(기계공학실험) 아크릴 시편을 통한 파괴인성 실험

목차

Ⅰ. ABSTRACT
Ⅱ. INTRODUCTION
Ⅲ. METHODS
Ⅳ. RESULTS
Ⅴ. DISCUSSION
Ⅵ. REFERENCES

본문내용

ABSTRACT
이번 실험은 시편을 Type1 방향으로 인장시켜 시편이 파괴되는 현상에서 파괴 인성(KIC)의 직접 구해보고 확인해보는 실험이다. 실험을 통한 데이터를 적절한 구간까지 그래프화 시킨 모습이 Figure 6이다. 이로부터 하중이 증가하는 부분에서 선형적으로 증가하다가 파괴가 일어나는 때에 급격히 하중이 감소하는 모습을 보인다. 이를 통해 요구조건 식 4개를 만족하는 데이터를 얻게 되었다. a/w=0.48로 조건1을 만족하였고, KQ의 값은 조건식을 통해 1996451.73의 값을 얻었으며, 의 값은 0.001922으로 B, a의 값보다 작은 값으로 조건3을 만족하였다. 마지막으로 Pmax=PQ를 이용하므로, Pmax < 1.1Pmax으로 조건4를 만족한 결과를 얻었다.

<중 략>

물체가 외부로부터 힘을 받으면 내부에는 저항하는 응력(stress)이 발생하고, 대부분의 경우 이 응력은 3차원적 성분들로 구성되어 있다. 3차원에서는 세 축 방향으로의 수직응력(normal stress) 성분들과 두 축 사이의 전단응력(shear stress) 성분들이 존재한다. 하지만 특수한 물체형상과 외부 하중조건에서는 응력이 2차원으로 한정된다. 2차원에서는 직교하는 세 방향 중에서 한 방향으로는 수직응력과 전단응력 성분들이 거의 발생하지 않음을 의미한다.
가장 대표적인 경우가 윗면과 아랫면에 하중을 받는 평판이다. 이 경우 평판의 두께 방향으로의 수직응력과 전단응력은 나머지 응력성분들에 비해 거의 무시할 수 있을 정도의 크기이다. 그 결과 평판과 평행한 면 상에서의 응력성분만 남게 된다. 따라서 두 개의 수직응력과 두 축 사이의 하나의 전단응력만을 고려하게 된다. 평면응력 상태에서는 수직방향으로의 응력은 발생하지 않지만 이 방향으로의 수직 변형률은 존재한다. 평면응력 상태는 평면 변형률 상태(plane strain state)와 축 대칭 모델과 더불어 유한요소 해석(finite element analysis)을 효과적으로 수행할 수 있게 한다.

참고 자료

Fracture Mechanics Fundamentals and applications 3/E, T.L. Anderson, CRC Press
Mechanics of materials 7/E, James M.Gere, CENGAGE
공업재료가공학 5/E, Serope Kalpakjian, 김낙수 공역, Pearson
ASTM E399-90, Standard Test Method for Plane-Strain Fracture Toughness of Metallic.
ASTM E1820-99a, Standard Test Method for Measurement of Fracture Toughness.