ASTM E2218 14 Standard Test Methods for Determining ...

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ASTM E2218 – 14 Standard Test Methods for Determining Forming Limit Curves

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ASTM E2218 – 14 Standard Test Method for Determining Forming Limit Curves

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ASTM E2218 – 14 Standard Test Method for Determining Forming Limit Curves 1. Scope

1.1 본 규격은 Biaxial stretch 및 Deep drawing processes의 정량적 모사를 위하여 Hemispherical deformation

punch test 및 Uniaxial tension test를 사용한 금속판재의 Forming limit curve (FLC) 제작공정에 대한 규격이다.

1.2 FLC는 금속가공 Strain을 평가하여 Press의 성능을 평가하는데 유용

1.3 대상판재의 두께는 0.5 mm (0.020 in.) ~3.3 mm (0.130 in.)

1.4 SI units가 표준으로 Inch-pound 는 부수적

1.5 안전에 대한 규정은 거론하지 않은 상태로 사용자가 고려

2. Referenced Documents 2.1 ASTM Standards A568/A568M Specification for Steel, Sheet, Carbon, Structural, and High-Strength, Low-Alloy, Hot-Rolled and Cold-

Rolled, General Requirements for E6 Terminology Relating to Methods of Mechanical Testing E8/E8M Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials E517 Test Method for Plastic Strain Ratio r for Sheet Metal E646 Test Method for Tensile Strain-Hardening Exponents (n -Values) of Metallic Sheet Materials 3. Terminology

3.1 Terminology E6는 3.2에서 거론되는 특별한 사항을 포함

3.2 정의

3.2.1 Biaxial stretching—금속판재의 성형방법으로 주어진 위치에서 모든 방향으로 Positive strains이 되게

성형하는 방법

3.2.1.1 Discussion—Fig. 1 참조

3.2.2 Deep drawing—금속판재 성형 시 하중방향의 Strain (e1)이 Positive이고 직각 방향은 Negative

3.2.2.1 Discussion—그림 1과 같이 Punching 시 금속이 움직이거나 구겨지지 않을 정도로 Flange clamping force

가 큰 경우 Deep drawing은 Drawn cylinder나 Deep drawn 부분의 Corner walls에서 발생

Wrinkling 이나 Thickening을 유발하는 Strain conditions은 Fig. 2 참조

3.2.2.2 Discussion—Square pan shape를 성형하는 경우, 감소한 Clamping force 상태의 Flange 영역으로부터

금속을 Die안으로 당겨 측면을 성형

3.2.3 Forming limit diagram (FLD)— Forming limit curve를 만들기 위한 Major (e1) 및 연관 minor (e2) strain

combinations을 Plotting 한 Graph

3.2.3.1 Discussion—Fig. 2 참조

3.2.4 Forming limit curve (FLC)—그림 3 참조. 판재 성형 시 Localized through-thickness thinning (necking) 및

추가적인 파손이 일어나지 않는 Biaxial strain levels을 나타내는 실험적인 Curve

3.2.4.1 Discussion—Fig. 3의 Curve는 Stamping press의 경우 재료의 성형한계로 Aluminum killed steel sheet의

성형성 예상 가능. Fig 3는 FLDo 40 %를 가지는 금속판재를 나타내는 Fig. 2의 윗부분과 연계

3.2.4.2 Discussion—Grid pattern에 의하여 Percent major 및 Minor strain을 성형 후 측정.

성형 전후 Gauge lengths는 Percent strain을 얻기 위하여 측정.

일반적으로 Negative (e2) strains를 위한 Curve는 (e1) strain에 관련된 Constant surface area 관계를 따르게 된다.

3.2.4.3 Discussion—가능 Major strain (e1)은 0 % ~200 % 정도이고 Minor strain (e2)는−40 % ~ +60 %

3.2.5 Limiting dome height (LDH) test—성형능력을 평가하는 시험으로 반구형 압자 사용

3.2.6 Major strain—지정장소에서 판재표면에 걸리는 가장 큰 Strain (e1)

3.2.6.1 Discussion—Major strain (e1)은 Square pattern의 Stretched line 또는 Circular grid pattern 변형의

결과인 Ellipse 주축 Line을 따라 측정

3.2.7 Minor strain—Major strain과 수직 방향에서 편재표면에 걸리는 Strain (e2)

3.2.7.1 Discussion—Minor strain (e2)은 Major strain의 900 방향 또는 타원형의 단주 방향

만일 측정용 4각 Pattern이 경사져 있다면 사용 불가.




