KR20160055630A - Apparatus for safety assessement of glass materials and evaluation method thereof - Google Patents

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KR20160055630A
KR20160055630A KR1020140155686A KR20140155686A KR20160055630A KR 20160055630 A KR20160055630 A KR 20160055630A KR 1020140155686 A KR1020140155686 A KR 1020140155686A KR 20140155686 A KR20140155686 A KR 20140155686A KR 20160055630 A KR20160055630 A KR 20160055630A
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    • G01N2203/0078—Hardness, compressibility or resistance to crushing using indentation

Abstract

The present invention relates to a device and a method to evaluate the safety of a glass material. The present invention includes: a magnetic attached to the bottom of a glass sample; an indentation tester stood on the glass sample by magnetism of the magnet; and a globular indenter placed in the indentation tester to be vertically movable. Since indentation is performed in many micrometers of depth by using the globular indenter, the present invention is capable of preventing damage or loss of the glass sample, and measuring mechanical matter properties such as hardness and strength.

Description

유리소재 안전성 평가 장치 및 평가 방법{APPARATUS FOR SAFETY ASSESSEMENT OF GLASS MATERIALS AND EVALUATION METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a glass material safety evaluation device,

본 발명은 유리소재 안전성 평가 장치 및 평가 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차에 사용되는 유리의 적합성을 판단하고, 가공 및 조립 시 발생되는 표면응력을 측정하여 유리의 안전성 여부를 비파괴적으로 평가할 수 있도록 하는 유리소재 안전성 평가 장치 및 평가 방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a glass material safety evaluating apparatus and an evaluation method thereof, and more particularly, to a glass material safety evaluating apparatus and an evaluation method thereof, And more particularly, to a glass material safety evaluation device and an evaluation method.

현재, 자동차용 유리 소재의 안전성 평가 및 해석을 위한 정확한 강도 물성 자료 부재로 인하여 정확한 전산모사(시뮬레이션) 및 역학해석이 불가능하다.At present, precise computer simulation (simulation) and mechanistic analysis are impossible due to lack of precise data of strength properties for safety evaluation and analysis of automotive glass materials.

특히, 유리의 강도를 정확히 측정할 수 있는 측정법이 없어서, 유리가 가공되어 차량에 탑재된 상태 즉, 유리가 다양한 곡률 및 색상을 가지는 상황에서 파손 없이 잔류 응력을 측정하는 것이 곤란하였다.Particularly, since there is no measurement method capable of accurately measuring the strength of the glass, it is difficult to measure the residual stress without breakage in a state where the glass is processed and mounted on the vehicle, that is, the glass has various curvatures and colors.

이로 인하여, 차량 사고나 주행 중 유리 제품의 파손 시 발생되는 파손을 정확히 분석하는 것이 불가능하고 원인 분석이 모호하여 근본적인 파손 품질 개선이 어려웠다.As a result, it is not possible to accurately analyze the breakage caused by the breakage of the glass product during a vehicle accident or driving, and it is difficult to improve the breakage quality fundamentally because the cause analysis is ambiguous.

이러한 현황을 극복하고자, 자동차 유리에 적합한 파괴 및 비 파괴 강도 평가법을 개발하고, 유리 종류별로 다양한 조건(두께, 색, 접합방법 등)에서 강도 물성 자료를 확립하여, 품질 및 신뢰성 향상을 목적으로 하는 연구가 필요한 실정이다.In order to overcome this situation, we have developed a fracture and non-fracture strength evaluation method suitable for automobile glass, and have established strength property data under various conditions (thickness, color, bonding method, etc.) Research is needed.

한편, 경도 시험에서 유래한 시험법으로 강성 압입자로 소재 표면을 살짝 눌러서, 하중을 인가시키고 하중이 제거되는 과정 중에 인가되는 하중과 변위를 측정하고, 얻어지는 곡선을 통해 소재의 기계적인 물성을 측정하는 미세경도 시험법이 있다.On the other hand, the test method derived from the hardness test is used to measure the load and displacement applied during the process of applying a load by pressing the surface of the material with a rigid indentor, and measuring the mechanical properties of the material through the obtained curve There is a micro hardness test method.

