본문내용
1. 서론
벤딩(bending) 실험은 재료의 변형 저항이나 파단 강도를 측정하여 연성(ductility) 또는 강도(strength)를 평가하는 중요한 실험이다. 이 실험을 통해 재료의 이방성(anisotropy)을 확인할 수 있다.
벤딩 실험에서는 재료에 굽힘 모멘트가 작용할 때 발생하는 변형을 측정하여 응력-변형률 선도와 하중-변위 선도를 작성할 수 있다. 또한 이론값과의 비교를 통해 실험 결과의 타당성을 검증할 수 있다. 더불어 시편의 grain 방향에 따른 균열 발생 원인을 분석할 수 있다.
이 실험은 재료의 이방성을 이해하고 굽힘과 관련된 다양한 특성을 파악하는 데 도움이 될 것이다. 특히 부품 제작 시 고려해야 할 요인들, 예를 들어 굽힘 허용부(bend allowance), 스프링백(spring back), 잔류응력(residual stress) 등에 대해 학습할 수 있다. 이를 바탕으로 실제 설계 시 더욱 정확한 계산과 적절한 보정이 가능할 것이다.
2. 시험 방법
대학생인 나는 주어진 지침에 따라 레포트를 작성한다.
먼저, 알루미늄 판재 시편의 길이, 폭, 두께를 버니어 캘리퍼로 측정한다. 가운데 부분에 올 수 있도록 옆면에도 중앙과 지간 거리에 표시를 해둔다.
다음으로, 시편을 만능시험기 위에 놓는다. 시편을 놓는 지지점 2개를 표시한 곳으로 둔다. 하중을 주는 지점에 시편에 맞추고 만능시험기와 연결된 컴퓨터에서 MC_Tester 프로그램을 통해 시편에서 측정한 값과 설정할 값을 입력한 뒤 영점을 맞춰준다.
실험은 Grain의 결 방향이 Transverse와 Longitudinal 방향인 2가지 시편을 사용하여 진행한다. 실험 조건으로는 총 길이 200mm, 두께 8mm, 폭 50.1mm, 지간거리 125mm, 제한 하중 980kgf, 최대 변위 55mm, Step Control은 변위로 설정한다.
3. 시험 결과
3.1. Displacement-Load 선도
변위-하중 선도
Displacement-Load 선도는 보의 3점 굽힘 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 이 선도는 보의 중앙부에서 측정한 변위와 작용하는 하중 사이의 관계를 보여준다. 변위-하중 선도를 통해 보의 변형 특성을 분석할 수 있다.
전체적으로 변위-하중 선도는 선형의 형태를 보이며, 이는 보가 탄성 영역 내에서 거동하고 있음을 나타낸다. 보의 중앙부에서 측정된 최대 변위는 횡방향(Transverse) 시편의 경우 2.508mm, 종방향(Longitudinal) 시편의 경우 2.410mm이다. 이를 통해 횡방향 시편이 종방향 시편보다 더 큰 변위를 보인다는 것을 알 수 있다. 이는 시편의 grain 방향에 따른 이방성 특성의 차이에 기인한다고 볼 수 있다.
최대 하중은 횡방향 시편의 경우 926.6k...
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