3.2.8 Plane strain—e1이 양수일 때 Minor strain (e2)가 거의 Zero(0 to +5 %) 인 조건으로 그림 1, 2의 FLDo 로 표시

3.3 정의

3.3.1 Grid pattern—등 간격의 4각 Pattern으로 금속표면에 변형 전에 적용하면 힘이 가해지는 상태를 알 수 있다.

3.3.2 Major strain—가장 큰 Strain (e1)

3.3.2.1 Discussion—Circular grid pattern의 소성 결과 나타나는 타원의 주축이나 Square pattern의 Stretched line을

따라 측정되는 Major strain (e1)

3.3.3 Minor strain—Major strain과 수직방형의 Strain (e2)

3.3.3.1 Discussion—Circular grid pattern의 소성 결과 나타나는 타원의 짧은 축이나 Square pattern의 Stretched

line과 수직인 방형에 따라 측정되는 Minor strain (e2)

3.3.4 Plane strain, FLDo—e1이 양수일 때(인장) Minor strain (e2)가 거의 Zero(0 to +5 %) 인 조건

3.3.4.1 Discussion—Plane strain은 가장 가혹한 성형조건으로 Forming limit curve (FLC)의 가장 낮은 점.

편리성을 위하여 많은 FLCs는 0 % (e2)에서 가장 낮은 점을 보이는데 이런 급격한(e1) strain 반전은 그림에서

보듯이 나타나지 않는다.

4. 시험방법요약

4.1 Forming limit curve (FLC)를 결정하는 과정은 다음과 같은 내용을 포함

4.1.1 Hemispherical punch testing machine (LDH tester)을 사용하며 종종 Bulge tester라고 부른다.

LDH 시험에는 100 mm (4 in.) Diameter machined surface punch 사용

4.1.1.1 Universal testing machine 및 판재를 잡아주는 Sub-press를 사용하며 75 mm (3 in.), 100 mm (4 in.) 또는

그 이상 크기의 Ball punch를 사용하여 LDH test

4.1.2 충분히 Gripping 할 수 있는 길이를 가지는 다양한 폭을 가지는 Grid pattern blanks를 준비

4.1.2.1모든 시편은 Rolling 공정과 같은 방향이 주 방향이 되도록 준비

4.1.3 Hemispherical punch test 경우 Blank 및 Punch 표면을 윤활

NOTE 1—Upper curve는 Forming limit를 표시. Lower curve아래의 Strain은 Stamping press에서는 발생하지

않음 % e2 = 0 왼쪽은 일정면적임

4.1.4 Blank flanges는 완벽하게 Clamping

4.1.5 Blank의 중심부는 힘 전달에 방해 받지 않고 전 방향 완벽하게 Stretching되어야 한다.

4.1.5.1 Sheared narrow strips의 LDH 시험의 경우 Negative (e2) strains이 발생가능

4.1.6 Localized through thickness neck (localized necking)가 발생하거나 파손이 일어나면 Punch를 정지

4.1.7 시험기에서 시편을 제거하고 다른 폭을 가지는 시편을 시험

4.1.8 모든 시편의 Neck 부분 표면의 Grid pattern으로 부터 (e1), (e2) Strain을 측정기록

4.1.8.1 이 측정은 Good (no localized necking), Marginal (localized necking), Fracture areas를 포함

4.1.8.2 Good 이외의 Data 포함되었다면 그림 3에 표시하였듯이 각 측정 위치를 표시

4.1.9 Fig. 3과 같이 FLD의 측정 Strain을 Plot

4.1.10 Forming limit curve (FLC) 결정

4.1.10.1 실질적으로 Localized neck-down 또는 Through thickness fracture 시편의 경우 FLC를 위하여

Hemispherical bulge 반대쪽에서 측정

4.1.10.2 또 다른 허용 과정은 Necked, Fracture 근처의 Grid를 측정하는 방법으로. 이 과정은 그림 3의 FLC

위치에서 사용.