이러한 미세경도 시험법은 압입 깊이가 수십 나노미터에 달할 정도로 매우 낮은 압입 깊이의 접촉을 통해서도 측정이 가능하여 비파괴적으로 강도 물성을 측정할 수 있다.These microhardness tests can be carried out even at very low indentation depths, so that the indentation depth can reach tens of nanometers, and the strength properties can be measured non-destructively.

또한, 인장, 압축, 굽힘과 같은 기존의 기계적 시험 법으로는 측정이 매우 어려운 미세 소재의 경우, 표면에서의 얕은 접촉을 통해 기계적 물성을 측정하는 나노 인덴테이션 기술이 거의 유일한 기계적 시험법으로 전 세계적으로 다양한 분야에서 널리 활용되고 있다.In addition, nano-indentation technology, which measures mechanical properties through shallow contact on the surface, is the only mechanical test method to be used in the case of micro-materials, which are difficult to measure by conventional mechanical tests such as tensile, compressive and bending. And is widely used in various fields.

그리고, 미세경도 시험을 통해 측정되는 경도는 소재의 평균압력과 같고, 평균압력으로부터 역학적 해석을 통하여 강도를 측정하는 브리넬경도 시험법이 있다.The hardness measured through the microhardness test is equal to the average pressure of the material, and there is a Brinell hardness test for measuring the strength through mechanical analysis from the average pressure.

브리넬경도 시험법은 구형 압입자를 이용하여, 압입 깊이가 증가함에 따라 재료에 인가되는 대표 유동 응력, 변형률이 증가하게 되고, 다양한 압입 깊이에서 다양한 대표 유동응력, 변형률을 측정한 후 소재의 강도 물성을 측정하게 된다.
The Brinell hardness test method uses a spherical indentor to increase the representative flow stress and strain applied to the material as the indentation depth increases. Various representative flow stresses and strains at various indentations depth are measured, .

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0004940호(2010.01.13.)Korean Patent Publication No. 10-2010-0004940 (Jan. 13, 2010)

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 자동차에 사용되는 유리의 적합성을 판단하고, 가공 및 조립 시 발생되는 표면응력을 측정하여 유리의 안전성 여부를 비파괴적으로 평가할 수 있도록 하는 유리소재 안전성 평가 장치 및 평가 방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method of evaluating the safety of a glass by evaluating the suitability of the glass used in automobiles, A glass material safety evaluation device and an evaluation method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 유리소재 안전성 평가 장치는, 유리 시편 저면에 부착된 마그네틱과, 마그네틱의 자력에 의해 유리 시편에 기립된 압입시험기와, 압입시험기에 수직 이동 가능하도록 구비된 구형압입자를 포함한다.In order to achieve the above object, the glass material safety evaluation apparatus of the present invention comprises: a magnet attached to the bottom of a glass specimen; an indentation tester standing on a glass specimen by magnetic force of magnetic force; And includes a spherical indenter.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 유리소재 안전성 평가 방법은, 4점 굽힘 시험을 통해서 유리 시편의 강도를 측정하고, 측정된 유리 시편의 강도값이 기준강도값에 보다 큰지 비교하는 소재적정성판단단계 및, 측정된 유리 시편의 강도값이 기준강도값 보다 크면, 유리시편을 차량에 장착하고, 압입 시험을 통해 측정된 유리 시편의 경도를 유리 시편의 소성구속인자로 나눠 유동강도값을 산출하고, 강도값에서 유동강도값을 뺀 값이 기준강도값 보다 작은지를 비교하는 안전성판단단계를 포함한다.
In order to achieve the above object, the glass material safety evaluation method of the present invention is characterized by measuring the strength of a glass specimen through a four-point bending test and comparing the strength value of the glass specimen with a reference strength value If the measured value of the glass specimen is greater than the reference strength value, the glass specimen is mounted on the vehicle, and the hardness of the glass specimen measured by the indentation test is divided by the plastic restraint factor of the glass specimen And comparing the value obtained by subtracting the flow intensity value from the intensity value is smaller than the reference intensity value.

