장/압축 경화 거동을 측정하고 유동응력선도를 확보하였다. 확보한 유동응력선도를 이용하여 압축 거동에서 발생하는 바우싱거 효과, 영구 연화, 과도 거동에 대하여 정량적인 분석을 수행하였다. 또한 각 재료와 변형률속도에 따라 인장/압축 경화 거동이 민감한 영향을 받는 원인에 대하여 고찰을 수행하였다.