4.1.10.3 FLC는 판단기준에 따라 영향을 받는다. 즉 Fig. 3에서 보면 FLC 위에도 Good (no localized necking) data

points 가 있고 FLC 아래에도 Two marginal points가 있다.

4.1.10.4 FLC curve는 Good (no localized necking) data point 아래의 Strain level (e1)에서 Marginal data points가

우세한 영역을 포함하지 않는다.

FIG. 2 Forming Limit Diagram

5. Significance and Use

5.1 Forming limit curve (FLC)는 Deep drawing, Stretching, Bending시 Localized zone of thinning (localized

necking)없이 소성 가능한 Maximum (limiting) strain을 정의

5.1.1 FLCs는 Hemispherical punch biaxial stretch test 및 Tension test로부터 얻을 수 있다.

5.1.1.1 이는 미리 결정할 수 없으므로 Squares 또는Small diameter circles을 가지는 Grid pattern을 Scribing,

Photo-grid, 또는 Electro-etching 등으로 시편의 Localized necking, 또는 Fracture point에 붙여 측정.

5.1.2 Major (e1) 및 Minor (e2) 방향의 Strain은 Localized necking 또는 fracture 부분에서 Grid pattern을 사용하여

측정

5.1.2.1 다양한 폭을 가지는 Blanks를 사용하여 Minor (e2) 방향의 다양한 Strain을 측정

5.1.2.2 Major (e1) strain은 동시에 (e2) 방형으로 변함이 없거나 압축되는 표면하중에 따른 한 방형으로 당겨지는

재료의 능력에 따라 결정

5.1.2.3 인장소성 과정에서 (e2) Strains은 음으로 두께와 폭이 줄어든다.

5.1.3 이 Data들은 Forming limit diagram (FLD) 및 Forming limit curve (FLC)를 위하여 Plot

5.1.3.1 Good 과 Necked data points 사이의 경계가 불확실한 경우 FLC의 최대 Good data points를 따르는 것이

최선

5.1.4 Forming limit는 Necking 전 얻어지는 Maximum (e1) strain으로 설정

5.1.5 FLC는 판재의 소성한계를 정의

5.1.6 FLC는 재료 및 시편의 두께에 따라 변화




5.1.6.1 E646에 따라 결정되는 Strain hardening exponent (n value)는 Forming limit에 영향. 높은 n 값은 Major

strain (e1)을 증가시키고 positive (+e2) strain 조건에서 더 높은 Stretch 허용

5.1.6.2 E517로 측정되는 Plastic strain ratio, r 값은 재료의 Deep drawn에 영향.

높은 r 값은 Minor (−e2) strain을 덜 열악한 FLDo의 왼쪽영역으로 이동

5.1.6.3 두께도 FLC에 영향

5.1.6.4. 그림 3의 FLC를 결정하는데 사용하는 판재의 특성에는 n value 및 r value를 포함

5.1.7 FLC는 재료의 Strain 분석, Stamping operation의 평가, 재료선택 등에 사용

5.1.8 FLC는 소성변형 시 Strain 분포를 비교하는 Graphical basis

5.1.9 이 방법으로 얻은 FLC는 Major (e1) 대 Minor (e2) strain의 일정비례 Strain path를 따른다.

5.1.9.1 하중의 방해가 없거나 Straining의 반전이 없어도 시편이 Necking이나 파손에 따라 Strain rate가 저하될

수 있다.

5.1.9.2 FLC는 보수적인 n value, r value, 재료의 두께 예측에 사용 가능




5.1.10 복합소성 공정에서는 본 방법에서 구한 Forming limit와 불일치

5.1.11 소성변형에 대한 재료의 거동특성은 Necking을 일으키는 Strain을 포함하며 이 Strain은 FLC 위에 존재

5.1.12 FLC는 특정 시편에 대한 특성이므로 Lot의 품질보증에는 부적절

6. Apparatus

6.1 LDH tester같은 Hemispherical punch testing machine, Sub press in a universal testing machine, Hydraulic bulge

testing machine 등을 사용하여 Minor strains (e2) near 0 % 및 Major strains (e1)과 연관한 Positive strains (+e2)을