위와 같은 본 발명의 유리소재 안전성 평가 장치 및 평가 방법에 따르면, 구형 압입자를 이용하여 수 마이크로미터의 깊이를 압입하기 때문에, 유리 시편이 파손 또는 손실되는 것이 방지되며, 경도, 강도 등 기계적 물성이 측정될 수 있는 효과가 있다.According to the glass material safety evaluation device and evaluation method of the present invention as described above, since the depth of several micrometers is pressed by using the spherical indenter, breakage or loss of the glass specimen is prevented, and mechanical properties such as hardness and strength are measured There is an effect that can be.

또한, 비파괴적이고 간단한 강도 측정 기술 도입을 통하여, 생산품의 샘플링 비율을 늘려 하자 제품의 선별도를 높이고, 이를 통하여 생산 원가 및 AS비용을 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, by introducing non-destructive and simple strength measurement technology, it is possible to increase the selectivity of the product by increasing the sampling rate of the product, thereby remarkably reducing the production cost and the AS cost.

또한, 자동차용 유리의 안전성 향상을 통하여 운행 시나, 사고 시 파손으로 인한 인명 및 재산 피해를 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, by improving the safety of the automotive glass, it is possible to reduce damage to persons and property due to operation or damage during an accident.

또한, 유리 재료 및 공정과 강도의 잔류 응력의 상관관계 규명을 통하여 고강도 및 고신뢰성 유리 개발에 기여할 수 있는 효과가 있다.
Also, it is possible to contribute to the development of high-strength and high-reliability glass through the correlation between the residual stress of the glass material and the process and the residual stress.

도 1은 본 발명의 일실시예의 유리소재 안전성 평가 장치의 개요도,
도 2는 도 1의 유리소재 안전성 평가 장치에 구비되는 링온링지그의 개요도,
도 3은 본 발명의 일실시예의 유리소재 안전성 평가 방법의 절차도,
도 4는 링온링지그를 통해 유리 시편에 가해지는 압축력과 인장력 그래프,
도 5는 인위적 잔류응력과 압입시험을 통해 측정된 표면응력 비교 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an outline view of a glass material safety evaluation device according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is an outline view of a ring-on-ring jig provided in the glass material safety evaluation apparatus of Fig. 1,
3 is a flow chart of a glass material safety evaluation method of an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a graph showing a compressive force and a tensile force applied to a glass specimen through a ring-
5 is a comparative graph of surface stresses measured through an artificial residual stress and indentation test.

본 발명은 자동차용 유리 소재를 조립 전 연구실 규모의 샘플을 이용하여, 비파괴적 압입시험을 진행하고, 압입시험을 통해 해당 유리소재의 적합성을 판단한다.In the present invention, a non-destructive indentation test is conducted using a sample of a laboratory scale before assembling a glass material for an automobile, and the suitability of the glass material is determined through an indentation test.

그 후, 유리소재가 차량에 조립된 상태에서 압입시험을 시행하고, 얻은 결과값을 통하여 안전성을 평가하게 된다.Then, an indentation test is carried out with the glass material assembled in the vehicle, and the safety is evaluated through the obtained result.

이때, 소재를 통한 압입시험에서의 부적격 판정을 받은 것은 유리소재 자체의 불량으로 판단할 수 있고, 유리소재의 압입 시험에서 적격 판정을 받았지만, 실차 장착 후 부적격 판정을 받게 된다면, 실차에 조립하는 공정 중 추가적인 외력, 비틀림을 통해 소재에 잔류응력이 인가된 것으로 판단하게 된다.In this case, it is judged that the glass material itself is defective when it is determined that the material is not fit in the indentation test through the material, and if it is judged that the glass material is indentable after the indentation test, It is judged that the residual stress is applied to the material through the additional external force and twist.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유리소재 안전성 평가 장치는, 유리 시편(110) 저면에 부착된 마그네틱(100)과, 마그네틱(100)의 자력에 의해 유리 시편(110)에 기립된 압입시험기(200)와, 압입시험기(200)에 수직 이동 가능하도록 구비된 구형압입자(300)를 포함한다.1 and 2, the glass material safety evaluation apparatus of the present invention is a glass material safety evaluation apparatus of the present invention, in which a magnetic material 100 attached to the bottom surface of a glass piece 110 and a magnetic material 100 attached to the glass material piece 110 by the magnetic force of the magnetic material 100 An upstanding indentation tester 200 and spherical pressure particles 300 vertically movable in the indentation tester 200.

