아주대 기계설계 분야별 실험4

소개글

2013년 기준 A+받은 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 고찰
6. 참고 자료

본문내용

초음파 가속 피로 실험기를 이용하여 주어진 시편(알루미늄 A356)을 가지고, 각 응력값에 따른 파단이 일어날 때 까지의 Cycle을 알아보고, 이를 이용해 기계설계 시간에 배운 S-N커브를 그려본다. 또한 원재료 상태의 시편과, 주조과정을 거친 시편, 주조 후 열처리 공정까지 끝낸 시편의 S-N커브를 비교해 보고, 후처리 과정을 거친 후 내구한도가 증가하였는지 알아본다.

2. 실험 이론
◎일반 피로시험
피로 실험은 재료의 피로에 대한 저항력을 시험하는 과정이다. 피로의 경우 한 재료가 반복되는 응력을 받아, 반복적인 소성변형이 일어나는 과정으로, 반복적인 소성항복으로 인해 피로파괴가 일어난다. 피로파괴의 경우 작은 영역에서 국한된 소성항복이 원인이고, 피로파괴를 예방하기 위해 피로시험을 시행한다. 대부분의 피로시험은 축적된 실험적 데이터에 의존하고, 이를 측정하기 위해 외력의 종류에 따라 반복인장 압축시험, 반복굽힘 시험, 반복 비틀림 시험, 반복충격 시험 등으로 나누어 시험한다. 그 중 일반적인 피로실험으로 표준화된 R.R Moore 피로시험이 있는데, 방식은 다음과 같다.

- R.R Moore 피로시험기
4개의 베어링이 대칭적으로 위치해 시험편의 중간부분은 일단 전단력이 없이 단순 굽힙하중을 받는다. 또한 모든점의 응력은 축이 회전함에 따라 인장,압축,인장 싸이클을 거치게되고, 가공된 시험편에 추의 무게를 이용해 원하는 응력에 따른 파손이 일어나는 특정 사이클 수를 구해 S-N Curve를 그릴 수 있는 방식이다. 이 경우 회전축의 회전속도는 대게 1750rpm정도 되고, 장점으로는 구조가 간단하고, 하중의 조정이 편리한 장점이 있으나, 단점으로 시험편이 정확히 제작되지 않거나, 시험편의 진동으로 인해 과도한 굽힘모멘트가 걸려 비적절한 시험결과가 나올 수 있다.

참고 자료

기계요소설계 3판, Robert C. Juvinall/Kurt M. Marshek ,사이텍미디어, 2002
신편 기계공작법, 기계공작법 교재편찬위원회, 북스힐
논문 ‘초음파 가속피로시험 적용 사례 및 연구동향’ 조인식 외3명, 2012.4
논문 ‘초음파 피로시험 방법 및 응용 사례 : 초음파 피로시험법을 ㅇ용한 AI6061T6합금의 기가사이클 피로특성평가’ 조인식 외 4명
압전에너지센터(energyblock.co.kr)