[실험과목 올A+인증] 기계공학실험1 - Torsion Test

소개글

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목차

1. 서론
1.1 실험목적
1.2 실험이론

2. 본론
2.1 실험장비
2.2 실험방법
2.3 실험 시 유의사항

3. 결론
3.1 실험결과 Data
3.2 전단응력-변형률(Strain-Stress)그래프
3.3 전단율(Shear Modulus) 결정
3.4 항복강도 결정
3.5 잔류응력 구간 결정

4. 고찰 및 참고문헌
4.1 고찰
4.2 참고문헌

본문내용

1. 실험목적

● Torsion testing machine을 이용하여 재료의 전단력과 재료의 성질을 이해하며 다양한 재료들이 응력을 받았을 때 어떻게 거동하는지 이해한다.
● 실험 결과값을 Data로 정리하고 이를 바탕으로 S-S Curve를 그려본다.
● 위 실험을 통하여 토크(Torque)와 비틀림(Torsion)을 계측하여 금속의 항복강도(Yield Strength)와 강성률(Modulus of rigidity 또는 전단률(Share modulus)을 구한다.
● 이때 Shear Modulu와 아 항복강도 등을 구하는 방법에 대해 생각해보고 정리한다.
● 바우싱거 효과에 대해 이해하고 실험값이 적용되는지 확인한다.
● 0.2% Offset의 의미를 확인한다.
● 마지막으로 Shear Modulus값을 이론값과 비교해본다.

2. 실험결과의 개요

이번 실험은 이론값이 존재하는 시편에 대해 Torsion을 가하고 결과값을 비교하는 실험이었다. 실험방법으로는 기존의 시편을 시계방향으로 80, 반시계방향으로 80, 또 다시 시계방향으로 80비틀림을 주었다. 이를 통해 데이터를 얻을 수 있었다.
Shear Modulus의 이론값 비교도 중요하지만 이번 실험의 주 목적은 데이터의 비교분석이었다. 실험을 통해 얻은 자료를 깔끔하게 비교하고 정리하는 것이 중요하였다. 대부분의 사람들이 알고 있듯이 철사를 구부렸다 폈다 하면 끊어지게 된다. 이때 사용한 힘이 철사를 한 번에 부러뜨릴 수 있는 힘이 아니라고 해도 가능하게 된다. 이는 바우싱거 효과로 설명할 수 있고 이번 실험에서는 이를 확인했다.
데이터를 정리하는 과정에서 시간에 따른 Torque그래프를 Shear Stress-Strain으로 나타내게 된다. 이때의 기울기는 Shear modulus가 되고 저자는 0.2% Offset 방법을 통해서 얻었다. 마지막으로 이론값을 비교하고 경향을 확인하자 실험을 진행할 때마다 항복강도가 낮아짐을 알 수 있었다.

참고 자료

기계공학실험1 교안 – Torsion Test
고체역학 2 Edition / Timothy A. Philpor저자/ 최덕기 번역 / Young 출판사 / p159~191
공업재료가공학 / Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid / PERSON출판사 / p53~57