유리 시편(110)은 차량에 장착되는 가공된 유리를 의미하며, 마그네틱(100)은 자력을 가지며, 유리 시편(110)에 부착될 수 있도록 제작된다.The glass specimen 110 refers to a processed glass mounted on a vehicle and the magnet 100 has a magnetic force and is made to be attached to the glass specimen 110.

압입시험기(200)는 유리 시편(110)에 기립되며 소정거리 이격된 두 기둥부와, 두 기둥부의 상단을 연결하는 연결부를 포함하며, 구형압입자(300)는 연결부의 길이방향 중심에 장착된다. 이때, 구형압입자(300)가 상하 이동될 수 있도록 유압장치가 압입시험기(200)에 구비된다.The indentation testing machine 200 includes two pillar portions that are erected on the glass piece 110 and spaced apart from each other by a predetermined distance and a connecting portion that connects the upper ends of the two pillar portions and the spherical pore particles 300 are mounted in the longitudinal center of the connecting portion . At this time, a hydraulic device is provided in the indentation tester 200 so that the spherical-shaped particles 300 can be moved up and down.

본 발명의 일실시예에서 구형압입자(300)는 지름이 250 마이크로 미터가 되도록 제작된다. 계장화 압입시험 장비에는 다양한 모양의 압입자 사용이 가능한데, 유리의 강도 및 응력 비파괴 평가를 위해서는 구형 압입자를 사용하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the spherical-shaped particles 300 are manufactured to have a diameter of 250 micrometers. Instrumented indentation test equipment can use various shapes of indentations, and it is desirable to use spherical indenters for glass strength and stress nondestructive evaluation.

본 발명의 유리소재 안전성 평가 장치는, 유리 시편(110)에 압축력과 인장력을 동시에 가할 수 있도록 형성된 링온링지그(400)를 더 포함한다.The glass material safety evaluation apparatus of the present invention further includes a ring-on-ring jig 400 formed to simultaneously apply a compressive force and a tensile force to the glass piece 110.

링온링지그(400)는 유리 시편(110)의 저면과 상면에 직경이 다른 링을 위치시킨 뒤, 상면에 있는 링에 압축력을 가함으로써, 유리 시편(110)의 상면에는 압축력을, 저면에는 인장력을 가하게 된다. 링온링지그(400)에 의해서, 유리 시편(110)은 내부응력이 변화하였지만 파손되지 않은 상태를 유지하게 된다. 이 상태에서 압입시험이 진행되어, 유리 시편(110)의 경도 및 강도, 하중과 변위 곡선 등을 측정하게 된다.On the ring-on-jig 400, a ring having a different diameter is placed on the bottom surface and the top surface of the glass piece 110, and a compressive force is applied to the ring on the top surface to thereby apply a compressive force to the upper surface of the glass piece 110, . With the ring-on-jig 400, the glass sample piece 110 maintains a state in which the internal stress is changed but not damaged. In this state, the indentation test is carried out to measure the hardness and strength of the glass sample piece 110, the load and the displacement curve.

링온링지그(400)를 이용해 유리 시편(110)의 표면에 이축 잔류 응력(EQUI-BIAXIAL RESIDUAL STREESS)을 인위적으로 가해준 후, 구형압입자(300)가 구비된 압입시험기(200)를 이용하여 유리의 강도 및 표면응력 상태를 비파괴적으로 평가하게 된다.After biaxial residual stress (EQUI-BIAXIAL RESIDUAL STREASE) is artificially applied to the surface of the glass sample 110 using the ring-on-jig 400, the indentation tester 200 equipped with the spherical- The strength of the glass and the state of the surface stress are nondestructively evaluated.

이때, 링온링지그(400)를 통해 유리 시편(110)에 이축 잔류 응력 즉, 압축력과 인장력을 가하게 되면, 압축 시의 하중은 일반 유리소재의 하중 보다 커지며, 인장 시의 하중은 일반 유리소재의 하중 보다 작게 되므로, 인위적으로 유리 시편(110)의 표면응력을 제어할 수 있게 된다(도 4 참조).In this case, when biaxial residual stress, that is, compressive force and tensile force, are applied to the glass specimen 110 through the ring-on-jig 400, the load at compression is larger than that of a general glass material, It becomes possible to artificially control the surface stress of the glass piece 110 (see FIG. 4).

