東瑞士應用科技大學:在 -80°C 至 +250°C 溫度範圍內進行流動曲線的非接觸式量測
個案探討
- 客戶:OST – 東瑞士應用科技大學 Buchs SG 校區
- 地點:瑞士布克斯(Buchs)
- 產業:研究機構及學術機構
- 主題:金屬材料在低溫下的拉伸試驗
實務導向研究與工業材料分析
位於Buchs SG 校區的 OST – 東瑞士應用科技大學(Eastern Switzerland University of Applied Sciences),結合了教學、研究與產學合作。除了培育學生及實習技術人才外,該大學還透過量測服務及應用導向研究專案,為來自瑞士與列支敦斯登的企業提供技術支援。
在機械零組件分析領域,東瑞士應用科技大學提供從模擬分析到材料特性表徵(Material Characterization)的一站式服務。除了傳統的零組件設計之外,其研究重點特別著重於利用有限元素分析(Finite Element Simulation, FEM),真實地模擬金屬成形製程。
其目標是準確掌握材料行為,並將其可靠地反映於數值模型中。
模擬分析所需的與溫度相關之材料數據
成形製程的有限元素模擬(Finite Element Method, FEM)需要詳細且具溫度依賴性的材料特性資料,而這些資訊通常超出一般材料檢驗證書所提供的標準數據範圍。這些資料包括:完整的流動曲線(Flow Curves)、用於描述薄板材料各向異性行為的 r 值、極端溫度條件下的失效準則。
在 Buchs SG 校區,研究人員針對金屬材料進行 −80°C 至 +250°C 範圍內的測試。其測試基礎為符合 ISO 6892-3 標準的低溫拉伸試驗。測試採用 AllroundLine Z100 萬能材料試驗機 搭配 溫箱 進行。利用 影像延伸計 進行非接觸式應變量測,在低溫測試環境中特別具有顯著優勢。可透過 數位影像相關技術(2D DIC) ,將試樣表面的應變分佈狀況視覺化呈現。同時,在量測過程中,溫控箱可保持關閉狀態,進而減少測試區域結霜現象,以降低夾具與試樣表面的結冰風險並維持穩定的測試環境。這提升了量測穩定性並提高測試結果的重現性與可靠性。
透過上述測試取得的材料特性數據,可作為建立高可靠度 FEM 模型的重要基礎,使模擬結果更精確地反映實際金屬成形製程中的材料行為。