취득

NOTE 1—LDH test는 특정 금속판재에 Punch movement를 반복적으로 측정할 수 있도록 설계되어 파손이 일어날

때의 Punch height. 시편의 Clamping 문제가 LDH 값의 분산을 유발. 200 mm (8 in.)폭을 가지는 Strip을 사용하는

수정 LDH 시험으로부터의 결과로 적용가능. 파손이 시작될 때의 높이는 FLDo와 연관. 시험결과는 판재의 평가에

적용하기에는 반복성이 충분하지 않음

6.1.1 Hydraulic bulge는 성형하중으로 Liquid 또는 Soft elastic material을 적용할 수도 있다.

6.2 표면에 Grid pattern이 있는 시편을 사용하여 시험할 경우 Major (e1) strain에 대하여 Negative minor (−e2)

strain이 발생할 경우도 있다

6.2.1 (e2) Strains의 범위를 얻기 위하여 Grid pattern을 가지는 다양한 폭의 Sheared full length strip을 사용

6.3 프레스는 미끄러짐을 방지하도록 단단히 고정

6.3.1 Serrated dies가 적절하며 Interlocking ring bead를 사용한다면 성형하중에서 빨려 들어가지 않아야 한다

NOTE 2—Restriction of the pull-in of flange metal의 pull-in방지가 forming limit를 정립하기 위한 e2 및 e1

strains측정에 필수는 아니다.

6.3.2 단순히 높이만을 기록하는 LGH시험의 경우에는 Flange를 단단히 고정하는 것은 필수적임

6.4 시험기는 충분한 하중과 변위를 가져야 한다.

6.5 시험기는 Flange를 단단히 고정하고 Punch를 누를 수 있는 힘이 필요

6.6 하중 및 변위 측정은 시험에 도움

6.7 반구형 Punch를 고정된 판재의 중앙으로 Localized necking (through thickness thinning) 및 파손까지

일정속도로 압축

6.7.1 Punch는 Localized necking의 시작점이나 파손되는 점에서 정지하기 위하여 성형과정의 끝부분에서 속도를

줄이 수 있다.

6.7.2 일반적인 Punch 속도를 측정 및 기록

6.7.3 재료에 결함이 없다면 Punch끝을 통하여 벌어지지 않는다. 대신 Punch가 재료의 성형한계를 지나 눌러지게

되면 Necking 또는 Fracturing, 또는 둘 다 Ring encircling the round cap에서 일어난다.

NOTE 3—Lubrication은 시험에 도움되며 Forming limit에는 영향을 주지 않음

6.8 Punch는 직경75 mm (3 in.), 100 mm (4 in.), 200 mm (8 in.) 반구형 Cone 사용

6.8.1 100 mm (4 in.) Diameter limiting dome height (LDH) 시험장비는 Forming limit curve (FLC)를 결정하는 Narrow

strips 및 Full size (square, or round) 시편에 적합

6.8.2 75mm (3 in.) Round ball 사용

6.9 Forming punch와 Hold down dies사이의 거리는 재료가 끼이지 않도록 충분하여야 한다.

6.10 Hold down die의 Draw approach radius 실험 시 파손이 일어나지 않도록 충분하여야 한다.

6.10.1 넓은 Blank는 원주부분에서 주름이나 Edge tear가 발생하나 이는 파손으로 간주하지 않음

6.11 Punch nose 및 Hold down dies경도는 50.0 HRC ± 5.0.

7. 재료

7.1 Grid Pattern

7.1.1 시편표면에 Squares 또는 Circles pattern을 인쇄하며Fig. 4 참조. Pattern은 성형 시 지워지거나

이동하면 안 된다. A568/A568M, Appendix X4 참조




7.1.2 Square pattern 또는 Circle pattern의 크기는2.5 mm (0.100 in.) 소성 후 Fig. 1과 같이 (lo)와 (lf )의 차이 및

(wo)와 (wf)의 차이를 측정. Major strain (e1)와 Minor strain (e2) (e1)90°를 이 Gage length차이로부터 계하며

Strains은 Original gauge length에 기초를 둔 Engineering strain 또는 True strain.