경도 데이터베이스는, 차량에 장착 가능한 유리소재를 유리 시편(110)으로 하여, 링온링지그(400)를 통해 유리 시편(110)을 압축 및 가압한 상태에서 압입시험기(200)를 작동시켜 차량에 장착 가능한 유리소재 즉, 유리 시편(110)의 경도 및 강도, 하중과 변위 곡선 등을 측정하여 저장하게 된다.The hardness database is obtained by operating the indentation testing machine 200 in a state in which the glass sample piece 110 is compressed and pressed through the ring-on-jig 400 using a glass material capable of being mounted on a vehicle as a glass sample piece 110, The hardness and strength of the glass specimen 110, the load and the displacement curve are measured and stored.

경도 데이터베이스에 저장된 물성치를 통해서, 유리 시편(110)의 소성구속인자를 도출하게 된다.The plastic constraint factor of the glass specimen 110 is derived from the physical properties stored in the hardness database.

이때, 소성구속인자는 아래 수학식 1을 통해 도출된다.At this time, the plastic constraint factor is derived from the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
는 잔류응력,
Figure pat00003
는 소성구속인자,
Figure pat00004
은 하중 변위량,
Figure pat00005
는 압입자 접촉 면적(INDENTATION CONTACT AREA) 이다.
Figure pat00002
The residual stress,
Figure pat00003
Is a plastic restraint factor,
Figure pat00004
The load displacement amount,
Figure pat00005
Is the INDENTATION CONTACT AREA.

위의 수학식 1을 통해 도출된 소성구속인자를 기본 데이터로 활용하여, 압입시험을 통해 동일 종류의 유리 시편(110)의 잔류응력을 구할 수 있게 된다. Using the plastic constraint factor derived from Equation (1) as the basic data, the residual stress of the glass specimen 110 of the same kind can be obtained through the indentation test.

또한, 잔류응력은 유리 시편(110)의 탄성계수와 스트레인 게이지 통해 측정된 길이 변화량의 곱으로 산출되며, 잔류응력은 아래 수학식 2를 통해 도출된다.Further, the residual stress is calculated as a product of the modulus of elasticity of the glass sample 110 and the length variation measured by the strain gauge, and the residual stress is derived by the following equation (2).

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
는 잔류응력,
Figure pat00008
는 탄성계수(ELASTIC MODULUS),
Figure pat00009
는 길이 변화량이다.
Figure pat00007
The residual stress,
Figure pat00008
The elastic modulus (ELASTIC MODULUS),
Figure pat00009
Is the amount of change in length.

수학식 3은 경도와 소성구속인자의 관계를 나타낸다.Equation (3) represents the relationship between hardness and plastic constraint factor.

Figure pat00010
Figure pat00010

이때,

Figure pat00011
는 경도이고,
Figure pat00012
는 소성구속인자이고,
Figure pat00013
는 유동변형력(FLOW STRESS)이다.At this time,
Figure pat00011
Is a hardness,
Figure pat00012
Is a plastic restraint factor,
Figure pat00013
Is the FLOW STRESS.

비파괴적 압입 시험을 통해 측정된 유리시편(110)의 경도와 미리 산출된 소성구속인자를 통해 유동변형력을 산출하고, 유동변형력을 와이블분포법으로 구한 유리 시편(110)의 기준강도값과 비교하여 안전성을 검증할 수 있게 된다. 이하, 비교의 편의를 위해서 유동변형력을 유동강도값이라 지칭한다.The flow deformation force was calculated through the hardness of the glass specimen 110 measured by the nondestructive indentation test and the calculated plastic restraint factor and compared with the reference strength value of the glass specimen 110 obtained by the Weibull distribution method So that the safety can be verified. Hereinafter, for convenience of comparison, the flow deformation force is referred to as a flow strength value.

와이블분포법은 재료의 파괴강도를 분석하면서 고안한 확률분포로 금속 및 복합재료의 기계적 물성을 확률적으로 분석하는 통계처리 방법으로 99퍼센트의 안전범위를 설정하는 것이 가능하다.The Weibull distribution method is a probability distribution designed by analyzing the fracture strength of a material, and it is possible to set the safety range of 99% by statistical processing method that probabilistically analyzes the mechanical properties of metal and composite materials.

본 발명의 유리소재 안전성 평가 장치는 도 3에 도시된 절차도에 의해 작동된다.The glass material safety evaluation device of the present invention is operated by the procedure diagram shown in Fig.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유리소재 안전성 평가 방법은, 4점 굽힘 시험을 통해서 유리 시편(110) 즉, 소재의 강도를 측정하고, 측정된 소재의 강도값이 기준강도값에 보다 큰지 비교하는 소재적정성판단단계(S100) 및, 측정된 소재의 강도값이 기준강도값 보다 크면, 소재를 차량에 장착하고, 압입 시험을 통해 측정된 소재의 경도를 소재의 소성구속인자로 나눠 유동강도값을 산출하고, 강도값에서 유동강도값을 뺀 값이 기준강도값 보다 큰지를 비교하는 안전성판단단계(S200)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the glass material safety evaluation method of the present invention is a method of evaluating the safety of a glass material by measuring the strength of the glass sample 110, that is, the strength of the material through the four-point bending test, (S100), and if the intensity value of the measured material is greater than the reference intensity value, the material is mounted on the vehicle, and the hardness of the material measured by the indentation test is divided by the plastic restraint factor of the material And a safety judgment step (S200) of calculating the intensity value and comparing whether the value obtained by subtracting the flow intensity value from the intensity value is larger than the reference intensity value.

소성구속인자는 소재적정성판단단계(S100) 이전에 산출되며, 링온링지그(400)를 통해 소재 즉, 유리 시편(110)에 가해진 하중 변위량과, 유리 시편(110)에 부착된 스트레인 게이지를 통해 측정된 표면 응력과, 유리 시편(110)의 면적을 변수로 앞서 기재된 수학식 1을 통해 산출된다.The plastic restraint factor is calculated before the material adequacy determination step S100 and is performed by the load displacement amount applied to the material, that is, the glass specimen 110 through the ring-on-jig 400 and the strain gage attached to the glass specimen 110 The measured surface stress and the area of the glass specimen 110 are calculated through the above-described equation (1).

이때, 유리 시편(110)의 소성구속인자는 앞서 기재된 수학식 1을 이용하여 미리 구해진다. 소성구속인자 산출 시, 링온링지그(400)를 통해 유리 시편(110)의 내부 응력을 변화시키고, 압입시험을 통해 유리 시편(110)의 경도 데이터를 도출하게 된다.At this time, the plastic restraint factor of the glass specimen 110 is obtained in advance using Equation 1 described above. During the calculation of the plastic constraint factor, the internal stress of the glass sample 110 is changed through the ring-on-jig 400, and the hardness data of the glass sample 110 is derived through an indentation test.

좀더 정확히는, 링온링지그(400)를 이용하여 유리 시편(110)에 압축 응력과 인장 응력을 인가해준 뒤, 브리넬 경도시험법을 통해 압입시험을 진행하게 된다.More precisely, compressive stress and tensile stress are applied to the glass piece 110 by using the ring-on-jig 400, and then the indentation test is performed through the Brinell hardness test.

압입시험이 완료된 후, 하중과 변위 그래프에서 하중이 제거되는 영역에 대한 분석을 실시하고, 위 수학식 1을 이용하여 잔류응력을 구하게 된다.After the indentation test is completed, an analysis is made on the area where the load is removed from the load and the displacement graph, and the residual stress is obtained using the above equation (1).

안전성판단단계(S200)에서 차량에 장착된 유리 시편(110)의 경도 측정 시에 유리 시편(110)의 표면 응력은, 유리 시편(110)의 탄성계수와 스트레인 게이지를 통해 측정된 길이 변화량의 곱으로 산출된다. 이때, 유리 시편(110)의 표면응력은, 앞서 기재된 수학식 2를 통해 산출되며, 소재적정성판단단계(S100) 이전에 링온링지그(400)를 이용한 압입시험을 통해 산출된 표면 응력과 비교하게 된다(도 5 참조). The surface stress of the glass specimen 110 at the time of measuring the hardness of the glass specimen 110 mounted on the vehicle in the safety determination step S200 is determined by multiplying the elastic modulus of the glass specimen 110 by the length change amount measured through the strain gauge . At this time, the surface stress of the glass sample 110 is calculated through the above-described Equation 2, and compared with the surface stress calculated through the indentation test using the ring-on-jig 400 before the step S100 for determining the material suitability (See FIG. 5).