7.1.3 Larger patterns 6 mm (0.25 in.) ~ 125 mm (5 in.)는 낮은 Strain levels에서 사용하나 FLC계산에는 사용하지

않음

7.1.4 Major strain (e1)이 Square pattern line과 일치하지 않는 경우는 Circles을 사용하며 이 공정은 Stamping

evaluations보다 FLC 결정과정에는 적합하지 않다. 이 Circles들은 일반적으로 2.5 mm (0.100 in.)직경을 사용하며

2.5 mm (0.100 in.)까지 떨어진 상태. Line폭이 최소일 때 원의 직경을 측정. 넓은 Lines의 경우, Enclosed area of

the etched circle로 둘렀쌓인 각 Circle에서 일관되어야 하며 직경 안에서 측정.

넓은 Line폭 및 높은 e1 Strains을 가지는 Pattern에서는 더 중요.

7.1.5 Circles대안으로 Solid dots를 사용

7.2 Grid patterns으로 squares, Circles, Dots 또는 이들의 복합체를 만들기 위하여 Electrochemical etching

equipment, Photo grid, 또는 다른 전사방법과 같이 적절한 크기와 정밀도를 가지는 Stencils을 사용

7.2.1 Grid pattern의 크기는 시작할 때와 주기적으로 검사

7.2.2 Stencil의 주름은 불가

7.2.3 시편표면의 전사 Patterns 은 불특정 위치에서 측정하여 확인

7.3 전사기법은 Appendix X1 참조

7.3.1 Photographic 및 Electrochemical etching techniques은 A568/A568M, Appendix X4 참조

7.3.2 Dark thin line을 가지는 Grid pattern이 측정하기에는 최적

7.4 Metal scribing tool을 이용한 Rectangular 및 Circle grid patterns도 사용

7.4.1 최종 측정 방향에서의 초기 Gage length를 설정하기 위하여 성형 전에 각 Circle 및 Rectangle을 측정

7.5 Grid pattern은 한쪽 또는 양쪽에 인쇄

7.5.1 가끔은 FLC가 아닌 Production formed part 연구에도 사용

7.6 Gage length로서 2.50 mm (0.100 in.) Squares 또는 Circle diameters가 선호

7.6.1 Fig. 4는 Pattern 예

7.7 Square pattern의 길이 및 모든 원 직경은 정밀도는 ±0.025 mm (0.001 in.)이내

7.7.1 Line 폭의 분산 때문에 모든 측정은 Line 안쪽 사이로 측정

7.7.1.1 High strains의 경우 Line 폭이 증가하는 경우는 더 중요

7.8 Grid pattern은 시편의 모든 관심부를 측정할 수 있도록 충분하여야 한다.

7.9 Square 또는 Open circle patterns 대신 Solid dots 이용은 전자 측정기 사용시 유리

8. Sampling

8.1 시험용 Blank는 모재의 특성과 동일하여야 한다.

8.1.1 Coil재료 에서는 Rolling 방향을 명시

NOTE 4—Forming limit curve (FLC)는 시험재료에만 적용하며 같은 재료에서도 다를 수 있는데 이는 Strain

hardening exponent (n value), Material non-homogeneity, Specimen thickness, Cold rolling, Annealing processing

method의 차이 때문

9. Sample Preparation

9.1 Forming limit curve (FLC) 설정에는 몇 개의 시편 Blank가 필요

9.1.1 예로 Fig. 3의 64 data points 는 서로 다른 폭을 가지는 32개의 시편에서 얻은 것이다.

9.1.2 다른 (e2) Strains을 얻기 위해서는 다양한 폭의 시편을 사용

9.2 단단히 고정하기 위하여 Blanks는 Major strain 방향으로 충분히 길어야 한다.