미리 도출된 유리 시편(110)의 경도 데이터는 선 도출된 하중과 변위 그래프를 포함하며, 선 도출된 하중과 변위 그래프와, 차량에 장착된 후 압입시험을 통해 도출된 유리 시편(110)의 후 도출된 하중과 변위 그래프를 비교하여, 조립 중 큰 하중이 유리 시편(110)에 가해졌는지를 판단하게 된다.The hardness data of the preliminarily derived glass specimen 110 includes a pre-drawn load and a displacement graph, and the pre-loaded load and displacement graph and the post-insertion test of the glass specimen 110 The derived load and the displacement graph are compared to determine whether a large load is applied to the glass specimen 110 during assembly.

기준강도값은 앞서 기재된 와이블분포법을 통해 산출되며, 강도값에서 유동강도값을 뺀 값이 기준강도값 보다 작을 때, 조립 시 큰 하중이 발생하여, 유리 시편(110)의 강도가 기준치 보다 낮아져 작은 충격에 파손될 것이라 예측하게 된다.The reference strength value is calculated by the Weibull distribution method described above. When the value obtained by subtracting the flow strength value from the strength value is smaller than the reference strength value, a large load is generated at the time of assembly, It is predicted that it will be damaged by a small impact.

앞서 기술한 바를 정리하면 본 발명은 유리 소재가 차량에 사용가능한지 적합성을 판단하고, 유리 원판 소재를 자동차 삽입 용도로 가공 및 조립 공정 중에 발생하는 표면응력을 측정하여 자동차용 부품소재로써 유리의 안전성 여부를 비파괴적으로 평가하는 것으로, 유리 소재 적합성 및 자동차 조립 후 안전성 평가를 하게 된다.The present invention relates to a method of determining the suitability of a glass material for use in a vehicle and measuring a surface stress occurring during a machining and assembling process for inserting a glass raw material into a vehicle, To evaluate non-destructively, and to evaluate the safety of the glass material and its post-assembly.

또한, 링온링지그(400)를 이용하여 유리 시편(110)의 내부 응력을 변화시키며 시험을 진행해 얻은 강도값을 문헌상 고유 강도와 비교하여 소재 자체의 적합성을 평가하게 된다.Also, the strength value obtained by changing the internal stress of the glass specimen 110 by using the ring-on-jig 400 is compared with the intrinsic strength in the literature to evaluate the suitability of the material itself.

또한, 적합성 평가를 통과한 소재로 제작된 유리부품을 실제 차량에 조립하고 압입시험을 진행하여 조립 중 하중이 가해져 표면응력이 과도한지를 측정함으로써, 안전성을 평가하게 된다. 이때, 적합성 평가에는 통과하였지만, 안전성 평가에서 불합격한 경우를 조립 중 과도한 응력이 발생한 것으로 판단하게 된다.In addition, the glass part manufactured from the material passed the conformity evaluation is assembled into the actual vehicle and the indentation test is carried out to evaluate the safety by measuring whether the surface stress is excessive due to the load during assembly. At this time, although it passed the conformity assessment, it is judged that excessive stress occurred during the assembly when the safety evaluation failed.

위와 같은 본 발명의 유리소재 안전성 평가 장치 및 평가 방법은 자동차 유리에 국한 되지 않고, 유리 소재 산업에 적용됨으로써 제품 품질 관리 효율성 및 신뢰성이 향상될 것이다.The above-described glass material safety evaluation apparatus and evaluation method of the present invention are not limited to automobile glass, but may be applied to the glass material industry, thereby improving product quality control efficiency and reliability.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

100: 마그네틱 110: 유리 시편
200: 압입시험기 300: 구형압입자
400: 링온링지그
S100: 소재적정성판단단계 S200: 안전성판단단계100: Magnetic 110: Glass Specimen
200: indentation tester 300: spherical pressure particle
400: Ring-on ring jig
S100: Material appropriateness determination step S200: Safety determination step