9.2.1 재료시험기에서 인장 Strain을 가할 때는 Standard reduced-section 50 mm (2 in.) sheet specimens이나

다양한 폭을 가지는 Sheared parallel strips을 사용

9.2.2 Hemispherical punch tests에서 Blanks는 과도한 pull-in이 일어나지 않도록 고정할 정도로 길어야 한다.

9.2.2.1 이는 FLC 시험에서는 필수가 아니지만 Limiting dome height (LDH) test에서는 필수

9.2.3 Hemispherical punch diameter가 100 mm (4 in.)인 시험 및 Tension test specimen의 경우 대략180 ~225 mm

(7 to 9 in.) 길이

9.3 Minor strain (e2) 값에 따라 시편 폭은 다르다.

9.3.1 충분한 결과를 위해서는 2~3 set의 시편이 필요

9.3.2 사각 Strips은 다양한 폭으로 절단하는데 일반적으로 12 mm (0.50 in.) ~ 180 or 200 mm (7 to 8 in.)폭

영역에 12 mm (0.50 in.) 또는 25 mm (1 in.) 간격으로 준비




9.4 시험 Blanks는 방향에 따라 준비

9.5 폭 절단은 주로 Shearing 방법을 사용하며 Blade clearance는 시편 두께의 약 10 %로 Double shear 및 Edge

burr를 최소화 하여 안전성을 확보

9.5.1 적절한 양의 Shear burr는 시험결과에 영향이 없다.

9.5.2 좁은 시편의 Curling 방지를 위하여 Upper shear blade의 Rake angle은 3° 보다 작아야 한다.

9.6 Specimen blanks의 모서리는 과도한 Edge burr 제거를 위해 Polishing을 할 수도 있다.

9.7 모서리는 길이 방향으로1 %이내의 평행도를 유지

10. 교정

10.1 Forming limit curves시험에서는 하중 측정이 필요 없다

10.2 (e1), (e2) strain 측정오차는 ± 2.5 % Strain 이내

10.3 측정장비는 아래의 5가지 중 하나 또는 동등한 정밀도를 가지는 방법을 사용

10.3.1 10× 배 공구현미경과 Calibrated scale.

10.3.1.1 현미경상에 수직으로 측정면을 설치

10.3.2 0.25 mm (0.01 in.)눈금의 Steel scale. Line폭의 중심에서 중심까지를 측정

10.3.3 Calibrated scale이 붙은 확대경

10.3.4 Tapered wedge scale on clear plastic (Mylar)

10.3.5 Camera 및 Computer imaging용 Circle grid analyzer

10.4 2.5 mm (0.100 in.) Initial gauge length 밖에서 Hemispherical punch에 의하여 성형되는 시편의 Curvature는

중요하지 않음

11. Conditioning of Specimens

11.1 Forming limit curve (FLC)는 시편에 한하며 재료공정이 변하면 따라서 변한다.

11.2 필히 시편의 이력을 알아야 한다.

11.3 Grid pattern을 세척한 시편의 표면에 전사

12. Procedure

12.1 Test blanks세척 후 Hemispherical punch와 Specimen’s surface 사이에 적절한 윤활

NOTE 5—윤활은 Neck 전 Stretch를 증가시키며 Mineral oil plus a polyethelene sheet, Graphite drawing

compounds가 적절하다. Kerosene은 표면을 세척하므로 미끄러짐을 방해. 윤활은 e1 및 e2 Strains을 변화시키나

FLC에는 무 영향. Data points는 e2 Strain의 변화에 따라 curve를 따라 이동하여 FLD의 Stretch region에서는 More

positive, draw region에서는 More negative.

12.2 시험 전 Punch잔여물은 제거

NOTE 6—윤활이 없는 경우 Cold welding 발생. Heat, Pressure, Coatings 등은 Metal pick-up을 유발

12.3 파손이 일어날 때 멈출 수 있는 정도의 Punch 속도가 적절

12.3.1 Forming force는 연속적으로 증가하여야 하며 방해 받아서는 안 된다.

12.3.2 FLC의 경우 단속적인 부하는 제한

12.4 Punch의 중심에 Blank를 장착하며 특히 좁은 Strip은 전 Hemispherical punch에서 소성되게 설치하며

만일 Grid pattern이 한 면만 있는 경우에는 뒷면을 Punching

12.4.1 하중을 불연속 없이 줄 수 있는 어떤 기기도 사용 가능

13. 결과 및 계산

13.1 측정할 Gage length 선택

13.1.1 각 Gage위치에서 측정할 필요 없음. Dot pattern의 경우 모든 곳에서 Circle grid analyzer를 이용하여

측정가능하나 매우 시간이 많이 걸린다.