Claims (8)

유리 시편의 저면에 부착된 마그네틱;
상기 마그네틱의 자력에 의해 상기 유리 시편에 기립된 압입시험기; 및
상기 압입시험기에 수직 이동 가능하도록 구비된 구형압입자를 포함하는 유리소재 안전성 평가 장치.
Magnetic attached to the bottom of glass specimen;
An indentation tester standing on the glass specimen by the magnetic force of the magnet; And
And a spherical indenter provided so as to be vertically movable in the indentation tester.
제1항에 있어서,
상기 유리 시편에 압축력과 인장력을 동시에 가할 수 있도록 형성된 링온링지그를 더 포함하는 유리소재 안전성 평가 장치.
The method according to claim 1,
And a ring-on ring jig formed to simultaneously apply a compressive force and a tensile force to the glass specimen.
제1항에 있어서,
상기 구형압입자의 지름이 250 마이크로 미터인 유리소재 안전성 평가 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the diameter of the spherical indenter is 250 micrometers.
4점 굽힘 시험을 통해서 유리 시편의 강도를 측정하고,
측정된 상기 유리 시편의 강도값이 기준강도값에 보다 큰지 비교하는 소재적정성판단단계; 및,
측정된 상기 유리 시편의 강도값이 상기 기준강도값 보다 크면,
상기 유리 시편을 차량에 장착하고,
압입 시험을 통해 측정된 상기 유리 시편의 경도를 상기 유리 시편의 소성구속인자로 나눠 유동강도값을 산출하고,
상기 강도값에서 상기 유동강도값을 뺀 값이 기준강도값 보다 큰지를 비교하는 안전성판단단계;를 포함하는 유리소재 안전성 평가 방법.
The strength of the glass specimen was measured by a four-point bending test,
Determining whether the measured strength of the glass specimen is greater than a reference strength value; And
If the measured strength value of the glass specimen is larger than the reference strength value,
The glass specimen is mounted on a vehicle,
Dividing the hardness of the glass specimen measured through the indentation test by the plastic restraint factor of the glass specimen,
And comparing the value obtained by subtracting the flow intensity value from the intensity value with a reference intensity value.
제4항에 있어서,
상기 소성구속인자는 상기 소재적정성판단단계 이전에 산출되며,
상기 소성구속인자는,
링온링지그를 통해 상기 유리 시편에 가해진 하중 변위량과,
상기 유리 시편에 부착된 스트레인 게이지를 통해 측정된 표면 응력과,
상기 유리 시편의 면적을 변수로 산출되는 유리소재 안전성 평가 방법.
5. The method of claim 4,
The plastic restraint factor is calculated before the material adequacy determination step,
The plastic restraint factor,
A load displacement amount applied to the glass specimen through a ring-on-jig,
A surface stress measured through a strain gauge attached to the glass specimen,
Wherein the area of the glass specimen is calculated as a variable.
제5항에 있어서,
상기 표면 응력은 상기 유리 시편의 탄성계수와 상기 스트레인 게이지를 통해 측정된 길이 변화량의 곱으로 산출되는 유리소재 안전성 평가 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the surface stress is calculated as a product of an elastic modulus of the glass specimen and a length change amount measured through the strain gauge.
제5항에 있어서,
상기 소성구속인자 산출 시, 압입시험을 통해 상기 유리 시편의 경도 데이터를 도출하는 유리소재 안전성 평가 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the hardness data of the glass specimen is derived through an indentation test at the time of calculating the plastic confinement factor.
제7항에 있어서,
미리 도출된 상기 유리 시편의 경도 데이터는 선 도출된 하중과 변위 그래프를 포함하며,
상기 선 도출된 하중과 변위 그래프와, 차량에 장착된 후 압입시험을 통해 도출된 상기 유리 시편의 후 도출된 하중과 변위 그래프를 비교하는 유리소재 안전성 평가 방법.8. The method of claim 7,
The hardness data of the preliminarily obtained glass specimen includes a preloaded load and a displacement graph,
A method of evaluating the safety of a glass material by comparing the above derived load and a displacement graph and a graph of displacement and load derived from the glass specimen derived through a post-insertion test mounted on a vehicle.
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