13.1.2 변형된 원은 주축의 경우 넓은 Line을 가지는 타원으로 보이며 이 경우 Line 안쪽 사이의 거리를 측정

13.1.3 모든 측정하는 Gauge lengths는 Neck 가 시작되는 부분이나 파괴되는 부분에서 적어도 2~3개 타원

이내에서 Punch nose의 Radial 방향에서 측정

13.1.4 파손이 일어나면 Hemisphere pole의 한쪽에서 일어나며 Localized necking 에서의 Strain 측정은

반대쪽에서

13.2 Individual deformed grid areas의 Visual rating은 각 Good (no localized necking), Marginal (contains localized

necking)에 대하여 다음과 같이 정의

13.2.1 Good (also referred to as no localized necking, pass, or acceptable, on production parts)— Deformed grid lies이

완전히 시편의 Necking 영역 밖에 존재

13.2.2 Marginal (localized necking, 또는 borderline으로 표시)—Deformed grid lies이 Localized thinning 또는

시편표면의 Trough에 존재

13.2.2.1 circle grid patterns의 경우 타원이 Nonuniform strain을 나타내는 Tear-drop shaped에서는 측정을 하지




않으며 더 작은 직경의 Grid로 수정

13.2.3 Fractured (also called fail)—시편이 Grid의 Gauge length가 분리되는 경우로 Forming limit 밖에 존재.

각 조각은 정보목적으로만 측정

13.3 Strain 측정

13.3.1 선택한 Deformed grids의 Major (e1) 및 Minor (e2) strains을 ±2.5 %이내로 측정.

2.5 mm (0.100 in.) Initial gauge length경우 ±0.075 mm (0.0025 in.)

13.3.2 Square pattern의 경우 Grid가 경사져 평행사변형이 되면 Strain 측정으로 사용하지 않음

13.3.3 Circle grid의 3가지 변형유형은 Fig. 1으로 Draw, Plane strain 및 Biaxial stretch를 표시

13.3.4 Major strain (e1) 은 Major deformation direction방향에서 Minor strain (e2)는 Major strain 방향과 90°에서

측정하며 계산식은 아래와 같다.

14. Forming Limit Curve (FLC)

14.1 Fig. 3와 같이 FLD에 선택한 grid의 (e1) 및 (e2) Strains을 Plot

14.2 Fractured grid 영역은 측정하지 않음.

각 Data는 good (no localized necking) 또는 Marginal (localized necking)로 표시

14.3 Good (no localized necking) data points위로 Smooth curve를 그린다.

14.3.1 만일 일부 Good (no localized necking) data points가 Marginal (localized necking) points와 섞여 있다면

추가적인 Strain 측정 시 FLD 영역에서 Good data points가 우월하지 안으면 이Marginal points 아래로 선을

그린다.

NOTE 7—Major (e1) strains영역은 0 % ~ 200 %이상. Minor (e2) strains 는 −40 % ~ +60 %이상.

14.4 일부 재료에서는 FLD의 영역이 축소. 만일 Major strain (e1)의 Lower limit가 0 %로 보이지 않으면 기록

15. Report

15.1 Forming limit curve (FLC) report 는 아래 사항 포함

15.1.1 만일 FLD에서 0 % (e1)이 다르면 Major strain axis의 Lower limit를 가지는 Forming limit diagram을 기록

FLD의 점진적인 Scale은 Percent strain이며 초기 Gauge length로부터 계산. FLD percentage 증가분은 Major strain

(e1) 과 Minor strain (e2)에서 동일하게 구성.

편리성을 위하여 Forming limit curve (FLC)는 Forming limit diagram (FLD)의 축소된 영역에서 plot하며

예로 +20 % ~ +80 % major (e1) strains 및–20 %~ +30 % minor (e2) strain.

만일 FLD의 가장 낮은 (e1) strain 증가분이 0 % e1이 아니면 그 값을 기록

15.1.2 Forming limit diagram (FLD) 및 Forming limit curve (FLC)

15.1.3 표준이 아닌 경우 재료의 명칭 및 공정

15.1.4 재료두께

15.1.5 Coil생산방향에 대한 Blank의 장 방형

15.1.6 상온이 아닌 경우 온도

15.1.7 Hemispherical punch의 직경

15.1.8 Punch speed (final slow down은 제함)

15.1.9 윤활방법

15.1.10 Blank sizes, Length 및 Widths

15.1.11 시편 수량: 예로 Single, Duplicate, Triplicate.

15.1.12 사용한 Grid의 Gauge length(s)

15.1.13 Grid pattern의 측정법

15.2 FLDo value 포함




16. Precision and Bias

16.1 Systematic bias 없음

16.2 Calibrated scales을 사용하여 충분히 확대된 Grid patterns을 측정하는 경우 초기 e1 및 e2 Gage length가

25mm인 경우 ±0.5 % (0.012 mm or 0.0005 in.)까지 측정

16.3 forming limit curve (FLC)는 ±5 % 이내의 재현성.

17. Keywords 17.1 circle grid; forming limit curve (FLC); forming limit diagram (FLD); limiting dome height (LDH); major strain; minor strain; strain analysis APPENDIXES (Nonmandatory Information) X1. TECHNIQUES FOR APPLYING GRID PATTERNS INTRODUCTION

Grid pattern을 만드는 여러 방법을 소개. Grid pattern은 Squares, Circles, Dots 또는 이들의 조합을 사용

X1.1 Punch Marks—A가장 간단한 방법으로 Major (e1) strain용 두 개 90도 방향으로 Minor (e2) strain용 1개 Punch

mark 사용. 단 흠집으로 인한 문제가 발생되므로 소성 변형이 큰 재료에만 사용

X1.2 Scribed Square—Scribed lines의 Square pattern사용

X1.3 Scribed Circles—같은 방법으로 Circle 사용 일반적으로 5% 이내의 경우 125 mm (5 in.) Diameter사용하며

FLC 경우 2.5mm circle 사용

X1.4 Photogrid—Photographic print pattern을 사용 A568/A568M, Appendix X4 참조. Strain이 큰 경우 떨어질 우려

X1.5 Silk Screen—Silk screen 공정을 사용.

초기 Circle grid에 매우 많이 사용하며 문제는 분해능이 낮은 단점으로 25mm 이하에서는 사용이 어려움

X1.6 Electrochemical Etching—Silk screen 방법의 보완책으로 개발. Stencils이 일반적

X1.6.1 Logos 및 Information print에 처음 적용

X1.6.1.1 숙련자가 필요

X1.6.2 Special transformers 및 Etching solutions이 필요하며 초기에는 Weight 및 Pressure pads사용하였으며

오늘날에는 Rollers와 Pads 사용

X1.6.3 정류기는 115 volt, 60 Hz, AC power input, 10 amps,0 ~ 26 volts 사용

X1.6.4 Stencil에 Etching solution을 도포한 후 시편에 놓고 부식

X1.6.5.1 부식이 적으면 부식액을 증가 너무 검고 넓으면 전압조절.

X1.6.5.2 부식액 처리 조심

X1.6.6 사용 전 충분히 Pattern 건조

X1.6.7 재질에 따른 다양한 용약을 사용

X1.6.7.1 재료 및 Pattern의 색상에 따라 AC 또는 DC current 선택

X1.6.8 부식액은 추 후 중화제로 세척

X1.6.9 세척 후 윤활제 도포

X1.6.10 시험 전 Gauge length 측정

X2. SAMPLE FORMING LIMIT DIAGRAMS FOR ALUMINUM KILLED DRAWING QUALITY STEEL, ALUMINUM TYPE 3003-0, AND BRASS ALLOY C260 SHEET PRODUCTS INTRODUCTION

3개의 Forming limit curves (FLC) 예

X2.1 Aluminum killed cold rolled steel sheet

X2.1.1 minimum point 는 +5 % e2, FLDo 49 % e1.

X2.2 3003-0 Aluminum sheet

X2.2.1 minimum point 는 +5 % e2 FLDo 40 % e1.

X2.3 260 brass sheet

X2.3.1 minimum point 는 0 및 +5 % e2 FLDo 46 % e1.








